Я понимаю, что недорасширенные сопла теряют эффективность из-за неиспользованного потенциала газа перед выходом из сопла, но что происходит с перерасширенными соплами? Я понимаю, что давление газа ниже давления окружающей атмосферы, но как это влияет на общую производительность двигателя?
Согласно этой статье , в перерасширенном сопле потеря КПД вызвана "защемлением" выхлопного шлейфа давлением окружающего воздуха.
В сильно перерасширенных соплах есть еще одна, более серьезная проблема, когда выхлопной поток отрывается от одной стороны сопла, прилипая к противоположной стороне, что вызывает очень неравномерный нагрев и износ сопла, а также направляет тягу от центральной оси сопла. двигатель.
Не обращая внимания на сложную проблему разделения, существует простое соотношение для расчета влияния на тягу на основе несоответствия давления в выходной плоскости и давления окружающей среды, а именно:
Где давление в выходной плоскости, давление окружающей среды, а это площадь выходной плоскости. без поправочного члена дает тягу, когда давление в выходной плоскости соответствует внешнему. Здесь массовый расход и скорость на выходе.
Взято со страницы Роберта А. Бреунига о Rocket Propulsion .
Как упоминает Рассел Борогов в своем ответе, эффекты реального мира усугубляют ухудшение тяги (и могут даже физически повредить сопло).