Tryska pro kompenzaci nadmořské výšky - Altitude compensating nozzle

An tryska pro kompenzaci nadmořské výšky je třída raketový motor trysky které jsou navrženy pro efektivní provoz v širokém rozsahu nadmořských výšek.

Konvenční vzory

Trysky mohou být (shora dolů):
  1. Nedostatečně rozšířené
  2. Okolní
  3. Přeexponovaný
  4. Hrubě přeexponovaný
Při nedostatečném nebo nadměrném rozložení dochází ke ztrátě účinnosti. Hrubě přeexponované trysky zlepšily účinnost, ale výfuková tryska je nestabilní. Konvenční trysky se postupně zvyšují podexponováním, jak získávají nadmořskou výšku.[1]

Základní koncepcí jakéhokoli zvonku motoru je efektivní nasměrování toku výfukových plynů z raketového motoru do jednoho směru. Výfuk, vysokoteplotní směs plynů, má účinně náhodné rozložení hybnosti, a pokud je mu umožněno uniknout v této formě, bude se jen malá část toku pohybovat správným směrem, aby přispěla k přednímu tahu.

Zvon motoru funguje tak, že omezuje boční tok plynů a vytváří lokální oblast zvýšeného tlaku s oblastí nižšího tlaku „pod ním“. To způsobí, že plyny přednostně proudí ve směru klesajícího tlaku. Pečlivým návrhem se zvon motoru zvětšuje tak, že tlak klesá takovým způsobem, že v době, kdy proud výfukových plynů dosáhl výstupu ze zvonu, se pohybuje téměř úplně dozadu, čímž se maximalizuje tah.

Problém konvenčního přístupu spočívá v tom, že tlak vnějšího vzduchu také přispívá k omezení toku výfukových plynů. V jakékoli dané nadmořské výšce, to znamená, že při jakémkoli daném tlaku okolního vzduchu může být zvon navržen tak, aby byl téměř „dokonalý“, ale tentýž zvon nebude dokonalý ani při jiných tlacích nebo nadmořských výškách. Jak raketa stoupá atmosférou, její účinnost, a tedy i tah, se mění poměrně dramaticky, často až o 30%.

Trysky kompenzující nadmořskou výšku

Trysky s kompenzací nadmořské výšky řeší tuto ztrátu účinnosti změnou tvaru nebo objemu trysky rakety při stoupání rakety atmosférou. K dosažení tohoto cíle existuje široká škála designů, přičemž mezi nimi je možná nejvíce studovaný letecký průmysl.

Další metody kompenzace nadmořské výšky

Reference

  1. ^ Huzel, D. K .; Huang, D. H. (1971). NASA SP-125, Design of Liquid Propellant Rocket Engines (2. vyd.). NASA.