## [Chauffage Aérothermique](/fr/node/47269) Définition Les flux de chaleur et l'élévation de température subis par un véhicule en raison de la compression aérodynamique, de la dissipation visqueuse et des effets de gaz à haute enthalpie lors de vols à grande vitesse ou de rentrées atmosphériques ; inclut le chauffage convectif et radiatif et leur interaction avec l'état de la couche limite et les matériaux de surface. ## Principe Principe Le chauffage aérothermique résulte de la conversion de l'énergie cinétique en énergie interne à travers les couches de choc et au sein des couches limites ; son amplitude dépend de la vitesse de vol, de la densité atmosphérique, de la forme du véhicule, de la température de surface et de l'état laminaire ou turbulent de la couche limite, et des gaz chimiquement réactifs qui génèrent des composants radiatifs supplémentaires à très haute enthalpie. ## Démonstration Démonstration La conception d'un système de protection thermique pour une capsule de rentrée exige de prédire les flux de chaleur convectifs aux points de stagnation, d'évaluer la transition de la couche limite qui peut multiplier le chauffage et de prendre en compte le chauffage radiatif pour des rentrées très rapides. ## Mauvaise application Mauvaise application Spécifier l'épaisseur et les matériaux du TPS en se basant sur des prédictions de chauffage supposant un écoulement laminaire alors qu'une transition vers la turbulence aura lieu, entraînant une protection sous‑dimensionnée et un probable échec structurel ou thermique. ## Conséquence Conséquence Oriente le choix des matériaux, l'épaisseur, la gestion de la masse, les stratégies de refroidissement et les enveloppes de trajectoire admissibles ; une prise en compte insuffisante conduit à la perte d'intégrité du véhicule, à la défaillance d'instruments ou à une désintégration catastrophique. ## Inversion Inversion Dans les conditions de croisière subsonique faibles, le chauffage aérothermique est mineur et le frottement de peau et le chauffage d'environnement dominent ; inverser la préoccupation en 'refroidissement aérodynamique' décrit des systèmes actifs ou des trajectoires conçues pour réduire la charge thermique plutôt que de l'accepter. ## Limite Limite Principalement pertinent pour les vols hypersoniques et à Mach élevé et les rentrées atmosphériques où la compressibilité, les chocs et les effets d'enthalpie élevée dominent. Exclut les préoccupations ordinaires de chauffage convectif pour les avions basse vitesse où le frottement de peau et le chauffage des prises d'air moteur sont les principaux facteurs. ## Tension sémantique Tension sémantique Tension entre concevoir pour le chauffage de pointe du pire cas (augmentant la masse du TPS) et accepter un risque modéré pour économiser la masse, et entre TPS passifs (ablateurs massifs) et refroidissement actif ou matériaux réutilisables haute température innovants. ## Synthèse Synthèse Le chauffage aérothermique est l'ensemble couplé des processus convectifs et radiatifs produits par l'interaction d'un écoulement à grande vitesse avec un véhicule ; le maîtriser nécessite de prédire la physique du choc et de la couche limite, de choisir matériaux et systèmes thermiques et d'ajuster les trajectoires pour respecter les contraintes thermiques.