Какой аэродинамический нагрев выдерживают реактивные лайнеры?

На крейсерской высоте (~ 33 000 футов) и крейсерской скорости полета (~ 500 миль в час) насколько сильно современные авиалайнеры нагреваются из-за трения о воздух во время полета? Наверное, ненамного, потому что на крейсерской высоте за окном все еще лед, но на сколько градусов корпус самолета теплее, чем если бы самолет стоял на этой высоте (поэтому по сравнению с минус 56°С на тропопауза)?

Мне также любопытен Concorde, который поднимался на высоту до 60 000 футов и развивал скорость более 1300 миль в час. К трению о воздух добавляется еще и нагрев из-за сверхзвукового полета, так в целом насколько «Конкорд» стал теплее во время своего сверхзвукового крейсерского полета?

Ответы (2)

На основе формулы, уже приведенной в этом ответе , мы можем рассчитать TAT (общую температуру воздуха), которая представляет собой температуру, достигаемую в критической точке 1 , из SAT (статическая температура воздуха) и числа Маха:

ТАТ СИДЕЛ "=" 1 + γ − 1 2 М 2 "=" 1 + 1 5 М 2

Результирующий график зависимости TAT от числа Маха при SAT -56,5°C (тропопауза ISA) показан ниже:

ТАТ

Как видите, дозвуковой авиалайнер (я предположил, что его скорость равна 0,85 Маха) по-прежнему будет испытывать отрицательные температуры. Однако Concorde достигал температуры около 120 ° C на крейсерской скорости 2,02 Маха. Это было уже близко к пределу:

Максимальная общая температура (TMO): 127 градусов Цельсия (на носу)

( Конкорд Спектакль )

Как просили в комментариях, вот больший диапазон скоростей, включая SR-71:

ТАТ

Температура могла достигать почти 400°C при скорости 3,2 Маха ( Какова истинная максимальная скорость SR-71? ), но обратите внимание, что SR-71 использовал топливо для охлаждения обшивки (лобовое стекло было самой горячей частью при температуре 316°C). согласно Википедии .

1 TAT измеряется самолетом с помощью зонда, который останавливает воздух относительно самолета (застой). Таким образом, кинетическая энергия воздуха преобразуется в тепловую энергию, повышая температуру. Температура поверхности самолета в точках, где не происходит застоя, будет ниже. Спасибо Peter Kämpf за указание на это.

Разве SR-71 не должен быть включен в качестве точки данных только потому, что Cool!?
@FreeMan На самом деле было бы здорово упомянуть на этой диаграмме еще больше примеров, например X-planes.
Спасибо за добавление Blackbird.
Это очень большое повышение температуры, я, честно говоря, удивлен. Почему бы нам не сделать что-нибудь с этим?
@Абдулла Что делать? Управляйте элементом Пельтье ? Это увеличивает вес и не особенно эффективно. Кроме того, указанная температура достигается только в критической точке.
Пожалуйста, добавьте, что показанная температура достигается только в точке торможения. Большая часть поверхности испытывает гораздо более низкие температуры, и они возникают из-за тепла трения, а не застоя.
@PeterKämpf Спасибо, я добавил некоторые пояснения внизу.

Изменение температуры относительно невелико, но общая температура воздуха всегда намного меньше статической температуры воздуха в полете из-за поверхностного трения.

Мне удалось увеличить температуру топлива в подвесных баках, когда рециркуляции топлива было недостаточно для повышения температуры топлива в северных широтах, за счет небольшого увеличения крейсерской скорости. Интересно посмотреть на результаты. Изменение не быстрое и не сильное, но достаточное, чтобы в некоторых случаях температура топлива оставалась ниже нижнего предела (где происходит гелеобразование).

Как правило, TAT (общая температура воздуха) будет примерно на 30 градусов выше, чем статическая температура наружного воздуха (SAT), для типовых самолетов транспортной категории (не сверхзвуковых), работающих в нижней части околозвукового диапазона (0,80 M1 или выше). ).

Какой аэродинамический нагрев выдерживают реактивные лайнеры?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v