حاسبة رقم ماخ

أدخل الحساب

سرعة الجسم (م/ث)

سرعة الصوت (م/ث)

نتائج

رقم ماخ

١

M

نظام التدفق	Transonic

ما هو رقم ماخ؟

رقم ماخ (M) كميةٌ عديمة الأبعاد تُعبّر عن سرعة الجسم منسوبةً إلى سرعة الصوت في الوسط المحيط به. وقد سُمّي على اسم الفيزيائي إرنست ماخ، وهو مفهوم أساسي في علم الديناميكا الهوائية وميكانيكا الموائع لوصف كيفية تأثير ظواهر الانضغاطية على تدفق الهواء حول الطائرات والصواريخ والمقذوفات.

عدد ماخ هو نسبة سرعة الجسم v إلى سرعة الصوت المحلية a.

كيفية استخدام الحاسبة

أدخل سرعة الجسم وسرعة الصوت المحلية، وكلاهما بوحدة المتر في الثانية (م/ث). تبلغ سرعة الصوت عند مستوى سطح البحر في الهواء الجاف عند درجة حرارة 15 °م نحو 340–343 م/ث، لكنها تتناقص مع ارتفاع المكان وتغيّر درجة الحرارة، لذا استخدم القيمة المناسبة لظروفك. تُعطيك الحاسبة رقم ماخ وتُصنّف نظام التدفق.

شرح المعادلة

رقم ماخ هو ببساطة النسبة

$$M = \frac{\text{Object Speed (m/s)}}{\text{Speed of Sound (m/s)}}$$

حيث v سرعة الجسم وa سرعة الصوت في الوسط ذاته. وبما أن كليهما سرعتان، فإن الوحدات تُختصر ويبقى رقم ماخ عديم الأبعاد. فإذا كان \(M < 1\) فالتدفق دون صوتي، وعند \(M \approx 1\) يكون عابرًا للصوت (انتقاليًا)، وعند \(M > 1\) يكون فوق صوتي، أما عند \(M > 5\) فهو فرط صوتي.

أنظمة التدفق على مقياس ماخ، من دون الصوتي إلى فوق الصوتي العالي.

مثال محلول

تطير طائرة بسرعة 600 م/ث في مكان تبلغ فيه سرعة الصوت المحلية 300 م/ث. عندئذٍ يكون

$$M = \frac{600}{300} = 2.0$$

أي أن الطائرة تطير بسرعة ماخ 2، وهي ضمن النطاق فوق الصوتي.

الأسئلة الشائعة

هل تتغير سرعة الصوت؟ نعم، فهي تعتمد بشكل أساسي على درجة الحرارة (ومن ثم على الارتفاع). فعلى الارتفاعات العالية تكون سرعة الصوت أقل، لذا فإن السرعة الجوية الحقيقية نفسها تُنتج رقم ماخ أعلى.

ما هو حاجز الصوت؟ يشير إلى الارتفاع الحاد في قوة السحب (المقاومة) قرب ماخ 1 (المنطقة العابرة للصوت). أما اختراق حاجز الصوت فيعني التسارع لتجاوز \(M = 1\).

هل يمكنني استخدام وحدات أخرى؟ نعم، ما دامت سرعة الجسم وسرعة الصوت بالوحدة نفسها، فسيبقى رقم ماخ متطابقًا لأن الوحدات تُختصر.