馬赫數計算器

馬赫數是物體速度與當地音速之比，沒有因次。馬赫數為 1 表示物體速度恰好等於當地音速，馬赫數為 2 表示兩倍音速，馬赫數為 0.5 表示一半音速。這個概念是空氣動力學的核心，因為物體接近並超過音速時，壓力擾動的傳播特性會改變。飛機、火箭、彈丸、風洞及高速氣流通常都以馬赫數描述。 音速不是固定不變的通用速度。在理想氣體中，它主要取決於絕對溫度，計算方式為比熱比、比氣體常數及克耳文溫度三者乘積的平方根。本計算器採用乾燥空氣參數 gamma = 1.4、R = 287.05 焦耳每公斤克耳文。它將輸入的攝氏溫度換算為克耳文，求出當地音速，再將以公尺每秒表示的物體速度除以此值。 在海平面附近、約 20 攝氏度時，音速約為每秒 343 公尺。冷空氣中的音速較低，因此相同物體速度對應較高的馬赫數。暖空氣中的音速較高，因此對應較低的馬赫數。高度主要透過大氣溫度影響馬赫數；已知溫度時，壓力與密度在理想氣體音速表示式中的影響會相互抵消。 流動狀態提供實用的概括分類。低於馬赫數 0.8 的速度通常稱為次音速。約馬赫數 0.8 至 1.2 的跨音速區域內，飛行器不同部位周圍可能同時存在次音速與超音速流動。超音速範圍約為馬赫數 1.2 至 5，震波及可壓縮性效應顯著。馬赫數達到或超過 5 時通常稱為極音速，並伴隨額外的高溫效應。 本計算器適用於教學、初步航空估算、風洞規劃，以及不同氣溫下的速度比較。它假設空氣為乾燥理想氣體，且比熱比固定。濕度、氣體組成、極端溫度及真實大氣梯度都可能改變音速。實際飛航作業應使用經認證的大氣及飛機資料。單靠馬赫數也無法決定氣動負載，動壓、高度、幾何形狀、攻角與雷諾數仍很重要。