北京哪里有火箭_北京夜空“龙状祥云”奇观刷屏 原来是快舟火箭干的

昨天傍晚，北京的天空出现了龙状祥云。 看到了吗？网民们陆续拿着手机的照相机拍摄，瞬间爆胎了。

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对此，微博认定为“宇宙科学技术有限公司技术经理”的微博用户@快舟火箭主任科学家助理在微博上公开了“了解”，这是快舟1号甲火箭发射的火箭尾迹云。

火箭尾流是火箭推进剂燃烧产生的高温、高速气体在尾喷嘴后形成复杂的波系结构，包括内喷流和外喷流、边界层。 内喷流是燃料燃烧产生的高温高速化学反应产物，外喷流是低温低速混合气体。

低空火箭尾流可见光成像

火箭飞行高度较低时，周围大气密集，火箭喷流与大气混合后，膨胀后压缩、膨胀，重复形成明显的马赫结构。 尾流径向直径较小，轴向长度有限。 低空尾流流场可以用连续流的纳维尔-斯托克斯方程建模，其典型的温度云图如下

低空火箭尾流场温度云图(来源:作者绘制)

火箭飞行高度逐渐升高，周围大气稀薄，火箭喷流与大气混合作用的结果是马赫盘数量逐渐减少，最后喷流充分膨胀，与大气混合形成回流区，后流径增大，轴向长度增长，形成高空伞结构。 高空尾流流场可通过稀薄气体动力学建模，其典型速度云图如下

高空火箭尾流流场速度云图

火箭飞行速度超过音速时，形成两个浪涌结构。 一个在弹体圆锥顶部，一个在后流前部，刚开始分离弹体冲击波和后流冲击波，飞行高度提高后，两者混合，火箭后流场增大，形成了巨大的圆锥部位。

利用空气力学对火箭尾流“烟雾”的主体是锥形结构的原因进行了说明，烟雾远端的蛇行尾迹是如何形成的，这是因为尾流中含有很多氧化铝粒子，这些粒径小的粒子从喷口喷出后，在高层大气中受到的阻力小，因此可以持续数公里 由于平流层与中间层之间的循环气流，火箭流场远端与空气的混合具有很强的不稳定性，使尾迹呈螺旋状喷射。

火箭尾流的蜿蜒尾部

尾流后方可能存在许多复杂结构的“烟雾”。 火箭发动机的类型、推进剂的种类、飞行环境不同，火箭尾流的“烟雾”表现出不同的大小和结构。

那么，为什么我们能看到“烟雾”？ 有时也是五色六色的云吧？实际上，这种现象是火箭发射后留下的尾迹在太阳、气流和暗空综合作用下产生的特殊光学效应。

夜间拍摄的火箭烟雾

火箭尾流和大气混合后会产生强烈辐射，这些辐射的主要波段在红外区域，但我们眼中的火箭尾流主要是由于尾流含铝固体推进剂燃烧生成的三氧化铝粒子散射太阳光。

观察者角度良好，且观察时间为日出、日落时，“云”在高空直射日光、散射光的相互作用下形成彩虹色的“五彩祥云”。 火箭尾流中固体铝颗粒与空气中氧气的混合需要满足燃烧条件，因此这些“云”通常不出现在火箭起飞阶段，而是发生在上空大气中。 由于三氧化铝粒子对气体分子的惯性大，以及上空的大气粘性小等原因，火箭停止后，这些“云”仍然存在，最多可维持30分钟左右。