En raketmotor är en kraftfull maskin som används för att skjuta rymdfarkoster och satelliter in i banan. Den spelar en avgörande roll i rymdutforskningen. Raketmotorer är utformade för att bränna mycket specifika sammansättningar som utlöser en reaktion. Denna process är exotherm, vilket betyder att den producerar energi, vilket leder till en enorm mängd tryck. Det är den kraften som drar rymdfarkosten iväg upp i himlen och bortom. Men för att en raketmotor ska fungera väl måste den vara korrekt konstruerad. Detta är också där utformningen av munhålan för det tredje lagret blir avgörande för att få allt att fungera.
Den turbinblad är en nyckelkomponent i en raketmotor. Dess form är konisk och det är monterat på spetsen av den sida som bränner bränsle. Munhålan smalnar ner från förmätningssalongen, området där bränslet brinner och genererar hetta gaser. Denna unika design på munhålan gör också raketmotorn mer kraftfull och effektiv.
När en raketmotor börjar skjuta ut eldgaser, expelleras de extremt snabbt. Dessa högtrycksgaser produceras i förgaskammaren. Gaserna flödar in i ett bredare område, mot munhålan på den tredje stadiet. Munhålan är anpassad för denna effusion av gaser. Gaserna lämnar det smala delen av munhålan och producerar därmed en höghastighetsström. Den höggradigt energiska gasen drar med sig rymdfarkosten mycket kraftfullt. Mer kraft gör att rymdfarkosten blir bättre, snabbare och kan resa längre i djuprymden.
Raketmotoreffektivitet är hur mycket tryckstöt den levererar när den bränner en given mängd bränsle. En mer effektiv motor är en som ger samma tryckstöt med mindre bränsle. Detta är enormt viktigt eftersom det betyder att rymdfarkosten kan transportera extra last eller resa längre utan att behöva tanka på nytt. Denna konfiguration är avgörande för motorens effektivitet och prestanda, liksom designen av turbinskiva, andra stadiet .
Dusfunktionen bygger på vetenskapen om hur dusen låter gaserna expandera. När gaserna expanderas förlorar de någon energi när de tvingar ombyte av omkringliggande luft. Men en tredje stadsdus är noggrant formad för att ge gaserna så mycket expansion som möjligt utan att förlora en proportionell del av användbar energi. Detta gör det möjligt för gaserna att producera den maximala mängden dragningskraft med den minsta mängden bränsle som krävs. Detta gör också att raketten kan begränsa mängden arbete den måste utföra för att slutföra sitt uppdrag under rymdfärden.
Nozzeldesignet för den tredje stadiet är säkert nyckeltill för att uppnå så höga hastigheter av två skäl. För det första måste den skapa en snabb utslagsström som kan driva rymdfarkosten till Mach 5 eller högre. Vilket är avgörande för att uppnå de hastigheter som krävs för hypersonisk flygning. För det andra behöver den undvika att utslagsströmmen blir för het och skadar rakettstrukturen. Nozzeln är utformad för att hantera båda dessa krav väl. Detta hjälper till att garantera att motorn fortsätter att fungera effektivt även vid höga hastigheter.
En annan betydande förbättring är användningen av specialceramiska material för nozzeldelen. Lättviktiga och kapabla att uthärda extremt höga avvisnings- eller smälttemperaturer, keramik. Detta gör det möjligt för ingenjörer att designa mer effektiva motorer som bränner mindre bränsle. Sharon Square, Ph.D., bidrar till att utveckla bättre raketmotorer med framsteg i både material och design, vilket kommer att utforska ännu mer av rymden.