Поясню на пальцах, как я вижу проблему обратного пламени - подъема его по корпусу.
Смысл в том, что это явление появляется в момент перехода истечения струи из сопла в дозвуковой режим. Это, очевидно, произойдет, когда скорость ракеты совпадет с точностью до cк-ти звука со скоростью истечения. В таком случае относительно неподвижного воздуха пламя тоже практически останавливается, и - на его отклонение могут повлиять самые незначительные обстоятельства. В данном случае фактор ухода корпуса создает разрежение спереди , и пламя начинает течь за корпусом.
Смысл эффекта, как его делали расчетчики НАСА, примерно в этом.
Почему же такое горение наблюдалось только на Сатурне и больше ни на одной реально побывавшей ракете в космосе? Надо учитывать несколько обстоятельств
1) Реальные ракеты имеют импульс тяги вдвое больше Сатурна 5. Соответственно скорость истечения порядка 2500-3000 м/с, и чтобы наблюдать явление выравнивания скоростей, надо ждать дольше, подниматься выше, и вообще, возможно, отделение первой ступени происходит у реальных ракет даже раньше, чем они достигнут скорости 2500.
2) Это происходит в высших слоях атмосферы, т.е. атмосфера значительно разреженней, чем в случае Сатурна, и эффект затягивания пламени может быть вовсе незначителен или даже его может не быть.
3) Наконец, выброс излишков керосина. Если Сатурн достигает равенства скоростей еще в достаточно плотных слоях, из-за своей медлительности, то тут как раз еще достаточно кислорода, чтобы этот избыточный керосин полыхал красивым фейерверком.
В любом случае пламя корпуса - доказательство плохого импульса Сатурна.
Если мы посмотрим работу расчетчиков НАСА 2011 года, если не ошибаюсь, о выяснении появления эффекта пламени на тяжелых ракетах типа Сатурн, то на их рисунках увидим странное - выравнивание скоростей происходит при 4 Маха, т.е. скорость истечения примерно 4*0.33 = 1.3 км/c, несмотря на то, что насафилы тут же начинают размахивать руками, мол это Мах по горячему газу, там скорость звука вдвое больше и т.п. Проблема у насафилов в том, что эти же 4 Маха на рисунках показаны одновременно и для струи истекающего из сопла горячего газа, и набегающего холодного потока атмосферы (расчет ведется в системе отн. ракеты).
Тут мы рассматриваем гипотезу, пусть и маловероятную. Но кто знает, куда кривая рассуждений выведет?
Мы имеет факт, наблюдаемый на видео, - горячие газы поднимаются по корпусу Сатурна-5, а потом взрыв. Причем это, как пишет Александр Иванович, характерно для всех Сатурнов-5.
Мне кажется, что нужно учитывать пристеночный эффект - именно по этой причине газы распространяются по стенке ракеты.
Далее - похоже кислородные баки первой ступени вообще не имели никакой теплоизоляции, видимо НАСАсранцы таким способом пытались продлить существование Сатурна-5, чтобы он успел скрыться с глаз зрителей, а также теле- и кинокамер.
Наличие "весьма эффективной" теплоизоляции кислородных баков второй и третьей ступеней (я уже не говорю о водородных баках) и очень плохая (а, скорее всего - отсутствие) теплоизоляция первой ступени говорит вовсе не об экономии веса, а о какой-то другой причине. Возможно, таким способом пытались охладить наружный корпус ракеты, чтобы продлить существование изделия.
Говорить об якобы весьма эффективной теплоизоляции верхних криоступеней бессмысленно, так как при таких объемах заливаемых криокомпонентов снеговая шуба неизбежна, ведь в основном работает теплопередача и конвенкция. ЭВТИ эффективно держит холод, но она начнет работать только вне атмосферы. Иначе Фалькон-9 спустя 50 лет после появления кислород-водородных двигателей Сатурна-5 в момент старта вообще бы не покрывался снегом.
Сейчас я хотел бы перекинуть мостик к другой странности, обсуждаемой здесь и сейчас - к свечению днища первой ступени. Возможно, обе странности как-то связаны и свидетельствуют о прогорании предкамеры несмотря на вполне естественную абляцию в таких случаях. Я сомневаюсь, что предкамера была сделана одна на все двигатели - слишком толстые стенки будут при большом диаметре. Максимум одна предкамера на два Н-1. А их общее сопло с регулировкой. В таком случае должны быть подвижные элементы сопла, которые довольно быстро прогорают - отсюда и пламя вдоль стенок ракеты, а потом взрыв, но подальше от глаз. А центральный движок - это девятый Н-1.
Примерно так.
Но стоило бы рассмотреть и версию первой ступени Сатурна-5 с пятью надежными Н-1 вместо пяти F-1. Ведь на примере котельного железа Аполлона-13, а также пустых 2 и 3 ступени мы видим, что выше первой ступени вообще ничего нет - один муляж.
Я видел над Новосибирском отделение 4-х боковушек нашей ракеты (видимо, "Союза") - никаких взрывов. Просто 4 огонька отделяются и гаснут, а дальше летит один огонек.