Höjdkompenserande munstycke
Ett höjdkompenserande munstycke är en klass av raketmotormunstycken som är designade för att fungera effektivt över ett brett spektrum av höjder .
Konventionella mönster
- Underexpanderade
- Omgivande
- Överexpanderat
- Kraftigt överexpanderat
Grundkonceptet för varje motorklocka är att effektivt styra flödet av avgaser från raketmotorn i en riktning. Avgaserna, en högtemperaturblandning av gaser, har en effektivt slumpmässig rörelsemängdsfördelning, och om det tillåts rinna ut i den formen kommer endast en liten del av flödet att röra sig i rätt riktning för att bidra till framdrivning.
En motorklocka fungerar genom att begränsa flödet i sidled av gaserna, vilket skapar ett lokalt område med ökat tryck med ett område med lägre tryck "under det". Detta gör att gaserna företrädesvis flyter i riktning mot minskande tryck. Genom noggrann konstruktion växer motorklockan bredare så att trycket minskar på ett sådant sätt att när avgasflödet har nått utgången från klockan, färdas den nästan helt bakåt, vilket maximerar dragkraften.
Problemet med det konventionella tillvägagångssättet är att lufttrycket utanför också bidrar till att begränsa flödet av avgaserna. På vilken höjd som helst, det vill säga vid varje givet omgivande lufttryck, kan klockan designas för att vara nästan "perfekt", men samma klocka kommer inte att vara perfekt vid andra tryck eller höjder. Allteftersom en raket klättrar genom atmosfären ändras dess effektivitet, och därmed dragkraften, ganska dramatiskt, ofta så mycket som 30%.
Höjdkompenserande munstycken
Höjdkompenserande munstycken hanterar denna förlust av effektivitet genom att ändra formen eller volymen på raketmunstycket när raketen klättrar genom atmosfären. Det finns ett brett utbud av konstruktioner som uppnår detta mål, med aerospike som kanske är den mest studerade bland dem.
- Aerospike motor
- Plugg munstycke
- Expanderande munstycke
- Enkelt munstycke för expansionsramp
- Avtrappat munstycke
- Expansionsavböjningsmunstycke
- Munstycksförlängning