マッハ数とは？
マッハ数（M）は、物体の速度を周囲の媒体中の音速と比べて表す無次元量です。物理学者エルンスト・マッハにちなんで名付けられ、航空機やロケット、飛翔体まわりの気流に圧縮性の影響がどのように現れるかを示す指標として、空気力学や流体力学では欠かせない存在です。
この計算ツールの使い方
物体の速度と、その場の音速を、いずれもメートル毎秒（m/s）で入力してください。海面上・乾燥空気・15 °Cの条件では音速はおよそ340〜343 m/sですが、高度や温度が上がると音速は変化します。実際の条件に合った値を使いましょう。入力すると、マッハ数とあわせて流れの領域が自動で判定されます。
計算式の解説
マッハ数は、シンプルに比 $$M = \frac{v}{a}$$ で求められます。ここで \(v\) は物体の速度、\(a\) は同じ媒体中の音速です。どちらも速度なので単位どうしが打ち消し合い、Mは無次元になります。\(M < 1\) は亜音速、\(M \approx 1\) は遷音速、\(M > 1\) は超音速、\(M > 5\) は極超音速に分類されます。
計算例
ある航空機が、その場の音速が300 m/sの環境を600 m/sで飛行しているとします。このとき $$M = \frac{600}{300} = 2.0$$ となります。航空機はマッハ2で飛行しており、これは超音速の領域にあたります。
よくある質問
音速は変化するの？ はい。音速は主に温度（つまり高度）によって決まります。高高度では音速が下がるため、同じ真対気速度でもマッハ数は大きくなります。
音の壁とは？ マッハ1付近（遷音速域）で抗力が急増する現象を指します。「音の壁を破る」とは、\(M = 1\) を超えて加速することを意味します。
他の単位でも使える？ はい。速度と音速に同じ単位を使えば、単位どうしが打ち消し合うため、マッハ数は同じ値になります。
