在模型火箭中,为提升性能而增大发动机会带来安全问题,减轻重量则会造成载荷能力下降。Con Hathy 受到采用燃气供给式发射管、可升至100公里高度的 Arcas 探空火箭启发,在一个小型模型上研究了发射管效应。预计发动机尾气会在管内形成压力,从而提供额外推力。他分别从标准导轨和发射管发射了3D打印火箭;发射时使用了包裹火箭并与发射管形成密封的弹托。首次试验中,发射管发射的结果反而更差。模拟显示,随着火箭前进,其后方需要由气体填充的空间扩张速度快于尾气产生速度,由此形成的轻微真空减慢了火箭。Hathy 缩窄了发射管,并增加了可展开尾翼和一个用泡沫加固的更小弹托。第二次试验中,根据高度计数据,火箭的飞行高度提高了72%。数据显示,更长的发射管可能会提升性能。
为何重要
这项试验表明,小型火箭性能的提升不能仅靠增加发动机功率来实现,发射装置也会决定火箭的运动表现。这一结果尤其为力求在重量、安全性与载荷能力之间取得平衡的模型火箭设计者提供了一项重要设计标准。通过模拟解释首次失败,说明评估试验结果时不能只看测量数据,还应结合气流和压力变化进行分析。不过,目前尚不清楚所获得的性能提升是否适用于不同尺寸的火箭、不同规格的发射管和不同载荷条件。更长发射管可能带来的增益也尚未得到直接测试。