Cara kerja mesin roket propelan cair

Apa yang ditunjukkan model ini

Roket peluncur di landasannya tampak seperti tabung putih tinggi dengan api di bagian bawah. Hampir seluruh tabung itu adalah tangki. Mesin di bawahnya kira-kira satu ton logam, dan tugasnya mengubah seperempat ton cairan setiap detik menjadi semburan yang lebih cepat dari peluru senapan. Pameran ini mengikuti cairan itu dari tangki sampai ke ujung nosel.

Modelnya adalah mesin roket propelan cair dengan siklus generator gas, dibelah dua sepanjang porosnya dan dibaringkan miring sehingga nyala apinya mengarah ke kanan. Bidang merah menunjukkan letak potongan. Ukurannya disesuaikan dengan dua angka kinerja yang dipublikasikan Institut Riset Dirgantara Korea (KARI) untuk mesin kelas 75 ton milik Nuri: gaya dorong 674,7 kN di permukaan laut dan impuls spesifik 304,8 s di ruang hampa, dengan sekitar 255 kg kerosin dan oksigen cair terbakar setiap detik. Tekanan ruang bakar, bentuk nosel, saluran pendingin, dan kerugian adalah nilai model. Nilai-nilai itu lazim untuk mesin seukuran ini, tetapi bukan data desain KARI.

Titik biru adalah oksigen cair dan titik kuning tua adalah kerosin. Setelah terbakar, gas diberi warna menurut suhu, atau menurut bilangan Mach jika Anda menyalakannya di kontrol. Panel angka kecil di panggung menunjukkan gaya dorong dan impuls spesifik; "Lainnya" membuka aliran, tekanan, kecepatan semburan, dan gaya samping. Sisanya ada di tab kontrol. Di sana Anda bisa memilih satu dari 20 mesin nyata, membandingkan empat siklus pemompaan dan tiga bahan bakar, dan melihat persamaan gaya dorong dihitung dengan angka saat itu. Dua grafik mengikuti gaya dorong dari permukaan laut sampai 100 km, serta bilangan Mach dan suhu sepanjang poros dari injektor sampai mulut nosel.

Mengapa pompa butuh daya sebesar itu

Roket membawa oksigennya sendiri, jadi perlu dua tangki. Menurut KARI, tangki Nuri tingginya sampai 10 m dan lebarnya 3,5 m, dengan dinding hanya 2,5 sampai 3 mm di bagian tertipis, dan selama terbang menahan tekanan empat sampai enam kali tekanan atmosfer. Itu hanya beberapa bar. Ruang bakar model bekerja pada 60 bar. Mendorong propelan dari tangki 5 bar ke ruang bakar 60 bar akan membutuhkan tangki setebal bejana tekan, jadi pekerjaan itu dilakukan pompa.

Pompa turbo menempatkan pompa oksigen, pompa bahan bakar, dan turbin pada satu poros. Turbin harus digerakkan oleh sesuatu, dan pada mesin generator gas, sesuatu itu adalah pembakar kedua yang jauh lebih kecil. Pada model, generator gas mengambil sekitar 3 persen propelan, membakarnya dengan bahan bakar jauh lebih banyak daripada yang bisa dipakai oksigen, dan dengan begitu menjaga gas cukup dingin bagi sudu turbin. Setelah turbin, gas dibuang keluar lewat saluran buang. Gas itu masih memberi sedikit gaya dorong, 6,9 kN pada model, tetapi per kilogramnya jauh lebih kecil daripada nosel utama. Kerugian itu adalah harga dari desain yang sederhana, dan karena itulah susunan ini disebut siklus terbuka.

Terbakar pelan, lalu tercekik di leher

Injektor di bagian belakang ruang bakar adalah pelat dengan cincin-cincin lubang kecil. Injektor menyemprotkan oksigen dan kerosin sehingga keduanya bertemu, pecah menjadi tetesan, dan terbakar dalam beberapa sentimeter. Pada model, keduanya terbakar pada 3403 K. KARI menyebut bagian dalam ruang bakar Nuri mencapai 3000 °C, angka yang dekat.

Yang paling mengejutkan banyak orang soal ruang bakar adalah betapa lambatnya gas bergerak. Ruang bakar itu lebar, 2,8 kali luas leher pada model, jadi gas merayap sekitar Mach 0,22. Lalu dindingnya menyempit. Di tempat lorong menyempit, gas yang lambat menjadi cepat, dan di titik tersempit, yaitu leher, gas mencapai tepat kecepatan suara. Nyalakan warna Mach dan pita putihnya berada persis di leher.

