почему у недорасширенных двигателей тяга меньше идеальной?

Я немного изучал ракетные двигатели и кое-что запутался. Я читал, что тягу, создаваемую двигателем, можно определить по следующему:

Ф "=" ж г в е + А е ( п е − п а )
где ж г - массовый расход, в е скорость выхлопа, А е зона выхода, п е давление на выходе и п а это давление окружающей среды. По-видимому, максимальная тяга может быть получена, когда давление на выходе и окружающее давление равны, поскольку это делает второй член равным нулю. Я этого не понимаю. Разве вы не хотите максимизировать п е с тем, чтобы увеличить значение Ф ?

Надеюсь, это не глупый вопрос...

Ответы (1)

Трудная часть в том, что п е не является полностью независимой переменной. Когда газ расширяется за пределы горловины, тепловая энергия преобразуется в кинетическую энергию. Газ охлаждается и ускоряется.

Так что если укоротить сопло (создавая недорасширенный поток), на выходе будет большее давление (хорошо). Но скорость выхлопа в е ниже (плохо). ж г в е срок будет меньше, и общая сила будет меньше.

Если я не ошибаюсь, более длинное сопло (правильной формы) на вакуумном двигателе всегда увеличивает тягу, потому что большее расширение сдерживается и направляется. Усложняющие факторы, такие как отношение тяги к весу, вероятно, должны быть учтены, чтобы ограничить конструкцию двигателя таким образом.
Стоит отметить, что антикорреляция между давлением и скоростью является общим принципом , хотя в случае сверхзвукового потока в расширяющейся части сопла де Лаваля она проявляется совершенно иначе, чем в более знакомом сценарии «насадка для садового шланга».
почему у недорасширенных двигателей тяга меньше идеальной?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v