超音速飛行にはいつどこで氷結防止が必要ですか？
多くの航空機には、危険な着氷を防ぐための加熱装置があります。超音速機は空気を急速に圧縮し、温度を上昇させます。コンコルドとTu-144はヒートシンクとして燃料を使用しました。
暖房が氷結防止を無関係にするために、どれくらい速く飛ぶ必要がありますか？それは航空機の部分にどのように依存しますか？おそらく前縁は、氷結防止なしでウォームアップする最初の部分です。典型的なスーパークルーズの高度では、着氷条件は異なりますか？そこに意味のある水はありますか？
回答
暖房が氷結防止を無関係にするために、どれくらい速く飛ぶ必要がありますか？
航空機の皮膚が感じる真の気温（TAT）は、静的気温（SAT）とマッハ数から計算できます。
$$ \frac{\text{TAT}}{\text{SAT}} = 1 + \frac{\gamma - 1}{2} M^2 = 1 + \frac{1}{5} M^2 $$
（を使用して $ \gamma = 1.4 $空気用）。SATは通常、国際標準大気では-56.5°Cを下回りません。これは、下部成層圏（ほとんどの超音速航空機が飛行する場所）の通常の温度です。
上記のマッハ数で $ \sim 1.24 $ 結果として得られるTATは10°Cを超えます。これは通常、着氷状態が存在する上限温度として定義されます。
それは航空機の部分にどのように依存しますか？おそらく前縁は、氷結防止なしでウォームアップする最初の部分です。
はい、前縁は最も暖かくなりますが、氷を蓄積する可能性のある航空機の唯一の部分でもあります。既知の着氷状態への飛行が認定されている航空機は、通常、エンジンの入口、プロペラ、翼の前縁、垂直尾翼および水平尾翼に除氷または防氷システムを備えています。しかし、すべての航空機がこれらのシステムのすべてにこれらのシステムを備えているわけではありません。これらはすべて同じように影響を受けるわけではないからです。たとえば、次の質問を参照してください。
- 一部の航空機のみがテールアンチアイシングを必要とするのはなぜですか？
- なぜB737の翼の氷結防止システムによって翼の一部が保護されていないのですか？
典型的なスーパークルーズの高度では、着氷条件は異なりますか？そこに意味のある水はありますか？
成層圏では通常湿度が非常に低いため、ここでは通常、着氷は問題になりません。
サンプリングされた成層圏気団は予想通り乾燥しており、水上での平均相対湿度は12％、氷上での平均相対湿度はそれぞれ23％です。ただし、成層圏データの2％は、氷の過飽和を示しています。
（3年間のMOZAIC測定から導き出された上部対流圏と下部成層圏の相対湿度の分布則）
ほとんどの気象現象は対流圏でのみ発生します。つまり、気象の上空を飛行します（ただし、雷雨は雲を極端な高度に押し上げる可能性があります）。