Scheint die leuchtend blaue Schockwelle des RS-25-Motors rechteckig zu sein?

Hier ist ein Foto eines Testschusses des RS-25- Haupttriebwerks des Space Shuttles von 1981 von hier :

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Die Oberseite der blau leuchtenden Fläche (eine statische Schockwelle?) sieht aus, als hätte sie eine Ecke.

Hier ist ein Screenshot aus einem YouTube-Video eines Tests des SLS RS-25-Motors vom 17. Juli 2015:

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Unten sind animierte GIFs, um zu skizzieren, was für mich wie eine rechteckige Querschnittsform aussieht. Dies ist keine wissenschaftliche Analyse - sie erscheint mir nur rechtwinklig.

Da die Expansion und die Düse (vermutlich) einen kreisförmigen Querschnitt haben, würde ich nicht erwarten, dass das Profil diese Ecke zu haben scheint.

Liegt es nur an mir, oder hat der Querschnitt an dieser Grenze eine deutlich nicht kreisförmige Form, und wenn ja, warum?

Hinweis: Die Frage Was (eigentlich) ist die Ursache für das blaue Licht von LH2/LOX-Raketentriebwerken? spricht auch das abrupte Leuchten an der Stoßwellengrenze an, ebenso wie die Frage Warum scheinen die Abgasflammen von kryogenen Stufentriebwerken von der Düse getrennt zu sein?

1981:

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2015:

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Ich sehe keine rechteckige Form (nur die, die Sie gezeichnet haben). Für mich sieht das aus wie ein umgedrehter Kegel mit einer unebenen Basis.
@asdfex Du hast wahrscheinlich recht. Ich hoffe, technisch nützlichere Bildgebungs- und / oder andere Messmethoden zu finden, die an diesem leuchtenden Volumen durchgeführt werden - ich weiß nicht einmal genau, wie es heißt - dieses plötzliche Einsetzen von extrem hellem Licht.
Du hast vermutlich recht. Ich hoffe, technisch nützlichere Bildgebungs- und / oder andere Messmethoden zu finden, die an diesem leuchtenden Volumen durchgeführt werden - ich weiß nicht einmal genau, wie es heißt - dieses plötzliche Einsetzen von extrem hellem Licht. Es wird in Kapitel 5 dieser Arbeit diskutiert, wie von @Thomas hervorgehoben, und einfach Blue Radiation genannt .
Schaut man sich einige Launch-Videos an, erscheint das Leuchtvolumen deutlich kegelförmiger. Ich denke, Sie sehen statische Aufnahmen eines dynamischen Systems und interpretieren zu viel in sie hinein. Ich bin mir ziemlich sicher, dass es wirklich kegelförmig ist, aber ich bin gerade von meinen Referenzen entfernt. Beispielvideo youtube.com/watch?v=JPdk9M5BGMw
@OrganicMarble Ja, verstanden! Screenshots füge ich morgen früh hinzu. Vielen Dank!!!
@OrganicMarble Als ich anfing, verbrachte ich, glaube ich, den halben Tag damit, Shuttle-Videos zum Framegrabben anzusehen (und herunterzuladen). Wow! Einige erstaunliche Aufnahmen - Sachen, die wir während der Live-Übertragungen nie im Fernsehen gesehen haben. Yep alles schön und rund, werde morgen eine Vielzahl von Bildern hinzufügen.
Immer noch weg von zu Hause, aber hast du den gesehen, der, glaube ich, "Aufstieg" heißt? Es enthält eine Menge technisches Filmmaterial. Auf YouTube: youtube.com/watch?v=W2VygftZSCs
Stößt der Motor in einen rechteckigen Flammenkanal aus? Gegendruck könnte den Durchfluss beeinträchtigen.
@BobJacobsen, das ist ein wirklich interessanter Punkt! Ich akzeptiere gerne eine aufschlussreichere (oder aufgeklärtere) Antwort als meine eigene. Es ist eine alte Frage und bisher bin ich der einzige, der eine Antwort postet.

Antworten (4)

Der Stoßkegel ist beim Testen des Triebwerks, wie auch nicht im Flug, in keiner Weise rechteckig.

Schließlich lief ich über eine andere Kamerawinkelansicht desselben Teststands (von etwas oberhalb der Düsenaustrittsebene nach unten schauend, nicht darunter und über die Wolke blickend, da die meisten verfügbaren Aufnahmen gemacht wurden).

Es ist klar, dass die Basis des Stoßkegels tatsächlich kreisförmig ist. Ihre "Ecken" sind Unregelmäßigkeiten in der Mach-Scheibe, von der Seite gesehen.

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Quelle - Standbild aus technischem Video (daher die schlechte Qualität) - Quelle siehe unten.

Bearbeiten:

Ich habe online eine Version dieses technischen Videos gefunden. Leider hat derjenige, der es gepostet hat, ein Wasserzeichen direkt über die Mach-Diskette geklebt. seufz . Aber die kreisförmige Scheibe ist zu diesen Zeiten sichtbar:

  • 6:06 (kurz, die SSME explodiert ein paar Sekunden später)
  • 24:13 (Ich glaube, das ist einer, den ich oben gescreent habe, wieder explodiert die SSME ein paar Sekunden später)

Ich bin froh, dass dieses Video, sicherlich eines der teuersten, das jemals gemacht wurde, online ist, sogar mit dem Wasserzeichen.

