Was ist die Machzahl?

Die Machzahl ist ein Maß für die Geschwindigkeit von Flugzeugen in der Luft. Sie gibt an, wie schnell sich ein Flugzeug im Verhältnis zur Schallgeschwindigkeit bewegt. Die Schallgeschwindigkeit beträgt in der Luft bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius etwa 343 m/s. Wenn ein Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von 343 m/s fliegt, hat es also eine Machzahl von 1 erreicht.

Die Machzahl ist nach dem österreichischen Physiker Ernst Mach benannt, der sich intensiv mit der Schallgeschwindigkeit beschäftigt hat. Die Machzahl wird vor allem in der Luftfahrt verwendet, da hier hohe Geschwindigkeiten erreicht werden und es wichtig ist, die Auswirkungen der Luftströmung auf das Flugzeug zu verstehen.

Wie wird die Machzahl berechnet?

Die Machzahl wird berechnet, indem man die Geschwindigkeit des Flugzeuges durch die Schallgeschwindigkeit teilt. Die Formel lautet: Machzahl = Geschwindigkeit / Schallgeschwindigkeit. Wenn ein Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von 500 m/s fliegt, hat es also eine Machzahl von etwa 1,46 erreicht.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Schallgeschwindigkeit von verschiedenen Faktoren abhängt, wie der Temperatur und der Druckhöhe. Daher ändert sich auch die Machzahl des Flugzeuges, wenn sich diese Faktoren ändern.

Beispiel: Machzahl bei verschiedenen Geschwindigkeiten

Um die Bedeutung der Machzahl zu verdeutlichen, hier ein paar Beispiele: Wenn ein Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von 600 km/h fliegt, was etwa 167 m/s entspricht, hat es eine Machzahl von etwa 0,49 erreicht. Bei einer Geschwindigkeit von 800 km/h (etwa 222 m/s) hat das Flugzeug eine Machzahl von etwa 0,65. Bei 1000 km/h (etwa 278 m/s) steigt die Machzahl auf etwa 0,81.

Je höher die Machzahl wird, desto stärker sind die Auswirkungen der Luftströmung auf das Flugzeug. Es können zum Beispiel Schockwellen auftreten, die das Flugzeug stark belasten und zu Beschädigungen führen können.

Die Bedeutung der Machzahl für die Luftfahrt

Für die Luftfahrt ist die Machzahl ein sehr wichtiges Maß, da hohe Geschwindigkeiten erreicht werden und es wichtig ist, die Auswirkungen der Luftströmung auf das Flugzeug zu verstehen. Durch die Messung der Machzahl können Piloten und Ingenieure die Flugzeuge so konstruieren und betreiben, dass sie sicher und effektiv fliegen.

In der Luftfahrt gibt es verschiedene Geschwindigkeitsbereiche, die je nach Machzahl unterschieden werden. Der Überschallbereich beginnt bei einer Machzahl von 1, wenn das Flugzeug die Schallgeschwindigkeit erreicht hat. Im Hyperschallbereich fliegen Flugzeuge mit Machzahlen von über 5. Hier ist die Luftströmung extrem komplex und es treten große Belastungen auf das Flugzeug auf. Die Erforschung dieser Bereiche ist ein wichtiger Schwerpunkt der Luftfahrtforschung.