Làm thế nào nóng một hình nón mũi tên lửa nhận được trong khi phóng?

Cụ thể hơn, tôi muốn biết liệu tên lửa không người lái có cần được thiết kế đặc biệt để chịu được nhiệt sinh ra từ ma sát không khí và sóng xung kích trong quá trình phóng hay không. Tôi tìm thấy sơ đồ bên dưới trên trang web của NASA cho thấy một số nhiệt độ đình trệ khá cao, nhưng vấn đề là tôi không biết một tên lửa thông thường di chuyển nhanh như thế nào trên đường tới quỹ đạo trái đất thấp. Tôi cũng không biết cấu hình vận tốc trông như thế nào, tức là số Mach so với độ cao.

Hầu hết các thông tin tôi tìm thấy chỉ nói về vận tốc quỹ đạo và nhiệt độ thử lại, cả hai đều không hữu ích.

aerospace-engineering

— Carlton
nguồn

Đánh giá từ hồ sơ khởi động Delta IV này, có vẻ như nó không ấm lắm, vì nó duy trì tốc độ dưới 3,5 km / giây cho đến khi nó gần như thoát khỏi bầu không khí "dày" (~ 90 km ). Một vài tính toán cho thấy nhiệt độ trì trệ như dưới đây. Mặc dù các nhiệt độ này rất cao, nhưng chúng không đạt được cho đến khi độ cao cao hơn, nơi mật độ rất thấp, do đó nhiệt độ bề mặt sẽ không thể bằng nhiệt độ trong lớp sốc (hoặc lớp biên)

$T_{0,11km} \approx 265 K$

$T_{0,45km} \approx 2470K$

$T_{0,90km} \approx 6300K$

— costrom
nguồn

Bạn có thể đăng các phương trình bạn đã sử dụng để tính toán nhiệt độ? Và chỉ ra nơi các giả định được thực hiện dẫn đến lỗi lớn?

— rul30

\frac{T}{T_{0}}

$\frac{T}{T_0}$

T

$T$

T_{0}

$T_0$

Một số hiện tượng phát sinh ở số Mach cao là các phản ứng hóa học trong lớp sốc (cũng trở nên rất mỏng), sự truyền nhiệt bức xạ giữa dòng chảy và cơ thể, giữa dòng chảy phía sau cú sốc và tránh xa cú sốc và sự phân ly của các thành phần của không khí, tất cả đều làm cho nó khó khăn để tiếp tục sử dụng cùng một quan hệ dòng chảy đẳng hướng để ước tính chính xác nhiệt độ điểm đình trệ. Trong lần thử lại, tôi tin rằng tôi đã thấy nhiệt độ dòng chảy được đề cập trong khu vực 20000K, nhưng bản thân cơ thể không bao giờ đạt được điều đó, nhờ vào sự cắt bỏ và các phương tiện khác.

— costrom