Wow!! Ich weiß nicht, ob es ein perseveranceAbzeichen gibt, aber Sie verdienen es auf jeden Fall. Diese Betrachtung aus einem neuen Blickwinkel bringt das Thema ein für alle Mal zur Ruhe. Vielen Dank, dass Sie die "erschöpfende Recherche" bis zum Ende durchgezogen haben. (Wortspiel beabsichtigt)
Es ist schrecklich schwer, die Form eines ebenen Objekts zu erkennen, wenn sich Ihr Augenpunkt fast auf dessen Höhe befindet.
Ich denke, das bringt Ihnen ein zweites Ausdauerabzeichen, danke für das Update und "neu entdecktes Filmmaterial"; der YouTube-Kanal von PeriscopeFilm sieht geradezu süchtig machend aus!

Dies sollte als ergänzende Antwort betrachtet werden.

Die rechteckige Form sieht ziemlich überzeugend aus, aber denken Sie daran, dass wir nur den hinteren Teil der Flamme deutlich sehen können. Es gibt andere Mechanismen, durch die sich die „Rechteckform“ durch kreisförmige Harmonische und dergleichen bilden kann. Aus genau dem richtigen Winkel betrachtet, kann das Aussehen der rechteckigen Ecke nachgebildet werden .

Stellen Sie sich die Krone eines perfekten Mach-Diamanten vor, die von der Seite betrachtet wie ein flacher Kreis aussieht:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Fügen Sie eine kleine vertikale Sinusschwingung hinzu, deren Periode doppelt so groß ist wie der Umfang:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Fügen Sie eine kleinere Sinusschwingung hinzu, deren Periode das Vierfache des Umfangs beträgt:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

An diesem Punkt erhalten Sie eine Form, die nicht allzu weit von dem entfernt ist, was Sie oben beobachtet haben. Sehen Sie sich insbesondere das lange Ende des „Rechtecks“ an. Die Linie ist nicht ganz gerade und hat einen kleinen Knick.

Wenn wir es auf eines der Originalbilder legen:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wir können sehen, dass sie zwar nicht perfekt zusammenpassen , aber dennoch ziemlich gut zusammenpassen. (Und nein, bevor Sie fragen, ich werde nicht viel Zeit damit verbringen, sie perfekt aufeinander abzustimmen .)

So sieht der Ring aus einem anderen Blickwinkel aus:

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Wenn Sie sich die nicht rechteckig aussehenden Mach-Diamanten in den obigen Bildern genau ansehen, scheinen ihre Ellipsen im Vergleich zur Ellipse der Triebwerksdüse leicht aus der Ebene zu geraten.

Sie müssten wahrscheinlich einen Experten für Raketenverbrennungssimulationen fragen, warum diese leichten Instabilitäten auftreten.

@uhoh yay! Danke dir. Ich weiß, dass mein impressionistischer Antwortstil von "Ich weiß nicht, was es ist , aber so sieht es aus " manchmal mit dem kollidiert, was Sie in einer Antwort suchen, aber ich bin froh, dass Ihnen diese spezielle Antwort gefallen hat.
An Stack Exchange muss ich mich noch gewöhnen ;-)
Extrem unterschätzte Antwort. +1

tl;dr/update: Die Ecke, die die Schockwelle aussehen lässt, als hätte sie Aspekte einer rechteckigen Oberseite, ist real und reproduzierbar! Aber die neue Antwort von @OrganicMarble bringt das Problem jetzt zur Ruhe.


Zusammen mit den Bildern von 1981 und 2015 ist hier ein Video eines weiteren Tests von 2017.

Hier ist es also als GIF und dann als Video. Das GIF hat 30 fps von etwa 00:55 bis 01:02 (Frames 1640 bis 1860). Ich sehe immer noch eine "Beule", und aus diesem Winkel ist sie etwa ein Viertel des Weges vom linken Rand der Schockwelle entfernt, fast auf einer Linie mit dem linken vertikalen Geländerpfosten.

GIF mit "rechteckiger" Form in Stoßwelle

Das NASA-Video A Rainbow View of NASA's RS-25 Engine Test vom 22. Februar 2017 setzte 00:50kurz vor der Innenansicht an:


Die Stoßwelle scheint jedoch während des Fluges einen "kreisförmigen" Querschnitt zu haben. Hier sind einige Standbilder, die während des Starts von unten aus Wikipedia aufgenommen wurden.

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oben: STS-79 (NASA) von hier - KLICKEN zum VERGRÖSSERN

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oben: STS-51f, Spacelab, (NASA) von hier - KLICKEN zum VERGRÖSSERN

Ich habe ein klares Video des Schockdiamanten bei etwa 1:25 gefunden

es sieht nur rechteckig aus, weil sie das Bild immer wieder abschneiden

Dies ist ein gutes Video der Stoßdiamantformung