Hier ist ein Foto eines Testschusses des RS-25- Haupttriebwerks des Space Shuttles von 1981 von hier :
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:
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:
2015:
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.
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:
Ich bin froh, dass dieses Video, sicherlich eines der teuersten, das jemals gemacht wurde, online ist, sogar mit dem Wasserzeichen.
perseverance
Abzeichen 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)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:
Fügen Sie eine kleine vertikale Sinusschwingung hinzu, deren Periode doppelt so groß ist wie der Umfang:
Fügen Sie eine kleinere Sinusschwingung hinzu, deren Periode das Vierfache des Umfangs beträgt:
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:
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:
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.
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.
Das NASA-Video A Rainbow View of NASA's RS-25 Engine Test vom 22. Februar 2017 setzte 00:50
kurz 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.
oben: STS-79 (NASA) von hier - KLICKEN zum VERGRÖSSERN
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 abschneidenDies ist ein gutes Video der Stoßdiamantformung
asdfex
äh
äh
Organischer Marmor
äh
äh
Organischer Marmor
Bob Jacobson
äh