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時速マイルで見るマッハ数：戦闘機、航空ショー、アメリカ上空の音の壁

戦闘機についてのアメリカの報道発表は最高速度をマッハ数で示し、航空ショーのアナウンサーは速さを時速マイルで叫び、平均的な聴衆は、二つの間で数値を持ち運ばなければなりません。マッハは、物体の速さをその周囲の音速で割った比なので、それを mph にするには、空気について一つの仮定が必要です。標準的な海面の条件で、マッハを mph に換算するには、761.2 を掛けます。マッハ 1 は 761 mph、マッハ 2 は 1,522 mph、マッハ 0.85 は 647 mph です。上の計算機は 15 °C での音速、340.294 m/s を使い、以下の節では、ジェット機が実際に飛ぶ高度で、答えがどれほど変わるかを説明します。

このページには、計算例を添えた規則、各単位の紹介、比較、軍用と民間の航空からの事例の長い連なり、そしてよくある間違いが載っています。計算はブラウザ内で行われ、入力した内容がどこかに送られることはありません。実際の運用には、各機体の公式の数値を使ってください。

マッハを mph に換算する方法：一つの数値、761.2

761.2 の由来

音は、15 °C の標準的な空気中を、毎秒 340.294 メートル進みます。毎秒一メートルは 2.23694 mph なので、340.294 × 2.23694 は 761.2 mph を与えます。これが「マッハを mph に換算」する計算の背後にある規則のすべてです。マッハ数を取って、761.2 を掛けます。マッハ 0.5 は 380.6 mph、マッハ 1.5 は 1,141.8 mph、マッハ 3 は 2,283.6 mph になります。

計算例

マッハ 0.8 の旅客機は、海面で 609 mph で進んでいます。マッハ 2 の超音速ジェット機は 1,522 mph で進んでいます。極超音速のしきい値であるマッハ 5 は 3,806 mph で、戻ってくる宇宙船のオーダーであるマッハ 25 は 19,030 mph です。戻すには、mph を 761.2 で割ります。

係数の背後にある条件

マッハは速さではなく比で、係数 761.2 は 15 °C の空気を仮定しています。36,000 フィート、−56.5 °C では、音は 660 mph で動くので、そこでのマッハ 1 は、地上より毎時のマイルで 13 パーセント少ないのです。

手早い妥当性の確認

mph の数値は、マッハ数の数百倍になるはずです。始めたときより小さな数値になったなら、掛けるべきところで割っています。

マッハ数

音速に対する比

マッハ数は、媒質中の音速に対する物体の速さです。物理学者エルンスト・マッハにちなんで名づけられました。マッハ 1 未満の飛行は亜音速、その付近は遷音速、それを超えると超音速、マッハ 5 を超えると極超音速です。

使われる場面

戦闘機や爆撃機の仕様、航空ショーの解説、ロケットの報告、風洞のデータです。

時速マイル

アメリカの一般の人々の単位

時速マイルは、アメリカとイギリスで、自動車でも航空機でも、一般の人に速さを説明するときの単位です。「1,500 mph」のような数値は、人々が覚えているものです。

使われる場面

報道発表、航空ショーの解説、ドキュメンタリー、記録の本です。

マッハ対時速マイル

海面での一マッハは 761 mph なので、mph の数値は七百倍以上大きくなります。マッハ 2 は 1,522 mph で、マッハ 0.85 は 647 mph です。マッハは空気の温度に左右され、mph は左右されません。

そのため、換算が厳密なのは、条件が述べられているときだけです。標準的な罠は、海面の係数を、40,000 フィートのジェット機に当てはめることです。

換算が現れる場面

戦闘機

F-15 はおよそマッハ 2.5、F-16 はマッハ 2、F-22 はマッハ 2.25 と評価されています。マッハ 1 が 660 mph の高度では、「マッハを mph に換算」する計算は、1,650、1,320、1,485 mph を与えます。海面の係数を使うと 1,903、1,522、1,713 mph となり、15 パーセント多すぎます。したがって「マッハを mph に換算」する計算は、ジェット機がどこを飛んでいるかを述べなければなりません。

