технічне визначення
Найчастіше використовується спрощене визначення числа Маха як відносини швидкості тіла, що рухається в газовому середовищі, до швидкості звуку в даному середовищі. Таке визначення не цілком коректно, так як швидкості потоків в околицях рухомого тіла залежать від його форми.
Найчастіше таке визначення використовується в оціночних характеристиках літальних апаратів: їх швидкість задається безрозмірним числом в форматі M n. де n -десятічное число. Наприклад, швидкість M 4 - позначає що швидкість літального апарату в 4 рази перевищує швидкість звуку. Перерахунок такій швидкості в лінійну швидкість утруднений, так як швидкість звуку в повітрі залежить від його щільності (і, відповідно, висоти польоту) і температури. Разом з тим шкала швидкостей Маха широко застосовується в авіації. так як аеродинамічні властивості і умови обтікання літальних апаратів при близьких значеннях числа Маха також близькі.
Число Маха в газовій динаміці
, де - швидкість потоку, а - швидкість звуку
є мірою впливу стисливості середовища в потоці даної швидкості на його поведінку: з рівняння стану ідеального газу випливає, що відносна зміна щільності (при постійній температурі) пропорційно зміні тиску:
,
із закону Бернуллі різниця тисків в потоці, тобто відносна зміна щільності:
Оскільки швидкість звуку, то відносна зміна щільності в газовому потоці пропорційно квадрату числа Маха:
Поряд з числом Маха використовуються і інші характеристики безрозмірною швидкості течії газу:
і безрозмірна швидкість
,
де - критична швидкість,
- максимальна швидкість в газі, - відношення питомих теплоємностей газу при постійному тиску і об'ємі відповідно.