Dysza dzwonkowa

Próbne odpalenie głównego silnika promu kosmicznego (którego dysza silnika ma kształt bardzo zbliżony do optymalnego)

Dysza w kształcie dzwonu lub konturowa jest prawdopodobnie najczęściej używaną dyszą silnika rakietowego . Ma sekcję rozprężania pod dużym kątem (od 20 do 50 stopni) tuż za gardzielą dyszy; po tym następuje stopniowe odwracanie nachylenia konturu dyszy, tak że przy wylocie dyszy kąt rozbieżności jest mały, zwykle mniejszy niż kąt połówkowy 10 stopni.

Idealna dysza kierowałaby wszystkie gazy wytwarzane w komorze spalania prosto przez dyszę. Oznaczałoby to, że pęd gazów byłby osiowy, nadając rakiecie maksymalny ciąg. W rzeczywistości pęd ma pewne składowe nieosiowe. Pod względem wektora pędu istnieje kąt między osią silnika rakietowego a przepływem gazu. W rezultacie ciąg jest obniżany o różne wartości. Kształt dzwonu lub konturu ma na celu nadanie gazom dużego kąta ekspansji zaraz za gardzielą. Dysza jest następnie zakrzywiona z powrotem, aby zapewnić prawie prosty przepływ gazu przez otwór dyszy. Zastosowany kontur jest dość złożony. Duża sekcja ekspansji w pobliżu gardła powoduje fale uderzeniowe ekspansji. Odwrócenie nachylenia w celu sprowadzenia wyjścia do poziomu bliskiego zeru powoduje kompresję fal uderzeniowych . W przypadku prawidłowo zaprojektowanej dyszy te dwa zestawy fal uderzeniowych zbiegają się i wzajemnie się znoszą. W ten sposób dzwon jest kompromisem między dwoma skrajnościami stożkowej dyszy, ponieważ minimalizuje wagę przy maksymalizacji wydajności.

Najważniejszą kwestią projektową jest wyprofilowanie dyszy, aby uniknąć ukośnych wstrząsów i zmaksymalizować wydajność.

W swoim klasycznym podręczniku George P. Sutton przypisuje dr GVR Rao opracowanie matematyczne optymalnej konstrukcji dyszy dzwonowej w 1955 roku, kiedy pracował w Rocketdyne .

^ Williams, James C. (1970). STUDIUM NACA I NASA OPUBLIKOWANYCH INFORMACJI DOTYCZĄCYCH PROJEKTOWANIA LEKKICH SAMOLOTÓW (wyd. 1). Springfield, Wirginia : WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I LOTNICZEJ UNIWERSYTET STANOWY KAROLINY PÓŁNOCNEJ Raleigh, NC str. 708.
^ George P. Sutton (1992). Elementy napędu rakietowego: wprowadzenie do inżynierii rakiet (wyd. 6). Wiley-Interscience. P. 636. ISBN 0-471-52938-9 .
^ Wyprofilowane dysze rakietowe GVR Rao. IX doroczny kongres Międzynarodowej Federacji Astronautycznej 1958. Biblioteka Kongresu sygn. TL 787.I44
^ GVR Rao, „Ostatni rozwój konfiguracji dysz rakietowych”. Dziennik American Rocket Society Cz. 31 Numer 11 XI 1961. Biblioteka Kongresu sygn. TL 780.A613
^ GVR Rao, „Przybliżenie optymalnych konturów dysz oporowych”. Dziennik American Rocket Society Cz. 30 Numer 6 VI 1960. Biblioteka Kongresu sygn. TL 780.A613
^ GVR Rao, „Kontur dyszy wydechowej dla optymalnego lotu”. Napęd odrzutowy Cz. 28 nr 6 1958. Biblioteka Kongresu sygn. TL 780.A613

Zobacz też

[1] Williams, James C. (1970). STUDIUM NACA I NASA OPUBLIKOWANYCH INFORMACJI DOTYCZĄCYCH PROJEKTOWANIA LEKKICH SAMOLOTÓW (wyd. 1). Springfield, Wirginia : WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I LOTNICZEJ UNIWERSYTET STANOWY KAROLINY PÓŁNOCNEJ Raleigh, NC str. 708.

[2] George P. Sutton (1992). Elementy napędu rakietowego: wprowadzenie do inżynierii rakiet (wyd. 6). Wiley-Interscience. P. 636. ISBN 0-471-52938-9 .

[3] Wyprofilowane dysze rakietowe GVR Rao. IX doroczny kongres Międzynarodowej Federacji Astronautycznej 1958. Biblioteka Kongresu sygn. TL 787.I44

[4] GVR Rao, „Ostatni rozwój konfiguracji dysz rakietowych”. Dziennik American Rocket Society Cz. 31 Numer 11 XI 1961. Biblioteka Kongresu sygn. TL 780.A613

[5] GVR Rao, „Przybliżenie optymalnych konturów dysz oporowych”. Dziennik American Rocket Society Cz. 30 Numer 6 VI 1960. Biblioteka Kongresu sygn. TL 780.A613

[6] GVR Rao, „Kontur dyszy wydechowej dla optymalnego lotu”. Napęd odrzutowy Cz. 28 nr 6 1958. Biblioteka Kongresu sygn. TL 780.A613