在什么速度下风寒让位于摩擦加热?

我们向克兰菲尔德大学的凯文·诺尔斯和剑桥大学的霍尔格·巴宾斯基提出了这个问题……

凯文-我是凯文·诺尔斯。我是克兰菲尔德大学的航空机械系统教授，我在牛津郡Shrivenham的英国国防学院工作。从本质上讲，这个问题的答案是，飞机的机翼是冷的，因为它们在大气中飞行，这个区域被称为对流层，大气温度随着低层大气的高度而下降。因此，一架飞机在离地面10公里的高度飞行，一天海平面只有15摄氏度，而外面的温度大约是零下50摄氏度。

然而，如果你的移动速度足够快，超过音速，那么就会有一个显著的动能热效应，这就是航天器所经历的。例如，如果一架飞机再次在10千米的高度飞行，但现在的速度是音速的近7倍，那么由于动能加热，它所感受到的温度，最高温度将是环境温度的10倍，但以开尔文为单位。

现在，在10千米的高度，温度是223开尔文，所以7马赫的航天器将经历10倍的温度，所以它的热温度将是2200开尔文或大约2000摄氏度。在10公里的高空，如果你以1.2马赫的速度飞行，这两种影响就会平衡，所以在那个速度下，动能加热刚好足以使最高皮肤温度上升到海平面温度。

戴安娜:所以与其说是风寒效应，不如说是飞机在较冷的大气层中飞行。在以2马赫的速度飞行时，协和式飞机的表面温度曾超过100摄氏度，导致机身伸长多达一英尺。但是如果你是一个骑自行车的人呢?

霍尔格-你好。我叫Holger Babinski是剑桥大学工程系的空气动力学教授。你需要多少摩擦来补偿你周围的空气很冷这一事实，这在很大程度上取决于你的体温和空气温度之间的温差。

你问你需要骑多快，所以我假设你在海平面上骑自行车。在那里，寒冷的日子里，周围的温度可能是17度左右。为了产生足够的摩擦力使空气达到体温，你必须以大约63%的声速进行循环。以海平面上的声速计算，差不多是每小时480英里。所以你必须非常快才能做到这一点。