In dieser Antwort auf Warum sehen die Formen dieser beiden Abgasfahnen eines Atlas V 411 unterschiedlich aus? das 'Summerfield-Kriterium' wird erwähnt und sagt:
In der Vergangenheit wurde das Summerfield-Kriterium verwendet, bei dem der Mindestdruck in einer Düse größer als 0,35 ... 0,4 * atmosphärischer Druck sein muss.
Was ist das „Summerfield-Kriterium“? Und können Sie erklären, wie der Abgasdruck von 0,35 - 0,4 atm zustande kam?
Das von der Antwort verlinkte Ralf-Stark-Papier , in dem die Kriterien von Summerfield und Schmucker erwähnt werden, endet mit einer Liste von Referenzen; Darunter sind eine Arbeit von Schmucker aus dem Jahr 1973 (übersetzt 1984, hier ) und eine vielzitierte Arbeit von Summerfield aus dem Jahr 1954, „Flow Separation in Overexpanded Supersonic Exhaust Nozzles“, Jet Propulsion, Vol. 24, Nr. 9, Seite 319-321, 1954. Letzteres Papier kann ich mit einer kurzen Suche online nicht finden.
Das fragliche Summerfield-Kriterium ist eine Faustregel, die besagt, dass eine Strömungsablösung in einer überdehnten Düse bei etwa dem 0,4-fachen Umgebungsdruck auftritt. Aus dem Schmucker Blatt:
Erste Untersuchungen zur Strömungsablösung in Düsen wurden von Buchner, Prandtl, Meyer, Flügel und Stanton durchgeführt und von Stodola veröffentlicht. Nach dem Zweiten Weltkrieg führte die verstärkte Forschungsarbeit auf dem Gebiet der Raketentriebwerke zu zahlreichen Untersuchungen dieser Problematik. Forster und Cowles am California Institute of Technology führten die ersten veröffentlichten Heißgastests mit einem kleinen Salpetersäure/Anilin-Motor durch. Das Ergebnis dieser Arbeit war die Ablösebedingung, dass bei einer Überdehnung auf 40 Prozent des Umgebungsdrucks die Strömung von der Wand abreißt. Diese Zahl wird oft als „Summerfield-Kriterium“ bezeichnet und gilt heute als konservativer Designwert.
Laut dem Artikel von Schmucker beziehen sich die Ergebnisse von Summerfield auf einen Motor mit relativ niedrigem Druck, bei dem der Kammerdruck das 15- bis 20-fache des Umgebungsdrucks beträgt.
Der genaue Wert variiert mit den Betriebseigenschaften des Motors; Es scheint eine Tradition von einem halben Jahrhundert experimenteller Arbeiten zu geben, die unterschiedliche Strömungstrennungskriterien für unterschiedliche Bedingungen angeben und alle anderen zitieren, die dasselbe getan haben. Der Anhang des Stark-Papiers enthält eine Tabelle, die einige davon auflistet.
(Beachten Sie, dass Martin Summerfield zwei Kriterien nach ihm benannt hat! Sein früheres , gemeinsam mit seinem Kollegen Frank Malina formuliert (und daher oft als Summerfield-Malina-Kriterium bezeichnet) im Jahr 1946 besagt, dass (unter bestimmten Annahmen) eine optimale Mehrstufe Rakete hat gleiche Nutzlastmassenverhältnisse zwischen den Stufen.)