Выше указывалось, что коэффициент полезного действия камеры сгорания представляет отношение количеств действительно выделившегося тепла в результате химической реакции взаимодействия топлива теоретически возможному. К. п. д. сопла, коэффициент, который оценивает последующее превращение в кинетическую энергию потока продуктов сгорания, вытекающих со скоростью. Здесь А—тепловой эквивалент механической энергии при было исследовано при испытаниях большого количества моделей нефтекислородных двигателей. Полное превращение энергии Е в J в основном определяется абсолютным сгоранием внутри камеры. Другие потери не имеют значения, особенно потери тепла через стенки камеры, тем более, что топливо может быть использовано как фактор охлаждения и подано в камеру сгорания уже нагретым. Полное сгорание зависит от тщательности смешения компонентов топлива и времени нахождения их в двигателе. Последнее должно быть разделено на два периода: до воспламенения в после. Для сокращения периода воспламенения выгодно подавать в камеру нагретое топливо (например, после использования его в качестве охладителя). Согласно результатам исследований время, в продолжение которого топливо находится в двигателе, превышает приблизительно 1/500 сек. при хорошей работе двигателя. Последняя зависит главным образом от соотношения между полезным объемом камеры V и наименьшим поперечным сечением сопла; остальные факторы, как например давление истечения газов и др., играют незначительную роль. Необходимо отметить, что опыты производились при тяге не выше 30 кг. Из этих опытов ясна выгодность получения большого. Величина отношения полезного пространства сгорания к площади наименьшего поперечного сечения сопла может колебаться в пределах 50—5000 см. Наиболее выгодная величина приближается к 500 см. Она может быть получена в двигателе, охлаждаемом топливными смесями. Однако это возможно только в применении к относительно мощным двигателям (от 500 до 1000 кг тяги), так как в больших двигателях отношение площади стенок камеры к ее объему настолько незначительно, что гарантирует достаточное их охлаждение топливом, подлежащим сгоранию в самой камере означает степень совершенства, с которым количество тепла газов J0 преобразовывается в скорость эффективной газовой струи, несущей кинетическую энергию. Известно, что эффективная скорость, струн с не идентична действительной скорости истечения. Аналогичное относится и к тяге двигателя. Последняя состоит из суммы двух сил: силы тяги, получающейся от действительного истечения, и силы, получающейся от давления газов на поперечное сечение выпускного отверстия сопла. Для определения к. п. д. сопла неприменимы обычные соотношении перехода данного количества тепла в скорость струи в соплах Лаваля. Высокая эффективная скорость и вместе с тем к. п. д. увеличиваются при небольшой степени расширения выходное поперечное, сечение сопла вследствие большого давления газов на сопло с внешней стороны. С увеличением степени расширения эффективная скорость истечения снова увеличивается, однако не так быстро как действительная скорость истечения газов. Для ракетных двигателей теоретические преимущества значительно удлиненных сопел Лаваля с небольшим конусным углом имеют такого значения, как для паровых и газовых турбин. Вследствие этого применение сопел с большими углами конуса не дает заметного ухудшения к. п. д. сопла. Угол сопла может, например, составлять 180° и в этом случае продукты сгорания после выхода из критического сечения сопла обычно направляются по наружным стенкам, испытывающим соответственное давление. Вследствие уменьшения давления по направлению истечения опасность отрыва пограничного слоя от поверхности стенок сопла очень невелика. Кривая показывает, что эффективная скорость в соплах с большими углами при вершине уступает лишь немного скоростям в длинных соплах Лаваля. Сопла с углами расширения, значительно превышающими 180°, не имеют практического значения. Короткие сопла с большими углами при вершине имеют еще и то преимущество, что в них уменьшена площадь, подверженная высокой температуре и истиранию газами. Таким образом в соплах для расширения продуктов сгорания у ракетных двигателей средний угол расширения должен быть больше 25°. Эмпирически было найдено, что наиболее выгодный угол расширения приближается к 90°. К.п.д. в этом случае несколько больше, чем при угле расширения 180°, но все-таки он не достигает величин коэффициента полезного действия обычного сопла Лаваля с углом расширения 10°.