Welche Faktoren bestimmen die Höhe, in der Raketenabgasfahnen gewaltig zu blühen beginnen?

Die folgenden Bilder stammen aus einer viel größeren Reihe von Fotos im Spaceflight Now-Artikel vom 8. August 2019 Fotos: Atlas 5 malt den Himmel mit einem spektakulären Start bei Sonnenaufgang .

Sie zeigen mehrere Effekte im Zusammenhang mit der Beleuchtung der Sonne während des Sonnenaufgangs, aber meine Frage bezieht sich auf das plötzliche Aufblühen des Auspuffs in der Nähe dessen, was meiner Meinung nach das Ende der Verbrennung der ersten Stufe ist.

Frage: Was sind die Faktoren, die bestimmen, ab welcher Höhe die Abgasfahne zu einer so gewaltigen Größe aufblüht? Ist es nur der Umgebungsdruck oder wirken sich auch die spezifischen Motorparameter aus? Was ist mit der Fluggeschwindigkeit?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bildnachweis: Ben Cooper/Launchphotography.com bzw. United Launch Alliance. Quelle Für Vollbildansicht anklicken.

Beispiel von der ISS von Christina Koch und auf ihrer Facebook- Seite gepostet

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

@OrganicMarble, du hast Recht, das tue ich, das ist wirklich schön, danke!

Antworten (2)

Hier spielen im Wesentlichen zwei Dinge eine Rolle: der Druck des Raketenauspuffs und der atmosphärische Druck. Wenn eine Rakete aufsteigt, wird der atmosphärische Druck schließlich so weit fallen, dass dies geschieht. Wann dies geschieht, hängt jedoch vom Druck des Raketenauspuffs ab. Dies wiederum hängt von der Düsenform, der Abgasgeschwindigkeit und einer Reihe anderer technischer Faktoren ab.Düsenerweiterung

Das Summerfield-Kriterium und die Tatsache, dass die meisten Raketen ungefähr auf Meereshöhe starten, bedeutet, dass sie alle bei einer maximalen Höhe von etwa 7 km mit einer Unterexpansion beginnen. Der plötzliche Effekt, den wir auf den Bildern sehen, beginnt viel höher, als ich sagen würde. Ich vermute, dass es eine Wechselwirkung zwischen dem heißen Abgas und der Ionosphäre ist, die den Effekt verursacht.

Ich denke, das ist ein Kondensstreifeneffekt , genau wie er von Flugzeugen verursacht wird.

Sowohl Flugzeugtreibstoff als auch Raketentreibstoffe wie RP-1 und flüssiger Wasserstoff erzeugen viel Wasserdampf, wenn sie im jeweiligen Triebwerk verbrannt werden.

Abhängig von der Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Höhe, in der sich die Kondensstreifen bilden, können sie nur wenige Sekunden oder Minuten sichtbar sein oder stundenlang bestehen bleiben und sich mehrere Kilometer breit ausbreiten und schließlich natürlichen Cirrus- oder Altocumuluswolken ähneln.

Wenn dieser Wasserdampf in großen Höhen in eine kalte Umgebung austritt, kann die lokale Zunahme des Wasserdampfs die relative Feuchtigkeit der Luft über den Sättigungspunkt hinaus erhöhen. Der Dampf kondensiert dann zu winzigen Wassertröpfchen, die gefrieren, wenn die Temperatur niedrig genug ist. Diese Millionen winziger Wassertröpfchen und/oder Eiskristalle bilden die Kondensstreifen. Die Zeit, die der Dampf benötigt, um ausreichend abzukühlen, um zu kondensieren, erklärt den Kondensstreifen, der sich in einiger Entfernung hinter dem Flugzeug bildet. In großen Höhen erfordert unterkühlter Wasserdampf einen Auslöser, um die Ablagerung oder Kondensation zu fördern.

Zitate aus Wikipedia.

Die Düsenausdehnung des Raketentriebwerks beeinflusst die Erzeugung von Wasserdampf nicht.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

NASA-Foto eines X-15-Kondensstreifens von dieser Seite .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Von dieser Seite .

Diese Schichtung der Luft in nasse und trockene Schichten ist nicht auf Wolken beschränkt. Scheinbar klare Luft enthält auch genau die gleiche Art von Variation in Schichten. Dies wurde durch den kürzlichen Start des Solar Dynamics Observatory sehr deutlich. Als es aufstieg, hinterließ es keinen Kondensstreifen, bis es auf eine Schicht feuchter Luft traf, als es einen Kondensstreifen hinterließ, der eine ganze Weile anhielt, und dann ging es wieder in trockene Luft, und kein Kondensstreifen mehr.

Von dieser Seite .

Ich habe nicht gefragt, was diese verursacht, ich habe gefragt, was die Höhe bestimmt , in der Raketenabgasfahnen enorm zu blühen beginnen? Ab einer gewissen Höhe werden diese plötzlich viel, viel größer im Durchmesser. Es ist dieser Mechanismus, nach dem ich frage.
Welche Faktoren bestimmen die Höhe, in der Raketenabgasfahnen gewaltig zu blühen beginnen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v