فوهة تعويض الارتفاع
الفوهة المعوضة للارتفاع هي نوع من فوهات محركات الصواريخ المصممة للعمل بكفاءة عبر نطاق واسع من الارتفاعات.
التصاميم التقليدية
- غير موسع
- موسيقى الخلفية
- متوسع بشكل مفرط
- توسع مفرط بشكل كبير
تتمثل الفكرة الأساسية لأي غطاء محرك في توجيه تدفق غازات العادم من محرك الصاروخ بكفاءة في اتجاه واحد. العادم، وهو مزيج من الغازات ذات درجة حرارة عالية، يتميز بتوزيع عشوائي للزخم، وإذا سُمح له بالخروج على هذا النحو، فإن جزءًا صغيرًا فقط من التدفق سيتحرك في الاتجاه الصحيح للمساهمة في قوة الدفع الأمامية.
يعمل غطاء المحرك عن طريق حصر التدفق الجانبي للغازات، مما يخلق منطقة ضغط مرتفع متبوعة بمنطقة ضغط منخفض أسفلها. هذا يدفع الغازات إلى التدفق بشكل تفضيلي في اتجاه انخفاض الضغط. وبفضل التصميم الدقيق، يتسع غطاء المحرك تدريجيًا بحيث ينخفض الضغط تدريجيًا، وعند وصول غازات العادم إلى مخرج الغطاء، تكون متجهة للخلف بشكل شبه كامل، مما يزيد من قوة الدفع إلى أقصى حد.
تكمن مشكلة النهج التقليدي في أن ضغط الهواء الخارجي يُسهم أيضًا في حصر تدفق غازات العادم. عند أي ارتفاع مُحدد، أي عند أي ضغط هواء محيط مُحدد، يُمكن تصميم غطاء الصاروخ ليكون "مثاليًا" تقريبًا، لكن هذا الغطاء نفسه لن يكون مثاليًا عند ضغوط أو ارتفاعات أخرى. وبالتالي، مع صعود الصاروخ عبر الغلاف الجوي، تتغير كفاءته، وبالتالي قوة دفعه، بشكل كبير، غالبًا بنسبة تصل إلى 30%.
فوهات تعويض الارتفاع
تُعالج الفوهات المُعوضة للارتفاع هذا النقص في الكفاءة عن طريق تغيير شكل أو حجم فوهة الصاروخ أثناء صعوده عبر الغلاف الجوي. وتوجد تصاميم متنوعة لتحقيق هذا الهدف، ولعلّ فوهة "إيروسبايك" هي الأكثر دراسةً بينها.
طرق أخرى للتعويض عن الارتفاع
مراجع
- ^ هوزل، ديتر ك.؛ هوانغ، ديفيد هـ. (1971). ناسا SP-125، تصميم محركات الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل ( الطبعة الثانية). ناسا.
- الدفع الصاروخي
- فوهات