Begitu leher mencapai Mach 1, alirannya tercekik. Perubahan tekanan di hilir tidak bisa lagi merambat balik ke hulu, sehingga leher sendirilah yang menentukan berapa banyak gas yang keluar dari ruang bakar. Laju aliran massa sama dengan tekanan ruang bakar dikali luas leher, dibagi kecepatan karakteristik c*, yaitu sifat propelan itu sendiri. Pada model, c* bernilai 1815 m/s dan luas leher 0,0748 m², sehingga pada 60 bar ruang bakar mengalirkan 247 kg/s. Geser bukaan katup, maka tekanan dan aliran berubah bersama.

Bagaimana lonceng yang melebar mempercepat gas

Di bawah kecepatan suara, pipa yang menyempit mempercepat gas. Di atasnya aturannya berbalik, dan pipa yang melebarlah yang mempercepat. Gas supersonik yang mendapat ruang lebih besar akan mengembang, mendingin, dan kehilangan tekanan, dan energi yang dilepasnya berubah menjadi kecepatan. Nosel lonceng dibentuk agar proses itu berlangsung mulus.

Pada model, luas mulut nosel 12 kali luas leher. Sepanjang lonceng, gas mendingin dari 3403 K ke 1829 K, tekanannya turun dari 60 bar ke 0,66 bar, dan gas keluar pada Mach 3,28 dan 2813 m/s. Grafik kedua di panel angka menunjukkan dua kurva yang bersilangan: suhu turun ketika bilangan Mach naik.

Bahan bakar yang mendinginkan dinding sebelum terbakar

Tak ada logam yang tahan lama pada 3400 K. Jawaban yang dipakai sebagian besar mesin besar adalah pendinginan regeneratif. Pada model, kerosin dari pompa pertama-tama menuju cincin di dekat mulut nosel, lalu kembali ke arah injektor lewat 72 saluran sempit di dinding tembaga ruang bakar. Saat sampai di injektor, kerosin sudah membawa sebagian besar panas yang masuk ke dinding, dan panas itu kembali ke ruang bakar bersama bahan bakar. Saluran yang terpotong tampak berwarna kuning tua pada langkah ketujuh panduan. Mesin sungguhan sering juga menambahkan lapisan tipis bahan bakar di sepanjang sisi dalam dinding, yang tidak disertakan dalam model.

Empat cara memutar pompa

Pompa mesin seukuran ini butuh beberapa megawatt. Dari mana daya itu berasal, itulah siklus mesin, dan penggeser "Siklus mesin" berpindah di antara empat siklus. Leher dan nosel tetap sama, jadi yang berubah adalah tekanan ruang bakar yang bisa dicapai tiap siklus dan nasib gas yang memutar turbin.

Generator gas. Ini pengaturan awal model dan siklus yang dipakai Nuri. Pembakar kecil mengambil sekitar 3 persen propelan, membakarnya dengan kelebihan bahan bakar agar gas cukup dingin bagi sudu, lalu membuangnya setelah turbin. Gas buangan itu masih memberi 6,9 kN, tetapi pada model gas itu keluar dari saluran hanya sekitar 900 m/s, sehingga setiap kilogramnya bernilai jauh lebih kecil daripada satu kilogram yang lewat nosel utama. Di ruang hampa, model menghasilkan 762 kN pada 304,8 s.

Pembakaran bertingkat. Di sini pembakar kecil menjadi prapembakar, dan gasnya tidak dibuang. Setelah turbin, gas turun lewat saluran ke injektor dan terbakar lagi di ruang bakar utama. Karena tidak ada yang dibuang, turbin bisa diberi gas jauh lebih banyak dan pompa bisa mendorong jauh lebih kuat. Model mengizinkan 150 bar di ruang bakar, bukan 60. Dengan leher yang sama, aliran naik dari 255 kg/s ke 618 kg/s dan gaya dorong di permukaan laut dari 671 kN ke 1797 kN. Impuls spesifik di ruang hampa naik dari 304,8 s ke 311,4 s, yakni 6,6 s yang tadinya dibuang generator gas. RS-25, RD-180, dan Raptor semuanya bekerja seperti ini. Harganya adalah pipa yang bekerja sangat panas pada tekanan sangat tinggi.

