Da irrst du dich Spacy. Im Vakuum funktioniert das AeroSpike schon mal garnicht - weil ihm das Aero zum Formen der Düse fehlt 
Ich hab mir eine Simulation eines AeroSpike-Triebwerks angeschaut.
Die Simulation zeigte das beschriebene Verhalten innerhalb des Triebwerks. Eine "Luftdüse" war in der Simulation nicht enthalten und wenn man sich das Strömungs/Reflektions-Verhalten angeschaut hat, darf man zum Schluß kommen, daß eine "Luftdüse" nicht benötigt wird.
Schillrich:
Das hat nichts mit "Druck-/Schockwellen" zu tun.
Die Begriffe Schock- und Druck-WELLE sind tatsächlich nicht zutreffend gewählt, weil beide im wesentlichen Dichte-Schwankungen beschreiben.
Deswegen sind Düsen so geformt wie sie sind, damit das entspannende Gas nach "hinten" beschleunigt und sich nicht seitlich "davon" macht. Eine Düse macht genau das, was du verbessern möchtest.
Ich habe dieses selber erklärt . Sie macht es nur weder perfekt und noch unverbesserbar.
Die Aussage widerspricht sich. Was ist "weniger entspannt im Querschnitt"? Ziel ist eine vollkommene Entspannung auf Umgebungsdruck.
Sie widerspricht sich nicht. Sie ist nicht ideal ausgedrückt. "weniger entspannt im Querschnitt" meint "weniger transversal zur Beschleunigungsrichtung entspannt".
Ziel ist nicht eine vollkommeme Entspannung auf Umgebungsdruck sondern eine vollkommene translative Entspannung in Bewegungsrichtung auf Umgebungsdruck was eine transversale Entspannung ausschliesst.
Deswegen sind Düsen so geformt wie sie sind, damit das entspannende Gas nach "hinten" beschleunigt und sich nicht seitlich "davon" macht. Eine Düse macht genau das, was du verbessern möchtest.
Das ist vollkommen richtig und habe ich auch nicht bezweifelt. Sie macht es aber nicht perfekt!
Wenn man sich den "Strahlengang" einer Schubdüse anguckt und überlegt, daß der Abgasstrahl keine punktförmigen Ausgangspunkt besitzt sondern ungeordnet, also wie zufällig in alle möglichen Richtungen sich aus einer kugelförmigen Region ausbreitet, ist klar, daß die Schubdüse nicht scharf fokussieren kann. Das ist so, als würde man versuchen eine diffuse Lichtquelle scharf abzubilden.
Wenn sich der Düsenstrahl noch transversal entspannt, kann er nicht vollständig translativ entspannt sein. Einfach ausgedrückt: Wird der Strahl noch breiter hätter er sich noch mehr in Längsrichtung entspannen können.
Noch einfacher: Das "Kaugummi" soll nicht in die Breite sondern in die Länge gedehnt werden.
Die Aussage widerspricht sich. Was ist "weniger entspannt im Querschnitt"? Ziel ist eine vollkommene Entspannung auf Umgebungsdruck.
Die Aussage widerspricht sich nicht. Sie ist nicht ideal ausgedrückt. "weniger entspannt im Querschnitt" meint "weniger transversal (zur Antriebsrichtung) entspannt". Ziel ist nicht eine vollkommene Entspannung auf Umgebungsdruck. Dem wäre die Schubdüse wortwörtlich nur im Weg. Ziel ist eine vollkommene translative Entspannung auf Umgebungsdruck was eine transversale Entspannung ausschliesst.
Wenn der Strahl entspannt ist, ist ALLE seine Energie in kinetische Energie umgewandelt. Er hat den maximalen Impuls erhalten. Da kannst du nichts verbessern.
Der Strahl hat den maximalen Impuls erhalten, wenn seine gesammte thermische Energie (ungerichtetet kinetische Energie!) in gerichtete kinetische Energie umgeformt wurde. Da kann man was verbessern.
Außerdem, wo hast du her, dass der Querschnitt des entspannten Gases bei Aerospike geringer wäre?
Das ist meine Erkenntnis aus der Beobachtung der Simulation. AeroSpike-Triebwerke können besser thermische Energie richten bzw. schärfer fokussieren.
Ich kann versuchen, die Links zu den Videos wiederzufinden. Aber die o.g. Erkenntnisse muß man selber machen. Ich habe diese Informationen aus keiner anderen Quelle.
Das macht physikalisch keinen Sinn.
Das Problem liegt vermutlich in deiner Vorstellung von einen idealen Gas, welches nur ein Modell ist. In meiner Vorstellung ist ein Gas eine Menge gleichartiger Moleküle, dessen stochastischen thermischen Energie zurückzuführen ist auf diskrete Zustände der Moleküle: Alles mehr oder weniger Individuen, die sich rangeln, schubsen, tanzen oder auch gleichmäßig maschieren.
Bei gleichem Durchsatz und Druck am Brennkammerausgang kann ein entspanntes Gas am Düsenende immer nur den selben Raum (und damit Querschnitt) einnehmen.
Warum? Wenn die translative Bewegungskomponente auf Kosten der transversalen Bewegungskomponente gesteigert wird, wird die "Gassäule" mehr in die Länge gezogen und quillt aufgrund der geringeren transversalen Komponente weniger in die Breite. Temperatur ist ein statistischer Begriff für kinetische Aktivität.
Das hat nichts mit dem Triebwerk zu tun. Wenn ich das Gas aus einer Brennkammer vollkommen entspannen möchte, muss ich ihm am Ende der Düse immer den selben Querschnitt bieten, egal bei welchem Triebwerk.
Thermische Energie ist kinetische Energie und keine potentielle Energie: Energie die in Rotation und Translation eines Moleküls relativ zu seinen "Nachbarn" aber auch Schwingungen (welche ja eine periodische Translation beinhaltet) und Rotation seiner Bestandteile zueinander.
Wenn die kinetische Energie des Strahl soweit gerichtet und ausgeglichen ist, daß alle Moleküle gleichschnell in die gleiche Richtung strömen, dann kann man diesen Abgasstrahl als einen schnellen eiskalten Teilchenstrahl auffassen. Dagegen kann man nur mit Entropie argumentieren. Aber bitte: eine Theorie die es nicht schafft ihre Größen S_ges=S1+S2 auszurechnen ist für mich meilenweit davon entfernt vertrauenswürdige Aussagen zu machen, weil ihre Grundlagen nicht richtig verstanden wurden. Das verhält sich wie Alchemie zu Chemie.
Ich bleibe bei meiner Aussage und behaupte das AeroSpike-Triebwerk funktioniert bestens im Vakuum!
mfg