航空ショー

航空ショーでは、ジェット機は低く飛び、亜音速にとどまります。500 mph のデモンストレーション飛行は、海面でマッハ 0.66 です。アメリカでは、民間の規則が陸上での超音速飛行を禁じ、軍用機は特別な区域に制限されているので、観客がソニックブームを耳にすることはほとんどありません。

戦略機

B-52 のような大型爆撃機は、高度でおよそマッハ 0.77、508 mph で巡航し、超音速の B-1B はマッハ 1.25、825 mph で突進できます。乗組員は、高度ではマッハで、地面の近くではノットで考えます。

F-22 とスーパークルーズ

F-22 は、アフターバーナーなしで超音速で巡航でき、これはスーパークルーズと呼ばれる特性で、およそマッハ 1.5 です。高度ではそれは 990 mph です。アフターバーナーを使うと、マッハ 2.25 に達します。燃料を食うアフターバーナーを必要としないことで、燃料を節約し、赤外線の特徴を低く保ちます。

表計算の数式

表計算でマッハを mph に換算するには、A 列にマッハ数を入れ、B 列に =A2*761.216 と入力します。巡航高度では、660.05 を掛けます。摂氏 T 度の任意の温度では、mph での音速は =20.0468*SQRT(273.15+T)*2.23694 です。

丸めと誠実さ

ポスターのためにマッハを mph に換算するなら、マッハ 3.3 は、海面の係数で「約 2,500 mph」、高度で 2,178 mph を意味します。技術的なメモでは、高度を述べてください。音速の不確かさは、掛け算での丸めよりも大きいのです。

覚えておきたい目安

マッハを mph にひと目で換算するには、マッハ 0.5 が 381 mph であることを思い出してください。マッハ 0.8 は 609 mph。マッハ 1 は 761 mph。マッハ 2 は 1,522 mph。マッハ 3 は 2,284 mph。マッハ 5 は 3,806 mph。マッハ 10 は 7,612 mph。マッハを mph に目測で換算するとき、この七つの値があれば、どんな見出しも見積もれます。

基準のはしご

マッハ 0.3 は 228 mph。マッハ 0.75 は 571 mph。マッハ 0.9 は 685 mph。マッハ 1.2 は 913 mph。マッハ 1.5 は 1,142 mph。マッハ 2.5 は 1,903 mph。マッハ 6 は 4,567 mph。マッハ 20 は 15,224 mph。このようなはしごがあれば、素早い確認が簡単です。

逆算による確認

「マッハを mph に換算」した結果を確かめるには、答えを 761.2 で割ります。マッハ 2 が 1,522 mph になったなら、1,522 割る 761.2 は 2 に戻ります。二つ目の確認は大きさです。mph の数値は、七百倍以上大きくなるはずです。

km/h や m/s との関係

マッハ 1 は、340.3 m/s、1,225 km/h、761.2 mph です。マッハに 1,225.06 を掛けてから 0.6214 を掛けて、km/h を経由することもできます。結果は、761.2 の直接の掛け算と同じです。

計算例

超音速旅客機が、60,000 フィートでマッハ 2 で巡航しています。そこでは音速が 660 mph です。その真の速さは 1,320 mph です。ニューヨークからロサンゼルスまでの約 2,450 マイルの路線では、飛行は 1 時間 51 分続きます。海面の数値、1,522 mph なら、答えは 1 時間 37 分となり、乗客への間違った約束になります。

衝撃波の円錐

超音速機は、半角が arcsin(1 / Mach) の衝撃波の円錐を引きずります。マッハ 1.5 では 41.8 度、マッハ 2 では 30 度、マッハ 3 では 19.5 度です。ブームは、円錐が地上を掃くときに届きます。1,522 mph では、機体は一マイルを 2.4 秒で進みます。

毎秒の距離

地上のマッハ 1 では、毎秒 0.21 マイル、340 メートル近くを進みます。マッハ 2 では 0.42 マイル。マッハ 3 では 0.63 マイル。マッハ 2 での一時間は 1,522 マイルで、シカゴからロサンゼルスまでの距離を、少し余らせて超えるほどです。