Ekspander. Sama sekali tidak ada pembakar. Bahan bakar menyerap panas di saluran pendingin, berubah menjadi gas hangat, dan memutar turbin sebelum sampai ke injektor. Panas yang bisa diteruskan dinding membatasi daya, jadi model berhenti di 40 bar dan 413 kN di permukaan laut. Di ruang hampa, siklus ini menyamai pembakaran bertingkat pada 311,4 s, karena tidak ada yang dibuang. Ekspander sungguhan membakar hidrogen, yang mudah berubah menjadi gas dan mendinginkan dengan baik. RL10, Vinci, dan LE-5B buatan Jepang memakainya, dan LE-9 pada tingkat pertama H3 memakai versi yang membuang sedikit gas ke luar.

Pompa listrik. Baterai dan motor listrik menggantikan turbin. Mesin Rutherford buatan Rocket Lab pada Electron melakukan hal ini. Pipanya paling sederhana di antara keempatnya, tetapi baterai harus dibawa sepanjang perjalanan dan tidak menjadi lebih ringan saat kosong, sehingga dayanya kecil. Model berhenti di 25 bar, di mana lonceng 12 : 1 mengalami ekspansi berlebih di permukaan laut dan aliran terlepas dari dinding. Turunkan rasio ekspansi ke 4 dan pemisahan itu hilang.

Kerosin, hidrogen, atau metana

Penggeser bahan bakar mengganti propelan, dan tabel di tab kontrol mencantumkan apa saja yang ikut berubah. Angka-angkanya berasal dari tabel NASA SP-125 yang sama dengan acuan penyetelan model. Kerosin terbakar paling panas, sekitar 3403 K pada campuran terbaiknya, yaitu 2,58 kg oksigen per kilogram bahan bakar. Hidrogen terbakar lebih dingin, pada 2740 K, tetapi gas buangnya begitu ringan sehingga impuls spesifik model di ruang hampa melonjak ke 393,5 s. Metana berada di antaranya, pada 3260 K dan 314,4 s.

Kolom tangki menunjukkan kendalanya. Satu ton kerosin dan oksigen muat dalam 0,97 m³. Satu ton hidrogen dan oksigen butuh 3,45 m³, lebih dari tiga kali lipat, itulah sebabnya tingkat roket berbahan bakar hidrogen begitu gemuk dan tangki bahan bakar model membesar saat Anda menggantinya. Metana butuh 1,22 m³. Metana juga mendidih pada suhu yang dekat dengan oksigen cair, sehingga kedua tangki lebih mudah berbagi satu dinding, dan pada mesin yang dapat dipakai ulang metana meninggalkan jelaga lebih sedikit daripada kerosin.

Mengarahkan dengan memiringkan nosel

Roket berbelok dengan mengarahkan gaya dorongnya. Pada model, ruang bakar dan nosel tergantung pada bantalan bola di atas kubah injektor, yaitu gimbal, dan sebuah aktuator mendorong nosel ke satu sisi. Penggeser gimbal memiringkannya sampai 6 derajat ke tiap arah. Pada 5 derajat, gaya sampingnya F sin 5° = 671 kN × 0,087 = 58,5 kN, sedangkan dorongan ke depan hanya turun 0,38 persen. Kemiringan kecil memberi gaya belok yang besar hampir tanpa mengorbankan gaya dorong, karena itulah hampir semua mesin cair besar dipasang pada gimbal. Pada mesin sungguhan, saluran pengumpan memiliki bellow lentur agar bisa mengikuti gerakan itu.

Persamaan gaya dorong, dihitung

Glenn Research Center milik NASA menuliskan persamaan gaya dorong roket sebagai

F = ṁ v_e + (p_e − p_a) A_e

Suku pertama adalah momentum: laju aliran massa dikali kecepatan semburan. Suku kedua adalah suku tekanan. Jika tekanan gas di mulut nosel lebih tinggi daripada udara di sekitarnya, gas itu menekan luas mulut dan menambah gaya dorong. Jika lebih rendah, udaralah yang menekan balik.

Dengan model di permukaan laut, bukaan penuh, kerosin, dan rasio ekspansi 12:

• Aliran ruang bakar ṁ = 247,3 kg/s dan kecepatan semburan v_e = 2813 m/s, jadi ṁ v_e = 695,7 kN.
• Tekanan mulut p_e = 66,5 kPa, tekanan udara p_a = 101,3 kPa, dan luas mulut A_e = 0,898 m². Suku tekanannya (66,5 − 101,3) × 0,898 = −31,3 kN.
• Buangan turbin menambah 7,65 kg/s pada sekitar 900 m/s, yaitu 6,9 kN.
• Total F = 695,7 − 31,3 + 6,9 = 671,3 kN.

