Wie "pusten" Raketen Rauchringe? Hat "Max-Q durchschlagen" das wirklich bewirkt?

Der Teslarati-Artikel SpaceX liefert größten kommerziellen Satelliten zum Auftakt des Falcon 9-Marathons enthält mehrere schöne Fotos des Starts von Telstar 19V, einschließlich des folgenden.

Es zeigt etwas, das wie ein " Rauchring " oder Wirbelring aussieht . Ohne Video ist es jedoch schwierig, sicher zu sein, dass es sich um einen richtigen Wirbelring handelt, der eine Rollbewegung um den Kreis des Torus zeigen sollte.

Während die Bildunterschrift lautet:

B1047 erzeugte einen außergewöhnlichen Ringwirbel-Regenbogen, als er Max Q durchschlug, den Punkt der höchsten aerodynamischen Belastung der Rakete.

Ich sehe nicht, wie das eine Erklärung sein könnte. Dramatische Dinge passieren, wenn man Mach-1 oder "die Schallmauer" überquert (siehe Bild und verlinkte Diskussion unten, es gibt keine "Barriere", bei der Herstellung dieses Fotos wurden keine Barrieren beschädigt), aber das Maximum von etwas erreicht, oder Jedes Extremum oder jeder Wendepunkt impliziert eine Nivellierung von etwas, wobei die erste Ableitung Null ist und nichts "plötzlich passiert". Max-Q wird zu einem unscharfen Konzept, wenn eine realistische Rakete mit einem Anstellwinkel ungleich Null betrachtet wird und die gesamte aerodynamische Belastung über das gesamte Fahrzeug integriert werden muss und nicht nur über den Punkt eines theoretischen Nasenkegels.

Frage: Also würde ich gerne besser verstehen, ob dies wirklich ein Wirbelring ist, und wenn ja, was ihn verursacht hat, und ob der "Moment von Max-Q" wirklich der ist, als es passiert ist und ihn "zerschmettert". ist die Ursache.

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oben: "B1047 erzeugte einen außergewöhnlichen Ringwirbel-Regenbogen, als er durch Max Q, den Punkt der höchsten aerodynamischen Belastung der Rakete, zerschmettert wurde. (Tom Cross)" Von hier aus .

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oben links: Vortex Ring Toy . "Ein Rauchring, der von einer modifizierten, mit Rauch gefüllten Mülltonne erzeugt wird" von hier

rechts: Aus Atlas Obscuras The Wildly Misunderstood Aeronautics Event Captured in This Photograph . Siehe auch NASA NTRS 19950024579 Patterns in the sky: Natural visualization of aircraft flow fields .

Ein weiteres Beispiel mit einigen nicht unterstützten Theorien über Stoßwellen, die von einem glücklichen Beleuchtungs- / Betrachtungswinkel beleuchtet werden reddit.com/r/spacex/comments/2apsce/…
@Saiboogu Interessant! Wenn man sich das Startvideo ansieht, passiert Max-Q etwa T+01:17oder nur etwa 16 Sekunden nach dem Passieren von Mach-1. Da sie so nah an der Zeit passieren, ist es möglich, dass einige Berichte hier oder da die beiden in Flammen aufgehen lassen. Ich glaube nicht, dass mit Max-Q eine bestimmte Schockwelle verbunden ist.
Ich stimme zu, Max-Q ist eher ein Meilenstein in den Daten als ein physisches Ereignis, aber da ist viel los.
Everyday Astronaut hat dies gerade in seinem neuesten Video besprochen – scheint eine ziemlich solide Erklärung zu sein! Ich kann morgen eine Antwort schreiben, wenn sonst niemand Lust darauf hat
@Jack sehr schöner Fund und dort in der Tat sehr schön erklärt. Danke dir!

Antworten (1)

Dies wird nicht direkt durch das „Durchbrechen der Schallmauer“ verursacht und scheint auch kein Beispiel für einen typischen Wirbelring zu sein, wie in der Frage gezeigt.

Wahrscheinlicher ist, dass es passierte, als Falcon 9 eine besonders feuchte Schicht der Atmosphäre passierte. Dies führt zusammen mit dem Niederdruckgebiet hinter dem Fahrzeug dazu, dass Wasser aus dem Motorabgas zu einer sichtbaren Wolke kondensiert.

Die spektakuläre Lichtshow wurde vermutlich dadurch verursacht, dass die Motor-Hintergrundbeleuchtung durch die Wolke gebrochen wurde und einen Regenbogeneffekt erzeugte.

Tim Dodd hat das Phänomen in einem Video gut erklärt .

Dies ähnelt einem Dampf- oder Stoßkegel, der auftritt, wenn vorhandenes Wasser im Niederdruckbereich kondensiert, nachdem die Stoßfront eines Körpers mit transsonischen Geschwindigkeiten durch Luft strömt. Der Hauptunterschied besteht hier darin, dass Dampfkegel immer mit dem Element verbunden sind, das die Stoßwelle erzeugt, während dieses Beispiel deutlich vom Fahrzeug losgelöst ist.

Diese lokalisierte Kondensation im Kielwasser von Trägerraketen (und Verkehrsflugzeugen) ist ein recht alltäglicher Anblick, da sie schnell viele verschiedene Schichten der Atmosphäre passieren und daher auf sehr unterschiedliche Niveaus lokaler Feuchtigkeit treffen.

Ein besonders klares Beispiel dafür ist der Start des Solar Dynamics Observatory im Jahr 2010:

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Bildnachweis: Nancy Atkinson

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