מנוע רקטה הוא מכונה חזקה שמשתמשת להדיפת ציוד חלל ולוויינים למסלול. הוא מגלם תפקיד קריטי בחקר החלל. מנועי רקטות מעוצבים כדי לצרוך תרכובות מאוד ספציפיות שגורמות לתגובה כימית. התהליך הזה הוא אקסותרמי, כלומר הוא מייצר אנרגיה, מה שגורם לחץ עצום. זהו הכוח שמדחוף את המאכלת לחלל והלאה. אך על מנת שמנוע רקטה יפעל בצורה טובה, עליו להיות מעוצב נכון. גם כאן נכנס לתמונה העיצוב של הצינור, שהופך לקטן יותר בשלב השלישי, וזה חיוני כדי שהכל יעבוד.
ה לסת טורבינה הוא חלק מפתח במנוע רקטה. צורתו היא קונית והוא מחובר בסוף של הצד שבו דלק נשרף. הצינור מתכווץ מהחדר בעירה, האזור שבו הדלק נשרף ויוצר גזים חמים. העיצוב הייחודי של הצינור גורם גם למחצית החזקה והיעילה יותר של מנוע הרקטה.
כשמנוע רקטה מתחיל להבעיר, הגזים החמים מופצים במהירות עצומה. גזי הלחץ הגבוה נוצרים בחדר השרפה. הגזים זורמים לאזור רחב יותר, לכיוון התעלת של המדרגה השלישית. התעלת מעוצבת במיוחד עבור זרימת הגזים הזו. הגזים יוצאים מהחלק הצר של התעלת, מייצרים النفץ מהיר במהירות גבוהה. הגז האנרגטי הזה מדביק את הכלי הטיס בכוח רב יותר. יותר כוח מאפשר לכלי טיס להיות טוב יותר, מהיר יותר ועובר מרחקים ארוכים יותר בחלל העמוק.
יעילות מנוע רקטה היא כמה דחיפה הוא מספק בעת שריפת כמות נתונה של דלק. מנוע יעיל יותר הוא זה שמשיג את אותה דחיפה תוך שימוש בפחות דלק. זה בעל חשיבות עצומה כי זה אומר שהכלי הטיס יכול להוביל מטען נוסף או לנסוע מרחקים ארוכים יותר בלי צורך בהאצה מחדש. תצורה זו קריטית ליעילות וביצועי המנוע, לעיצובו של לסת הטורבינה השניה .
הפונקציונליות של התווך מסתמכה על המדע של איך התווך מאפשר לגזים להתפשט. כאשר הגזים מתפשטים, הם מאבדים חלק מהאנרגיהיה שלהם כשמכבים את האוויר הסובב אותם. אך תיוך של שלב שלישי מושם בצורה זהירה כדי לתת לגזים את המרחב המקסימלי להתפשטות ללא איבוד של חלק מהאנרגיהיה המועילה. זה מאפשר לגזים להפיק את הכמות המקסימלית של דחיפה עם הקטן ביותר של דלקquired. זה גם מאפשר לרקטה להגביל את כמות העבודה שהיא צריכה לעשות בכדי להשלים את משימתה בטיסה חללית.
עיצובצורת הפה של המבנה השלישי היא בהחלט מפתחית כדי להשיג מהירויות גבוהות כל כך מסיבות שתיים. ראשית, הוא חייב ליצור זרם פליטה מהיר שיעזור להרוויח את החלל למאך 5 או יותר. מה שקריטי כדי להשיג את המהירויות הנדרשות לטיסה היפרסונית. שנית, עליו להימנע מלנתק את זרם הפליטה להיות חם מדי ויזיק לבניין הרקטה. הפה נועד להתמודד היטב עם שני הדרישות הללו. זה עוזר לוודא שהמנוע ימשיך לעבוד בצורה יעילה גם כאשר טס במהירויות גדולות.
השיפור משמעותי נוסף הוא השימוש בחומרים קרמיים מיוחדים עבור חלקים של הפה. קלים ויכולים לסבול טמפרטורות דחייה או התמסה גבוהות מאוד, קרמים. זה מאפשר לאנשי תכנון לתכנן מנועים שיותר יעילים ושורפים פחות דלק. ד"ר שרון סקוור עוזרת לפתח מנועי רקטה טובים יותר עם התקדמות בשני תחומים, חומר ועיצוב, שיגלו עוד יותר של החלל.