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] Автор был не совсем точен, материал при указанной температуре начнет испаряться! Тело исчезнет при температуре меньше 8000 °С. Правильно было бы говорить о температуре плазмы.
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 тело существовать не сможет. Оно просто исчезнет и превратиться в раскаленный газ. Вероятно, что немецкий инженер просто не знал о температурах кипения и температуре испарения железа, базальтов, других металлов. Хотя, с другой стороны, автор Герман Юлиус Оберт 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: При таких величинах температуры до 20000° никакое тело сохраниться не может.
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]
Читать дальше