Что такое число Маха и почему его используют в авиации?
Слышу «число Маха 2», «сверхзвук». Что это вообще за число и почему скорость самолёта меряют не только в км/ч? Что значит Мах 1?
2 ответа
Число Маха (M) — это отношение скорости тела к скорости звука в той же среде.
Формула: M = v / a, где v — скорость самолёта, a — местная скорость звука.
- M = 1 — летим точно со скоростью звука.
- M < 1 — дозвук.
- M > 1 — сверхзвук.
- M > 5 — гиперзвук.
Почему меряют в Махах, а не только в км/ч? Потому что скорость звука зависит от температуры воздуха, а значит — от высоты. У земли скорость звука около 1235 км/ч, а на высоте 11 км (холоднее) — около 1060 км/ч. Один и тот же самолёт на 1100 км/ч у земли ещё дозвуковой, а высоко уже сверхзвуковой.
Для аэродинамики важна именно близость к скорости звука, а не абсолютные км/ч: возле M = 1 резко меняется поведение воздуха (появляются ударные волны, скачки давления, рост сопротивления). Поэтому конструкторам удобнее число Маха.
Частая ошибка: считать Мах фиксированной скоростью в км/ч. Нет — Мах 1 у земли и на высоте это разные км/ч.
Коротко: Мах — это «сколько скоростей звука». Назван в честь физика Эрнста Маха. Удобно тем, что вся аэродинамика «привязана» к скорости звука: и сопротивление, и нагрев, и ударные волны определяются именно числом Маха, а не голыми километрами в час.