در این رابطه، راندمان احتراق می‌باشد. g شتاب گرانش زمین بوده و R ثابت گازها است. نیز دمای محفظه احتراق در مبنای کلوین است. نسبت گرمایی ویژه می باشد.
پارامتر دیگری که نشان دهنده ویژگی های انبساطی گاز و کیفیت محفظه احتراق می باشد ضریب رانش نام دارد و به صورت معادله ۳-۵ محاسبه می شود.
در این معادله، ضریب افت نازل، فشار گازهای خروجی از نازل، فشار محفظه احتراق، فشار محیط و نسبت انبساط نازل می باشد. نسبت انبساط نازل از معادله ۳-۶حاصل می شود.
به کمک ضریب رانش و سرعت مشخصه می توان مقدار ضربه ویژه را محاسبه نمود. ضربه ویژه معیار مناسبی برای نمایش عملکرد موتور بوده و مقدار آن عملکرد محفظه احتراق و نازل را در کنار هم نشان می‌دهد. برای محاسبه ضربه ویژه باید از معادله ۳-۷ استفاده کنیم.
در ادامه در شکل۳-۸ و شکل۳-۹، تاثیر تغییرات فشار محفظه احتراق، نسبت گرمایی ویژه و فشار خروجی از نازل بر مقدار ضربه ویژه آمده است.
تاثیر تغییرات فشار محفظه احتراق و نسبت گرمایی ویژه بر ضربه ویژه
تاثیر تغییرات فشار محفظه احتراق و فشار خروجی از نازل بر ضربه ویژه
یکی از راه‌های محاسبه ابعاد محفظه احتراق، روش طول معادل است. در این روش طول معادل با توجه به نوع سوخت و اکسیدکننده حدس زده‌شده و سایر ابعاد محفظه احتراق با توجه به آن به دست می‌آید. به‌طورکلی فرایند انتخاب طول معادل نوعی تصمیم‌گیری چندمعیاره بوده و طراح باید در انتخاب طول معادل نکات زیر را در نظر بگیرد:
افزایش باعث افزایش حجم و وزن محفظه احتراق می‌شود.
افزایش باعث افزایش سطح مقطع و افزایش خنک کاری و به طبع آن افزایش افت‌های حرارتی می‌شود.
افزایش باعث افزایش افت‌های اصطکاکی در محفظه احتراق و کاهش فشار سکون نازل می‌شود.[۳۲]
طراحی نازل
یکی از مهم‌ترین قسمت‌های یک سامانه پیشرانش سوخت مایع که تأثیر زیادی در تولید نیروی رانش و میزان ضربه ویژه دارد، نازل هست. به همین دلیل طراحان همواره با بهره گرفتن از روش‌هایی سعی در بهینه نمودن این قسمت از سامانه پیشرانش داشته‌اند. فلذا در طول سالیان متوالی همواره روش‌هایی برای طراحی نازل ارائه می‌شود. از مهم‌ترین این روش‌ها می‌توان به روش مشخصه ها و همچنین روش رائو اشاره کرد. در این پایان‌نامه از روش رائو استفاده کرده‌ایم. با دانستن نسبت انبساط هندسی نازل و شعاع گلوگاه، شعاع خروجی نازل تعیین می‌شود. در ابتدا می‌توان یک نازل مخروطی را به‌عنوان نازل مرجع در نظر گرفت. نازل مخروطی دارای طول زیاد و درنتیجه افت زیادی است. پس باید نازل را به یک نازل پروفیل دار با همان نسبت انبساط و شعاع گلوگاه تغییر داد که دارای طول کوتاه‌تر و افت کمتری باشد. ساده‌ترین روش برای این کار استفاده از معادله درجه‌دو برای پروفیل نازل می‌باشد. برای استفاده از این روش باید مناسب‌ترین زاویه خروجی از نازل و بیشترین زاویه نازل که همان زاویه ورودی نازل واگرا نیز هست را به نحوی تعیین نمود که حداقل طول نازل و بیشترین راندمان برای رانش ایجاد شود.[۳۲]
طراحی هندسه
تخمین وضعیت هندسی حامل شامل تعیین وضعیت حجم باک‌ها و همچنین وضعیت بدنه می‌شود. باک‌های حمل سوخت و اکسیدایزر دارای شمایل مختلفی نظیر استوانه‌ای، کروی و تیوبی می‌باشند. در شکل۳-۱۰ چند آرایش باک‌های پیشران مایع نشان داده شده است.
نحوه چینش باک های پیشران[۳۳]
برای تخمین حجم و ابعاد باک‌ها از روابط ارائه‌شده در مرجع [۳۴] استفاده‌شده است. در این مرجع حجم مخزن باک‌ها به چهار قسمت تقسیم‌شده است.
