Что вызывает эти похожие на занавес горячие и холодные точки в сопле 2-й ступени этого запуска Electron ELaNa 19?

Вот GIF, который я сделал из недавнего запуска Electron из захвата кадров в видео Rocket Lab. ELaNa 19 Launch — 16.12.2018. Это около 4M, поэтому оно не подходит для обычного импорта изображений SE.

Кадры каждые 2 секунды в GIF, который воспроизводится со скоростью 8 кадров в секунду, так что это в 16 раз быстрее, чем обычно.

Вы также можете посмотреть видео около четырех минут, чтобы увидеть то же самое.

Что заставляет эти похожие на завесу горячие и холодные точки в сопле 2-й ступени перемещаться случайным образом? Это грязь или углерод внутри сопла, или затенение выхлопа из-за материала, находящегося дальше в горловине?

При 20:50воспроизведении на максимальной скорости можно увидеть смену горячих/холодных характеристик на форсунке 2-й ступени.

Ответы (2)

(Изображение предоставлено: Medium / Rocket Lab )

В рассматриваемом двигателе Rutherford Engine от Rocket Lab используется метод, называемый регенеративным охлаждением . Он пропускает топливо через стенку сопла, прежде чем оно достигнет камеры сгорания, охлаждая при этом сопло. Большая трубка, идущая к нижней части двигателя, отвечает за подачу топлива в форсунку. Мне не удалось найти много информации о внутренней части двигателя, но, вероятно, она выглядит примерно так:

(Изображение предоставлено: u/christophertacon на Reddit )

Там топливо подается по вертикальным или слегка спиралевидным линиям. Мы также мало знаем о топливной форсунке. (Если кто-нибудь найдет что-нибудь полезное о какой-либо части этого двигателя: пожалуйста, дайте мне знать!). Топливо, вероятно, впрыскивается в двигатель вскоре после процесса охлаждения.

Вот тут и начинаются предположения:

У меня есть две теории. Оба из них могут быть правдой, возможно, они даже связаны:

  • Я мог представить, что полосы являются результатом какой-то колебательной системы обратной связи: канал охлаждения нагревается и расширяется. Впоследствии он пропускает больше топлива, заставляя его снова охлаждаться и сжиматься. Здесь важно упомянуть, что часть двигателя, меняющая цвет, - это вакуумная форсунка, которая прикреплена ниже системы охлаждения, но все равно подвергается воздействию горячих газов после этого узла.
  • Топливные форсунки имеют привычку создавать видимые узоры даже снаружи двигателя. На картинке ниже показан выхлоп одноступенчатого (!) двигателя Merlin второй ступени Falcon 9. Паттерн создается за счет того, что форсунки представляют собой одиночные отверстия, а не концентрические кольца: есть точки в камере сгорания, где это дисбаланс между топливом и окислителем, потому что он ближе к форсунке с этим конкретным ресурсом, и есть точки с лучшей смесью. рацион. Это приводит к изменению температуры и состава выхлопных газов, что приводит к визуальным эффектам.

(Изображение предоставлено: Питер Тони на Flickr , Эмре Келли / FLORIDA TODAY )

Изображение выхлопа от F9 2-й ступени (один двигатель!) Действительно полезно, я понимаю, что вы имеете в виду, выхлоп не идеально однороден, и картина неравномерности может быть стабильной в течение нескольких секунд или дольше. Спасибо за это хорошее объяснение!
Однако схема форсунок должна оставаться постоянной во времени и не изменяться во времени, потому что форсунки не двигаются.
Что насчет коксования? Я могу себе представить некую неустойчивость, когда поверхности (не обязательно форсунки) покрываются отложениями, а затем разрушаются, и именно отложения либо формируют поток, либо формируют перенос тепла через стенку сопла.
Есть ли у вас какие-либо ссылки или расчеты, подтверждающие то, что кажется ответом, основанным на догадках?
Кроме того, глядя на фон, транспортное средство кажется маневрирующим, так что также будет некоторый инерционный вклад в хаотичное сгорание и охлаждение.

Не полный ответ, но, посмотрев снизу на не содержащий сажи выхлоп LH2 / LOX двигателя RS-68 Delta IV Heavy, мы можем увидеть внутреннюю часть сопла и что здесь появляются такие же полосы . Это говорит о том, что эффект не ограничивается двигателем Electron Rutherford или даже RP-1/LOX.

Изображения из твита Тесларати

twitter.com/Teslarati/status/1028997673024671744/photo/1

twitter.com/Teslarati/status/1028997673024671744/photo/1

Что вызывает эти похожие на занавес горячие и холодные точки в сопле 2-й ступени этого запуска Electron ELaNa 19?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v