Тепловой барьер

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Тепловой барьер в сверхзвуковом транспорте, в частности при использовании сверхзвуковых самолётов, — проблема перегрева поверхности летательного аппарата от аэродинамического нагрева[англ.] при развитии сверхзвуковой скорости. Для решения применяются термобарьерные покрытия.

При скорости полёта в 1 мах температура в кабине повысится на 50 °C относительно окружающей среды[1]. В точке преодоления звукового барьера температура повысится на +60 °.[2]При скорости полёта в 2 маха, значение температуры приближается уже к +250 °С. Увеличение скорости втрое приводит к нагреву воздушных потоков до 820 °С.

При скорости движения 10 км/с и более, большинство материалов начинают плавиться от высокой температуры воздушных потоков (Например – вхождение космического тела, такого как астероид или метеорит, в атмосферу Земли, подобные космические объекты (относительно небольших размеров), как правило, движутся со скоростью более 10  км/с, и практически полностью сгорают в атмосфере из-за нагрева поверхности тела до критической температуры).

Связанные с тепловым барьером проблемы зависят от скорости и высоты полёта, формы и материалов летательного аппарата, применяемого оборудования (систем охлаждения, кондиционирования и др.).

Нагрев самолёта происходит от аэродинамического торможения воздушного потока и от тепловыделения двигательной установки. Процесс взаимодействия обтекаемым твёрдым телом является типичным для всех самолетов, он связан с повышением температуры элементов конструкции двигателя, воспринимающих тепло от воздуха, сжатого в компрессоре, а также от продуктов сгорания. При полёте на большой скорости внутренний нагрев самолета происходит от воздуха, тормозящего в воздушном канале перед компрессором.

Уровень теплового барьера для сверхзвуковых самолетов определяется внешним аэродинамическим нагревом, интенсивностью нагрева поверхности, обтекаемой потоком воздуха, который зависит от скорости полета, вязкости воздуха, а также сжатием на любой поверхности[уточнить].

Полёт с гиперзвуковыми скоростями в неразреженом воздухе экономически невыгоден.[3]

Примечания

[править | править код]
  1. [1]Архивная копия от 5 ноября 2019 на Wayback Machine Тепловой барьер Архивная копия от 5 ноября 2019 на Wayback Machine (Инженер-подполковник С. Копалин) [1957 - - Современная военная техника]
  2. Л. Д. Ландау, А. И. Китайгородский. «Физика для всех» И. «Наука», М. 1974
  3. Шаталов В. [ https://www.nkj.ru/archive/articles/24162/ Архивная копия от 5 ноября 2019 на Wayback Machine На самолете в космос] // Наука и жизнь №11, 1974