Почему на этом фото выхлоп Superdraco кажется таким недорасширенным?

Статьи Арс Техника

оба включают это «фото из архива», опубликованное Илоном Маском в Твиттере в 14:27 — 18 июня 2012 г.:

Только что запустил наш спасательный ракетный двигатель Superdraco на полную мощность! Необходим для перевозки астронавтов на Драконе.

Почему выхлоп выглядит таким недорасширенным? Похоже, что он удваивается в диаметре на расстоянии всего одного диаметра, а вскоре после этого увеличивается в 3 раза по сравнению с выходным диаметром.

Не приведет ли это к существенной потере тяги космического корабля?

ниже: найдено на форуме космических полетов НАСА.

Superdraco впервые выстрелил в Твиттере

Нередки испытания ракетных двигателей без установленного полного сопла. Хотя не знаю наверняка, так ли это здесь.
@Hobbes Я вообще ничего не знаю об изображении, кроме того, что оно датировано июнем 2012 года и, вероятно, является новым результатом, который Илон Маск считает «твиттерским». У вас могут быть зачатки ответа.
Вы взглянули на мозаику из той же статьи? в отсеках вряд ли хватит места для двух двигателей плюс большое сопло.
Меня смутил термин «недорасширенный», когда шлейф явно расширился по горизонтали (и мы не можем сделать много выводов о его вертикальных размерах). Не следует ли это перефразировать?
@JanDoggen slide 17 ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20140002716.pdf Я почти уверен, что использование правильное. Также см. aerospaceweb.org/question/propulsion/q0220.shtml .
Недорасширение правильное. Поскольку сопло слишком короткое, давление в выходной плоскости упало недостаточно (поток недостаточно расширился ), чтобы соответствовать давлению окружающей среды, поэтому шлейф должен расшириться, чтобы сделать это после выхода из сопла.
"Твитнул" - большая опечатка
@ANone спасибо, что поймали это. Это навсегда останется в истории редактирования.
@JanDoggen - это часто используемый термин. Это относится к недостаточному расширению «внутри сопла». Вы видите, как он расширился впоследствии, потому что он не расширился там, где должен был. Причина, по которой это плохо, заключается в том, что внутри «колокола» расширение будет создавать тягу. Вот почему колокол имеет такую ​​форму.

Ответы (2)

На этом фото выхлоп не так сильно расширяется. Насадка кажется немного длиннее. Вот и поигрались с разными насадками.

Тест двигателя Superdraco с форсункой(обрезано и скорректировано для видимости)

Тест двигателя Superdraco с форсункой

А в статье Ars Technica есть такая мозаика, на которой показаны вариации выхлопа (может быть, из-за дросселирования?). Это также показывает, как мало места. Выхлоп ударяется о экран. Кажется, это 2015 год. На втором изображении мозаики показан выхлопной поток, который очень хорошо соответствует изображению выше.

Испытания двигателя Superdraco

Так что похоже, что позже в процессе разработки они перешли на более длинное сопло.

При разработке изменений было больше: в 2013 году перешли на 3D-печатную камеру сгорания.

@uhoh, теплозащитный экран выглядит довольно плоским, но он определенно расширяется по одной оси. Могло ли быть так, что они используют теплозащиту как что-то близкое к линейному аэрошипу?
@ Кристоф, это интересная идея, вы можете задать ее как новый вопрос, если хотите.
Я почти уверен, что это только тестовая вещь, а не изменение конструкции сопла во время разработки.

Думаю понятно, что причина в отсутствии форсунки. Что касается «почему», я могу придумать несколько причин, которые могут быть частично ответственными (кроме просто тестирования):

  • Они не предназначены для длительного использования. Масса и TWR более важны для ISP, чем для «основных» двигателей.

  • Их нужно подвернуть для минимального воздействия на аэродинамический профиль капсулы.

  • Стабильность горения, вероятно, очень важна и должна быть достигнута за короткое время. Под расширенными соплами вообще более стабильны.

  • Может быть (как указано) некоторый эффект сопел от теплозащитного экрана и двигателя, действующих в паре.

Тем не менее, опубликованная фотография выглядит очень недоразвернутой. Больше, чем я мог бы предсказать (но примите это за очень малое значение).

Почему на этом фото выхлоп Superdraco кажется таким недорасширенным?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v