Какова природа кольцевых напряжений в сопле ракеты?

Являются ли напряжения в сопле ракеты (а именно кольцевые напряжения ) от перепада давления сжимающими или растягивающими?

Очевидно, что в камере сгорания давление внутри больше, чем снаружи. Однако по мере увеличения скорости выхлопных газов теорема Бернулли утверждает, что давление выхлопных газов уменьшается:

В потоке, в котором энергия не добавляется и не отнимается, сумма его различных энергий постоянна: следовательно, где скорость увеличивается, давление уменьшается, и наоборот.

Существует ли определенная точка, в которой давление и окружное напряжение меняют направление? Это то, что должна учитывать конструкция сопла? Учитываются ли при этом изменения атмосферного давления на высоте?

Ответы (1)

На малых высотах сопла двигателей перерасширяются. Давление внутри обода сопла ниже, чем давление окружающей среды, поэтому на сопло действует сжимающая сила.
На больших высотах атмосферное давление упало до точки, где оно ниже, чем давление внутри обода сопла: теперь сопло недорасширено, и сила на ободе направлена ​​наружу.
Высота, на которой давление находится в равновесии, зависит от конструкции сопла (степени расширения).
Кольцевые напряжения обязательно влияют на конструкцию сопла, давая нижнюю границу толщины материала. Однако я не могу оценить, насколько важен этот вопрос.

Форсунки(изображение из Aerospaceweb )