为什么Aerospike引擎会出现故障?

时间:2022-04-07 09:52:11   作者:
这并不是说空气刺钉引擎失败了,他们毕竟在引擎架上成功地运行了,而是说没有人开发出足够远的引擎来成为适合飞行的引擎。理论上,它们为喷嘴罩设计提供了完美的解决方案。喷嘴罩设计的缺点是,将火箭发动机的推力效率限制在最优大气压范围内。有一个有效的喷嘴形状,适合从海平面压力到空间真空的一切,这是一个很吸引人的想法,但他们遇到了几个绊脚石。

为什么Aerospike引擎会出现故障

蒂姆多德有一个非常方便的图表,显示的方式,气柱有效地把标准发动机钟设计里外。与传统设计相比,有两个问题使气动钉更难建造。首先是实际的钉子本身的性质。在一个标准的De Laval喷管中,随着喇叭口向喷管出口扩展,其面积逐渐变大。这是一个相对容易的冷却解决方案(通过再生燃料流量或使用烧蚀喷管材料),相比之下,气雾尖发现自己的情况,一个尖峰变得更小,越接近出口。

这不是一个展览的停止,但下一个问题可能是更密切相关的,为什么aerospikes还没有完全开发。在普通的火箭发动机中,喷油器体和燃烧室非常紧凑,在发动机中心形成一个紧密的球体。在气动钉发动机中,结构要求它根据排列(线性或环形),大大扩展成一个环面或两个平行行。这对发动机的总重量有很大的影响,因此系统的功率重量比,这是设计火箭时一个重要的设计考虑。设计一个能承受高压的燃烧室要容易得多,也更轻如果你从球体或圆柱体开始。

引擎每增加一公斤就会增加一公斤不能用于有效载荷。我认为,在大多数情况下,设计者最终会达到这样一个点,即推力的提高被所有额外的重量所抵消,为了建造这些又大又难看的燃烧室和喷射器。就像所有工程项目一样,这种方法也存在一个问题,即一个领域的明显优势会被另一个与该方法相关的因素所抵消。
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