Machovo číslo
Štandardizované označenie vo fyzike je Ma (sytém SI, ISO 31, IUPAP-25), ale v letectve sa tradične označuje iba písmenom M. Názov nesie po významnom fyzikovi 19. storočia Ernstovi Machovi.
Machovo číslo je:
- bezrozmerná fyzikálna veličina, udávajúca pomer rýchlosti pohybu telesa určitým prostredím (alebo relatívnej rýchlosti prúdenia) k rýchlosti zvuku v tom istom prostredí,
- podobnostné číslo (kritérium podobnosti) používané v aerodynamike pre vyjadrenie vplyvu stlačiteľnosti vzduchu na prúdenie.
kde v je rýchlosť pohybu telesa, c je rýchlosť zvuku v danom prostredí.
Machovo číslo sa používa pri rýchlostiach, kde sa prejavuje vplyv stlačiteľnosti prostredia. Podľa tohoto vplyvu sa prúdenie (rýchlosť pohybu prostredím) charakterizuje ako:
- nestlačiteľné: Ma < 0,3 – vplyv stlačiteľnosti je úplne zanedbateľný
- podzvukové (subsonické): Ma < 1
- okolozvukové (transsonické): 0,8 < Ma < 1,2 – prechodný režim (lokálne nadzvukové, ale podzvukové v širšom okolí)
- nadzvukové (supersonické): Ma > 1,0 – existencia rázových vĺn (zvukového tresku) vo veľkej vzdialenosti
- vysoko nadzvukové (hypersonické): Ma > 3 – 6 – chemické zmeny prostredia (ionizácia plynu)
Používanie slova „mach“
Pretože Ma nie je fyzikálna jednotka, ale bezrozmerná veličina, je principiálne nesprávne vyjadrovať rýchlosť ako v = 2 Ma. Správny je iba tvar Ma = 2, a z toho odvodené skrátené vyjadrovanie v jazyku: „... rýchlosť je mach dva.“
V bežnom jazyku sa vyskytujú aj spojenia typu „rýchlosť je dva machy“, alebo „dvojmachová rýchlosť“, ktoré sú v tomto zmysle nesprávne, a v odbornom jazyku sa zásadne nepoužívajú (ani v letectve). Inak by to znamenalo že existuje nejaká jednotka s názvom „mach“, čo nie je pravda. V zmysle použitia nejakej jednotky je správne spojenie typu „... rýchlosť je 2,0-násobok rýchlosti zvuku“.
Machovo číslo letu v atmosfére
V letectve sa Machovo číslo používa ako jeden z výkonových parametrov u lietadiel lietajúcich rýchlejšie ako približne 400 km/h. Pretože rýchlosť zvuku je funkciou hustoty vzduchu, a hustota závisí na výške letu a teplote vzduchu, tak aj pri zachovaní rýchlosti letu sa jeho Machovo číslo mení s výškou letu a konkrétnym stavom atmosféry. Pre účely porovnávania výkonov lietadiel, sa výkony (rýchlosť, Machovo číslo) prepočítavajú na normalizovaný stav atmosféry (tzv. Medzinárodná štandardná atmosféra – MŠA). Používa sa nasledovným spôsobom: „Max. rýchlosť lietadla pri zemskom povrchu podľa MŠA je mach 2.2.“
Rýchlosť zvuku pri 25 °C (298,15 K) vo výške hladiny mora je asi 346 m/s alebo 1245,6 km/h. Pri teplote 20 °C (izbová teplota) je to 343 m/s (1 235 km/h).
