Ciao a tutti, mi domandavo perché i gas di scarico dei 5 motori F1 si presentano neri appena lasciato l’ugello per circa 3 metri prima di diventare fiamme vere e proprie.
Grazie Andrea
Tipologia di combustione? In fondo erano a cherosene.
Se non ricordo male (dalle lezioni del master in sistemi di trasporto spaziale della sapienza) c’è qualcosa che spiega questo fenomeno e che é legato sicuramente alla tipologia dei combustibili ma anche alla velocità di uscita dei gas, alla loro temperatura e/o alla energia emessa dal fluido propellente sotto forma di fotoni. In pratica si spiegava che a un determinato numero di mach di velocità di uscita l’emissione di luce di una scia propulsiva ad esempio in un razzo Proton corrispondeva ad una lunghezza d’onda vicino al violetto (come in effetti è visibile dalle immagini). Per il cherosene invece si aveva questo effetto da black body del fluido in uscita:
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_body
So che così sono un po vago ma ricordo questo legame che spiegava la colorazione del getto propulsivo. Se dico corbellerie, chiedo scusa in ancticipo. My 2 cents.
E infatti:
“Carbon rich exhausts from kerosene fuels are often orange in color due to the black body radiation of the unburned particles, in addition to the blue Swan bands. Peroxide oxidiser based rockets and hydrogen rocket plumes contain largely steam and are nearly invisible to the naked eye but shine brightly in the ultraviolet and infrared. Plumes from solid rockets can be highly visible as the propellant frequently contains metals such as elemental aluminium which burns with an orange-white flame and adds energy to the combustion process.”
Da:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rocket_engine
Notte 
Faccio una precisazione (che non è nell’altro topic sull’accensione del motore F1 ma risponde credo alla domanda posta inizialmente in questo post e che è stata da me male interpretata).
Vedendo questo video (forse è lo stesso dell’altro topic, che non è però più raggiungibile da youtube):
http://www.wimp.com/saturnlaunch/
e leggendo meglio la pagina relativa all’F-1 in inglese:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rocketdyne_F-1
sembra che la risposta corretta alla domanda di Andreaz1000 sia che i gas di scarico del Gas Generator, utilizzati per far girare le turbopompe del propellente, vengano poi reinseriti a metà circa del cono dell’ugello per creare quello che è definito come raffreddamento a film del nozzle.
Questi gas, residuo di una reazione a temperatura inferiore rispetto ai gas generati in camera di combustione, si depositano lungo le pareti del cono dell’ugello preservando il materiale di cui è composto dalla fusione. All’uscita dallo stesso appaiono ancora di colore nettamente più scuro dei gas di scarico provenienti dalla camera di combustione per qualche metro per poi lasciare il posto al colore incandescente dello scarico primario.
Da notare inoltre a pochi secondi dallo start, l’effetto “suction” a dir poco spaventoso… 
credo che l’espressione
voglia significare che i gas di scarico della turbopompa, introdotti all’interno della camera di espansione dell’ugello a temperatura più bassa rispetto a quella dei gas prodotti dalla camera di combustione, rimangono confinati fra la parete dell’estensione dell’ugello e i flusso dei gas a temperatura più alta, realizzando uno strato di gas che, prima di essere anch’esso espulso dall’ugello, preserva le pareti da temperature che protrebbero distruggerlo.
per quanto riguarda il fumo nero, direi che le cause possono essere molte, una iniziale combustione con eccesso di cherosene rispetto alla quantità stechiometrica necessaria, ma anche la presenza nelle fasi iniziali di liquidi ipergolici (una miscela di 85% di trietilborano e di 15% di trietilalluminio) che servivano (servono/serviranno?) a dare inizio alla combustione nella camera di combustione.
qui di seguito un paio di link interessanti per capire il funzionamento dello F-1:
http://history.msfc.nasa.gov/saturn_apollo/documents/F-1_Engine.pdf