Angka itu 0,5 persen di bawah 674,7 kN dari KARI. Tab kontrol menampilkan penjumlahan yang sama dan memperbaruinya saat Anda menggeser penggeser.

Mengapa mesin yang sama mendorong lebih kuat di antariksa

Tidak ada bagian suku pertama yang bergantung pada udara luar. Kecepatan semburan dan aliran ditentukan di dalam mesin. Hanya p_a yang berubah menurut ketinggian, dan ia muncul di satu tempat saja, dikali luas mulut. Di permukaan laut, udara menekan mulut seluas 0,898 m² dengan 101,3 kPa, yaitu 91 kN. Di ruang hampa beban itu hilang, dan gaya dorong model naik ke 762,3 kN.

Penggeser ketinggian memakai Atmosfer Standar AS 1976. Sebagian besar kenaikan datang lebih awal: 738,5 kN pada 10 km, 757,3 kN pada 20 km, dan hampir semuanya sudah tercapai pada 30 km, tempat tekanan udara sekitar 1 persen dari nilai di permukaan laut. Langit menggelap saat Anda naik, dan semburan yang di permukaan laut ditahan sempit oleh udara mengembang lebar.

Dua angka KARI sendiri menunjukkan efek yang sama. Pada 255 kg/s, impuls spesifik 304,8 s di ruang hampa berarti gaya dorong di ruang hampa 304,8 × 255 × 9,807 = 762,2 kN, sekitar 13 persen lebih besar daripada di permukaan laut. Selisihnya 87,5 kN. Jika kedua angka itu untuk aliran yang sama, selisih itu adalah tekanan udara dikali luas mulut, yang memberi luas mulut sekitar 0,86 m² dan diameter mulut sekitar 1,05 m. Ini perkiraan kami dari angka yang dipublikasikan, bukan ukuran yang dinyatakan KARI.

Memilih ukuran nosel

Coba penggeser rasio ekspansi. Di ruang hampa, lonceng yang lebih panjang selalu membantu: 738,8 kN pada 8, 762,3 kN pada 12, 818,7 kN pada 40, dan 827,5 kN pada 50. Di permukaan laut gambarannya lain. Rasio terbaik dekat 8, di mana tekanan mulut mendekati tekanan udara, dengan 678,1 kN. Lewat dari itu, gas keluar di bawah tekanan udara dan suku tekanan makin negatif.

Lewati sekitar 20 dan model memperingatkan pemisahan aliran. Udara mendesak masuk ke lonceng, semburan lepas dari dinding, dan bagian luar nosel berhenti bekerja. Model memakai aturan praktis yang umum: aliran meninggalkan dinding ketika tekanannya turun di bawah sekitar 40 persen tekanan luar. Pemisahan sungguhan tidak merata dan bisa mengguncang nosel dengan keras. KARI menggambarkan masalah yang sama pada tingkat atas Nuri. Mesin-mesinnya punya rasio ekspansi lebih besar untuk udara tipis, sehingga uji di darat mengalami pemisahan aliran, dan KARI mengujinya di fasilitas yang meniru kondisi ketinggian tinggi. Karena itulah mesin tingkat pertama punya lonceng pendek dan mesin tingkat atas punya lonceng panjang.

Impuls spesifik, dan apa yang diubah bahan bakar lain

Impuls spesifik adalah gaya dorong dibagi berat propelan yang dipakai per detik:

Isp = F / (ṁ g₀)

Untuk model di permukaan laut, 671,3 kN / (255,0 × 9,807) = 268,4 s. Gaya dorong KARI di permukaan laut dengan cara yang sama menghasilkan 674,7 kN / (255 × 9,807) = 269,8 s. Di ruang hampa model memberi 304,8 s, cocok dengan KARI dalam selisih kurang dari 0,1 s.

Sakelar bahan bakar mengganti propelan, sementara tekanan ruang bakar dan leher tetap sama. Hidrogen cair memberi gas buang yang jauh lebih ringan, jadi Isp model di ruang hampa naik dari 305 s ke 394 s. Aliran turun ke 191 kg/s, karena gas hidrogen butuh massa lebih sedikit untuk mengisi leher yang sama. Kendalanya volume. Setiap detik mesin kerosin menghabiskan 87 liter bahan bakar. Versi hidrogen butuh 524 liter, itulah sebabnya tangki hidrogen begitu besar. Metana berada di tengah, pada 314 s dan 136 liter per detik.

