音速・マッハ計算機

計算機の使い方

一番上の欄は摂氏の気温です。そこからこのツールは音速を求め、メートル 毎秒、マイル毎時、キロメートル毎時、ノットで表示します。下のひと組の 欄はmphの速度を取り、その同じ音速で割ってマッハ数を出します。どちらの 入力を変えてもすべての結果がライブで更新されます。初期値は気温20度の 暖かい海面レベルの空気をモデル化しており、音速は約343.2 m/s、そして 600 mphの航空機はおよそマッハ0.78になります。

なぜ気温が音速を変えるのか

音は空気分子が互いにぶつかり合って伝わる圧力波です。空気が暑いほど それらの分子はすでに速く動いているため、波をより早く受け渡し、音は 速く伝わります。冷たい空気はその逆で、分子が遅く、音も遅くなります。 気圧や高度はそれ自体ではほとんど影響しません。薄い空気は分子の数も 少ないが分子が動ける余地も広く、その2つの効果が打ち消し合うからです。 残るのは気温です。

これが大気の高所でマッハ1が遅くなる理由です。巡航高度の空気はマイナス 50度付近になることがあり、そこでは音速は約670 mphまで下がって、暖かい 地表レベルのおよそ768 mphをはるかに下回ります。航空機はそこではより 低い真対気速度で同じマッハ数を保ちます。単に音の壁そのものが下がって 航空機に近づくからです。

マッハ数の意味

亜音速はマッハ1未満すべてをカバーし、ほぼすべての 飛行が起きる範囲です。遷音速はおよそマッハ0.8から 1.2で、気流の一部が超音速になり残りは音速以下にとどまる扱いにくい 領域です。だから旅客機はそのすぐ手前で巡航します。超音速は マッハ1より速いことを意味し、機体が自らの圧力波を追い越してソニック ブームを生みます。極超音速はおよそマッハ5から始まり、 激しい加熱をともなう、再突入機や先進ミサイルの領域です。

FAQ

音速はmphでどのくらいですか

気温20度のとき音速は約343 m/sで、おおよそ768 mph、または1,236 km/hです。値は暖かい空気で上がり、冷たい空気で下がるため、固定された単一の数値はありません。氷点では約741 mphまで下がります。

音速は高度で変わりますか

変わりますが、原因は高度そのものではなく気温です。対流圏を上がるにつれて空気は冷たくなり、冷たい空気は音をよりゆっくり伝えます。マイナス50度付近の典型的な巡航高度では音速は約670 mphで、暖かい地表レベルでの768 mphをかなり下回ります。

マッハ1とは何ですか

マッハ1は周囲の空気中の音速です。マッハ数は固定された速度ではなく比であり、物体がちょうど局所的な音速で動くときマッハ1で進みます。その音速は気温に依存するため、マッハ1は海面では大気の高所とは異なるmphの数値になります。

なぜ高高度ではマッハ1が遅いのですか

音は空気分子どうしの衝突で伝わり、暖かい分子ほど速く動くため圧力波をより速く受け渡します。大気の高所では空気が非常に冷たく、分子が遅いため音速が下がります。マッハ1は局所的な音速を意味するだけなので、そこではマッハ1そのものが遅くなります。

マッハ数はどう計算しますか

両方に同じ単位を使い、物体の速度を局所的な音速で割ります。まず気温から音速を求め、次に物体の速度をm/sに変換して割ります。たとえば600 mphは268 m/sで、気温20度ではマッハ0.78になります。