PL 
EnglishDomyślny
Українська💥 Silnik rakietowy — dysza de Lavala i ciąg
Interaktywna symulacja silnika rakietowego. Zobacz komorę spalania i przepływ w dyszy de Lavala oraz sprawdź, jak ciśnienie w komorze, stosunek pól i wybór paliwa wpływają na ciąg i Isp.
O tej symulacji
Silnik rakietowy zamienia energię cieplną i chemiczną spalania w ciąg, przyspieszając gorący gaz w dyszy de Lavala — kanale zbieżno-rozbieżnym, który przyspiesza przepływ poddźwiękowy dokładnie do Ma = 1 w wąskim gardle, a następnie kontynuuje przyspieszanie do prędkości naddźwiękowych w miarę rozszerzania się kanału. Ta symulacja modeluje cały ten proces: wybierz kombinację paliwa, ustaw ciśnienie w komorze spalania, pole przekroju gardła i stosunek pól dyszy ε = A_e/A_t, a następnie obserwuj, jak w czasie rzeczywistym zmienia się wynikowy ciąg, prędkość wylotowa i impuls właściwy (Isp), a także czy dysza jest niedorozprężona, przerozprężona czy optymalnie rozprężona dla ustawionego ciśnienia otoczenia.
🔬 Co pokazuje
Animowany przekrój pokazuje cząstki gazu spalinowego przyspieszające od komory, przez wąskie gardło (oznaczone jako „Gardło Ma=1"), aż po rozbieżną sekcję naddźwiękową, przy czym kolor zmienia się, obrazując chłodzące się spaliny. Przerywane znaczniki wskazują położenie gardła i bieżący stosunek pól.
🎮 Jak korzystać
Wybierz kombinację paliwa (LOX/LH₂, LOX/RP-1, N₂O₄/UDMH lub paliwo stałe), a następnie przeciągaj suwaki ciśnienia w komorze, pola przekroju gardła, stosunku pól ε = A_e/A_t oraz ciśnienia otoczenia. Panel osiągów aktualizuje ciąg, Isp próżniowy i przy danym ciśnieniu otoczenia, prędkość wylotową, ciśnienie wylotowe, strumień masy oraz informację, czy dysza jest niedorozprężona, przerozprężona, czy optymalnie rozprężona.
💡 Czy wiesz, że…
Nowoczesne silniki LOX/LH₂ osiągają Isp rzędu 450 sekund — blisko praktycznego pułapu dla napędu chemicznego — ponieważ bardzo niska masa cząsteczkowa wodoru pozwala spalinom osiągać znacznie wyższe prędkości niż w przypadku gęstszych paliw, takich jak nafta lotnicza czy paliwa stałe, przy tej samej temperaturze spalania.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest impuls właściwy (Isp) i dlaczego ma znaczenie?
Isp = F / (ṁ·g₀) określa, ile ciągu wytwarza silnik na jednostkę ciężaru paliwa zużywanego w ciągu sekundy, wyrażone w sekundach. Wyższy Isp oznacza więcej ciągu z tej samej ilości paliwa, co bezpośrednio decyduje o tym, jak duży ładunek może przenieść rakieta przy danej ilości paliwa.
Dlaczego przepływ osiąga dokładnie Ma = 1 w gardle dyszy?
Gardło to najwęższy przekrój kanału zbieżno-rozbieżnego. Dla przepływu zdławionego, izentropowego jest to jedyne miejsce, w którym przepływ może przejść z poddźwiękowego w naddźwiękowy — zasada zachowania masy i teoria przepływu ściśliwego wymuszają tam lokalną liczbę Macha równą 1, o ile stosunek ciśnień jest wystarczająco wysoki.
Co kontroluje stosunek pól ε = A_e/A_t?
Stosunek pól określa, jak bardzo rozpręża się naddźwiękowy gaz między gardłem a wylotem dyszy, co ustala liczbę Macha na wylocie i ciśnienie wylotowe p_e. Większe ε daje większe rozprężenie i wyższą prędkość wylotową, ale opłaca się tylko wtedy, gdy ciśnienie otoczenia jest wystarczająco niskie (np. na dużej wysokości lub w próżni), by uniknąć przerozprężenia.
Jaka jest różnica między dyszą niedorozprężoną, przerozprężoną i optymalnie rozprężoną?
Dysza jest optymalnie rozprężona, gdy ciśnienie wylotowe p_e dokładnie odpowiada ciśnieniu otoczenia p_a, co maksymalizuje ciąg w danych warunkach. Jeśli p_e jest wyższe niż p_a, przepływ jest niedorozprężony; jeśli p_e jest niższe niż p_a, jest przerozprężony, a otaczające powietrze wpycha się z powrotem w strumień spalin, zmniejszając ciąg i grożąc oderwaniem strug.
Dlaczego różne paliwa dają tak odmienne wartości Isp?
Isp zależy głównie od temperatury spalania i masy cząsteczkowej spalin — lżejsze produkty spalania przy danej temperaturze osiągają wyższe prędkości. LOX/LH₂ daje bardzo lekkie spaliny w postaci pary wodnej i najwyższy Isp (~450 s) spośród dostępnych tu presetów, podczas gdy gęstsze paliwa, jak paliwo stałe czy N₂O₄/UDMH, poświęcają część sprawności na rzecz większej gęstości i łatwiejszej obsługi.