Dua puluh mesin nyata

Daftar mesin nyata di kontrol berisi 20 mesin dari Korea, Amerika Serikat, Eropa, Jepang, dan Rusia. Memilih salah satu akan mengalihkan panggung ke siklus dan bahan bakarnya serta menampilkan gaya dorong dan impuls spesifik yang dipublikasikan badan antariksa atau pembuatnya. Ukuran dan angka di panggung tetap nilai model, jadi F-1 yang dipilih tidak tiba-tiba menghasilkan 6770 kN. Jika sumber tidak mencantumkan angka, tabel menampilkan tanda pisah, bukan angka dari tempat lain.

Daftar lengkap di pameran menambahkan KRE-007, mesin riset pembakaran bertingkat KARI, Merlin 1D beserta versi ruang hampanya, J-2, RL10, Vulcain 2.1, Vinci, LE-7A, LE-9, BE-3U, dan Raptor 2.

Perbedaan model ini dengan mesin sungguhan

• Gas diperlakukan sebagai satu gas ideal dengan sifat tetap. Gas pembakaran sungguhan berubah komposisinya saat mendingin, yang menggeser angka beberapa persen.
• Satu faktor kerugian 0,934 menggantikan pembakaran tak sempurna, gesekan, dan melebarnya semburan.
• Tekanan ruang bakar, porsi generator gas, dan jumlah saluran pendingin adalah nilai model, bukan data KARI.
• Tangki digambar pendek dan dekat dengan mesin agar muat di layar.
• Penyala, bellow pada saluran pengumpan, dan penukar panas yang menghangatkan gas penekan tidak disertakan. Katup utama dan gimbal digambar, tetapi tidak mengubah aliran.
• Keempat siklus memakai satu leher dan satu nosel yang sama. Mesin sungguhan untuk tiap siklus dirancang di sekitar tekanannya sendiri, jadi mesin nyata yang dipilih menampilkan siklus dan bahan bakarnya, bukan ukurannya.

Dari penerbangan pertama Goddard sampai Nuri

Robert Goddard meluncurkan roket berbahan bakar cair pertama pada 16 Maret 1926 di Auburn, Massachusetts, dengan membakar bensin dan oksigen cair. A-4 buatan Jerman, yang lebih dikenal sebagai V-2, melakukan penerbangan sukses pertamanya pada 3 Oktober 1942. Roket itu punya pompa turbo, dan ruang bakarnya didinginkan oleh bahan bakar alkoholnya sendiri. Rocketdyne F-1 yang mengangkat Saturn V memakai siklus generator gas seperti model ini dan menghasilkan sekitar 6,77 MN di permukaan laut.

KARI pertama kali menerbangkan mesin kelas 75 ton miliknya pada wahana uji satu tingkat pada 28 November 2018. Mesin itu menyala selama 151 detik, melewati target 140 detik, dan mencapai 209 km. Menurut KARI, sampai November 2020 sudah dibuat 25 mesin dan diuji 168 kali dengan total 16.690 detik. Tingkat pertama Nuri menggabungkan empat mesin ini untuk gaya dorong 300 ton, dan tingkat kedua memakai satu. Nuri terbang pada 21 Oktober 2021, 21 Juni 2022, 25 Mei 2023, 27 November 2025, dan 7 Oktober 2026.

Berapa banyak propelan untuk sampai ke orbit

Model ini menampilkan daya dorong dan impuls spesifik. Untuk melihat gunanya, masukkan keduanya ke persamaan roket. Pusat Penelitian Glenn NASA menuliskannya sebagai Δv = Isp · g₀ · ln(MR), dengan MR adalah massa saat penyalaan dibagi massa saat pembakaran selesai. Dibalik, hasilnya MR = e^(Δv / (Isp · g₀)).

