Question:
Pourquoi le Concorde a-t-il été peint en blanc et non en noir?
Sean
2018-05-06 21:39:32 UTC
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Il est bien connu que la raison pour laquelle le Concorde a été peint à dominante blanche était d'atténuer les problèmes de chauffage.

Cependant, étant donné que la source des problèmes thermiques du Concorde n'était pas t une exposition excessive au rayonnement solaire, mais plutôt une conduction directe et une convection de la chaleur de compression, je suis confus; dans ce cas, le Concorde n'aurait-il pas dû être peint en noir (ou presque en noir), comme le SR-71, pour mieux évacuer la chaleur?

Même la peinture blanche peut encore être effectivement "noire" aux longues longueurs d'onde infrarouges qui comprendront les longueurs d'onde radiatives dominantes aux températures que la coque atteindra. Je ne suis pas sûr que ce soit vrai pour la peinture Concorde, mais beaucoup de matériaux «semblent» différents dans l'infrarouge et dans le visible. Une tranche de silicium, par exemple, nous semble gris foncé opaque, mais juste une pointe des pieds dans l'infrarouge, elle ressemble plutôt à une fenêtre transparente.
Le SR-71 était soumis à la [Rule of Cool] (http://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/RuleOfCool).
Cinq réponses:
Dave
2018-05-06 22:07:25 UTC
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Il y a une discussion à ce sujet ici qui vaut la peine d'être lue, mais en bref, les exigences étaient simplement différentes. Quelques-uns des points clés,

  • La couleur noire du SR-71 offrait un camouflage nocturne en plus de sa dissipation thermique
  • Le Le Concorde avait une cellule en aluminium tandis que le SR-71 avait une cellule principalement en titane qui pouvait conduire à différents types de revêtement.
  • Le Concorde était un avion commercial dont beaucoup sont souvent peints en blanc les avantages thermiques mis à part, ils ont peut-être simplement gardé ce qu'ils faisaient habituellement.
  • Le SR-71 volait beaucoup plus vite que le Concorde et avait des exigences thermiques différentes.
  • Le point le plus chaud du Concorde était le nez à 127 ° C qui était en fait refroidi par le carburant pompé comme liquide de refroidissement. Le point le plus chaud sur le SR-71 était la fenêtre du cockpit qui cuit à nouveau à 327 ° C, des exigences thermiques très différentes.
Je ne m'attendais pas à ce que la fenêtre du cockpit soit la partie la plus chaude du SR-71. Excellentes références.
Les conductivités thermiques de l'aluminium et du titane font une grande différence. Le titane pur a 22 W / mK et Dural a 147 W / mK. Cela signifie que la surface du Concorde pourrait répartir la charge thermique entre les points chauds et froids beaucoup plus facilement que les SR-71.
@ke4ukz: Je suppose que c'est en partie parce que la verrière du SR-71 dépasse dans le courant d'air et fait que beaucoup plus d'air se rassemble et se comprime devant lui que les autres parties du SR-71. De plus, ce n'est pas, à proprement parler, la partie _hottest_ du SR-71 - cet honneur va aux moteurs, la partie la plus chaude indiquée dans ce schéma qui cuit à 1050 F, et dont les buses ne sont pas étiquetées, mais, selon le code couleur du diagramme, on dirait qu'ils pourraient aller jusqu'à 1200 F ou même plus chaud. :-P
@Dave, votre lien avec les températures du SR-71 est rompu. Je l'ai remplacé par un qui, je pense, est le même (il montre la même température à la fenêtre du cockpit)
Level River St
2018-05-07 05:15:58 UTC
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La température moyenne de la peau du Concorde était de 92 ° C (365K). En calculant le rayonnement du corps noir en utilisant la loi Stefan Boltzmann, nous obtenons 1006W / m². C'est le flux de chaleur maximal possible avec un rayonnement parfait, et très similaire au flux de chaleur du rayonnement solaire, qui est également d'environ 1 kW / m² à la surface de la terre en l'absence de nuages ​​(et un peu plus élevé à l'altitude de croisière typique du Concorde.)

Cependant, comme d'autres l'ont souligné, à ces températures, Concorde irradierait dans l'infrarouge lointain, et il est parfaitement possible d'avoir une peinture sélective qui apparaît blanche dans la zone visible lumière du soleil) tout en rayonnant dans la région infrarouge.

`+ 1` Relatif (du point de vue physique): [Pourquoi les RTG sont-ils des couleurs différentes?] (Https://space.stackexchange.com/q/18100/12102) et aussi [Quelle est la fonction de ce tableau de ce qui ressemble à des miroirs sur TESS?] (https://space.stackexchange.com/q/26544/12102)
Je connais un peu les surfaces sélectivement émissives, et pour autant que je sache, les plus efficaces sont plus récentes que la conception de Concorde. Certains matériaux peuvent obtenir des avantages assez simplement, mais les intégrer dans une peinture n'est pas trivial
XRF
2018-05-07 00:57:02 UTC
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Le Blackbird était noir pour pouvoir absorber les radiations, pas pour émettre des radiations. Regardez le prédécesseur du Blackbird, l'A-12, il est assez facile de trouver des photos de l'A-12 avec une finition polie ou partiellement polie. Le Blackbird et l'A-12 sont passés à une finition noire absorbant le radar pour des raisons d'observabilité, voler au bord de l'espace signifie un environnement plus sombre que plus bas dans l'atmosphère, de sorte que l'exigence de camouflage est différente de celle d'un avion de chasse. Toutes les émissions thermiques qui se produisent se produisent si bien en dehors du spectre visible.

