Число на Мах

Число на Мах (или само мах, означава се с M) е отношението на скоростта на дадено тяло към скоростта на звука в средата, в която то се движи. Тъй като изразява отношение на две скорости, то е безразмерна величина.

М = V_o/ V_s

където:

V_o е скоростта на тялото, а

V_s е скоростта на звука в дадената среда.

История

Скоростта на звука (в синьо) зависи от температурата на въздуха, която намалява с повишаване на надморското равнище (в червено). В стратосферата и термосферата, където температурата на въздуха нараства, се увеличава и скоростта на звука.

Наречено е на името на австрийския физик и философ Ернст Мах (Ernst Mach). Във времената преди достигане скоростта на звука, инженерите първоначално използват термина „число на Мах“ (Mach's number) за означаване на самата скорост на звука. ^[1] По дефиниция скорост Мах 1 на даден обект е равна на скоростта на звука в същата среда, в която се движи обектът. Тъй като е безразмерна величина, стойността се изписва след мерната единица (т.е. Мах 2, а не 2 Мах).

Числото на Мах е полезно, тъй като поведението на флуида е аналогично при дадено число на Мах, независимо от другите променливи.^[2] Скоростта на звука е правопропорционална на температурата на средата, и тъй като температурата в атмосферата като цяло намалява с увеличаване на надморската височина, скоростта на звука също намалява. При сух въздух, на морското равнище и температура 15 °C, скоростта на звука е 340,3 m/s.^[3] На 11 000 m надморска височина при стандартна температура −56,5 °C, скоростта на звука е 295 m/s, и при тези условия толкова е Мах 1, или 86,7% от стойността на морското равнище.

Видове скорост

Числото на Мах се ползва за сравняване на дадена скорост с тази на звука. Казваме, че скоростта на едно тяло е:

• дозвукова (подзвукова), когато M < 1;
• звукова, когато M = 1;
• околозвукова, когато 0,8 < M < 1,2;
• свръхзвукова, когато 1,2 < M < 5;
• хиперзвукова, когато M > 5.

Източници

1. Bodie, Warren M., The Lockheed P-38 Lightning, Widewing Publications, ISBN|0-9629359-0-5.
2. Mach Number // NASA. Архивиран от оригинала на 2006-04-10. Посетен на 2019-04-09.
3. Clancy, L.J. (1975), Aerodynamics, Table 1, Pitman Publishing London, ISBN|0-273-01120-0

Тази статия, свързана с физика, все още е мъниче. Помогнете на Уикипедия, като я редактирате и разширите.