补充一点个人理解:
在总冲恒定的前提下,适当延长发动机工作时间降低平均推力,是提升射高的有效思路,既能降低低空高速段的气动阻力损失,也能减小轴向过载和姿态控制压力。
但正如文中提到的,药柱孔型设计是限制燃烧时长的关键瓶颈
普通圆内孔药柱的肉厚受限于箭体直径,很难做到极长的燃烧时间。
端燃/锥形内孔虽然能拉长工作时间,但要注意避免推力曲线异常和热防护问题。
并且推进剂固定燃速对工作时间影响也不小
对于推进剂燃速的调节空间,想拉长燃烧时间,除了药柱结构,还可以通过降低推进剂燃速来实现,比如添加燃速抑制剂、降低氧化剂含量等。但氧化剂含量降低过多并不好,我举ap推进剂燃烧模型来说吧,这个ap降低过多后,粘合剂热解产物高度过高,大大远离燃面,使得火焰模型不稳定受压力敏感大,同时燃面热反馈不足 ,难以稳态燃烧,可能进而会导致燃烧室压强波动大,反而影响发动机工作可靠性。(加燃速抑制剂最后导致的结果跟这个也差不多)
然后长时间工作必然带来的最令人头疼的热防护问题,发动机工作时间越长,燃烧室和喷管接触燃气时间就越长,对隔热层和喉衬的要求会很严格g。特别是业余爱好者们常用的金属喷管,长时间高温冲刷下容易出现烧蚀,进而会降低发动机效率,甚至影响火箭弹道,这也是长时低推方案需要额外考虑的成本和风险。
个人认为吧,长工作低推的优化,本质上是在重力阻力损失结构限制以及推进剂设计之间的平衡,不过超过临界时间后,重力损失的增加会超过阻力损失的收益,射高反而会下降(怎么感觉有点扯远了呢w。我比较期待作者后续展开最佳推重比和质量比推导