Tobera del motor cohete
Posteriormente, casi todos los motores de cohete han usado esta idea, entre ellos las aplicación de Walter Thiel que hizo posible el cohete alemán V-2, desarrollado en los años 1940.
Para una óptima despegue rendimiento, la boquilla debe ser ambiental a nivel del mar, sin embargo, si un motor de cohete está diseñado principalmente para su uso a gran altura y sólo está proporcionando un empuje adicional a otra "primera etapa" del motor durante el despegue en un multi-etapa de diseño, entonces los diseñadores suelen optar por una sobreexpandido (a nivel del mar) de diseño.
Esta fue la técnica empleada en los motores principales del transbordador espacial, que pasó la mayor parte de su trayectoria a motor en vacío casi mientras el transbordador dos cohetes de combustible sólido proporcionan la mayor parte del empuje de despegue.
Es imposible que la presión de las toberas que se utilizan en vacío o a gran altura coincida con la presión ambiente, sin embargo boquillas más grandes, con una relación de área mayor son generalmente más eficientes.
Sin embargo, una boquilla muy larga tiene una masa significativa, una desventaja en sí misma.
Sin embargo, hay problemas de diseño a menudo térmicos presentados por las propias bobinas, en particular si las bobinas superconductoras se utilizan para formar la garganta y los campos de expansión.
A medida que la tobera se estrecha el gas es forzado a acelerar hasta que alcanza la garganta de la tobera, donde la sección transversal es mínima y la velocidad lineal iguala la del sonido.
Utilizando estos valores en la ecuación anterior se obtiene una velocidad de salida de ve = 2802 m/s o 2,80 km/s que es consistente con los valores anteriores típicos.
La literatura técnica puede ser confusa, porque muchos autores no aclaran si usan la constante de la ley de los gases R, que se aplica a cualquier gas ideal, o si emplean la constante Rs que se refiere a un gas concreto: Rs = R/M.
El empuje es la fuerza que mueve un cohete a través del aire, y por el espacio.
Esencialmente, en las toberas de los cohetes, la presión ambiente actúa sobre el motor creando una fuerza que empuja hacia a tras y se opone al chorro de escape que genera empuje hacia adelante.
Por lo tanto, para las boquillas supersónicas, en realidad es posible que la presión del gas que sale de la boquilla para ir muy por debajo o muy gran medida por encima de la presión ambiente.
Esta separación generalmente se produce si la presión de salida cae por debajo de aproximadamente el 30-45% de la ambiental, pero puede ser retrasado a presiones mucho más bajas si la boquilla está diseñada para aumentar la presión en el borde, como se logra con la SSME (1-2 psi en psi ambiente 15).
Estas formas se utilizan ampliamente en los vehículos de lanzamiento y otros cohetes donde el peso es importante.
El ángulo del estrechamiento de la garganta también tiene un efecto sobre la eficiencia global, pero este es pequeño.
Se han propuesto varios diseños más sofisticados para la compensación de altitud y otros usos.
Ambos gargantas sería, en cualquier caso, verter en una tobera de campana.
Empleando propulsores múltiples (tales como el RP-1) se podría aumentar aún más el empuje.
