マッハ数について

質問

マッハ数は気温が低いと小さくなり、気温が高いと大きくなるでしょうか？それと例えば航空機上空（高高度気温が低）でマッハ数一定にするにはTASを減じるのはなぜ？どのような理屈ですか？

回答No.1

noname#94887 · ベストアンサー

マッハ数は定義上、物体速度を音速で割ったものなので、

＞マッハ数は気温が低いと小さくなり、気温が高いと大きく
物体の速度が流体（空気）に対し同じ、であれば、気温が低い程
音速は遅いので逆になると思います。
今、１５℃の空気中の音速３４０ｍ／ｓで、この速度で移動中の物体は
マッハ「１」ですが、気温が低く音速も低下して３００ｍ／ｓである
空気中を空気に対して３４０ｍ／ｓの速度で進めばマッハ「１.１３」
で進行していることになります。つまり気温が低い方がマッハ数は大きく
なっており、さらにこの場合は「音速を超えた」ことになります。

＞航空機上空（高高度気温が低）でマッハ数一定にするにはTASを減じる
上記からこの答えが想像出来ると思います。地上での対気速度を保った
まま（音速３４０ｍ／ｓでマッハ０.９なら速度は３０６ｍ／ｓ）、
上空で飛行すると、音速３００ｍ／ｓ　の中を　３０６ｍ／ｓで進む事
になり、音速を超えます。亜音速機であればこうなる前にも衝撃波が発生
する、いわゆる「音の壁」を超える様には出来ていませんので、マッハ数
の方に合わせて飛行するならば対気速度は減じなくてはならなくなります。