Ich verstehe, dass unterexpandierte Düsen aufgrund des ungenutzten Potenzials im Gas vor dem Austritt aus der Düse an Effizienz verlieren, aber was passiert mit überexpandierten Düsen? Ich verstehe, dass der Druck des Gases unter dem Druck der Umgebungsatmosphäre liegt, aber wie wirkt sich dies auf die Gesamtleistung des Motors aus?
Gemäß diesem Artikel wird bei einer überdehnten Düse der Wirkungsgradverlust durch das "Einklemmen" der Abgasfahne durch den Umgebungsluftdruck verursacht.
Bei stark überdehnten Düsen gibt es ein weiteres, schwerwiegenderes Problem, bei dem sich der Abgasstrom von einer Seite der Düse trennt und an der gegenüberliegenden Seite haftet, was eine sehr ungleichmäßige Erwärmung und Verschleiß an der Düse verursacht und den Schub von der Mittelachse weglenkt der Motor.
Ungeachtet des komplizierten Trennungsproblems gibt es eine einfache Beziehung zur Berechnung der Auswirkung auf den Schub basierend auf der Nichtübereinstimmung des Austrittsebenendrucks und des Umgebungsdrucks, nämlich:
Wo ist der Austrittsebenendruck, Umgebungsdruck ist, und ist die Fläche der Austrittsebene. ohne den Korrekturterm ergibt den Schub, wenn der Druck der Austrittsebene dem Umgebungsdruck entspricht. Hier Massenstrom ist und Austrittsgeschwindigkeit ist.
Entnommen von Robert A. Braeunigs Seite über Raketenantrieb .
Wie Russell Borogove in seiner Antwort erwähnt, verschlimmern reale Effekte die Schubverschlechterung (und können sogar die Düse physisch beschädigen).