Varför var Concorde målade vit och inte svart?

27

Det är välkänt att den uttalade anledningen att Concorde var målade övervägande vitt var att mildra uppvärmningsproblem .

Men med tanke på att källan till Concorde's termiska woes inte var överdriven exponering för solstrålning, men snarare direktledning och konvektion av kompressionsvärme, är jag förvirrad; i så fall borde inte Concorde vara svart (eller nästan svart), som SR-71 , för att bättre utstråla värme bort?

    
uppsättning Sean 06.05.2018 18:39

5 svar

14

Concords genomsnittliga hudtemperatur var 92 ° C (365K). Beräkning av den svarta kroppen strålningen med hjälp av lagen om Stefan Boltzmann får vi 1006W / m². Detta möjliggör maximal värmeflöde med perfekt strålning, och liknar värmeflödet av solstrålning, vilket också är ca 1kW / m² vid jordens yta i frånvaro av moln (och lite högre vid Concordes typiska krysshöjd.)

Som andra har påpekat kommer emellertid Concorde att strålera i det här långt infraröda, och det är helt möjligt att få en selektiv färg som framträder vit i det synliga området (vilket återspeglar mycket av solens värme) medan utstrålar också i den infraröda regionen.

    
svaret ges 07.05.2018 02:15
40

Det finns en diskussion om det här som är värt att läsa men kort sagt var kraven bara annorlunda. Några av de viktigaste punkterna,

svaret ges 06.05.2018 19:07
5

Blackbirden var svart så att den kunde absorbera strålning, inte så att den kunde avge strålning. Titta på Blackbirds föregångare, A-12, det är ganska lätt att hitta bilder på A-12 med polerad eller delvis polerad finish. Blackbird och A-12 flyttade till en radarabsorberande svart yta på grund av observerbarhet, flygande vid kanten av rymden betyder en mörkare omgivning än lägre i atmosfären, så kamoufleringskravet är annorlunda än att säga en stridsflygplan. Eventuella värmeutsläpp som uppstår gör så bra utanför det synliga spektret.

För att nå den punkt där det är fördelaktigt för termisk spridning för att flygplanet ska målas svart är att nå den punkt som flygplanet avger mer energi som strålning än det absorberar i det synliga spektret. På den tiden skulle det svarta flygplanet vara ljusare än ett vitt flygplan.

    
svaret ges 06.05.2018 21:57
5

Bra fråga. Det finns två huvudorsaker till Concordes specifika färgning: Värmeabsorption och värmeutsläpp. Nyckeln till dess färgschema är i materialet som används vid konstruktion av varje plan.

Concorde var tillverkad av aluminium, vilket avger värme mycket snabbare och effektivt än SR-71s titanhud. I motsats till populär tro kommer planet att bli rörligt och förlora strukturell integritet vid mycket lägre temperaturer än metallens smältpunkt och förhindra att metallen når dessa temperaturer är en viktig orsak till färgens färgfärger på varje flygplan.

Aluminium blir rörligt och oacceptabelt svagt vid högre temperaturer, men kommer sällan att nå dem vid Concorde kryssningsfart, eftersom metallen reflekterar / släpper tillräckligt med värme så att färgburken kan göra ett mer proaktivt jobb för att hålla värmeabsorptionen åtminstone . Om titan hade lika bra värmeavledningskapacitet så är jag övertygad om att den också skulle ha varit vit.

Titan vid hastigheter runt Blackbirds kryssningsområde skulle emellertid absorbera för mycket värme för att den ska släppa, så den svarta färgen skulle faktiskt vara överlägsen när det gäller värmeavledning för att kompensera för titans naturliga egenskaper. Kort svar kortare, aluminiumet på Concorde blev inte tillräckligt varmt för att aluminium skulle förlora integritet, så vitt var det bättre alternativet när det gäller att förhindra att metallen når de kritiska temperaturerna.

SR-71 kunde emellertid inte släppa upp värmen lika snabbt som aluminium, så färgen var konstruerad för att hjälpa den i det avseendet. Hoppas det här hjälper, ledsen om formateringen jag är i en rush, så om det fanns något begreppsmässigt släppte jag ut, var vänlig kommentera.

    
svaret ges 06.05.2018 19:10
1

Concorde var ett civilt nyttofordon. Det är uppdraget är inte att flyga 100% utan också att starta och avstiga passagerare, vänta på ATC-tillstånd etc. Det innebär att det spenderar lång tid på marken på låg effekt, inte uppvärmd av luftflödet - men uppvärmd av solen . För denna del av uppdraget är vitfärg mycket överlägsen.

SR-71 var ett militärt flygplan och det var optimerat endast för en sak - flygningen. Sola på flygplatsen var inte ett problem, det hölls i en hangar så länge som möjligt.

    
svaret ges 14.11.2018 17:31