La Calculadora de Altitud Mach está diseñada para determinar el número de Mach en diferentes altitudes, teniendo en cuenta la variación en la velocidad del sonido con los cambios en la temperatura del aire. Esta funcionalidad es crucial para la planificación de vuelos y para garantizar que las aeronaves operen dentro de los rangos de velocidad óptimos para mantener la eficiencia y la seguridad. La calculadora utiliza datos atmosféricos para proporcionar números de Mach precisos, lo que ayuda en el diseño y prueba de aeronaves y en escenarios de entrenamiento donde se requieren datos precisos.
Calculadora de fórmula de altitud Mach
La fórmula para calcular el número de Mach (M) en función de la altitud (h) implica algunos pasos. Así es como se puede determinar el número de Mach a una altitud determinada:
Velocidad del sonido en altitud
La velocidad del sonido (a) varía con la altitud y la temperatura. Para condiciones atmosféricas estándar, la velocidad del sonido se puede aproximar mediante:
a = raíz cuadrada (gamma * R * T)
dónde:
- gamma es el índice adiabático (1.4 para el aire),
- R es la constante específica de los gases del aire (287.05 J/(kg·K)),
- T es la temperatura en Kelvin.
Temperatura en altitud
La temperatura (T) a una altitud específica se puede estimar utilizando el modelo de Atmósfera Estándar Internacional (ISA). Para altitudes de hasta 11 km, la temperatura se puede calcular como:
T = T0 + L * h
dónde:
- T0 es la temperatura estándar al nivel del mar (288.15 K),
- L es la temperatura tasa de lapso (-0.0065 K/m),
- h es la altitud en metros.
Calcular el número de Mach
Una vez que tengas la velocidad del sonido, el número de Mach se puede calcular usando la fórmula:
M = V/a
dónde:
- V es la velocidad del objeto,
- a es la velocidad del sonido a la altitud dada.
Términos generales y conversiones útiles
| Altitud (metros) | Temperatura (K) | Velocidad del sonido (m/s) |
|---|---|---|
| 0 | 288.15 | 340.3 |
| 1000 | 281.65 | 336.4 |
| 2000 | 275.15 | 332.5 |
| 3000 | 268.65 | 328.6 |
| 4000 | 262.15 | 324.6 |
| 5000 | 255.65 | 320.5 |
| 6000 | 249.15 | 316.4 |
| 7000 | 242.65 | 312.2 |
| 8000 | 236.15 | 308.0 |
| 9000 | 229.65 | 303.7 |
| 10000 | 223.15 | 299.5 |
Ejemplo de calculadora de altitud Mach
Calculemos el número de Mach para un objeto que viaja a 300 m/s a una altitud de 5000 metros.
- Determine la temperatura a 5000 metros:
T = 288.15 + (-0.0065 * 5000) T = 288.15 - 32.5 T = 255.65 K
- Calcule la velocidad del sonido a 5000 metros:
a = raíz cuadrada (1.4 * 287.05 * 255.65) a ≈ 320.5 m/s
- Determine el número de Mach:
M = 300 / 320.5 M ≈ 0.94
El número de Mach es aproximadamente 0.94.
Preguntas frecuentes comunes
El número de Mach es la relación entre la velocidad de un objeto y la velocidad del sonido en el medio por el que viaja.
El número de Mach es crucial en la aviación, ya que ayuda a determinar el comportamiento de los aviones a diferentes velocidades, especialmente cuando se aproxima o supera la velocidad del sonido.
La altitud afecta el número de Mach porque la velocidad del sonido disminuye con la altitud debido a las temperaturas más bajas, lo que afecta el cálculo del número de Mach para una velocidad determinada.