Яркое явление сопровождало знаменитый полёт ракеты-носителя Сатурн-5 миссии Аполлон-11.
Пожар не пожар, кто же разберёт? Пока буду называть его просто - "пожар".
Поначалу, не обращал на него внимания, ибо выглядело всё, на первый взгляд, как расширение реактивных струй, истекающих из сопел ракетных двигателей при низком атмосферном давлении на высоте.
Сравните, например, c полётом ракеты Falcon 9
Похоже. Не правда ли?
И вроде бы нет ничего необычного.
Сильное разрежение, возникающее внутри межсоплового пространства у дна ракеты, приводит к отклонению струй к оси симметрии.
После их соприкосновения и взаимодействия друг с другом они уже сплочёнными рядами расширяются подобно одной гигантской струе, истекающей из одного огромного сопла.
В итоге, на той высоте, при низком атмосферном давлении и уже высокой нерасчётности (отношение давления на срезе сопла к внешнему давлению), расширение реактивных струй из множества двигателей в спутном потоке можно представить в таком виде.
Осесимметричная нерасчётная струя, вышедшая из сечения а-а сопла расширяется в веере волн разрежения, которые отражаются от границы струи в форме волн сжатия, огибающей которых является "висячая" ударная волна 1
(висячий скачок уплотнения).
Осесимметричная волна 1 отражается вблизи оси в области 3, причём в зависимости от режима течения, определяемого нерасчётностью n и отношением чисел Мс/Ма , отражение может быть простым или "маховским", когда вблизи оси течения имеет место прямая ударная волна, за которой скорость газа становится дозвуковой.
В рассматриваемом случае происходит простое отражение.
Отражённые ударные волны 2 пересекают внешнюю границу течения, при этом возникают ударные волны 4 во внешнем сверхзвуковом потоке и отражённая волна внутри струи (на рис. не показана).
Начальный газодинамический участок струи Хнг от среза сопла до сечения, в котором отражённая ударная волна пересекает границу струи, называют первой "бочкой".
Вязкий слой перемешивания В, постепенно нарастая, достигает оси течения на расстоянии Хнв, которое называют начальным участком вязкого течения. Далее следуют участки переходного Хn и основного Хo течений, в которых условия течения близки к соответствующим течению в основном участке изобарической струи.
В спутном потоке, обтекающем начальный участок струи, возникает ударная волна 5 и давление на внешней поверхности первой "бочки" становится монотонно убывающим.
В слое перемешивания, начиная от среза сопел периферийных двигателей, догорает керосин из пристеночного слоя и завесного охлаждения этих двигателей. Это керосин не успевший принять участия в процессе горения в камерах сгорания ракетных двигателей. Происходит это в виде отдельных огненных "языков" обнимающих первую и единственную "бочку". Тем самым они делают видимым контур струи на её начальном участке.
Falcon 9 являет собой случай истечения реактивных струй из девятисоплового блока.
Но тоже самое происходит и в четырёх сопловом блоке.
Значит, и в случаях пяти или четырёх сопел на Сатурн-5 картина истечения должна быть примерно такая же.
И всё было бы так, если бы не так как на самом деле...
На приведённом ниже стоп-кадре из видео "Apollo Launch - Long-Range Camera Tracking", с другого ракурса киносъемки, во время "пожара", запечатлена совсем иная картина.
На этом стоп-кадре отчётливо видно структуру реактивных струй от каждого из двигателей F-1 по отдельности. Они состоят из нескольких, следующих друг за другом, "бочек" . После потери части своей энергии они объединяются в единый поток с образованием светящегося конуса отражённого скачка уплотнения;
Заметны какие-то языки пламени, сходящие с поверхности конических обтекателей двигателей и уходящие далеко-далеко, минуя все "бочки", аж за отражённый скачок уплотнения;
И все эти объекты струятся сами по себе, по отдельности, и не взаимодействуют друг с другом.
В общем, не наблюдается такое же высотное расширение реактивных струй, как у ракеты Falcon 9. Создаётся лишь иллюзия такого расширения языками пламени, соскальзывающими с внешней поверхности конических обтекателей двигателей, и то только при взгляде под углом в хвост ракете.