Ambil impuls spesifik hampa udara pada model, 304,8 s. Kecepatan buangnya 304,8 × 9,807 = 2989 m/s. Orbit rendah Bumi memerlukan kecepatan sekitar 7,8 km/s, dan dengan kecepatan yang hilang karena gravitasi dan udara selama naik, roket harus menyediakan kira-kira 9,4 km/s. Angka 9,4 km/s itu adalah angka bulat yang diasumsikan, bukan data KARI. Maka:

• Δv / v_e = 9400 / 2989 = 3,145
• MR = e^3,145 = 23,2
• Bagian propelan dari massa peluncuran = 1 − 1/23,2 = 95,7 persen

Hampir seluruh massa peluncuran harus berupa propelan, dan hanya 4,3 persen tersisa untuk tangki, mesin, dan muatan sekaligus. Satu tahap tunggal tidak sanggup. Jika pekerjaan yang sama dibagi ke dua tahap yang masing-masing menambah 4,7 km/s, tiap tahap memerlukan MR = e^(4700 / 2989) = 4,82. Setiap tahap lalu membawa 79 persen massanya sendiri sebagai propelan, yang sulit tetapi mungkin, dan kedua rasio itu jika dikalikan kembali menjadi 23,2. Itulah sebabnya Nuri punya tahap: tahap pertama yang sudah kosong dibuang, dan mesin tahap berikutnya tidak perlu mengangkatnya.

Hitungan yang sama untuk bahan bakar lain dengan nilai hampa udara pada model memberi MR = 11,4 untuk hidrogen (393,5 s) dan 21,1 untuk metana (314,4 s). Tambahan 89 detik yang diperoleh hidrogen dibanding kerosin hampir membelah dua rasio massa. Setiap kali MR berlipat dua, kecepatan yang bertambah hanya v_e × ln 2 = 2072 m/s, sehingga tiap tambahan satu kilometer per detik memerlukan propelan lebih banyak daripada sebelumnya. Contoh NASA sendiri memakai Isp 350 s dan Δv sekitar 7,6 km/s, lalu mendapat rasio massa mendekati 10, sehingga sekitar 90 persen roket adalah propelan.

Salah paham yang sering terjadi

"Roket mendorong udara untuk melaju." Kalau begitu, roket akan bekerja lebih buruk di luar angkasa. Model menunjukkan sebaliknya: udara mendorong balik keluaran nosel, dan jika udara dihilangkan, daya dorong naik dari 671 kN menjadi 762 kN. Daya dorong berasal dari melemparkan massa ke belakang, dan gaya reaksinya bekerja pada mesin.

"Roket tidak bisa lebih cepat daripada gas buangnya." Bisa. Rasio massa memungkinkan roket mencapai beberapa kali kecepatan buang. Pada contoh di atas, roket berakhir pada 9,4 km/s dengan kecepatan buang 2,99 km/s, yaitu 3,1 kali lipat.

"Impuls spesifik adalah lama mesin menyala." Satuannya detik, tetapi besarannya adalah daya dorong per berat propelan yang terpakai tiap detik. Mesin 304,8 s tidak menyala selama 304,8 s. Mesin Nuri menyala 151 s pada uji terbang 2018.

"Api di ruang bakar itu ganas dan cepat." Gas di ruang bakar model bergerak sekitar Mach 0,22 dan baru mencapai kecepatan suara di leher nosel. Kecepatan datang dari nosel, bukan dari pembakaran.

"Semakin besar nosel, semakin baik." Di ruang hampa, ya. Di permukaan laut, daya dorong turun setelah rasio ekspansi sekitar 8, dan setelah sekitar 20 model memberi peringatan pemisahan aliran.

Coba di layar

1. Buka Kontrol dan catat daya dorong di permukaan laut pada pengaturan awal. Nilainya 671 kN.
2. Seret penggeser ketinggian sampai 30 km. Daya dorong naik menuju 762 kN dan semburan melebar. Bandingkan angkanya dengan hitungan di bagian persamaan daya dorong.
3. Atur rasio ekspansi nosel ke 8, lalu ke 40. Setiap kali, baca daya dorong di permukaan laut dan di ruang hampa, lalu lihat pengaturan mana yang menang di mana.
4. Geser penggeser bahan bakar dari kerosin ke hidrogen. Impuls spesifik hampa udara naik ke 393,5 s dan kolom tangki membesar. Masukkan tiap nilai ke Δv = Isp · g₀ · ln(MR) dengan MR = 10 untuk melihat berapa kecepatan yang dibeli tiap bahan bakar.
5. Naikkan penggeser sudut gimbal ke 5 derajat dan bandingkan gaya samping, 58,5 kN, dengan daya dorong ke depan.
6. Ganti penggeser siklus mesin ke pembakaran bertahap dan lihat seberapa besar aliran dan daya dorong naik dengan leher yang sama.