Механизм реактивного движения

На днях наш президент заявил об успешном испытании "Буревестника" – с ядерной энергетической установкой. Также он предрек использование таких установок в невоенных областях. Очевидно, это технологический прорыв, предвещающий новый этап в энергетической обеспеченности. 

На ресурсе знатоки возбудились и обсуждают возможности применения ядерной энергетической установки для космических аппаратов. При этом все полагают, что без реактивной массы не обойтись.

Также полагается то, что эффективность реактивного двигателя прямо зависит от мощности и скорости испускаемой реактивной струи.

Так ли это? Косвенно – да, прямо – нет.

Поясним при помощи следующего умственного эксперимента.

Представим тележку на колесах, на которой установлен примитивный жидкостный ракетный двигатель - с глухой камерой сгорания, в которую подается топливо, и реактивным соплом, из которого выходит реактивная струя.

Включаем двигатель – тележка начинает двигаться в направлении, противоположном относительно направленности реактивной струи.

Теперь обрежем камеру сгорания таким образом, чтобы дырка была противоположной относительно выхода сопла. Запустим двигатель. Тележка не поедет.

Почему? Из двигателя проистекают две реактивных струи – с противоположной направленностью. На первый взгляд они уравновешивают друг друга. Но это не так.

Продолжим наш эксперимент.

Продлим начало камеры сгорания (необрезанное) до бесконечности. При этом вес тележки остается прежним (напомним, наш эксперимент – умственный).  

Сгорание топлива происходит возле реактивного сопла и, с тем, реактивная струя выходит наружу. Реактивная струя, направленная в сторону передней стенки камеры сгорания, до нее не доходит.

Поедет тележка? Нет.

Почему?

Потому что любое изменение уровня пространственной динамики любого объекта происходит исключительно за счет взаимодействий, в которых объект участвует, либо за счет воздействий на него. При отсутствии взаимодействий/воздействий на объект его пространственная динамика остается неизменной.

В данном случае сгораемое топливо не приводит к положительной работе, поскольку оно не взаимодействует с передней стенкой камеры сгорания – которая находится бесконечно далеко.

Резюмируем.

Реактивная тяга создается не за счет выбрасываемой реактивной струи. Иначе говоря, реактивная струя, выходящая из сопла, как таковая никоим образом не влияет на движение объекта/ракеты. Реактивная тяга создается за счет воздействия продуктов сгорания реактивного топлива на переднюю стенку камеры сгорания. Чем больше таких воздействий, тем эффективней работа двигателя.

На этом основана большая эффективность импульсных ракетных двигателей – в которых топливо сгорает не непрерывно, а порционно. За счет этого в таких двигателях образуется меньшая турбулентность сгораемой массы – в результате происходит более эффективное воздействие частиц сгораемого топлива на переднюю стенку камеры сгорания.

Имеется косвенная сопряженность параметров выходящей реактивной струи и параметров воздействия продуктов сгорания реактивного топлива на переднюю стенку камеры сгорания – что и приводит к неправильному мнению о том, что реактивное движение прямо зависит от параметров реактивной струи.

Замечу. Никто на открытие не претендует. Специалисты про всё, что здесь озвучено, и сами знают, или, по крайней мере, догадываются.

С тем, существует ряд возможностей по увеличению эффективности ракетных двигателей – которые или пока что не найдены, или жутко засекречены.

Также, как представляется, есть принципиальная схема движителя, для которого при движении в космическом пространстве реактивной массы не нужно.