Как ракеты «выдувают» дымовые кольца? Действительно ли «пробитие Max-Q» сделало это?

В статье Teslarati SpaceX доставляет крупнейший коммерческий спутник в начале марафона Falcon 9 включает несколько красивых фотографий запуска Telstar 19V, в том числе приведенную ниже.

На нем видно то, что выглядит как « дымовое кольцо » или вихревое кольцо. Однако без видео трудно быть уверенным, что это правильное вихревое кольцо, которое должно показывать некоторое вращательное движение по окружности тора.

В то время как подпись к изображению гласит:

B1047 создал необычайную радугу кольцевых вихрей, пробив Max Q, точку наибольшей аэродинамической нагрузки на ракету.

Я не понимаю, как это может быть объяснением. Драматические вещи случаются, когда кто-то пересекает mach-1 или «звуковой барьер» (см. изображение и связанное обсуждение ниже, «барьера» нет, при создании этой фотографии не были повреждены никакие барьеры), но достигается максимум чего-либо, или любой экстремум или точка перегиба подразумевает выравнивание чего-либо, где первая производная равна нулю и ничего «внезапно не происходит». Max-Q становится нечеткой концепцией, когда рассматривается реалистичная ракета с ненулевым углом атаки, и общую аэродинамическую нагрузку необходимо интегрировать по всему кораблю, а не только по точке теоретического носового обтекателя.

Вопрос: Итак, я хотел бы лучше понять, действительно ли это вихревое кольцо для начала, и если да, то чем оно вызвано, и действительно ли «момент Макс-Q» — это когда оно произошло и «прорвало» его. является причиной.

введите описание изображения здесь

вверху: «B1047 создал невероятную кольцевую вихревую радугу, когда пробил Max Q, точку наибольшей аэродинамической нагрузки на ракету. (Том Кросс)» Отсюда .

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

нажмите каждый для полного размера

вверху слева: игрушка «Вихревое кольцо» . "Кольцо дыма, создаваемое модифицированным, заполненным дымом мусорным баком" отсюда

справа: из книги Atlas Obscura « Дикое недоразумение в области аэронавтики, запечатленное на этой фотографии » . См. также NTRS 19950024579 НАСА « Узоры в небе: естественная визуализация полей потока самолетов» .

Дополнительный пример с некоторыми неподтвержденными теориями об ударных волнах, освещенных удачным освещением / углом обзора reddit.com/r/spacex/comments/2apsce/…
@Saiboogu Интересно! Просмотр видео о запуске Max-Q происходит T+01:17примерно через 16 секунд после прохождения Mach-1. Поскольку они происходят так близко по времени, возможно, что некоторые репортажи здесь или там поджигают их. Я не думаю, что у Max-Q есть какая-то особая ударная волна, связанная с ним.
Я согласен, Max-Q — это скорее веха в данных, чем физическое событие, но в это время происходит много всего.
Everyday Astronaut только что обсудил это в своем последнем видео — кажется довольно убедительным объяснением! Могу завтра написать ответ, если никому не интересно
@ Джек, очень хорошая находка, и там действительно очень хорошо объяснено. Спасибо!

Ответы (1)

Это не связано напрямую с «преодолением звукового барьера», а также не похоже на пример типичного вихревого кольца, как показано в вопросе.

Скорее всего, это произошло, когда Falcon 9 проходил через особенно влажный слой атмосферы. Это, в сочетании с областью низкого давления позади автомобиля, приводит к тому, что вода из выхлопных газов двигателя конденсируется в видимое облако.

Эффектное световое шоу предположительно было вызвано тем, что подсветка двигателя преломлялась сквозь облако, создавая эффект радуги.

Тим Додд дал хорошее объяснение этому явлению в видео .

Это похоже на паровой или ударный конус , который возникает, когда существующая вода конденсируется в области низкого давления вслед за фронтом ударной волны тела, проходящего через воздух с околозвуковыми скоростями. Основное отличие здесь в том, что паровые конусы всегда связаны с элементом, создающим ударную волну, тогда как этот пример явно отделен от транспортного средства.

Эта локальная конденсация в следе за ракетами-носителями (и авиалайнерами) — довольно обычное явление, поскольку они быстро проходят через множество различных слоев атмосферы, поэтому сталкиваются с очень разными уровнями местной влажности.

Ярким примером этого является запуск Обсерватории солнечной динамики в 2010 году:

введите описание изображения здесь

Изображение предоставлено: Нэнси Аткинсон .

Как ракеты «выдувают» дымовые кольца? Действительно ли «пробитие Max-Q» сделало это?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v