La barrera térmica en el transporte supersónico , en particular cuando se utilizan aviones supersónicos , es el problema del sobrecalentamiento de la superficie de un avión debido al calentamiento aerodinámico durante el desarrollo de la velocidad supersónica . Se utilizan revestimientos de barrera térmica para la solución .
A una velocidad de vuelo de 1 M , la temperatura en la cabina aumentó 50 °C en relación con el entorno [1] . El punto de superación de la barrera del sonido corresponde a un valor de temperatura de +60 °C [2] ; este no es un valor de temperatura tan grande que pueda limitar las acciones de diseño. Pero si la velocidad de movimiento se duplica en relación con la velocidad de movimiento en el punto de la barrera del sonido ( M ≈ 2), el valor de la temperatura ya se aproxima a +250 °C. Un aumento de tres veces en la velocidad conduce a un calentamiento de los flujos de aire hasta 820 °C. Finalmente, a una velocidad de 10 km/s o más, casi cualquier cuerpo comienza a derretirse por la alta temperatura de los flujos de aire (un ejemplo simple es la entrada de un cuerpo cósmico, como un asteroide o un meteorito , en la atmósfera terrestre). , objetos espaciales similares (de tamaño relativamente pequeño), como los que normalmente se mueven a una velocidad de más de 10 km/s, y se queman casi por completo en la atmósfera debido al calentamiento de la superficie del cuerpo a un nivel de temperatura crítico).
Los problemas asociados a la barrera térmica dependen de la velocidad y altitud del vuelo, la forma y materiales de la aeronave , los equipos utilizados ( sistemas de refrigeración , aire acondicionado , etc.).
El calentamiento de la aeronave proviene del frenado aerodinámico del flujo de aire y de la liberación de calor del sistema de propulsión . El proceso de interacción con un cuerpo sólido aerodinámico es típico de todas las aeronaves, está asociado con un aumento de la temperatura de los elementos estructurales del motor que perciben el calor del aire comprimido en el compresor , así como de los productos de la combustión. Al volar a alta velocidad, el calentamiento interno de la aeronave proviene del freno de aire en el canal de aire frente al compresor.
El nivel de la barrera térmica para aeronaves supersónicas está determinado por el calentamiento aerodinámico externo, la intensidad del calentamiento de la superficie que circula por el flujo de aire, que depende de la velocidad de vuelo, la viscosidad del aire y también su compresión en cualquier superficie [ especificar ] .
El vuelo a velocidades hipersónicas en aire no enrarecido no es económicamente viable. [3]