Frage von Kitt12, 11

Gibt es eine Grenze bei der Mach geschwindigkeit?

Expertenantwort
von ramay1418, Community-Experte für Flugzeug & fliegen, 6

Jein! Ganz so einfach ist die Frage nämlich nicht zu beantworten, nur soviel: 

Es gibt keine "Machgeschwindigkeit"! 

Es gibt eine Machzahl und die gibt ja nur das Verhältnis von Flug- zur aktuellen Schallgeschwindigkeit in der jeweiligen Flughöhe an. 

Auf Meereshöhe ist Mach 1 schon die Grenze, in 10 km Höhe vielleicht Mach 2,5 und in 100 km Höhe ist der Abstand der Luftteilchen so groß, dass die Schallgeschwindigkeit keine Rolle mehr spielt, es also auch keine Machzahl mehr gibt. 

Allerdings: Die Apollo-Raumkapseln tauchten nach ihrer Rückkehr vom Mond mit rund 40.000 km/h in die Erdatmosphäre ein. Das war bei rund 1.000 km/h auf Meereshöhe die vierzigfache Schallgeschwindigkeit! 

Eine Sojuskapsel, die von der ISS zur Erde zurückkehrt, tut dies mit ca. Mach 27. Aber wie gesagt, kommt es immer auf die Höhe und die dort herrschende Temperatur und den Luftdruck an, denn die Schallgeschwindigkeit hängt von der Lufttemperatur ab. 

Am Erdboden wiederum schafft jedes Gewehrgeschoss rund Mach 3; Kanonen beschleunigen ihre Granaten auf noch höhere Geschwindigkeiten und selbst vor rund 10.000 Jahren erreichte schon das erste, von Menschen gebaute Gerät, Überschallgeschwindigkeit, nämlich die Peitsche, deren Knall genau den Gesetzen der Aerodynamik folgt wie ein Flugzeug auch. 

Mach 2,5+ für Kampfjets ist da schon sehr gut - und heutzutage die Ausnahme. Das Flugzeug kann die Geschwindigkeit technisch zwar erreichen, für die Kriegsführung ist sie aber nicht unbedingt entscheidend. 

Für die Zivilluftfahrt denken die Luftfahrtingenieure allerdings über Passagierflugzeuge nach, die mit Hilfe von wasserstoffverbrennenden Triebwerken Mach 4 bis Mach 5 erreichen sollen. Und diese Flugzeuge werden sich dann eher auf einer Wurfparabel als auf einer gestreckten Flugbahn bewegen. 

Du siehst, dass Aerodynamik ganz schön kompliziert, aber auch spannend sein kann und für die eingehende Beschäftigung damit doch eher ein Physik- bzw. Ingenieurstudium erfordert. 

Kommentar von BurgN ,

Ein herrlicher Beitrag, hat wirklich Spaß gemacht zu lesen und ich kann ihn nur unterschreiben.

Ergänzend gibt es noch einige lustige Fakten die ich anbringen möchte.

Unsere Erde bewegt sich mit rd. 110.000 km/h um die Sonne, also bin ich selbst wenn ich im Bett liege schneller als der Schall ^^.

Die Schallgeschwindigkeit ist keine Konstante, je nachdem in was sich der Schall ausbreitet. Im Wasser ist's ca 5x so Schnell wie in der Luft, im Plexiglas rd. 8x so schnell. Im Weltraum, wo nix is kann sich Schall nicht ausbreiten, gibt es quasi keine Schallgeschwindigkeit, womit sich meine Bettheorie von oben leider erledigt.

:) Aber spannend ist's in jedem Fall

Antwort
von DanielDewald, 5

Das kommt stark drauf an wie du die Frage meinst. Außerhalb der Atmosphäre wäre vermutlich die Lichtgeschwindigkeit als physikalisch Grenze zu sehen. Drüber (oder sogar drankommen) is nicht.

Innerhalb der Atmosphäre ist in der Regel nicht viel mehr als Mach 10 drin. Da hast du soviele Probleme mit Wärmeentwicklung durch Reibung das dein Flugzeug einfach nur noch schmilzt.

Am dichtesten kam der Sache die X-43 der NASA mit Mach 9,6. Aber da handelt es sich eigentlich schon nicht mehr um ein Flugzeug sondern ein fliegendes Triebwerk das nicht mal selbstständig starten oder landen kann und keinerlei bewegliche Teile hat. Der Übergang zur Rakete ist fließend.

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