Mach-Zahl
Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Mach-Zahl. Für weitere Bedeutungen siehe Mach (Begriffsklärung).
Die Mach-Zahl (benannt nach Ernst Mach) ist eine physikalische und dimensionslose Kennzahl der Geschwindigkeit. Sie gibt das Verhältnis des Betrages einer Geschwindigkeit v (bspw. eines Körpers oder eines Fluids) zur Schallgeschwindigkeit c im umgebenden Fluid an. Es gilt:
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Mittels der Mach-Zahl lassen sich Strömungen in verschiedene Bereiche aufteilen:
- Ma < 1 subsonische Strömung,
- 0,8 < Ma < 1,2 transonische Strömung,
- 1 < Ma < 3 supersonische Strömung,
- 3 < Ma hypersonische Strömung.
Diese Bereiche erfordern verschiedene Lösungsansätze, da für die Bereiche jeweils andere physikalische Phänomene auftreten. Bspw. treten für Ma > 0,3 kompressible Effekte in den Strömungen auf (kompressible Strömung), während solche Effekte für Ma < 0,3 keine Rolle spielen.
Anwendung in der Luftfahrt
In der Luftfahrt wird die Mach-Zahl vor allem zur Angabe der Fluggeschwindigkeit schnell fliegender Flugzeuge verwendet. Die Flugmachzahl Ma ist das Verhältnis der Fluggeschwindigkeit zur Schallgeschwindigkeit in der Luft; wobei die Schallgeschwindigkeit von der Temperatur und nicht vom Luftdruck abhängig ist.