Principio del tubo Laval

La boquilla Laval es un componente importante de la cámara de empuje. La mitad frontal de la boquilla se encoge de grande a pequeña hasta formar una garganta estrecha. Después de que la garganta se estrecha, crece de pequeña a grande y se expande hacia afuera hasta la base de la flecha. El gas en el cuerpo del cohete fluye hacia la mitad delantera de la boquilla a alta presión y escapa por la mitad trasera después de pasar a través de la garganta estrecha. Esta estructura puede hacer que la velocidad del flujo de aire cambie con el cambio del área de la sección transversal del chorro, de modo que el flujo de aire pueda acelerar desde una velocidad subsónica a una velocidad sónica hasta que acelere a una velocidad supersónica. Por eso la gente llama a esta boquilla en forma de trompeta boquilla transónica. Debido a que fue inventada por el sueco Laval, también se la llama "boquilla Laval".

Diagrama esquemático de la estructura de la boquilla Laval y diagrama de aumento de la velocidad del fluido

Análisis del principio de la boquilla Laval. El flujo de gas en el motor del cohete retrocede a través de la boquilla bajo la presión de la cámara de combustión y entra en A1 de la boquilla. En esta etapa, el movimiento del gas sigue el principio de "cuando el fluido se mueve en el tubo, la velocidad del flujo es grande en secciones pequeñas y pequeña en secciones grandes", por lo que el flujo de gas se acelera. Cuando llega a la garganta estrecha, el flujo ha excedido la velocidad del sonido. Cuando el fluido transónico se mueve, ya no sigue el principio de "las secciones transversales pequeñas tienen velocidades altas y las secciones transversales grandes tienen velocidades bajas". En cambio, cuanto mayor es la sección transversal, más rápida es la velocidad. En A2, la velocidad del flujo de aire se acelera aún más a 2-3 km/s, lo que equivale a 7-8 veces la velocidad del sonido, generando así un enorme empuje. La boquilla Laval en realidad actúa como un "acelerador de velocidad". De hecho, no sólo los motores de cohetes, sino también las boquillas de misiles tienen forma de trompeta, por lo que las boquillas Laval se utilizan ampliamente en armas.