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音速(おんそく)は、物質(媒質)中を伝わる音の速さのこと。物質の種類や状態(固体、液体、気体)、温度、気圧などによってその速さは異なる。

国際標準大気(ISA)では海面上で気温15℃での音速は約 340 m/s ( = 1225 km/h)

ちなみに 1 気圧中の音速の計算方法は 331.5 + 0.61t (t は摂氏温度)である。これは以下に示される気体中の音速の式の摂氏0度における接線をとった近似式である。

◆定義

◇気体

気体において、音速は比熱比と気体定数、温度に依存する。

ここで κ を気体の比熱比、R を気体定数、T を気体温度、Mを気体の平均分子量とすると音速 c は

:

と表される。

もしくは、気圧 p [外部リンク]N/m² と密度 ρ [外部リンク]kg/m³ を用いて

:

とも表せる。

◇固体

固体においては、弾性率を M とすると通常、

:

となる。媒質としての固体が等方的で無限に広がっているとすると、固体中の音速は縦波のものと、横波のものが存在する。それぞれの音速は、縦波のものを c_l 、横波のものを c_t とすると、

:

となる。E が縦波に対する弾性率、G が剛性率である。

◆ 分類

・ 亜音速:サブソニック (subsonic speed)

: マッハ数0.75以下。

・ 遷音速:トランソニック (transonic speed)

: マッハ数0.75〜1.25。ジェット旅客機は950〜1100 km/hで巡航飛行する。

・ 超音速:スーパーソニック (supersonic speed)

: マッハ数1.2〜5.0。

・ 極超音速:ハイパーソニック (hypersonic speed)

: マッハ数5.0以上。

◆音速飛行の記録

・ 1947年10月14日に公式記録としてチャック・イェーガーが世界で初めて有人の航空機「X-1」が音速を超えた。

・ 2004年3月27日に空気取込み式(エア・ブリージング)エンジン搭載の無人実験機「X-43A」がマッハ7 (7,700 km/h) を記録。

・ 2004年11月14日、同じくX-43Aがマッハ9.8 (11,199.6 km/h) を記録。

◆関連記事

・ソニックブーム

・ベルX-1

・超音速

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