Ich weiß so gut wie nichts über Raketentechnik und Raumfahrt. Ich gehe davon aus, dass der Großteil der vom Triebwerk einer Rakete erzeugten Kraft einfach das Ergebnis des sehr schnellen Ausstoßens von Gasen aus dem Boden ist und sich auf das dritte Newtonsche Gesetz der Dynamik verlässt.
Aber wenn sich die Rakete nahe genug am Boden befindet, damit der Auspuff sinnvoll mit der Oberfläche interagiert (z. B. während des Starts oder während der Booster-Landungen von SpaceX), steigt der Triebwerksschub in nennenswertem Maße an? Vielleicht, weil einige der gasförmigen Partikel auf den Boden treffen und dann wieder nach oben prallen?
Wenn ja, können Sie angeben, WIE viel? Reicht es aus, dass die Start- / Landemechanik dies berücksichtigen muss, oder ist es nicht wichtiger als beispielsweise Luftdichten / -drücke, die aufgrund von Temperatur oder Wind variieren?
Beim Start einer großen Rakete gibt es, wenn überhaupt, nur sehr wenig Bodeneffekt. Wenn diese heißen Gase vom Boden abprallen und zurück auf die Rakete gelangen, könnte dies den Beginn eines sehr schlechten Tages für die Rakete bedeuten. Die Abgase einer startenden Rakete werden durch einen Flammengraben von der Rakete weggeleitet, um diesen potentiell sehr schlechten Effekten entgegenzuwirken.
Während der kontrollierten Landung einer Rakete unter Schub, z. B. auf dem Mond oder auf einem Lastkahn, kann es zu einer gewissen Bodeneffektschubverstärkung (oder möglicherweise zu einer Verschlechterung) kommen. Diese Effekte sind im Allgemeinen äußerst vorübergehender Natur und können daher ziemlich ignoriert werden.
Im Zusammenhang mit Ihrer Frage, ob es entweder beim Start oder bei der Endlandung einen schubverstärkenden Bodeneffekt gibt, lautet die Antwort anscheinend "Nein".
Unter Berufung auf „ Mars Exploration Entry, Descent and Landing Challenges “ (2006) von Braun und Manning:
"Endabstiegstriebwerke können nicht länger als ein paar hundert Millisekunden innerhalb eines Meters von der Oberfläche verbringen, ohne Gräben zu graben, kleine Steine in das Fahrwerk zu schleudern und einen destabilisierenden Bodeneffekt-Gegendruck auf dem Boden des Landers zu erzeugen."
Auch aus „ Tradespace Model for Planetary Surface Exploration Hopping Vehicles “ (2012) von Philip M. Cunio:
„Danach fährt die Entwicklung mit der Produktion eines Schnellspann-Startständers fort, der die Standdynamik und den Bodeneffekt während des Starts minimiert. Dies ermöglichte Start- und Schwebetests, wie in Abbildung E-9 gezeigt.“
(Dies sind wörtliche Zitate aus den Papieren, Grammatik- und Zeichensetzungsfehler intakt.)
Ich habe zwei weitere Papiere gefunden, die möglicherweise relevante Informationen enthalten („ Entwicklung eines Terminallanderaketensystems für Fahrzeuge vom Typ Apollo “ von Jack F. Lands Jr. 2012 und „Untersuchung der Wirkung des Bodens nachgeschaltet von überexpandierter Doppelglockendüse während der Vertikalen Takeoff and Landing“ von Yonezawa et al 2010), aber ich habe keines davon gelesen, und die beiden vorherigen Zitate scheinen uns die Antwort zu geben.
Sie kennen offensichtlich den Bodeneffekt von Flugzeugen. Helikopter erfahren auch eine "Bodeneffekt"-Leistungssteigerung, wenn sie irgendwo innerhalb eines Hauptrotordurchmessers über dem Boden schweben. Dies liegt daran, dass die Rotorwäsche die Luft unter dem Rotor komprimiert, die Luftdichte erhöht und eine Erhöhung der Auftriebseigenschaften für den „Drehflügel“ ermöglicht, ähnlich wie ein Starrflügler in der Nähe des Rotors eine Erhöhung des Auftriebs erfährt Boden.
Raketen erleben diesen Effekt nicht auf die gleiche Weise, da sie nicht nach dem Prinzip des aerodynamischen Auftriebs arbeiten. Die durch den Schub erzeugte Turbulenz dient dazu, das Fahrzeug zu destabilisieren, anstatt seine Leistung zu steigern.
Coole Frage.
David Hammen
Russell Borogove
David Hammen