Найдём силу реакции вытекающей струи жидкости, т.е. силу тяги реактивного сопла (двигателя) Fr.
Пусть струя газа уносит из сопла, за единицу времени массу равную mж. До входа в сопло эта масса имела туже скорость Vобод что и обод колеса и обладала импульсом силы mж Vобод. Если скорость жидкости в струе относительно неподвижного корпуса равна Vж, то жидкость, выброшенная из сопла в единицу времени, обладает импульсом mжVж. Следовательно, приращение импульса, которое получила масса mж, равно
mж (Vж— Vобод) = mж ∆V, где ∆V — скорость вытекающей струи относительно сопла-обода.
Для того чтобы сообщить жидкости такое приращение импульса силы за единицу времени, сопло на ободе должна действовать на жидкость с силой F' = mж∆V. Или газа F'реак.Газа = mгаз∆V+(Р-Ратм)S
Действительно, согласно формуле mV - mV0 = Ft - приращение импульса тела, под действием постоянной силы равно произведеию силы на время её действия. По третьему закону Ньютона струя жидкости действует на сопло-обод с силой F = - F'
Таким образом, сила реакции струи, т. е. сила тяги реактивного сопла-обода (двигателя), равна (- mж∆V ).
Напомним, что mж — (массовый расход mж = m/t) масса жидкости, вытекающего из корпуса сопла-обода в единицу времени,
∆V = (Vж— Vобод) — скорость струи относительно сопла-обода. Эта скорость направлена противоположно направлению, в котором вращается сопло-обод; сила F = - mж∆V направлена в ту сторону, куда вращается сопло -обод.
Увеличение скорости реактивной струи Vж на выходе сопла, позволяет при неизменном расходе массы газа mж сильно увеличить конечную скорость сопло-обода. Так, если, не меняя секундного расхода топлива, но увеличить скорость реактивной струи, то в том же отношении увеличится и ускорение обода. В результате конечная скорость обода также возрастет в том же отношении.
Для увеличения скорости реактивной струи соплу придают специальную форму Рис.333
Кроме того, выбирают топливо, дающее по возможности большую температуру сгорания, так как скорость реактивной струи растет при увеличении температуры газа, образующего струю. Предел повышению температуры струи ставит только жаростойкость существующих материалов.