マッハメーター

マッハメーターは、航空機の ピトー静圧システム 飛行計器であり、真対気速度と音速の比を表示します。この比はマッハ数と呼ばれる無次元量です。マッハメーターでは、この値は小数として表示されます。音速で飛行している航空機は、マッハ数 1 で飛行しており、マッハ 1と表されます。

遷音速飛行中の航空機が音速に近づくと、まず臨界マッハ数に達します。この臨界数では、航空機表面の低圧領域を流れる空気が局所的に音速に達し、衝撃波が形成されます。 この状態での指示対気速度は周囲温度によって変化し、周囲温度は高度によって変化します。したがって、指示対気速度だけでは、パイロットに差し迫った問題を警告するのに十分とは言えません。マッハ数の方が​​有用であり、ほとんどの高速航空機は最大動作マッハ数（ M _MOとも呼ばれる）に制限されています。

たとえば、M _MOがマッハ 0.83 の場合、標準状態での音速が時速 1,093 キロメートル (590 ノット) である 9,100 メートル (30,000 フィート) では、M _MOの実際の対気速度は時速 906 キロメートル (489 ノット) になります。音速は気温とともに増加するため、空気が 9,100 メートル (30,000 フィート) よりもずっと暖かい 3,000 メートル (10,000 フィート) でマッハ 0.83 の場合、M _MOの実際の対気速度は時速 982 キロメートル (530 ノット) になります。

現代の電子マッハメーターは、ピトー静圧システムからの入力を使用して計算を行う空気データ コンピュータ システムからの情報を使用します。一部の古い機械式マッハメーターは、高度アネロイドと対気速度カプセルを使用して、ピトー静圧をマッハ数に変換します。マッハメーターは、計器と位置の誤差の影響を受けます。

亜音速流では、マッハ計は次のように校正できます。

${\displaystyle {M}={\sqrt {5\left[\left({\frac {q_{c}}{p}}+1\right)^{\frac {2}{7}}-1\right]}}\、または、{M}={\sqrt {5\left[\left({\frac {p_{t}}{p}}\right)^{\frac {2}{7}}-1\right]}}\、}$

どこ：

${\displaystyle \M\,}$マッハ数

q _cは衝撃圧力（動圧）

${\displaystyle \p}$静圧である

比熱比を1.4と仮定すると

ピトー管を横切って衝撃波が形成される場合、必要な式はレイリー超音速ピトー方程式から導出され、反復的に解かれます。

${\displaystyle {M}=0.88128485{\sqrt {{\frac {p_{t}}{p}}\left(1-{\frac {1}{[7M^{2}]}}\right)^{\frac {5}{2}}}}}$

どこ：

${\displaystyle \p_{t}}$通常の衝撃波の後ろで測定される総圧力です。

必要な入力は全圧と静圧であることに注意してください。空気温度の入力は必要ありません。

• 国際単位系の使用に関するICAOの勧告
• 対気速度計
• マッハ数
• ピトー静圧システム

• 計器飛行ハンドブック。米国政府印刷局、ワシントン DC: 米国連邦航空局。2005 年 11 月 25 日。pp.  3～ 8。FAA-H-8083-15。
• 計器飛行ハンドブック。米国政府印刷局、ワシントン DC: 米国連邦航空局。2007 年。3  ～ 10 ページ。FAA-H-8083-15A。2008 年 4 月 22 日のオリジナルよりアーカイブ。

 この記事には、米国政府の『計器飛行ハンドブック』のパブリック ドメインの資料が組み込まれています。