Эффективность ядерной тепловой ракеты

Уравнения, приведенные по ссылке, которую вы даете, относятся к изоэнтропическому безработному потоку газа. Так, в пределе бесконечного расширения в вакуум ($p_0=0$,$M_e\rightarrow\infty$,$p_e\rightarrow 0$) вы обнаружите, что тепловой КПД действительно приближается к 100%, а это означает, что почти вся тепловая энергия, первоначально содержащаяся в горячем газе, была преобразована в кинетическую энергию выхлопных газов. Эта математическая модель не оставляет ей никакого другого пути.

Исходя из приведенных уравнений, можно рассчитать энергетический баланс (точнее, баланс энтальпии) через$M_e$, число Маха выхлопа. Предполагая, как это делают уравнения, идеальный газ с постоянной удельной теплоемкостью, единица массы газа будет иметь тепловую энтальпию$\gamma R T_t/(\gamma-1)$начать с. Когда он расширится до состояния, когда число Маха равно$M=M_e$, общая энтальпия в единице массы газа будет разделена на тепловую энтальпию$\gamma R T_e/(\gamma-1)$и кинетическая энергия$\frac{1}{2} V_e^2$. Выраженная в долях начальной тепловой энтальпии, тепловая доля равна

$$\frac{2}{2+(\gamma-1)M_e^2}$$ и, после некоторого упрощения, кинетическая доля равна $$\frac{(\gamma-1)M_e^2}{2+(\gamma-1)M_e^2}.$$ Эти две дроби в сумме дают 1.