Warum wirkt der Superdraco-Auspuff auf diesem Foto so unterdimensioniert?

Die Ars Technica Artikel

beide enthalten dieses „Dateifoto“, das von Elon Musk um 14:27 Uhr – 18. Juni 2012 getwittert wurde:

Habe gerade unser Superdraco-Fluchtraketentriebwerk mit voller Schubkraft abgefeuert! Benötigt, um Astronauten auf Dragon zu transportieren

Warum sieht der Auspuff so unterdimensioniert aus? Es sieht so aus, als verdoppelte sich der Durchmesser innerhalb einer Entfernung von nur einem Durchmesser und bald darauf auf den Faktor 3 seines Austrittsdurchmessers.

Führt das nicht zu einem erheblichen Schubverlust, der dem Raumfahrzeug zur Verfügung steht?

unten: gefunden im NASA Spaceflight Forum

Superdraco feuerte zuerst getwettet

Es ist nicht ungewöhnlich, Raketentriebwerke zu testen, ohne dass die volle Düse installiert ist. Weiß aber nicht genau, ob das hier der Fall ist.
@Hobbes Ich weiß überhaupt nichts über das Bild, abgesehen davon, dass es vom Juni 2012 stammt und wahrscheinlich ein neues Ergebnis ist, das von Elon Musk als „tweetbar“ eingestuft wird. Sie können die Anfänge der Antwort haben.
Haben Sie sich das Mosaik aus demselben Artikel angesehen? Für zwei Triebwerke plus eine große Düse scheint in den Pods kaum Platz zu sein.
Ich war verwirrt über den Begriff "unterexpandiert", als die Wolke offensichtlich horizontal expandiert war (und wir nicht viel über ihre vertikalen Abmessungen schließen können). Sollte man das nicht umschreiben?
@JanDoggen Folie 17 ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20140002716.pdf Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Verwendung korrekt ist. Siehe auch aerospaceweb.org/question/propulsion/q0220.shtml
Unterdimensioniert ist richtig. Da die Düse zu kurz ist, ist der Druck der Austrittsebene nicht genug abgefallen (die Strömung hat sich nicht ausreichend ausgedehnt ), um dem Umgebungsdruck zu entsprechen, sodass sich die Wolke nach dem Austritt aus der Düse ausdehnen muss.
„Twetted“ ist ein toller Tippfehler
@ANone danke, dass du das verstanden hast. Es wird für immer im Bearbeitungsverlauf vorhanden sein.
@JanDoggen ist ein häufig verwendeter Begriff. Es bezieht sich auf die Unterexpansion „innerhalb der Düse“. Sie sehen, wie es sich danach ausdehnt, weil es sich nicht dort ausdehnt, wo es beabsichtigt war. Der Grund dafür ist, dass die Expansion innerhalb der „Glocke“ Schub erzeugen würde. Deshalb hat die Glocke die Form, die sie ist.

Antworten (2)

Auf diesem Foto dehnt sich der Auspuff nicht so stark aus. Die Düse scheint etwas länger zu sein. Also haben sie mit verschiedenen Düsen gespielt.

Superdraco-Motortest mit einer Düse(beschnitten und für die Sichtbarkeit angepasst)

Superdraco-Motortest mit einer Düse

Und der Ars Technica-Artikel hat dieses Mosaik, das Variationen im Auspuff zeigt (vielleicht aufgrund von Drosselung?). Es zeigt auch, wie wenig Platz vorhanden ist. Der Auspuff trifft auf die Abschirmung. Dies scheint aus dem Jahr 2015 zu sein. Das zweite Bild im Mosaik zeigt einen Abgasstrom, der ziemlich gut mit dem obigen Bild übereinstimmt.

Superdraco-Motortests

Es sieht also so aus, als hätten sie später in der Entwicklung auf eine etwas längere Düse umgestellt.

Während der Entwicklung gab es weitere Änderungen: 2013 wurde auf eine 3D-gedruckte Brennkammer umgestellt.

@uhoh, der Hitzeschild sieht ziemlich flach aus, aber er dehnt sich sicherlich in einer Achse aus. Könnte es sein, dass sie den Hitzeschild als etwas in der Nähe eines linearen Aerospikes verwenden?
@Christoph, das ist eine interessante Idee, Sie können sie als neue Frage stellen, wenn Sie möchten.
Ich bin mir ziemlich sicher, dass dies eher eine Testsache als eine Änderung des Düsendesigns während der Entwicklung ist.

Ich denke, es ist klar, dass die fehlende Düse die Ursache ist. Was das "Warum" angeht, fallen mir einige Gründe ein, die teilweise dafür verantwortlich sein könnten (außer dass es nur Tests sind):

  • Sie sind nicht für eine lange Verwendung ausgelegt. Masse und TWR sind im Verhältnis zu ISP wichtiger als für „Hauptmotoren“.

  • Sie müssen sich für minimale Auswirkungen auf das aerodynamische Profil der Kapsel einklemmen.

  • Verbrennungsstabilität ist wahrscheinlich sehr wichtig und muss in kurzer Zeit erreicht werden. Unterexpandierte Düsen sind im Allgemeinen stabiler.

  • Es kann (wie bereits erwähnt) eine gewisse Düsenwirkung von dem Hitzeschild und dem paarweise wirkenden Motor geben.

Alles in allem sieht das gepostete Foto sehr unterdimensioniert aus. Mehr als ich vorhergesagt hätte (aber nehmen Sie das für das sehr wenig, was es wert ist).

Warum wirkt der Superdraco-Auspuff auf diesem Foto so unterdimensioniert?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v