Калькулятор числа Маха

Число Маха — безразмерное отношение скорости объекта к местной скорости звука. Мах 1 означает движение точно со скоростью звука, Мах 2 — вдвое быстрее, а Мах 0.5 — вдвое медленнее. Это основное понятие аэродинамики, поскольку при приближении к скорости звука и её превышении поведение возмущений давления меняется. Числом Маха часто описывают самолёты, ракеты, снаряды, аэродинамические трубы и высокоскоростные газовые потоки. Скорость звука не является универсальной постоянной. В идеальном газе она зависит прежде всего от абсолютной температуры и вычисляется как квадратный корень из произведения показателя адиабаты, удельной газовой постоянной и температуры в кельвинах. Калькулятор использует параметры сухого воздуха gamma = 1.4 и R = 287.05 джоуля на килограмм-кельвин. Он переводит введённую температуру Цельсия в кельвины, вычисляет местную скорость звука и делит на неё скорость объекта в метрах в секунду. При температуре около 20 градусов Цельсия у уровня моря звук распространяется примерно со скоростью 343 метра в секунду. В холодном воздухе скорость звука ниже, поэтому одна и та же скорость объекта даёт большее число Маха. В тёплом воздухе скорость звука выше, а число Маха ниже. Высота влияет на число Маха главным образом через температуру атмосферы. Когда температура известна, изменения давления и плотности взаимно сокращаются в формуле скорости звука для идеального газа. Режимы течения дают полезную общую классификацию. Скорости ниже Маха 0.8 обычно называют дозвуковыми. В трансзвуковой области примерно от Маха 0.8 до 1.2 у разных частей аппарата могут одновременно существовать дозвуковые и сверхзвуковые потоки. Сверхзвуковой режим простирается примерно от Маха 1.2 до Маха 5, где преобладают ударные волны и эффекты сжимаемости. Скорости от Маха 5 обычно называют гиперзвуковыми; при них возникают дополнительные высокотемпературные эффекты. Калькулятор подходит для обучения, предварительных авиационных оценок, планирования испытаний в аэродинамической трубе и сравнения скоростей при разных температурах. Предполагается сухой идеальный воздух с постоянным отношением теплоёмкостей. Влажность, состав газа, экстремальные температуры и реальные атмосферные градиенты могут менять скорость звука. Для полётов используйте сертифицированные атмосферные данные и данные воздушного судна. Одно число Маха также не определяет аэродинамические нагрузки: важны динамическое давление, высота, геометрия, угол атаки и число Рейнольдса.