気圧高度:37,000ft、SAT:-55℃の大気中を、TAS:420ktで飛行中の航空機のMACH数に最も近いものはど…

空中航法 第3問

気圧高度:37,000ft、SAT:-55℃の大気中を、TAS:420ktで飛行中の航空機のMACH数に最も近いものはどれか。

正答 (2)
正答は (2)。M0.73です。 【マッハ数の定義】 M = TAS ÷ 音速 音速は気温だけで決まります。気圧や高度そのものにはよりません。高高度で音速が小さいのは、そこが寒いからです。 【音速の求め方】 音速(kt) ≒ 39 × √(絶対温度) SAT = −55℃ = −55 + 273 = 218K √218 ≒ 14.77 音速 ≒ 39 × 14.77 ≒ 576kt 【マッハ数】 M = 420 ÷ 576 ≒ 0.729 → 0.73 【もう一つの式】
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標準海面(15℃、音速661kt)を基準にする形でも同じです。 音速 = 661 × √(218 ÷ 288)    = 661 × √0.757    = 661 × 0.870 ≒ 575kt M = 420 ÷ 575 ≒ 0.73 どちらでも同じ答えになります。 【気圧高度37,000ftは使わない】 問題文に高度が書かれていますが、音速の計算には不要です。気温が直接与えられているからです。 高度が必要になるのは、気温が与えられておらず標準大気から推定する場合だけです。この問題では−55℃と明示されているので、高度は状況の説明にすぎません。 【選択肢の幅】 0.71〜0.77まで0.02刻みで並んでいます。音速を576とするか575とするかで答えは変わりませんが、√218を14.8と粗く見積もると577となり、M=0.728。やはり0.73です。 平方根の計算はこの程度の精度で十分です。

出典:令和5年3月期 航空従事者学科試験 運航管理者 空中航法 問3(国土交通省 公表)出典元ページ

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