[AR] Re: pressure and thrust (was Re: relativity abandons...)

  • From: "Troy Prideaux" <troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
  • To: <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 19 Apr 2023 15:40:53 +1000

This is actually why we have computers – so 13yo attention deficient quackers 
can gratify their engineering curiosities with near-endless componentry configs 
in their digital hypersonic quest to defeat Grand-Evil-Giuseppeo of the evil 
Capricciosa System, freeing Princess Margherita and (of course) providing free 
pizza for all. 

 

Troy

 

From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> On Behalf Of 
Jake Anderson ("jake")
Sent: Wednesday, April 19, 2023 2:40 PM
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [AR] Re: pressure and thrust (was Re: relativity abandons...)

 

When the nozzle departs the motor you get a "signifiant" impulse, the nozzle 
gains a signifiant velocity in the other direction.
High speed shrapnel has a habit of not behaving as you would expect it to. 


Be safe.

 

On 19/04/2023 12:17 pm, kevin ward wrote:

Just thinking... If this motor, encased in Kevlar, we're 2 fail, it would be a 
seam leak, maybe popping the nozzle... I don't c all of it going, evenly 
throughout, and impossible to shatter ??? 

 

I test burned some 1% rich aluminum candy, without insulation, one wrap over 
phenolic, maybe 100psi nozzle... The stainless steel "fender washer" nozzle 
leaked. Fibers intact, minus epoxy, possibly reusable, though no more pretty 
yellow

 

Not saying I'm not gonna prepare 4 explosion

 

On Mon, Apr 17, 2023, 6:37 PM Henry Spencer <hspencer@xxxxxxxxxxxxx 
<mailto:hspencer@xxxxxxxxxxxxx> > wrote:

On Mon, 17 Apr 2023, kevin ward wrote:

Can anyone help with this equation...
More psi in combustion chamber, no matter what, results in more thrust ?
BurnSim says so...

But dad insists NASA knows best and may 1 at the throat is penultimate.

Both are right. :-)

Yes, under anything resembling normal rocket conditions, gas velocity at 
the throat is Mach 1 (note that this is relative to the speed of sound in 
the exhaust gas there, which is a function of its composition and its 
temperature -- often faster than the normal sea-level speed of sound).

However, higher pressure makes the gas *denser*.  It's still coming out at 
the same velocity, but there's more mass per cubic centimeter and hence 
more mass per second.  And so more thrust, at the cost of more fuel 
consumption.

Higher pressure also has some secondary effects, like encouraging more 
complete combustion, but those are smaller.

Beware of analogies to liquids -- the gas is compressible, and that makes 
a BIG difference in flow behavior.

I could see a different analogy that proves me wrong as in with a boat 
and it's propeller. There is a point before velocity increases, that if 
you apply too much torque, you're going to cavitate. Does that apply in 
rockets ?

Not in the chamber.  (In pumps and in the feed system in general, yes.) 
Again, gases and liquids are quite different.

I insist that NASA is limited in acceleration due to what they're 
sending up; people, equipment, O-rings that go bang, etc. And the whole 
point is to "attain escape velocity as quickly as possible".

"Other things being equal."  But other things aren't equal.  Notably, 
higher thrust generally requires heavier engines, which reduces the 
payload, the amount of fuel that can be carried, or both.

Optimizing for maximum payload, or for maximum final velocity with a given 
payload, usually pushes upper stages toward small, light engines with long 
burns and big tanks.

First stages are a bit different, because they've got to haul the upper 
stages up off the ground and clear of the atmosphere for long enough to do 
those long burns (I oversimplify slightly).  But even they often optimize 
to thrust less than twice takeoff weight, depending somewhat on details.

That's the general picture for sizable rockets.  For small ones, air drag 
during ascent is more of an issue, and that can push toward lower thrust, 
to keep velocity down until the rocket has cleared most of the atmosphere.

There are a bunch of other issues that can also affect the numbers.

Henry

 

Other related posts:

  1. Home
  2. arocket
  3. Archive
  4. 04-2023