气尖引擎

气动塞式发动机是一种火箭发动机，可以在很宽的高度范围内保持其空气动力学效率。 它属于高度补偿喷管发动机类。 尖头发动机已被研究多年，是许多单级入轨 (SSTO) 设计的基准发动机，也是航天飞机主发动机的有力竞争者。然而，目前还没有这种发动机投入商业生产，尽管一些大型气垫发动机正处于测试阶段。

术语“气塞”最初用于具有非常粗糙的锥形锥度和一些气体喷射的截头塞喷嘴，形成空气尖峰以帮助弥补塞尾的缺失。但是，现在通常将全长塞式喷嘴称为气动塞式喷嘴。

任何发动机钟的目的都是将火箭发动机的排气引导到一个方向，从而产生相反方向的推力。 废气是一种高温气体混合物，具有有效的随机动量分布（即，废气向任何方向推动）。 如果允许排气以这种形式逸出，则只有一小部分气流会朝正确的方向移动，从而有助于向前推力。 钟声将排气重新定向到错误的方向，从而产生正确方向的推力。 环境气压也会对排气施加较小的压力，有助于使其在离开发动机时沿正确的方向移动。 当车辆向上穿过大气层时，环境气压会降低。 这导致产生推力的排气开始在钟形边缘外膨胀。 由于这种排气开始以错误的方向（即从主排气羽流向外）移动，因此随着火箭运行，发动机的效率会降低，因为这种逸出的排气不再有助于发动机的推力。 气塞火箭发动机试图消除这种效率损失。

喷气发动机不是从钟状物中间的小孔中排出废气，而是通过沿着楔形突起的外边缘发射来避免这种随机分布，尖状物具有与传统发动机钟状物相同的功能 . 尖峰形成虚拟钟的一侧，另一侧由外部空气形成。

气动长钉设计背后的想法是，在低海拔环境压力将排气压缩到长钉上。尖峰底部区域的废气再循环可以将该区域的压力提高到接近环境压力。

由于车辆前方的压力是环境压力，这意味着尖峰底部的排气几乎与车辆受到的阻力相平衡。它不提供整体推力，但喷嘴的这一部分也不会因形成局部真空而失去推力。 喷管底部的推力在低空可以忽略不计。

随着车辆爬升到更高的高度，将排气管压在尖峰上的气压会降低，车辆前方的阻力也会降低。尖峰底部的再循环区将该区的压力保持在 1 bar 的几分之一，高于车辆前方的近真空，因此随着高度的增加提供额外的推力。这实际上就像一个高度补偿器，因为钟的大小会随着气压下降自动进行补偿。

气动长钉的缺点似乎是长钉的额外重量。此外，较大的冷却面积可以通过降低对喷嘴的压力将性能降低到理论水平以下。Aerospikes 在 1-3 马赫之间工作相对较差，此时飞行器周围的气流降低了压力，从而降低了推力。

Rocketdyne 在 1960 年代对各种设计进行了一系列冗长的测试。 这些发动机的后期模型基于其高度可靠的 J-2 发动机机械，并提供与它们所基于的传统发动机相同的推力水平。