En esta respuesta a ¿Por qué las formas de estas dos columnas de escape de un Atlas V 411 se ven diferentes? se menciona el 'criterio de Summerfield', diciendo:
Históricamente, se utilizaba el criterio de Summerfield, donde la presión mínima en una boquilla debe ser superior a 0,35...0,4*presión atmosférica.
¿Qué es el 'criterio de Summerfield'? ¿Y puede explicar cómo se llegó a la presión de escape de 0,35 - 0,4 atm?
El artículo de Ralf Stark vinculado desde la respuesta que menciona los criterios de Summerfield y Schmucker termina con una lista de referencias; entre ellos se encuentran un artículo de Schmucker de 1973 (traducido en 1984, aquí ) y un artículo de Summerfield de 1954 ampliamente citado, “Flow Separation in Overexpanded Supersonic Exhaust Nozzles”, Jet propulsion, vol. 24, No. 9, página 319-321, 1954. No puedo encontrar el último artículo en línea con una búsqueda breve.
El criterio de Summerfield en cuestión es una regla empírica que establece que la separación del flujo en una boquilla sobreexpandida se produce a aproximadamente 0,4 veces la presión ambiental. Del artículo de Schmucker:
Las investigaciones iniciales sobre la separación del flujo en las boquillas fueron realizadas por Buchner, Prandtl, Meyer, Flugel y Stanton y publicadas por Stodola. Después de la Segunda Guerra Mundial, el aumento del trabajo de investigación en el área de los motores de cohetes condujo a numerosas investigaciones sobre este problema. Forster y Cowles, del Instituto de Tecnología de California, realizaron las primeras pruebas publicitadas de gas caliente con un pequeño motor de ácido nítrico/anilina. El resultado de este trabajo fue la condición de separación de que en una expansión excesiva al 40 por ciento de la presión circundante, el flujo se separa de la pared. Este número a menudo se denomina "Criterio de Summerfield" y hoy en día se considera un valor de diseño conservador.
Según el documento de Schmucker, los resultados de Summerfield son para un motor de presión relativamente baja, donde la presión de la cámara es de 15 a 20 veces mayor que la ambiental.
El valor exacto varía con las características de funcionamiento del motor; parece haber una tradición de medio siglo de documentos experimentales que brindan diferentes criterios de separación de flujo para diferentes conjuntos de condiciones y citan a todos los demás que han hecho lo mismo. El apéndice del artículo de Stark contiene una tabla que enumera algunos de estos.
(¡Tenga en cuenta que Martin Summerfield tiene dos criterios que llevan su nombre! Su anterior , formulado conjuntamente con su colega Frank Malina (y por lo tanto, a menudo denominado el criterio de Summerfield-Malina) en 1946, establece que (dados ciertos supuestos) un óptimo multietapa cohete tiene proporciones de masa de carga útil iguales entre etapas).