Увеличивает ли добавление сопла пиковое давление в ракете?

Если бы у меня было два заряда одного и того же твердого топлива в одинаковой геометрии и корпусе, и к одному я добавил бы сопло Лаваля, а в другом было бы просто простое отверстие для выхлопа, при выстреле пиковое давление внутри ракеты быть таким же или быть больше для оснащенного насадкой? Кажется очевидным, что последнее имело бы место, поскольку вы чувствуете большую силу, если, например, сжимаете шланг пальцем, но куда бы я ни посмотрел, я читаю, что давление падает в сужениях.

По мере увеличения скорости давление уменьшается в соответствии с принципом Бернулли (IIRC). В сопле скорость увеличивается там, где поперечное сечение сужается из-за сохранения массы (Av = Av). Я могу напечатать более длинный ответ позже.
У меня нет авторитетного ответа. Но когда вы преодолеваете сужение, газ становится сверхзвуковым, что означает, что он не может распространяться вверх по потоку в камеру сгорания. Поэтому я не могу себе представить, чтобы действие в расширяющейся части сопла могло вызвать увеличение давления в камере.

Ответы (2)

«падение давления в сужениях» может ввести в заблуждение. Давление падает над сужением. Другими словами, перед сужением давление выше по потоку.

Пиковое давление приходится на камеру сгорания, которая находится перед сужением. Все это говорит вам о том, что чем больше сужение, тем больше разница в давлении между «колоколом» и камерой сгорания.

Это согласуется с соплом -> большее давление в ракете.

Мы знаем, что давление на выходе равно атмосферному давлению. Форсунка соединяла камеру сгорания высокого давления (пиковое давление в ракете) с внешней средой (окружающей средой при атмосферном давлении). Таким образом, давление «фиксировано». На самом деле, если вы добавите сюда сопло, разница между максимальным давлением в камере и давлением окружающей среды будет способностью увеличивать скорость потока через сопло. Функция сопла состоит в том, чтобы увеличить выходную скорость, чтобы позволить ракете набрать более высокую скорость. Фактическое распределение давления в сопле зависит от конструктивных характеристик, таких как отношение площади сопла, также зависит от того, возникает ли ударная волна.