Calculadora de número Mach

El número Mach es una razón adimensional que compara la velocidad de un objeto con la velocidad local del sonido. Mach 1 significa que el objeto se mueve exactamente a la velocidad acústica local; Mach 2, al doble; y Mach 0.5, a la mitad. Es un concepto central en aerodinámica porque las perturbaciones de presión se comportan de otra manera cuando un cuerpo se aproxima a la velocidad del sonido y la supera. Se usa habitualmente para aviones, cohetes, proyectiles, túneles de viento y flujos de gas de alta velocidad. La velocidad del sonido no es una constante universal. En un gas ideal depende principalmente de la temperatura absoluta y se calcula como la raíz cuadrada del producto de gamma, la constante específica del gas y la temperatura en kelvin. Esta calculadora usa los valores del aire seco gamma = 1.4 y R = 287.05 julios por kilogramo-kelvin. Convierte la temperatura Celsius introducida a kelvin, calcula la velocidad acústica local y divide la velocidad del objeto en metros por segundo entre ese valor. A unos 20 grados Celsius cerca del nivel del mar, el sonido viaja a unos 343 metros por segundo. En aire frío, la velocidad del sonido es menor, por lo que la misma velocidad del objeto da un Mach mayor. En aire cálido sucede lo contrario. La altitud influye en Mach principalmente a través de la temperatura atmosférica; cuando se conoce la temperatura, los cambios de presión y densidad se cancelan en la expresión de velocidad acústica del gas ideal. Los regímenes de flujo ofrecen clasificaciones generales útiles. Por debajo de Mach 0.8, el flujo suele llamarse subsónico. La región transónica, aproximadamente de Mach 0.8 a 1.2, puede presentar flujo subsónico y supersónico en distintas zonas del vehículo. El flujo supersónico abarca aproximadamente de Mach 1.2 a Mach 5, donde dominan las ondas de choque y la compresibilidad. A partir de Mach 5 se suele hablar de flujo hipersónico, con efectos adicionales de alta temperatura. Esta calculadora es adecuada para educación, estimaciones preliminares de aviación, planificación de túneles de viento y comparación de velocidades a distintas temperaturas. Supone aire seco e ideal con una relación de capacidades caloríficas constante. La humedad, la composición del gas, las temperaturas extremas y los gradientes atmosféricos reales pueden modificar la velocidad acústica. Para operaciones de vuelo, usa datos atmosféricos y de aeronave certificados. Mach por sí solo tampoco determina las cargas aerodinámicas: también importan la presión dinámica, la altitud, la geometría, el ángulo de ataque y el número de Reynolds.