Ракетное пламя разогревается до температур, превышающих точку плавления металлического корпуса двигателя. Тем не менее двигатель продолжает работать, а не превращается в светяшуюся лужу металла. Секрет не в грубой прочности, а в тщательно организованных потоках тепла и газа, которые превращают кажущийся парадокс в обычную инженерную задачу.
В камере сгорания химическая энергия под чудовищным давлением переходит в кинетическую, образуя горячий газ, который за считанные мгновения способен разрушить сталь. Инженеры противостоят этому с помощью регенеративного охлаждения: криогенное топливо до сгорания прокачивается по тонким каналам в стенках камеры и сопла, отбирая тепло и понижая температуру металла, одновременно подогревая рабочее тело и повышая эффективность сгорания. У самой стенки удерживается тонкий пограничный слой чуть более холодного газа, который снижает прямой тепловой поток. Далее в сопле газ расширяется, тепловая энергия переходит в скорость выхлопа, и по мере разгона струи ее температура падает.
Вся система представляет собой тонко настроенный баланс термодинамики и гидроаэродинамики, где коэффициенты теплоотдачи, излучательная способность и предельные механические напряжения учитываются так же тщательно, как и масса конструкции. Турбонасосы прокачивают компоненты топлива с такой скоростью, чтобы обеспечить постоянный приток охлаждающего потока. Специальные сплавы и теплозащитные покрытия расширяют запас прочности перед разрушением. То, что снаружи выглядит как единый ревущий огненный шар, на уровне стенок двигателя представляет собой тщательно удерживаемую узкую грань между работоспособностью и мгновенной гибелью конструкции.
