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2009 Instrument Written Exam (FAA Knowledge Test)
9. PLT036
What information does a Mach meter present?
A) The ratio of aircraft true airspeed to the speed of sound.
B) The ratio of aircraft indicated airspeed to the speed of sound.
C) The ratio of aircraft equivalent airspeed, corrected for installation
error, to the speed of sound.
「Mach Meter」が表示する情報は何か？
A) 「航空機の真対気速度」と「音の速度」との比率
B) 「航空機の指示対気速度」と「音の速度」との比率
C) 設置による誤差を修正した「航空機の等価対気速度」と「音の速度」との比率
Mach Meter マッハ計 飛行機の速度と音速の比を表す計器。
解説
正直、マッハ計なんて見た事は無いんです。 マッハは音速と飛行機の速度の比率で速度の単位の一つです。音速とは音の伝わる速度で大気温度に比例します。 マッハ１が音速と同じ速度、マッハ２が音速の２倍の速さです。 多くの旅客機がマッハ０．７〜０．８ぐらいかな。管制官も上空のジェット機との交信では、この数値で交信する時もあります。 またジェット機では高速で飛行するために衝撃波の問題が出ますので、マッハ数を知る方が大事にもなります。（マッハ１では衝撃波が発生して、急激な衝撃と空気抵抗が生まれます。）
音速に近くなると、空気抵抗と衝撃で構造上耐え切れなくなったり、気流の乱れで操縦桿が聞かなくなる可能性が有りますので、特に低温の高高度を飛行するジェット機などでは、速度よりマッハ数を知る方が大事になります。
私の予測 （知っている人が居たら教えてください）
マッハ計の基本的な測定方法は「動圧と静圧」も元に計算する事が可能だそうです。音速は気圧で変化もしますし、飛行機の動圧も似た様に変化します。 そこらの理論に外気温も総合して「動圧と静圧の比率・関数」が有るのでしょう。 実際の音速は分から無いでしょうけど、比べているのは、その地点での音速と飛行機の比率です。 その為、結果的に実際の音速とＴＡＳの比率を測定しているのではと思います。 （予測ですので、詳しくは貴方の教官に聞いて下さい。）
ここからは、個人的に調べてみただけです。 自身は１００％じゃ有りません。
ネットで調べていると、Machmeterの仕組みは、 （Dynamic Pressure - Static Pressure）/Static Pressureをマッハ数で表示するそうです。この種類のマッハ計には、Airspeedを感じる物と、Altitudeを感じる物が内蔵されていて、それをマッハ数として表示するそうです。
- マッハ計は、本当の音速とTASは測定できませんので、代わりにPitotとStaticの数値でマッハ数を計算・表示するそうです。
- 計算式にすると （Dynamic Pressure - Static Pressure）/Static Pressureでマッハ数が計算できるそうです。
- 中にはAirspeed Capsule と Altitude Capsuleが内蔵されていて、機械的にリンクされ、その動きがマッハ数として表示される。
- Airpseed Indicator原理 は （Pitot Tubeの圧- Static Portの圧） ＝ （Dynamic Pressure - Static Pressure）
- 高度計の原理は、 Static Portからの圧力を測定してるだけですから、 Static Pressureになります。
- この高度計の部分は気温を測定している部分にもなります。 高度が上れば、気温が下がる。気温が低下すると、音速も低下する。標準大気が基準になってるとも言えます。
音速 ノット ＝ ３８．９４ ｘ √絶対温度（℃） ： 細かい所を除けば、気温が音速を決めます。
絶対温度 （KV, ケルビン）は 気温が０℃で、+273度です。 （絶対温度, ,KV ℃ + ２７３℃）
知恵袋で確認したら、ちょっと違った回答がありました。通常の対気速度計と基本的な原理は同じそうです。 大きな違いは外気温度によって収縮する 「真空空盒」の動きを微調節に使い、気温による音速の変化を感知するそうです。 （音速は気温で変化します。） それで、音速で有ろうと思われる音速と、飛行機の速度を比率（マッハ数）で表すそうです。 機械が感知する物ですから、両方ともに比例した誤差が出るので、最終的には「本当の音速」と「真対気速度、True Airspeed」の比率となるのでしょう。 （「真空空盒」が気温では無く、高度を感知して、それを温度に置き換えているのかも。）
また最近では、テクノロジーの変化で、コンピューター式のマッハ計がより正確な速度を示すそうです。Air Data Computer System
上記の機械式のMachmeterでは、M0.1ぐらいの誤差が有る時が有るそうです。