Pour atteindre le point auquel il est bénéfique de dissipation thermique pour que l'avion soit peint en noir, c'est atteindre le point où l'avion émet le plus l'énergie sous forme de rayonnement qu'elle absorbe dans le spectre visible. À ce moment-là, l'avion noir serait plus brillant qu'un avion blanc.

L'exemple d'A-12 que vous donnez est agréable, également le Pepsi Concorde a roulé à une vitesse plus lente (M1.5-1.7 selon la source) à cause de la peinture plus sombre.
@XRF la couleur de la peinture a très peu à voir avec son rayonnement et ses caractéristiques de furtivité d'extension. La peinture noire comme dans la réponse de Dave avait à voir presque exclusivement avec l'émission / l'absorption de chaleur. Et en ce qui concerne votre point d'observabilité, le SR-71 et les variantes de croisière au-dessus de l'espace aérien ennemi si haut que même avec une couche de peinture brillante, il serait difficile et inutile d'essayer de l'acquérir visuellement. Gardez à l'esprit que même le voir sur le radar (ce que les Soviétiques étaient capables de faire avec leurs nouveaux radars) ne signifie presque pas pouvoir prouver son existence NI l'abattre.
@Jihyun J'ai édité pour augmenter la clarté. Les émissions thermiques à ces températures (et le radar pour être correct) se produisent en dehors du spectre visible. Le SR-71 a évolué à partir du plus rapide A-12 dans le but de réduire l'observabilité (un A-12 a été touché par un missile). La peinture absorbait les radars et couvrait tout le corps à cause de cela, les problèmes thermiques n'étaient importants que dans un nombre limité d'endroits. L'observabilité ne se limite pas non plus à l'acquisition, il est plus difficile d'obtenir une bonne image d'un sujet à faible contraste. Le U2 est passé du gris à un schéma de peinture similaire à peu près au même moment pour les mêmes raisons.
Oui, j'ai également entendu parler de cet incident rapproché. Vous avez choisi ma curiosité. J'ai trouvé que les Vietnamiens avaient un matériel similaire à celui des Soviétiques, mais dans l'ensemble étaient beaucoup moins capables de l'utiliser, donc (en parallèle avec le rapport officiel déclassifié) je suppose qu'ils pouvaient à peine détecter suffisamment de signature pour une serrure, extrapolant plutôt une avance et utilisant une technique de fusil de chasse dans l'espoir d'un coup, comme les Soviétiques l'ont fait avec les précédents survols U-2. De plus, gardez à l'esprit que le U-2 volait à plus de 10000 pieds plus bas que le SR-71 et ses variantes.
Jihyun
2018-05-06 22:10:01 UTC
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Bonne question. Deux raisons principales expliquent la coloration spécifique du Concorde: l'absorption et l'émission de chaleur. La clé de sa palette de couleurs réside dans les matériaux utilisés dans la construction de chaque plan.

Le Concorde était en aluminium, qui émet de la chaleur beaucoup plus rapidement et efficacement que la peau en titane du SR-71. Contrairement à la croyance populaire, l'avion deviendra ductile et perdra son intégrité structurelle à des températures bien inférieures au point de fusion du métal, et empêcher le métal d'atteindre ces températures est une des principales raisons des couleurs de peinture de chaque avion.

L'aluminium devient ductile et inacceptable à des températures plus élevées, mais les atteindrait rarement à la vitesse de croisière du Concorde, car le métal réfléchit / libère suffisamment de chaleur pour que la peinture puisse faire un travail plus proactif de maintien de la chaleur absorption au minimum. Si le titane avait des capacités de dissipation thermique similaires, je suis convaincu qu'il aurait également été blanc.

Cependant, le titane à des vitesses autour de la plage de croisière du Blackbird absorberait beaucoup trop de chaleur pour qu'il se dégage, de sorte que la peinture noire serait en fait supérieure en termes de dissipation thermique pour compenser les caractéristiques naturelles du titane. Réponse courte plus courte, l'aluminium du Concorde n'a pas chauffé suffisamment pour que l'aluminium perde son intégrité, le blanc était donc la meilleure option pour empêcher le métal d'atteindre ces températures critiques.

Le SR-71 ne pouvait cependant pas dégager de chaleur aussi rapidement que l'aluminium, donc la peinture a été conçue pour l'aider à cet égard. J'espère que cela aide, désolé pour le formatage, je suis pressé, donc s'il y avait quelque chose de conceptuel que j'ai oublié, veuillez commenter.

Que voulez-vous dire "dissiper la chaleur"? conduction? convection? radiation?
Agent_L
2018-11-14 22:31:59 UTC
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Le Concorde était un véhicule utilitaire civil. Sa mission n'est pas de voler à 100%, mais aussi d'embarquer et de débarquer des passagers, d'attendre l'autorisation ATC, etc. Cela signifie qu'il passe un temps considérable, au sol, à faible puissance, non chauffé par le flux d'air - mais chauffé par le soleil . Pour cette partie de la mission, la peinture blanche est largement supérieure.

Le SR-71 était un avion militaire et il a été optimisé pour une seule chose: le vol. Prendre un bain de soleil à l'aéroport n'était pas un problème, il était de toute façon gardé dans un hangar aussi longtemps que possible.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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