Nemrég számoltam be a kínai Shenzhou-9 elindításának terveiről, és egy hosszú március-2F méretű rakéta stock-képét használtam felrobbantva a rakétaindítón. Nafin meg akarta tudni, mi az a gyémántmintázat, amely a rakéta mögött húzódik, és az ivan3man_at_large feltette a választ: ők hívják sokkoló gyémántok.
Sokkoló gyémántok? Ez a kifejezés valahogy elcsúszott rám, tehát azt hittem, mélyebbre mélyebben belemegyek bele.
Sokkoló gyémántok (más néven „Mach disks”) akkor fordulnak elő, amikor a gáz kilép a fúvókából szuperszonikus sebességgel, a külső atmoszférától eltérő nyomáson. Tengeri szinten a kipufogógáz-nyomás alacsonyabb lehet, mint a vastag atmoszféra. És akkor nagyon magas tengerszint feletti magasságban a kipufogógáz-nyomás magasabb lehet, mint a vékony atmoszféra.
Tehát ezek a sokkoló gyémántok akkor is megjelenhetnek, amikor egy rakéta felszáll, vagy nagy magasságban, amikor a szuperszonikus sebességre vált.
Klasszikus példa az űrrepülőgép robbantása, de egy másik híres példa az, amikor Chuck Yeager X-1 rakétája elérte a Mach 1-et.
Vegyük például a rakéta robbantását. Ebben az esetben a kipufogógáz kilépési nyomása alacsonyabb, mint a külső légkör, és így „tágulást” nevezünk. A gáz alacsonyabb nyomáson távozik a rakétról, és a kipufogó fúvókából kifelé ventilálja a „tágulási ventilátort”. De a külső légkörben magasabb a nyomás, mint a kipufogógáznál, és ezáltal befelé nyomja. Ez a nyomáskülönbség egy adott ponton - az első ütésgyémántnál - visszakapja a gázt.
(Ebben a pillanatban megkíméllek minden komplex folyadékdinamikát.)
Ezután a gáz kompenzálja és újból kibővíti az új expanziós ventilátort, majd ugyanazt a távolságot kényszeríti vissza a rakéta mentén a következő ütési gyémántnál, és így tovább, és így tovább. Végül a légköri torzulás és a súrlódás veszi át, kiegyenlítve a kipufogógáz nyomását a környezeti légkörrel.
A sokkoló gyémántokat eredetileg Ernst Mach, a híres osztrák tudós fedezte fel, aki folyadékdinamikával dolgozott.
Egy másik érdekes oldaljegyzet: a sokkoló gyémántokat nem csak a rakéta kipufogógépekben látták. A vulkánokból és tüzérségi fegyverekből robbant is őket
Két nagy cikk található a Mach gyémántokról, ha valóban meg akarjuk érteni őket mélyebben. Nézze meg az Aerospace Web és az Allstar Network e cikkét.
