Аеродинамічний нагрів, нагрів тіл, рухомих з великою швидкістю в повітрі або іншому газі. А. н. — результат того, що молекули повітря, що налітають на тіло, гальмуються поблизу тіла.
Якщо політ здійснюється з надзвуковою швидкістю культур, гальмування відбувається перш за все в ударній хвилі, що виникає перед тілом. Подальше гальмування молекул повітря відбувається безпосередньо в самої поверхні тіла, впограничному шарі . При гальмуванні молекул повітря їх теплова енергія зростає, тобто температура газу поблизу поверхні рухомого тіла підвищується максимальна температура, до якої може нагрітися газ в околиці рухомого тіла, близька до т.з. температурі гальмування:
T 0 = Т н + v 2 /2c p ,
де Т н — температура набігаючого повітря, v — швидкість польоту тіла, c p — питома теплоємність газу при постійному тиску. Так, наприклад, при польоті надзвукового літака з потрійною швидкістю звуку (близько 1 км/ сік ) температура гальмування складає біля 400°c, а при вході космічного апарату в атмосферу Землі з 1-ою космічною швидкістю (8,1 км/сек ) температура гальмування досягає 8000 °С. Якщо в першому випадку при досить тривалому польоті температура обшивки літака досягне значень, близьких до температури гальмування, то в другому випадку поверхня космічного апарату неминуче почне руйнуватися із-за нездатності матеріалів витримувати настільки високі температури.
З областей газу з підвищеною температурою тепло передається рухомому тілу, відбувається А. н. Існують дві форми А. н. — конвективна і радіаційна. Конвективний нагрів — наслідок передачі тепла із зовнішньої, «гарячої» частини пограничного шару до поверхні тіла. Кількісно конвективний тепловий потік визначають із співвідношення
q до = а ( Т е —Т w ),
де T e — рівноважна температура (гранична температура, до якої могла б нагрітися поверхня тіла, якби не було відведення енергії), T w — реальна температура поверхні, а — коефіцієнт конвективного теплообміну, залежний від швидкості і висоти польоту, форми і розмірів тіла, а також від інших чинників. Рівноважна температура близька до температури гальмування. Вигляд залежності коефіцієнта а від перерахованих параметрів визначається режимом течії в пограничному шарі (ламінарний або турбулентний). В разі турбулентної течії конвективний нагрів стає інтенсивнішим. Це пов'язано з тією обставиною, що, окрім молекулярної теплопровідності, істотну роль в перенесенні енергії починають грати турбулентні пульсації швидкості в пограничному шарі.
З підвищенням швидкості польоту температура повітря за ударною хвилею і в пограничному шарі зростає, в результаті чого відбувається дисоціація і іонізація молекул. Атоми, що утворюються при цьому, іони і електрони дифундують в холоднішу область — до поверхні тіла. Там відбувається зворотна реакція (рекомбінація ) , що йде з виділенням тепла. Це дає додатковий вклад в конвективний А. н.
Досягши швидкості польоту порядка 5000 м/сек температура за ударною хвилею досягає значень, при яких газ починає випромінювати. Унаслідок променистого перенесення енергії з областей з підвищеною температурою до поверхні тіла відбувається радіаційний нагрів. При цьому найбільшу роль грає випромінювання у видимій і ультрафіолетовій областях спектру. При польоті в атмосфері Землі з швидкостями нижче першою космічною (8,1 км/сек ) радіаційний нагрів малий в порівнянні з конвективним. При другій космічній швидкості (11,2 км/сек ) їх значення стають близькими, а при швидкостях польоту 13—15 км/сек і вище, відповідних поверненню на Землю після польотів до інших планет, основний вклад вносить вже радіаційний нагрів.
Окремим випадком А. н. є нагрів тіл, рухомих у верхніх шарах атмосфери, де режим обтікання є свободномолекулярним, тобто довжина вільного пробігу молекул повітря соїзмеріма або навіть перевищує розміри тіла (детальніше за див.(дивися) Аеродинаміка розріджених газів ) .
Особливо важливу роль А. н. грає при поверненні в атмосферу Землі космічних апаратів (наприклад, «Схід», «Схід», «Союз»). Для боротьби з А. н. космічні апарати оснащуються спеціальними системами теплозахисти .
Літ.: Основи теплопередачі в авіаційній і ракетній техніці, М., 1960; Дорренс В. Х., Гіперзвуковий перебіг в'язкого газу, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1966; Зельдовіч Я. Б., Райзер Ю. П., Фізика ударних хвиль і високотемпературних гідродинамічних явищ, 2 видавництва, М., 1966.
