Vår ger raketmotorer mer kraft än flygplansmotorer?

För en, titta inte bara motorn, utan hela framdrivningssystemet. Detta inkluderar tankar, rörledningar, kontroller, pumpar och själva motorn. Nu ser raketen mycket mindre gynnsam ut, speciellt om du sträcker tankarna för lika långa tider.

Raketten behöver inte någon av de delar som ligger före en strålningens förbränningskammare och behöver inte heller turbinen. Också, är den konstruerad för full dragkraft, behöver den inte ett justerbart munstycke. Vänligen se nedan på motorinstallationen för en typisk flyglinje (jag försökte men kunde inte hitta ett passande tvärsnitt av ett turbojet plus intag):

Jetmotorochnacelle-cutaway-ritning(bild källa ). Som @Talisker korrekt observerade i kommentarerna måste etiketterna "high speed jet" och "low speed jet" bytas för att vara korrekt.

Endast den del som är märkt "förbränningsmotor" och delen bakom turbinen är faktiskt jämförbar med en raketmotor - allting behövs för att konditionera och komprimera luft eller driva turbo-maskinen framför. En raket har lyxen att matas drivmedel och oxideringsmedel vid rätt förhållande, tillstånd och vid högt tryck och eftersom oxidationsmedlet är mestadels rent flytande syre kan turbopumparna för komprimering vara mycket mindre än en turbomaskiner av en jet som arbetar med en 80% kväve-20% syreblandning av gaser.

Verkar som om alla har saknat det enkla, uppenbara svaret: Den hastighet vid vilken motorn brinner bränsle. För att ta ett konkret exempel bär Saturn Vs första etapp 205 400 gal / 770 000 liter petroleumbränsle, som det brände på lite mindre än 3 minuter: länk

Däremot bär en Boeing 747 ungefär en fjärdedel så mycket (48.445 gal / 183.380 l) och bränner den över kanske 12 timmar.

Rakettmotorn producerar samma drag oavsett hur snabbt den rör sig. På annat sätt beror jetmotorns dragkraft på hastighet och avtar när hastigheten ökar, på grund av ramdragret. Det är i stor utsträckning värdelöst om motorns hastighet närmar sig avgashastigheten. Den exakta formeln finns här .

Som ett resultat kan raketmotorn producera betydligt mer dragkraft om hastigheten är riktigt hög. Det är också enklare, så motorn som är konstruerad för samma dragkraft är lättare.

Den första och viktigaste orsaken är att mer bränsle pumpas in och bränns. Varför har ett bilbatteri mer lagrad effekt än ett AA-batteri? Därför är den konstruerad för att vara större, för att den är nödvändig för designkraven. Men det här är inte alltid fallet. Den kvicksilver-redstone-raketen, som bar Alan Shepard, hade 78 000 lbs tryckkraft, medan Boeing 777 kan ha upp till 115 000 lbs tryckkraft per motor!

Ett par anledningar.

Orbital launchets använder flytande syre som matas av separat drivna turbo pumpar, så att de inte har dessa problem.

Naturligtvis är avvägningen att raketer brinner genom mycket bränsle och oxidator, så att de bara kan upprätthålla höga dragkraft under relativt kort tid. För att komma i bana är det vad du behöver, för att flyga ett plan är en motor med sämre viktförhållande, men lägre bromsförbrukning ett bättre val.