空気力学的加熱

−56.5 °C の空気中のマッハ 2 では、よどみ温度は約 117 °C で、マッハ 3 では約 240 °C です。普通のアルミニウムは、そのような温度で強度を失うので、非常に速い航空機がチタンや特殊な合金を使う理由です。

F-35 ファミリー

F-35 の最高速度は約マッハ 1.6 で、高度でおよそ 1,056 mph です。古い戦闘機と比べると、ステルス性とセンサーのために、いくらか速さを犠牲にしています。

記録を手短に

1947 年のイェーガーの最初の超音速飛行は、約 700 mph、高度でマッハ 1.06 でした。SR-71 は 1976 年に 2,193 mph、マッハ 3.3 に達しました。X-15 は 1967 年に 4,520 mph、マッハ 6.7 で飛びました。スラスト SSC は 1997 年に陸上で 763 mph に達しました。

弾丸と音

1,900 mph のライフル弾は、マッハ 2.5 で進んでいます。560 mph の遅い拳銃弾は、マッハ 0.74 で、亜音速にとどまります。超音速の弾丸から聞こえる鋭い音は、その衝撃波であって、銃口の爆発音ではありません。

マッハで見る極端な天候

地表で測定された最も強い突風、253 mph は、マッハ 0.33 です。カテゴリー 5 のハリケーンは 157 mph、マッハ 0.21 から始まります。最悪の天候でも、音速にははるかに及びません。

水中のマッハ

水中では音が 3,310 mph で伝わるので、水中のマッハ 1 はその数値です。40 mph の潜水艦は、水に対してマッハ 0.012 です。マッハは、物体が動いている媒質に対して常に測られます。

火星のマッハ

火星では、音が約 240 m/s、537 mph で伝わります。そこで 100 mph の乗り物は、地球の 0.13 に対してマッハ 0.19 になるでしょう。火星へ向かう探査機は、現地の音速を使って設計されます。

風洞

風洞はマッハの範囲で分類されます。0.8 未満が亜音速、0.8 から 1.2 が遷音速、1.2 から 5 が超音速、5 を超えると極超音速です。マッハ 0.5 の風洞は、海面で 381 mph の流れを持ちます。試験データは、mph ではなくマッハ数で示されます。

圧縮性のしきい値

海面で 228 mph のマッハ 0.3 を超えると、空気の密度の変化はもはや無視できません。軽飛行機はそのしきい値を下回ったままで、旅客機は離陸後すぐにそれを超えるので、設計者は単純な流れのモデルから圧縮性流れのモデルに切り替えます。

映画の「マッハ 1」

アクション映画は「マッハ 1」を「とても速い」という意味で使います。けれども、マッハ 1 は、地上では 761 mph、0 °C では 741 mph、38 °C の日には 791 mph、成層圏では 660 mph です。注意深い報告は条件を述べ、注意深い読者は尋ねます。

二つの単位での記録

記録を扱う団体は、速さを現地の単位と km/h で求めます。SR-71 の記録は、2,193 mph と 3,529.6 km/h として現れます。読者のために「マッハを mph に換算」する計算が必要な記者は、km/h の表に 0.6214 を使うか、マッハから始められます。

名前の背後にいる人

オーストリアの物理学者で哲学者のエルンスト・マッハは、1887 年に超音速の弾丸の衝撃波を撮影しました。彼にちなんだ数は、1929 年に技術者ヤコブ・アッケレートによって導入されました。今日では、航空機の速さについてのほぼすべての数値が、マッハで示され、それから一般向けに mph や km/h に変えられます。

A-10 などの遅い飛行機

A-10 攻撃機は、約 340 mph で巡航し、最大 439 mph、海面でマッハ 0.58 です。機関砲を備え、地上部隊を支援するために、低くゆっくり飛ぶよう設計されました。軍用機の中でも、マッハで表した速さが、必ずしも要点とは限りません。

同じ数値への二つの道筋

マッハから mph へは、761.2 で直接進むことも、二段階で、340.294 を掛けて m/s を得てから 2.23694 を掛けることもできます。道筋が食い違うなら、数字のどれかを書き写し間違えています。

