로켓 노즐은 어떤 모양인가?

노즐의 기능은 고온, 고압의 가스를 효율적으로 팽창시키는 것이다. 노즐 성능을 높이려면 팽창비를 되도록 크게 하는 것이 바람직하지만, 당연히 노즐은 구조물의 강도, 강성, 크기, 구조 질량 등의 제약이 있다. 또, 1단 로켓처럼 지상에서 점화되는 엔진의 노즐은 외부 압력과 노즐 출구 압력의 관계에 따라 제약이 있으므로 팽창비를 함부로 키울 수 없다. 보통 로켓의 노즐 단면적은 원형이며, 유동은 축대칭이지만, 직사각형이라도 상관없다. 지금까지 고안, 개발된 대표적인 노즐 형상은 다음과 같다. 현재 가장 많이 사용하는 것은 ‘콘(cone)’형과 ‘벨(bell)’형이다.(1) 콘형 노즐콘형 노즐은 형상이 단순하고 제조하기 쉽지만, 같은 팽창비를 확보하려면 노즐의 길이가 벨형보다 길어지므로 구조 질량이 증가한다..

2024.04.25