圧縮性とマッハ数

圧縮性とは

圧縮性（Compressibility）とは、流体が外部からの圧力や温度変化によって流体が圧縮・膨張する性質のことです。

上の図のように、シリンダーの中に空気を入れてピストンで力を加えると、流体は圧縮され体積が小さくなります。容器は密閉されており質量は変わらないので、流体の密度は大きくなります。

このように圧縮性のある流体では密度変化を考慮する必要があります。

空気の圧力変化（密度変化）は音として伝わり、その伝わる速さを音速といいます。

圧縮性の度合いを見る指標として、空気力学では物体の速度（または空気の流れの速度）を音速で割ったマッハ数をよく使用します。

\(M=\displaystyle \frac{V}{a} \tag{1}\)

(参考：航空力学の基礎（第2版）, P.12 (2.1)式)

一般的な旅客機はマッハ数0.8程度で巡航します。旅客機の飛行速度は音に近いスピードで空気も相当圧縮されている環境といえます。