А. Панов - Большой космический обман США. Часть 20. Аэродинамический нагрев и «космические» капсулы НАСА

Следует отметить, хотя это могло быть ошибкой переводчика, что маловероятно, следующее: Метеориты не могут нагреваться до указанных Обертом температур потому, что при температуре порядка 3000 произойдет испарение этого объекта. Указанные Обертом температуры правильнее было назвать температурой плазмы, которая окружает метеорит в момент его попадания в земную атмосферу. Советские ученые, в статье Большой Советской Энциклопедии «Аэродинамический нагрев» выражаются более правильно: «Аэродинамический нагрев. нагрев тел, движущихся с большой скоростью в воздухе или другом газе. А. н. – результат того, что налетающие на тело молекулы воздуха тормозятся вблизи тела. Если полет совершается со сверхзвуковой скоростью культур, торможение происходит, прежде всего, в ударной волне, возникающей перед телом. Дальнейшее торможение молекул воздуха происходит непосредственно у самой поверхности тела, в пограничном слое. При торможении молекул воздуха их тепловая энергия возрастает, т. е. температура газа вблизи поверхности движущегося тела повышается максимальная температура, до которой может нагреться газ в окрестности движущегося тела, близка к т. н. температуре торможения:

T 0= Т н+ v 2/2c p,

где Т н — температура набегающего воздуха, v — скорость полёта тела, c p – удельная теплоёмкость газа при постоянном давлении. Так, например, при полёте сверхзвукового самолёта с утроенной скоростью звука (около 1 км/ сек) температура торможения составляет около 400° C. А при входе космического аппарата в атмосферу Земли с 1-й космической скоростью (8,1 км/сек), температура торможения достигает 8000 °С. Если в первом случае при достаточно длительном полёте температура обшивки самолёта достигнет значений, близких к температуре торможения, то во втором случае поверхность космического аппарата неминуемо начнёт разрушаться из-за неспособности материалов выдерживать столь высокие температуры». [4] Бывший санитар Оберт имел смутные представления о таком нагреве.

Судя по тексту публикации бывшего медицинского работника в военном госпитале Оберта Германа, он не понимал о чем идет речь. Автор называл температуру торможения, температуру «газа в окрестности движущегося тела» (БСЭ), температурой тела: «Таким образом, искомая температура значительно превышает для ракет 5000°. Если же необходимо предотвратить такое сильное нагревание поверхности, следует подвести достаточное количество охлаждающего вещества, чтобы оно могло отнять тепло Q»… При скорости 10000 м/сек эта температура, безусловно, превышает 15000°. Вероятно, она даже превышает 20000°». [3] Немецкий гений не мог додуматься до очень простой мысли о том, что при названных температурах существовать не сможет. Это тело просто исчезнет и превратиться в раскаленный газ. Нельзя поэтому говорить о «температуре тела».

Вероятно, что немецкий инженер просто не знал о температурах кипения и температуре испарения железа, базальтов, других металлов. Хотя, с другой стороны, автор в своей публикации вскользь упоминает о парах металла: «Здесь, конечно, предполагается, что закон Стефана-Больцмана выполняется для паров металлов при θ° ». [3] Но в тексте все равно автор использует термин «температуры тела», «температура поверхности объекта». Герман Оберт в своей публикации поставил задачу определения температуры неохлажденной поверхности космического объекта, в частности космического аппарата. В начале этой главы он сразу указал, что означают условные обозначения:

« h – толщина воздушного слоя, необходимого для торможения.

p – параметр траектории полета ракеты для межпланетных полетов.

p – давление воздуха после сжатия.

p 0 – давление воздуха до сжатия.

r – радиус Земли.

s – высота над поверхностью Земли.

t – кажущаяся температура воздуха, обусловленная движением.

v – скорость.

H – 7300 – 7400 м

L – сопротивление воздуха.

Q – количество подведенного тепла.

S – количество тепла, отданного излучением.

T – абсолютная температура.

T 1 – абсолютная температура после сжатия.

T 0 – абсолютная температура до сжатия.

β – барометрическое давление.

β S – давление воздуха на высоте S.

θ – абсолютная температура тела, нагретого вследствие трения в воздухе.

k – отношение между удельными теплоемкостями при постоянном давлении и постоянном объеме.

μ – масса 1 м³ в технических единицах.

ρ – радиус-вектор (проведенный к центру Земли).

α – постоянная излучения в законе Стефана-Больцмана.

τ – истинная температура воздуха.

φ – угол между радиусом-вектором р и избранным неподвижным направлением». [3]

Как видно из списка параметров и обозначений, приведенных автором в начале главы, эту величину θ он упорно называет температурой тела и пытается вывести формулу определения указанной величины, в зависимости от угла вхождения метеорита в атмосферу: «Так как в действительности мы можем сказать лишь кое-что о наблюдаемых излучениях, а об истинной температуре метеоритных тел мы не делали никаких предположений, то следует заключить, что & есть эффективная температура, т.е. та температура, которую должно было бы иметь абсолютно черное тело, светящееся с яркостью; метеорита. Но эта температура и нужна, так как мы хотим лишь знать, какое количества тепла излучается или, вернее, какое количество тепла было-приобретено… Температура неохлажденной поверхности, расположенной под углом α к воздушному потоку, при скоростях 5000 – 15000 м/сек может быть определена по формуле:

Приведенные выше формулы выводились так подробно лишь потому, что они, по нашему мнению, дают результаты, приближающиеся к действительности больше, чем все известные нам формулы». [3] В своей публикации автор довольно подробно описал, как он получил формулу для определения температуры торможения в зависимости от угла входа космического аппарата в атмосферу, от скорости такого объекта, которая была перед торможением в атмосфере земли. Оберт, при этом самом, признавал, что формула является приблизительной: «Это, конечно, лишь очень грубая оценка. Результат может оказаться в 10 раз больше или меньше действительного значения; но он дает, по крайней мере, некоторое представление о порядке величины теплопередач, с которыми нам придется иметь дело». [3] Оберт имел также смутные знания об ударных волнах.