Главная » 2021 » Январь » 3 » Отчего нагревается корабль, входящий в атмосферу?
02:40
Отчего нагревается корабль, входящий в атмосферу?

На высоте 100 км

Многие думают, что спускаемые с орбиты космические аппараты, а также небесные тела вроде болидов, метеоров и прочих комет, которые вошли в плотные слои земной атмосферы, и сгорают там, нагреваются из-за трения об воздух. Но с точки зрения физики это совсем не так. Потому что если бы этот нагрев шёл только из-за трения, то мощность этого трения была бы значительно ниже мощности охлаждения, и все эти тела просто замерзали бы. Однако по факту на больших скоростях в несколько Махов спускаемые аппараты и космические объекты раскаляются так, что их поверхность светится и разлетается.

На высоте 80 км

На самом деле этот нагрев на больших скоростях на высоте от 100 км над землёй и ниже связан с так называемым эффектом аэродинамического нагрева. Некоторые скептики при этом продолжают утверждать, что аэродинамический нагрев - это частный случай трения об воздух. Этот эффект проявляется тогда, когда перед небесным телом или аппаратом возникает ударная волна. Область воздействия этой ударной волны всего лишь несколько десятков миллиметров, однако в этой области воздух сильно сжимается. Иными словами в этой тонкой воздушной плёнке происходит скачкообразный рост давления и как следствие температуры. Можно ли назвать такой эффект трением? Не думаю.

На высоте 60 км

Однако на этом процессы, приводящие к сильному нагреву, не заканчиваются. Так в этой области молекулы смеси газов (азота, кислорода и др.) начинают двигаться с разной скоростью. Влетевшие на большой скорости в эту область ударной волны молекулы газов тут же начинают резко сбрасывать скорость. И как вы думаете, во что превращается эта их кинетическая энергия? Конечно же в наиболее вероятную форму энергии, т.е. в тепловую. В этом и заключается механизм аэродинамического нагрева, который с физической точки зрения не является трением в чистом виде.

На высоте 40 км

Ну и разумеется это тепло начинает передаваться на обшивку спускаемого корабля или на поверхность вошедшего в атмосферу небесного тела. Эта тепловая энергия передаётся объектам как при помощи теплопроводности так и за счёт излучения. Причём рост доли излучения при теплопередаче растёт пропорционально скорости. Этот эффект аэродинамического нагрева вызывает не только отрыв элементов жаропрочной обшивки от аппаратов, но и приводит к разрушению вошедших в атмосферу небесных тел.

На высоте 20 км

С этой проблемой аэродинамического нагрева сталкиваются не только космические инженеры, но и разработчики сверхзвуковых военных самолётов, крылатых ракет и прочей военной техники, которая выходит на сверхзвуковую скорость. Так на скоростях 3 Маха и выше этот эффект оказывает значительное воздействие на элементы оперения, и конструкторам приходится учитывать его и применять специальные материалы и сплавы.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/electrotransport
Категория: Космос | Просмотров: 292 | Добавил: Pacak | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 4
1
1   [Материал]
Проверить это предположение просто
Надо проследить за входящим телом на поверхность Луны
Там нет воздуха и если будет виден нагрев, значит теория права
Скоро китайцы, кстати собираются лететь на Луну

2
2   [Материал]
Аэродинамический нагрев обусловлен обычным сжатием газа перед фронтальной поверхностью астероида. Из-за очень большой скорости астероида воздух не успевает разойтись в стороны и его просто сжимает как гигантским насосом. Этот же самый эффект действует в обычном велосипедном насосе: там воздух тоже нагревается из-за того, что мы его сжимаем. А на Луне этот эффект не действует из-за отсутствия воздуха.

1
3   [Материал]
Получается что нагрев происходит изза трения об атмосферу
А об какую- то ли частицы азона, то ли воздуха, то ли ударная волна, появляющаяся в следствии налиция атмосферы- уже второстепенный вопрос

0
4   [Материал]
Кстати, японцы собираются запустить первый в мире деревянный спутник. Сейчас испытывают разные сорта древесины.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]