Недорасширенное сопло на уровне моря - проблема?

Я проектирую твердотопливный двигатель с фиксированным давлением в камере сгорания. п с с "=" 70   б а р . Когда дело доходит до выбора правильного сопла, я должен учитывать правильный коэффициент расширения, чтобы максимизировать средний коэффициент тяги. С ф за время горения т б :

С ф ¯ "=" 1 т б 0 т б С ф ( т ) д т .
Конструкция основана на изоэнтропических соотношениях, поэтому, если степень расширения сопла слишком мала, скажем, 5, то сопло будет недорасширяться уже на уровне моря.

Есть ли минусы в разработке сопла, которое никогда не будет адаптировано? Зачем сопло адаптировать под конкретную высоту, если траектория подъема строго вертикальна?

Использование недорасширенного сопла означает потерю эффективности, использование перерасширенного сопла означает чрезмерный дополнительный вес сопла. Должен быть найден компромисс между весом и эффективностью, действительный для всех атмосферных давлений.

Ответы (1)

Для вертикального подъема над уровнем моря обычная ситуация такова, что сопло перерасширяется при взлете, недорасширяется в конце горения и достигает правильного расширения и оптимальной производительности где-то посередине. Это «оптимально» только в один момент времени, но на протяжении большей части полета оно удовлетворительно.

Начинать с недорасширения на уровне моря — плохое место; производительность неоптимальна с самого начала и только ухудшается по мере подъема.

Единственная причина, по которой вы хотите начать с недорасширения, заключается в том, что вы не можете предоставить легкую насадку (потому что вы используете каменные ножи и медвежьи шкуры ), а вес насадки большего размера неприемлем.