Почему языки пламени выхлопных газов «прыгают» вокруг оснований сопел двигателей Falcon-9; НРОЛ-76? [дубликат]

Я вижу кое-что интересное в веб-трансляции запуска NROL-76. Вокруг T+00:00:55кажется, что пламя из выхлопной трубы начинает прыгать вокруг основания кольца из восьми сопел по кругу. До этого момента выхлоп только ниже форсунок, после этого момента он кажется везде. Процесс происходит на высоте от 4 до 6 км со скоростью 250-300 м/сек.

Видео запускается на десять секунд раньше, и мне кажется, что выхлоп в левой части изображения начинает «дергаться», прежде чем он начинает прыгать вокруг оснований форсунок, где они соединяются с камерами сгорания.

Образцы изображений предназначены только для удобства. Если есть возможность, посмотрите само видео. Если вам нужно больше снимков экрана, объясните, что вам нужно, и я постараюсь добавить это для вас. Кроме того, помните, что YouTube позволяет вам играть на половинной и четвертной скорости и в HD.

Что здесь происходит? Чем вызвано такое изменение формы и расположения шлейфа двигателя?

В GIF изображения разнесены примерно на 1 секунду, так что это примерно нормальная скорость (хотя и с недостаточной дискретизацией).

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Я проголосовал за закрытие как дубликат; Я думаю, что ответы на дубликат также хорошо отвечают на мой вопрос. Насколько я знаю, нет ничего плохого в том, чтобы обмануть новый вопрос.
Здесь также есть еще один ответ, посвященный этому .

Ответы (1)

Таким образом, геометрия сопла ракеты спроектирована по-разному для разных диапазонов атмосферного давления, потому что по мере уменьшения давления направление выхода ракетных газов перемещается от нисходящей вертикальной ко все более и более горизонтальной. К тому времени, когда ракеты, предназначенные для работы в атмосфере, достигают космического вакуума, выхлоп выходит практически перпендикулярно раструбу двигателя. Нервозность, которую вы видите, вызвана атмосферным сопротивлением носового обтекателя, замедляющим общий корабль немного больше, чем более легкие движущиеся вверх выхлопные газы. На самом деле газы проходят через сопло ракеты в восходящем направлении. Это явление действительно видно при запуске Saturn V. Виды с наземной камеры действительно фиксируют, как далеко поднимается шлейф двигателя первой ступени, в то время как вся ракета испытывает атмосферное сопротивление. В фильме «Аполлон-13» Том Хэнкс говорит: «Приготовьтесь к небольшому толчку, мальчики». Когда отключится первая ступень. Давление/сопротивление носового обтекателя БЫСТРО замедляет летательный аппарат, и снаружи вы можете видеть, как кажется, что шлейф двигателя полностью проходит мимо транспортного средства. Довольно крутая штука.

На Аполлоне (ах) 15, 16 и 17 геометрия раструба двигателя на лунном модуле была расширена, чтобы приспособиться к направлению шлейфа в вакууме. (Кроме того, чтобы свести к минимуму выброс раструба двигателя в нескольких дюймах от лунной поверхности, что может привести к разрыву двигателя.) (Хм, Аполлон-15 выполняет летные испытания новой формы двигателя в ходе первой оперативной научной миссии? Довольно смелый шаг.)

Спасибо за хороший ответ! Для следующего: «Дрожание, которое вы видите, является атмосферным сопротивлением на носовом обтекателе, замедляющим общий корабль немного больше, чем более легкие движущиеся вверх выхлопные газы. Газы фактически проходят через сопло ракеты в направлении вверх». вы думаете, что это плавучесть, или просто низкое давление, или отрыв потока? Мне интересно, почему это происходит внезапно в одном месте, а затем в течение нескольких секунд перемещается по основанию ракеты.
«Вы думаете, это плавучесть, или просто низкое давление, или отрыв потока?» Я не хочу отвечать утвердительно, если не знаю точной причины. Я бы предположил некоторые или все из вышеперечисленного. Я бы еще добавил возможное замедленное воспламенение пузырей горения. Это то, что делают все искры, которые вы видите рядом с колоколами двигателей космических шаттлов, прямо перед стартом. Сжигание выделяющихся пузырьков горения. Интересно отметить, вы сказали, что видите эту активность в основном в диапазоне от 250 до 300 м/с, так как это трансзвуковой диапазон. Могло быть то, что в аэродинамике называется критическим маховым турбом.