Почему мы не используем ракетные двигатели в автомобилях?

Если ракетные двигатели могут достигать КПД 70%, почему мы не используем их в автомобилях?

Двигатели внутреннего сгорания становятся все менее и менее эффективными с более высокой скоростью только из-за уравнения кинетической энергии (единица топлива производит единицу скорости ^ 2), в то время как ракетные двигатели имеют постоянный КПД (единица топлива производит единицу скорости) , без учета расхода топлива.

Это фундаментальное ограничение, поскольку двигатель внутреннего сгорания обязательно давит на движущуюся землю, чтобы привести машину в движение, а ракетный двигатель эффективно толкает газ, который неподвижен относительно ракеты.

Так почему бы не использовать ракетный двигатель в автомобиле? Не будет ли он более экономичным?

ссылка на цифру 70%: https://en.wikipedia.org/wiki/Propulsive_efficiency

Может быть, потому что мы не гонимся за скоростью в машине? А ракеты небезопасны? Но похоже, что если бы все, чего вы добивались, это скорость относительно земли, ракета была бы принципиально более подходящей.
Обжигание пешеходов также было бы минусом.
В автомобилях @James уже есть выхлоп, а ракетные сопла уже охлаждают газ за счет расширения
Я полагаю, что самой большой проблемой, помимо безопасности, является стоимость, это сделало бы покупку автомобилей только чем-то для тех, у кого есть огромные суммы располагаемого дохода.
@Triatticus Я спрашиваю - почему бы нам не использовать двигатель с открытым поршнем, а не двигатель с закрытым поршнем, который давит на землю. Ребята, вы вообще понимаете, что эффективность автомобиля падает со скоростью? физика.stackexchange.com/ questions/658234/… Я также удивлен, что ракеты имеют сравнимую эффективность с автомобилями, но это то, что говорит Википедия!
@Matt: Если выходная мощность сопла вашей ракеты эквивалентна выхлопной трубе среднего автомобиля, то ваше ускорение и максимальная скорость будут проблемой.
@ Джеймс, ты просто вытаскиваешь это из своей задницы, ты не вникаешь в содержание вопроса
@Matt: Вы совершенно правы. Но я сижу на диете по машиностроению уже 30 с лишним лет, так что моя производительность не так уж и плоха. :)
Дело в том, что (1) топливная экономичность автомобиля пропорциональна скорости, т. е. эффективность автомобиля в 100 раз хуже при скорости 100 км/ч, но эффективность ракеты постоянна (2) ракета на самом деле имеет сравнимую эффективность с автомобилем, видимо.
Агрессивные комментарии @Matt обычно привлекают негативное внимание, здесь в этом нет необходимости.
ОК @Triatticus - но вы понимаете, о чем идет речь? очевидно, автомобили законно используют в 100 раз больше топлива, чтобы разогнаться до 100 км/ч => 101 км/ч, чем 0 км/ч => 1 км/ч. Это не относится к ракетам.
@Matt: Я не пытаюсь тебя рассердить, так что извини, если так получилось. Ваш вопрос касался того, почему мы не используем ракетные двигатели в автомобилях, поэтому я подумал, что вам нужен список причин, по которым ракетный двигатель не подходит. Я привел одну из этих причин... опасный выхлоп.
@Джеймс, ха-ха, совсем нет. Я думаю, что мы получили ответ - это то, что ракетные двигатели имеют почти нулевой КПД на малых скоростях. А утверждение о КЭ автомобиля просто не соответствует действительности. Весь вопрос основан на моем заблуждении

Ответы (1)

Я думаю, вы плохо прочитали статью. В нем говорится, что ракетные двигатели могут достигать до 70% η с , который является только эффективностью цикла (насколько хорошо он превращает энергию топлива в механическую энергию). Это не пропульсивный КПД.

К сожалению, для ракеты большая часть этой механической энергии используется (растрачивается впустую) для увеличения КЭ выхлопа, а не ракеты. Как упоминается в статье, оптимальная эффективность достигается при совпадении скорости выхлопа и скорости ракеты. Но это в конечном итоге ужасно для расхода топлива.

Возможность отбрасывать массу земли или атмосферы делает обычную тягу намного более эффективной.

В одном из своих комментариев вы связались с вопросом « Скорость и кинетическая энергия», нарушив теорию относительности Галилея , и сказали, что эффективность автомобиля падает со скоростью. Я бы не согласился с этим утверждением. Вопрос был конкретно об интерпретации энергии в разных системах отсчета.

Если мы будем придерживаться только кадра, в котором земля находится в покое (очень подходящий кадр для путешествия по земле), то теоретическая эффективность вашего автомобиля с аккумулятором приближается к 1, когда вы устраняете сопротивление. Энергия батареи может быть отдана в KE транспортного средства почти полностью, так как земля очень массивна.

О, спасибо, это имеет больше смысла. Значит, КПД движителя существенно меньше 1%?
Эффективность движения зависит от скорости ракеты и скорости выхлопа. Для ракеты, движущейся с большой скоростью, эффективность может быть очень высокой. Но для ракеты, стартующей из состояния покоя, КПД близок к нулю.
Ах хорошо! Да, это имеет смысл. Меня смутило утверждение о ракетах: <единица топлива добавляет единицу скорости, игнорируя уравнение ракеты>.
Правильно. Это постоянная связь, но это не означает (особенно на низких скоростях), что это эффективная связь. Одна единица скорости на малой скорости потребовала бы немного энергии для автомобиля. Но для ракеты требуется огромное количество энергии.
Спасибо @BowlOfRed. Я снова в замешательстве. Если ракета увеличивает скорость линейно с топливом, не будет ли ее скорость в конечном итоге превзойти соотношение sqrt (топливо и скорость в квадрате), которое должно быть оптимальным за счет сохранения энергии?
Если не кончится топливо, то да. Ракета (на большой скорости) может превышать 100% КПД. Он делает это, замедляя топливо, а не ускоряя его. Но у вас должно быть высокоскоростное топливо, чтобы выполнить это (и вы потратили энергию раньше, чтобы это произошло).
большое спасибо. Это не дает мне спать по ночам!
Почему мы не используем ракетные двигатели в автомобилях?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v