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/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / space / 18575 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-02  |  3.0 KB
  1. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!cs.utexas.edu!rutgers!rochester!cantaloupe.srv.cs.cmu.edu!crabapple.srv.cs.cmu.edu!MUNIZB%RWTMS2.decnet@rockwell.com
  2. From: MUNIZB%RWTMS2.decnet@rockwell.com ("RWTMS2::MUNIZB")
  3. Newsgroups: sci.space
  4. Subject: Aerospike Engines... what are they?
  5. Message-ID: <C0907I.69u.1@cs.cmu.edu>
  6. Date: 2 Jan 93 22:37:23 GMT
  7. Sender: news+@cs.cmu.edu
  8. Distribution: sci
  9. Organization: [via International Space University]
  10. Lines: 49
  11. Approved: bboard-news_gateway
  12. X-Added: Forwarded by Space Digest
  13. Original-Sender: isu@VACATION.VENARI.CS.CMU.EDU
  14.  
  15. On Date: Fri,  1 Jan 93 17:02:56 PST, Brian Stuart Thorn <BrianT@cup.
  16. portal.com> writes:
  17. >   Much has been said recently about aerospike engines, specifically
  18. >   in regard to potential use on the DC-1. I've never heard of them
  19. >   before, can someone give me (and anyone else in the dark) a brief
  20. >   description of what an Aerospike Engine is?
  21.  
  22. Briefly, an aerospike engine uses an exhaust nozzle that can be thought
  23. of as a conventional bell shaped nozzle turned inside-out.  The aerospike 
  24. nozzle is a truncated version of an ideal spike;
  25.  
  26.        Bell           Ideal Spike           Aerospike
  27.  
  28.        ||||         |------------|       |------------|
  29.       /    \         \          /         \          /
  30.     /        \        \        /           \        /
  31.   /            \       \      /             \______/
  32.                         \    /
  33.                          \  /
  34.                           \/         
  35.  
  36.                                (| indicates the combustion location).
  37.  
  38. In a bell nozzle combustion gas flow expands outward from the centerline 
  39. along the diverging walls.  This is a point design with optimum 
  40. performance at one specific ambient pressure (altitude).  Careful design 
  41. is needed to achieve desired high altitude performance while avoiding 
  42. flow separation at low altitudes which can result in structural damage.  
  43. Movable nozzle extentions can provide altitude compensation (larger 
  44. exit/throat area ratio at higher altitudes) to overcome some of the 
  45. compromise in design.
  46.  
  47. In an spike nozzle the opposite takes place and the gas flow is directed 
  48. inward from an annulus at some diameter away from the centerline.  This 
  49. flow is directly exposed to ambient pressure and its expansion is thus 
  50. directly coupled to the external environment (continuous altitude 
  51. compensation with no moving parts).  Truncating the ideal spike to save 
  52. weight results in a bubble of flow at the base which has some performance 
  53. loss.  This can be offset by pumping secondary flow (about 1% of primary) 
  54. into the base region to elongate the bubble which then forms an 
  55. aerodynamic countour similar to the truncated structure (hence the name 
  56. "aerospike").
  57.  
  58. In an earlier post I discussed Rocketdyne's testing of aerospike engines 
  59. and compared its efficiency with bell nozzles.
  60.  
  61. Disclaimer: Opinions stated are solely my own (unless I change my mind).
  62. Ben Muniz, Rocketdyne, SSF Dynamics | "Man will not fly for fifty years"
  63. munizb@rocket.rdyne.rockwell.com    |     Wilbur to Orville Wright, 1901
  64.