空母への着艦

艦載ジェット機は、約 145 ノット、167 mph、海面でマッハ 0.22 で甲板に進入します。その速さで、アレスティングワイヤーに捕らえられ、約 100 メートルで止まります。同じ機体が高度でマッハ 1.7 を出せるので、着艦速度と飛行速度の差は、約七倍です。

ソニックブームの規則

1973 年以来、アメリカの陸上での民間の超音速飛行は、ブームのために規制で禁じられています。1,320 mph の超音速ジェット機は、幅数十マイルの回廊に広がる波を生みます。より静かな設計の研究は、ブームを車のドアを閉める音のレベルに下げることを目指しています。

高度でのマッハの速さ

音速は空気が冷えるにつれて下がります。海面で 761 mph、5,000 フィートで 748 mph、10,000 フィートで 735 mph、20,000 フィートで 707 mph、30,000 フィートで 678 mph、そして 36,000 フィートから約 65,000 フィートまでは 660 mph です。30,000 フィートで 600 mph を読むパイロットは、したがってマッハ 0.88 にいます。

旅客機

36,000 フィートでマッハ 0.85 で巡航する旅客機は、561 mph で飛んでいて、飛行時間のための「マッハを mph に換算」する計算が必要とするのは、その値です。海面の係数は 647 mph となり、15 パーセント速すぎます。正確な飛行時間には、航空会社は真対気速度を使い、それはマッハに現地の音速を掛けて求められます。

極超音速のフロンティア

極超音速飛行は、海面で 3,806 mph、成層圏で 3,300 mph のマッハ 5 から始まります。無人の試験機は、2004 年にマッハ 9.6、約 7,000 mph に達しました。エンジンが短時間しか燃焼できなかったため、飛行は数秒間でした。

頭の中での近道

マッハを mph に頭の中で換算するには、750 を掛けて 1.5 パーセントを足します。マッハ 2 なら、1,500 に 22 を足して 1,522 です。マッハ 0.5 なら、375 に 5.6 を足して 380.6 です。巡航高度では、761 の代わりに 660 を使います。

マッハを mph に換算する値の追加例

さらに長い換算の一覧

必要な値が最初の一覧にない場合は、次の換算が近くてそのまま読み取れるかもしれません。

• 0.1 Mach = 76.1216 mph
• 0.5 Mach = 380.608 mph
• 3 Mach = 2,283.65 mph
• 4 Mach = 3,044.86 mph
• 7 Mach = 5,328.51 mph
• 15 Mach = 11,418.2 mph
• 20 Mach = 15,224.3 mph
• 75 Mach = 57,091.2 mph
• 200 Mach = 152,243 mph
• 500 Mach = 380,608 mph
• 2,000 Mach = 1,522,432 mph
• 10,000 Mach = 7,612,160 mph

「マッハを mph に換算」する計算でのよくある間違い

演算の間違い

マッハから mph へは掛け算です。マッハ 2 が 0.0026 になったなら、761.2 で割っています。

高度で地上の係数を使う

761.2 という数は海面のものです。巡航高度では一マッハは 660 mph で、それを忘れると 15 パーセントの精度を失います。

マッハを固定された速さとして扱う

マッハは比です。同じマッハ数でも、暖かい空気と冷たい空気では、mph が違います。

簡単な質問

「マッハを mph に換算」する計算の規則は？

マッハ数に 761.2 を掛けて mph を得ます。

地上でのマッハ 1 は mph でいくつですか？

761.2 mph です。

地上でのマッハ 2 は mph でいくつですか？

1,522.4 mph です。

36,000 フィートでのマッハ 1 はいくつですか？

660 mph に近い値です。

計算機は入力した内容をどこかに送りますか？

いいえ、すべてお使いのブラウザ内で行われます。

関連ページとまとめ

こちらもお役に立つかもしれません：マッハから km/h への変換、マッハから m/s への変換、ノットから mph への変換、ft/s から mph への変換、mph から km/h への変換、km から mi への変換、mi から km への変換、°C から °F への変換、°F から °C への変換。逆方向は、mph からマッハへの変換をご覧ください。

まとめると、マッハ数に 761.2 を掛ければ、海面の条件で時速マイルが得られ、結果の横には必ず単位を書きます。すべてがお使いのブラウザ内にとどまり、アカウントもアップロードも必要ありません。