Создается ли какая-либо измеримая тяга в двигателях с принудительной подачей топлива за счет сброса сжатого воздуха из раструба двигателя после погасания пламени?

В принципе, это будет создавать небольшую тягу; системы сжатого газа без сгорания иногда используются для очень небольших двигателей управления ориентацией. Удельный импульс, как правило, низкий - менее 100 секунд, в отличие от ~ 300 для гиперголических двухкомпонентных топлив и ~ 200 для катализируемых гидразиновых монокомпонентов. В частности, сопла верхней ступени с высокой степенью расширения могут извлекать значительный объем работы даже из небольшого давления в камере.

Тем не менее, это ненормально запускать стадию химического топлива до полного истощения. Если поток пороха «стекает», сгорание становится неравномерным и может повредить камеру; если он обогащается окислителем из-за того, что сначала закончилось топливо, избыток горячего окислителя может быстро повредить камеру или сопло. Вместо этого для ступеней, которые «сгорают до истощения», поток фактически перекрывается как на клапанах топлива, так и на клапанах окислителя одновременно, когда обнаруживается определенный низкий уровень оставшегося топлива. (ч/т органического мрамора.)

Мне удалось найти один случай, когда запас топлива в двигателе был (в конце концов) исчерпан до нуля, а затем использовалось давление для обеспечения дополнительного ∆v (хотя это не был двигатель пусковой установки).

Орбитальный аппарат MESSENGER Mercury использовал двигатель LEROS 1b в качестве основного двигателя; это двигатель с гидразином / MON с подачей под давлением, в котором баки с топливом и окислителем находятся под давлением гелия. Последнее топливо MESSENGER было израсходовано в конце 2014 года в борьбе с орбитальным распадом, после чего сам гелий периодически выбрасывался через сопло двигателя, чтобы удерживать орбитальный аппарат на орбите как можно дольше. Цитирую Википедию (выделено мной):

После того, как закончилось топливо для корректировки курса, в конце 2014 года MESSENGER вступил в ожидаемую конечную фазу снижения орбиты. Эксплуатация космического корабля была продлена на несколько недель за счет использования оставшегося запаса газообразного гелия, который использовался для повышения давления в топливных баках. масса. ^[82]

Согласно статье, указанной в цитате в конце этого отрывка , это, по-видимому, было сделано впервые, что придает дополнительную достоверность замечанию @RussellBorogove о том, что ракетные двигатели почти никогда не сгорают до полного истощения , тем более что это происходит чтобы упомянуть некоторые недостатки использования герметика в качестве топлива и некоторые причины, по которым этого, по-видимому, не было сделано раньше (курсив еще раз добавлен):

«Команда продолжает находить изобретательные способы поддерживать MESSENGER в рабочем состоянии, обеспечивая при этом беспрецедентную точку обзора для изучения Меркурия», — сказал Стюарт Бушман из APL, ведущий инженер по двигателям миссии. «Насколько мне известно, это первый случай, когда давление гелия было преднамеренно использовано в качестве топлива холодного газа через гидразиновые двигатели. Эти двигатели не оптимизированы для использования сжатого газа в качестве источника топлива. У них есть ограничители потока и отверстия для гидразина, которые снижают давление подачи, снижая производительность по сравнению с реальными двигателями с холодным газом, которые представляют собой не более чем клапаны с соплом».

«Топливо, хотя и является расходным материалом, обычно не является фактором, ограничивающим срок службы космического корабля, так как обычно сначала что-то выходит из строя», — продолжил он. «Поэтому нам пришлось творчески подойти к тому, что было доступно. Гелий, с его низким атомным весом, предпочтительнее в качестве герметика, потому что он легкий, но редко в качестве топлива для холодного газа, потому что его малая масса не дает вам большой отдачи от затраченных средств».