マッハとは
速度の単位に「マッハ」というものがあります。特別に速い乗り物などにしか使われない言葉のため、具体的なイメージがつかみにくいかもしれません。今回はマッハについて、時速などに換算したり、身近なものと速さを比べたりと、具体例を挙げながらくわしく解説します。
マッハを時速に換算すると
「マッハ」という単位は「音速の何倍であるか」を示します。マッハ1といえば音速の1倍という意味です。音速は気圧や気温によって異なるため、単位として使う場合、標準大気中の音速1225km/hを使用します。つまり、マッハ1とは時速1225kmということですね。
マッハ1の速さ(時速)
- マッハ1=1225km/h(標準大気中の音速)
マッハを分速に換算すると
マッハ1を時速に直しましたが、さらにその速さを実感できるよう、分速に直す方法を試してみましょう。マッハ1の時速は1225km/hですから、これを60分で割ります。すると、分速は約20.4km/minとわかります。つまり1分間で20km以上も進むのがマッハ1の速さというわけです。
マッハが使われるシーン
マッハはとにかく速いものに使われる単位です。特に、戦闘機クラスの航空機などに使われることが多いです。具体例として、データ上もっとも速い戦闘機は、マッハ2.5で飛行できます。
マッハ2.5の戦闘機とは
自衛隊のサイトなどでも紹介されているF-15という戦闘機は、データ上はマッハ2.5で飛べます。しかし、実際にその速度を出してしまうと、とてつもない量の燃料が必要になります。1機に積める燃料には限りがあるため、通常は戦闘機とはいえ旅客機より少し速いくらいの速度で飛行しています。
最近では、燃料の消費量を気にせず音速を出せる方法を採用した、たいへん燃費のよい戦闘機も開発されています。この戦闘機のことを「スーパークルーズ」と呼びます。
マッハ1とジャンボジェット機はどちらが速い?
普段見かけられる乗り物で、特に速い乗り物といえば飛行機です。国内はもちろん、海外へもスピーディーに移動ができる乗り物ですね。ジャンボジェット機の時速は各社おおよそ横並びで時速800~900km、計算するとマッハ0.6~0.7程度になります。速いと飛行機もマッハには敵わないということですね。
現在、JALで2020年以内の実用化に向けて準備が進んでいる新しい旅客機は、洋上飛行でマッハ2.2が出るんだって!(※2020年6月時点の情報です)
日本から5500kmほど離れたアメリカ西海岸には、通常9時間ほどの移動時間がかかります。でも超音速旅客機なら4時間半~5時間ほどで行けるようになるかもしれないんですよ。
ただ、この飛行機はビジネスクラスのみだから、誰でも利用できるようになるには時間がかかりそうだね。
身近な時速とマッハ1の比較
- 新幹線「こまち」:最高時速320km=マッハ0.26
- リニアモーターカー:時速603km(実験記録)=マッハ0.49
陸上を移動する速い乗り物に新幹線があります。新幹線「こまち」の最高時速は320kmです。これはマッハに計算し直すと約マッハ0.26になります。実用化はされていませんが、リニアモーターカーが有人実験で出した時速600kmはマッハ0.49です。速さでいえばマッハはおろか、飛行機にも敵いません。
人類最速の時速をマッハに直したら
- ウサイン・ボルト選手の記録:時速37.58km=マッハ0.03
- そのレースのトップスピード:時速44.17km=マッハ0.036
陸上競技で新しい記録が次々出るなか、2009年にウサイン・ボルト選手が打ち立てた、男子100m走の世界記録は9.58秒です。この記録は秒速10.44m、時速に計算すると37.58km、さらにマッハに計算し直すと約マッハ0.03です。またこのレースでのトップスピードは、65.03m地点での時速44.17kmでした。こちらをマッハに換算すると約マッハ0.036です。陸上競技の記録は、時速換算のほうがわかりやすいですね。
ロケット打ち上げの時速とマッハはどのくらい
ゆっくり発射されているように見えるロケットの打ち上げですが、ロケットが地球の引力に負けないように宇宙に飛び出していくための速さは、秒速11.2km以上が必要です。これは時速に換算すると40320km/hで、約マッハ32です。
まとめ
マッハという単位がものすごい速度の乗り物に使われていることは知っていても、どれくらい速いのかを実感する機会はなかなかありません。身近な具体例に置き換えて考えることで、マッハの速さを理解できますね。いろいろな乗り物の速さをマッハに置き換えたり、秒速に置き換えたりして比較すると、意外な発見があって面白いかもしれません。
首都圏の身近な例を挙げれば、東京駅~西船橋駅間(JR京葉線)の営業距離がおよそ20kmなんだ。つまりマッハ1とは、この距離を約1分で移動できるほどの速さなんだよ。