Конечно же во время этого явления ракета поднимается всё выше и выше. Давление атмосферы понижается, и реактивные струи постепенно расширяются. Но всё равно не так как на Falcon 9.
Вот более поздний момент времени, когда "пожар" на Сатурн-5 в самом разгаре. Стоп-кадр обработан для выявления струи. Жёлтыми стрелками показаны места пересечения отражённого скачка уплотнения с внешней границей течения.
Языки пламени отдельно, струи - отдельно.
Здесь явно не одна "бочка".
Это так же видно по величине расстояния (в диаметрах струи) от среза сопел до места пересечения отражённого скачка с внешней границей течения.
Нерасчётность струи у Сатурн-5 явно ниже чем нерасчётность у Falcon 9.
В фильме "Moonwalk One" пожар запечатлен с 21 минуты 44 секунды по 22 минуту 2 секунду. Отключение двигательной установки происходит на 22 минуте 40 секунде (161,33 секунда полёта),
То есть пламя наблюдается со 111 по 129 секунду полёта.
По отчётам НАСА на 111 секунде скорость Сатурн-5 миссии Аполлон-11 должна была быть 985.5 м/с, а на 129 секунде - 1436.1 м/с.
Высоты полёта - 27464 и 39 358 метров, соответственно.
Атмосферное давление на этих высотах 1,75 кПа и 0,31 кПа ("СТАНДАРТНАЯ АТМОСФЕРА параметры" ГОСТ 4401-73).
Давление на выходе сопел ракетных двигателей:
F-1 (Сатурн-5) .................................................................... 40 кПа
Merlin (Falcon 9) .................................................................. 72 кПа.
Значение нерасчётности истечения реактивных струй двигателей F-1 во время "пожара" меняется от 22,9 до 129.
Посмотрим на картину расширения реактивных струй у Falcon 9 при схожих значениях нерасчётности по этому видео.
Начнём с момента качественного видоизменения реактивной струи - с появления первой и единственной "бочки" на высоте 25000 метров.
Атмосферное давление там 2,55 кПа. Нерасчётность истечения 28. Скорость полёта 890,8 м/с.
При нерасчётности 129, давление атмосферы для случая полёта Falcon 9 должно быть 0,55 кПа. Это соответствует высоте полёта 35300 метров.
Посмотрим, что происходит на этой высоте со струями Falcon 9?
Всё та же, хоть и распухшая, единственная "бочка". Скорость полёта 1275,3 м/с.
Что же получается?
При близких значениях нерасчётностей n = 28 ... 129 и скоростей полёта M = 2,8 ... 4,5 у ракет-носителей Сатурн-5 и Falcon 9 должно наблюдаться одинаковое расширение реактивных струй в спутном потоке.
А по факту не так.
Форма реактивных струй с несколькими "бочками" у Сатурн-5 соответствует работе двигателей на режиме между расчётным и расширением с единственной "бочкой", то есть в диапазоне n = 1 ... 28.
Расчётный режим для двигателей F-1 осуществляется при атмосферном давлении в 40 кПа. Это соответствует высоте 7150 метров.
Режим расширения реактивной струи с нерасчётностью от 28 и выше начинается при внешнем давлении 1,43 кПа на высоте 28850 метров.
Или в табличном виде.
Неужели, знаменитая ракета-носитель Сатурн-5 миссии Аполлон-11, с 111 по 129 секунды полёта, преодолевала свой путь
где-то на высотах от 7200 до 29000 метров,
а не с 27464 до 39358 метров, как записано в отчётах НАСА?
Реалистичный взгляд на лунную технику НАСА.
Если у НАСА не было ракеты-носителя для полётов на Луну, то откуда у американцев кино- фотоматериалы об их визитах на спутник Земли?
"Как это снято? Кинооператор разбирает лунные снимки и фотографии из космоса, рассказывает, как в кино снимают невесомость и комбинированные кадры".
"К чему же недоверие? Известно ведь давно: летали, не летали - герои всё равно!" Разоблачение Лунной аферы с юмором.