环保工程师基础知识辅导：音速的计算
在平流层下部，气温不随高度而变，音速也不变，为295.2米/秒。空气流动的规律和飞机的空气动力特性，在飞行速度小于音速和大于
音速的情况下，具有质的差别，所以，研究航空器在大气中的运动，
音速是一个非常重要的基准值。
音速不是一个固定的值。在干燥空气中，音速的经验公式是：
音速u=331.3+（0.606c）m/s（c=摄氏气温）
常温下（15℃），音速为u=331.3+（0.606x15）= 340.4m/s，这
就是为什么都说音速是340m/s（1225km/h）的缘故。潮湿空气的音速
略有增加，但是幅度不到0.5%，绝大部分场合能够忽略不计。对于华
氏气温，能够用公式换算：F=9C/5+32（C=摄氏气温）。
国际标准大气ISA规定：在对流层中（0~11000m），海平面的气
温为15℃，气压101325Pa，空气密度1.226kg/m3；海拔每升高1000m，气温下降6.5℃。
利用上面的公式计算不同海拔的气温，再综合前面的音速经验公式，就能够推算不同海拔的音速了。
在11000~20000m的高空（属平流层，气温基本没有变化，所以又
叫“同温层”），温度下降到零下57℃（15-11x6.5= -56.5℃），这
里的音速是u= 331.3+[0.606x（-57）]= 296.7m/s（约1068km/h）。
喷气式飞机都喜欢在1万米左右的高空巡航，因为这里是平流层的底部，能够避开对流层因对流活动而产生的气流。在11000~20000m的同
温层内，音速的标准值是1062km/h，而且基本稳定。
喷气式飞机都用马赫数Ma来表示速度，而不用对地速度。这是因
为物体在空气中飞行时，前端会压缩空气形成波动，这个波动是以音
速传播的（因为声波也是波动的一种）。如果物体的飞行速度超过音
速，那么这些波动无法从前端传播，而在物体前端堆积，压力增大，最终形成激波。激波是超音速飞行的主要阻力源。
物体飞行速度一旦超过音速，必然产生激波。激波会极大地增加飞行阻力，影响到整个飞行状态以及燃料的消耗。在不同的空气环境中，即使飞行器的Ma数相同，但他们的对地速度是不相等的；不过，他们受到的阻力却大致相当。所以，飞行器都是用当地的音速，来衡量当前速度的。
