Numero di Mach — ingegnerismo.it

Il numero di Mach $M$ è il numero adimensionale che esprime il rapporto tra la velocità di un corpo (o di un flusso) $V$ e la velocità locale del suono $a$ nel medesimo mezzo:

M = \dfrac{V}{a}

Per un gas ideale, la velocità del suono è $a = \sqrt{\gamma R T}$ , dove $\gamma$ è il rapporto dei calori specifici, $R$ la costante specifica del gas e $T$ la temperatura assoluta. A livello del mare in aria standard, $a \approx 340$ m/s.

Il numero di Mach è il parametro fondamentale della comprimibilità: indica quanto il flusso è prossimo alle condizioni in cui le variazioni di densità diventano significative. Regimi di volo classificati per $M$ :

Subsonico ( $M < 0{,}8$ ): la comprimibilità è trascurabile; il principio di Bernoulli nella forma incomprimibile è valido per $M \lesssim 0{,}3$ .
Transonico ( $0{,}8 \lesssim M \lesssim 1{,}2$ ): coesistono zone subsoniche e supersoniche; compaiono onde d’urto locali.
Supersonico ( $1{,}2 < M < 5$ ): il flusso supera la velocità del suono ovunque; le onde d’urto sono fenomeni dominanti.
Ipersonico ( $M > 5$ ): effetti di dissociazione chimica e riscaldamento aerodinamico intenso.

Introdotto da Ernst Mach (1838–1916), il numero porta il suo nome come omaggio al fondatore della meccanica dei fluidi comprimibili sperimentale.