Mach
Angka Mach ( atau ) (dieja pengucapan: /ˈmɑːk/, kadang /ˈmɑːx/ atau /ˈmæk/) adalah satuan kecepatan yang umum untuk mengekspresikan kecepatan suatu pesawat terbang relatif terhadap kecepatan suara. Satuan biasanya ditempatkan sebelum angka pengukurannya seperti Mach 1.0 untuk kecepatan suara, Mach 2.0 untuk dua kali kecepatan suara. Angka sebenarnya kecepatan suara tergantung kepada tingkat tekanan dan suhu atmosfer. Pada suhu udara 0°C dan tekanan udara 1 atmosphere (atm), kecepatan suara adalah 1.088 ft/s atau 331.6 m/s atau 748 mi/h.
.jpg)
Kecepatan suara dapat dirumuskan dengan persamaan , di mana T adalah temperatur udara (K) dan a adalah kecepatan suara (m/s). Persamaan tersebut berlaku untuk gas sempurna. Harga kecepatan suara untuk atmosfer standar berdasarkan U.S. Standard Atmosphere, 1962 dapat dilihat pada tabel berikut:
| Ketinggian (km) | Kecepatan suara (m/s) |
|---|---|
| 0 | 340.294 |
| 1 | 336.435 |
| 2 | 332.532 |
| 3 | 328.583 |
| 4 | 324.589 |
| 5 | 320.543 |
| 6 | 316.452 |
| 7 | 312.306 |
| 8 | 308.105 |
| 9 | 303.848 |
| 10 | 299.532 |
| 11 | 295.154 |
| 12 | 295.069 |
| 13 | 295.069 |
| 14 | 295.069 |
| 15 | 295.069 |
| 16 | 295.069 |
| 17 | 295.069 |
| 18 | 295.069 |
| 19 | 295.069 |
| 20 | 295.069 |
Mach bukan suatu singkatan atau akronim, tetapi nama seorang ahli fisika asal Austria yaitu Ernst Mach (1838-1916), yang pada tahun 1897 menerbitkan karya ilmiah yang penting tentang prinsip-prinsip dasar supersonik. Mach mengusulkan sebuah bilangan untuk menyatakan perbandingan kecepatan suatu benda terhadap kecepatan suara. Hebatnya lagi, ialah orang pertama yang mengerti prinsip-prinsip aerodinamika supersonik.
Ketika sebuah benda (dimisalkan sebuah pesawat) menembus udara, molekul udara di dekat pesawat terganggu. Jika pesawat melintas pada kecepatan rendah (umumnya kurang dari 250 mph), kecepatan udara akan tetap . Namun pada kecepatan yang lebih tinggi, sebagian energi pesawat menekan udara dan mengubah kerapatan udara setempat. Efek kompresibilitas ini meningkatkan jumlah gaya resultan pesawat. Efek ini kian penting sejalan dengan pertambahan kecepatan.
Saat mendekati atau melampaui kecepatan suara (sekitar 330 m/s atau 760 mph) gangguan kecil pada aliran udara tersalurkan ke wilayah lain dalam kondisi konstan. Gangguan besar akan memengaruhi daya angkat dan hambatan pesawat.
Bisa dikatakan rasio kecepatan suatu benda dengan kecepatan suara di udara (gas) menentukan efek kompresibilitas. Karena itu rasio kecepatan tersebut menjadi penting dan dijadikan parameter. Belakangan para ahli aerodinamika menyebut parameter ini sebagai bilangan Mach (mach number). Mach number (M) memungkinkan untuk mendefinisikan "perilaku" pesawat terhadap efek kompresibilitas.
Mach number biasa digunakan dalam menentukan kecepatan pesawat bahkan peluru atau peluru kendali (roket). Dengan menggunakan Mach number, kecepatan dibagi menjadi empat jenis yakni:
- Subsonik (Mach < 1,0)
- Sonik (Mach = 1.0)
- Transonik ( 0,8 < Mach < 1.3)
- Supersonik (Mach > 1.0)
- Hypersonik (mach > 5.0)
Menariknya, pemakaian bilangan Mach bukan diperkenalkan oleh Mach sendiri. Istilah itu diperkenalkan oleh insinyur Swiss Jacob Ackeret pada taun 1929. Mach sendiri tidak menamai bilangan tersebut sebagai Mach Number waktu itu.
Kata Mach kemudian terbiasa dipakai orang dan sekaligus sebagai penghormatan kepada Ernest mach atas jasa-jasanya mengembangkan prinsip-prinsip dasar supersonik. Belakangan muncul juga Mach Angle (Sudut Mach) dan Mach Reflection dalam aerodinamika supersonik.
Dalam dunia penerbangan, umumnya pesawat yang memiliki kemampuan supersonik adalah pesawat tempur seperti halnya F-16, MiG-29, MiG 25 atau Rafale. Sedangkan pesawat sipil umumnya berkecepatan Subsonic kecuali Concorde dan Tu-144 Concordski (concorde versi Rusia).
Dalam sejarah tercatat pesawat Bell X-1A adalah pesawat pertama yang menembus kecepatan supersonik yakni 1,650 mph (Mach 2.44) pada tanggal 12 Desember 1953 yang diterbangkan oleh pilot Chuck Yeager
Lihat pula
Referensi dan pranala luar
- Gas Dynamics Toolbox Calculate Mach number and normal shock wave parameters for mixtures of perfect and imperfect gases.
- NASA's page on Mach Number Calculate Mach number.
- NewByte standard atmosphere calculator and speed converter