Apollo CM-Hitzeschild verbranntes Muster um RCS-Triebwerke
Sergij Lenzion
Beim Durchsehen von Fotos von Apollo CM-Kapseln nach dem Wiedereintritt versuchte ich, ein Gefühl dafür zu bekommen, wie sich die Hitze an den Seiten der Kapsel verteilte. Nach dem Aussehen der verbleibenden Flecken von Mylar-Klebeband und nicht geschmolzenen Aluminium-EVA-Griffen scheint die Wiedereintrittstemperatur an der Seite der Kapsel nicht zu hoch zu sein. Sicherlich nicht hoch genug, um das abtragende Material auf der Seitenfläche zu verkohlen und die Griffe zu schmelzen. Aber dann achtete ich auf ein interessantes Muster von verkohltem ablativem Material um die RCS-Triebwerke (scheinen die Roll-Triebwerke zu sein, die verwendet werden würden, um den Auftrieb während des Wiedereintritts zu "steuern" und zu manipulieren).
Dieses von Apollo 11: Bild von http://www.collectspace.com/review/apollo11_cm_radiationlabels01-lg.jpg 
Apollo 13: Bild von https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/capsule_.jpg
Apollo 12: Bild von https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/s69-22271.jpg
Apollo 8: Bild von https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_8#/media/File:Ap8-S68-56310.jpg
Frage: Warum diese Form des Musters?
Da es sich nur um die Triebwerke (und nicht anderswo am Umfang des konischen Teils) handelt, bedeutet dies wahrscheinlich eine interessante Reaktion des Austrittsgases des Triebwerks mit dem Luftstrom (und / oder der Stoßwelle) um den Umfang des Hauptschilds am Boden. Aber warum ist es auf beiden Seiten (über und unter) der Triebwerke? Man würde denken, dass die Geschwindigkeit der einströmenden Luft viel höher ist als die, die aus den Triebwerken kommt, und den Auspuff nach oben drücken, deshalb kann ich nicht wirklich verstehen, warum der Schild auch direkt unter den Triebwerken verkohlt ist.
Antworten (1)
Organischer Marmor
Die Wechselwirkungen des Reaktionssteuerungssystems mit dem aerodynamischen Strömungsfeld eines Fahrzeugs können kontraintuitiv sein. Hier ist eine Ergebnisgrafik einer Kapselsimulation, die ähnliche Ausbreitungseffekte unterhalb des Jets sowie seitlich zeigt (vom ersten Link unten).
In diesem Papier heißt es in Bezug auf Apollo:
Die Interferenzerwärmung im Fall der Gier- und Rolldüsen bedeckte eine beträchtliche Fläche der hinteren Schale. Insbesondere erzeugten nach vorne gerichtete Rollenstrahlen die energiereichste Wechselwirkung mit der Scherschicht, die von der Schulter der Kapsel abging, und dies führte zu der größten Erwärmungssteigerung über die größte Fläche.
(Hervorhebung von mir)
Dieses Diagramm aus der Apollo-Ära wird im zweiten Link unten zitiert.
Dies stammt aus der Analyse der Aeroheating Augmentation due to Reaction Control System Jets on Orion Crew Exploration Vehicle . Andere interessante Artikel sind Experimental Measurement of RCS Jet Interaction Effects on a Capsule Entry Vehicle und the canonical Effects of Cavities, Protuberances, and Reaction-Control Jets on Heat Transfer to the Apollo Command Module, das leider nicht auf NTRS zu sein scheint.
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