Hvorfor rakettmotorer Har Dyser?

Munnstykke design er den viktigste faktoren i dannelsen av rakettskyvekraft og generell rakettmotorytelse. I motsetning til jet-motorer som bruker oksygenet i luft for å oksydere drivstoff, rakettmotorer bære sin egen oksydasjonsmiddel ombord i kjøretøyet, vanligvis i form av flytende oksygen i flytende brensel motorer, og fast oxydasjonsmiddel slik som ammoniumperklorat i fast brensel rakettmotorer. Det legges vekt gjør det viktig at hver siste bit av thrust er hentet fra rakettmotor i løpet av sin relativt korte løp.

Rocket Nozzle Drift

Rakettmotorer generere skyvekraft i henhold til fysikken formel kraft er lik masse ganger akselerasjon, hvor massen definerer vekten av de varme gasser som forlater motoren og akselerasjon definerer netto endring i varm gasshastighet som de går fra innsiden av motoren til miljøet utenfor . Dette er lik hastigheten av vannet gjennom en innsnevret hageslange å være mye større enn det fra en slange med munnstykke uten.

Konvergerende og Avvikende dyser

Rakettmotorer bruker både konvergerende og divergerende dyseseksjon for å oppnå den største skyvekraft fra forbrenningen av brennstoff og oksydant inne i rakettmotoren forbrenningskammeret. Forbrennings resulterer i ekstremt høye temperaturer og trykk inne i kammeret og gassene som hurtig søker banen til laveste motstand mot utgang, som er gjennom utløpsmunnstykket.

konvergent Seksjon

Den første seksjon av rakettmotormunnstykket er den konvergerende seksjon, hvor dysen jevnt innsnevrer til en smal hals, hvor de varme gassene oppnå en maksimal hastighet av Mach 1, eller lydens hastighet gjennom den varme gassen, som er mye høyere enn den hastighet av lyd gjennom luften.

divergerende seksjon

Etter halsen, motoren dyse utvider igjen til en konkav bjelle eller divergerende delen, der den raskt bevegelige gassene utvide. Total energi i form av temperatur og trykk omdannes til kinematisk energi og de gasser som forlater den divergerende klokkeseksjonen med en hastighet som er mange ganger større enn lydens hastighet.

Dispelling misoppfatninger

De stakk av en rakettmotor er avledet utelukkende fra treghets forsterkningen av phenomenally akselerere massen av den ekstremt varme og høyt trykk forbrenningsgasser gjennom den konvergerende og divergerende deler av rakettmotormunnstykket ved ekstremt høye hastigheter. I motsetning til vanlig oppfatning, ikke thrust ikke kommer fra flammene presser mot bakken eller luften bak raketten.

Sammendrag

Rakettmotoren dyser omforme energien fra høye temperaturer og trykk for å treghetsenergi i form av ekstremt høye hastigheter for å drive raketter ut i rommet og utover.