¿Por qué se asumiría la presión de la cámara en lugar del volumen de la cámara al diseñar un motor de cohete?

La mayoría de los métodos modernos de análisis de cohetes pueden basar los cálculos en la energía libre de Gibbs o en la energía libre de Helmholtz al calcular cuáles serán los productos de escape (y, por lo tanto, la velocidad de escape) (fuentes: Sutton & Biblarz, 2010; Gordon & McBride, 1994; Ponomarenko , 2009; un contraejemplo (pero mucho más antiguo): Reynolds, 1986). Uno requiere la suposición de una presión dada constante; el otro, un volumen dado constante. Cuando un motor de cohete (¡que funciona bien!) está a pleno rendimiento, ambos son verdaderos en la cámara de combustión, ¿no?

Entonces, ¿por qué se elige uno sobre el otro? ¿No sería más fácil decir "Tendré una cámara de combustión de este tamaño" y luego calcular la presión (y por lo tanto: la boquilla de la garganta) a partir de ahí? Sin embargo, (de mi lectura) que asumir una presión de cámara para comenzar es la norma.

¿Con cuál sería más fácil comenzar, una presión dada o un volumen dado, si está tratando de desarrollar un motor que tenga una cierta cantidad de empuje?

¿Cómo se diseñan las turbobombas para los propulsores y las paredes de la cámara de combustión sabiendo el volumen de la cámara? Necesita saber la presión de la cámara para ese diseño.
@Uwe Eso se parece mucho a una respuesta. ¿Te apetece convertirlo en uno?

Respuestas (1)

Al diseñar un motor de cohete, debe diseñar las bombas turbo para los propulsores y la cámara de combustión.

Para diseñar una turbobomba es necesario conocer su presión de salida y el caudal volumétrico. Para determinar la presión de salida, necesita conocer la presión de la cámara.

Para diseñar las paredes de la cámara de combustión es necesario conocer la presión de la cámara para calcular el espesor de pared necesario.

Por lo tanto, no puede diseñar un motor de cohete cuando solo conoce el volumen de la cámara, necesita conocer la presión de la cámara.