L'intero punto alla gola è aumentare la velocità di scarico. Ma non solo aumentarlo un po ': un ugello a razzo è progettato in modo che l'ugello si strozzi . Questo è un altro modo per dire che il flusso accelera così tanto da raggiungere condizioni sonore alla gola. Questo soffocamento è importante. Poiché significa che il flusso è sonico alla gola, nessuna informazione può viaggiare a monte dalla gola nella camera. Quindi la pressione esterna non ha più effetto sulle proprietà della camera di combustione.

Una volta che è sonoro alla gola, e supponendo che l'ugello sia progettato correttamente, accadono alcune cose interessanti. Quando guardiamo al flusso subsonico, il gas accelera al diminuire dell'area e rallenta all'aumentare dell'area. Questo è il tradizionale effetto Venturi. Tuttavia, quando il flusso è supersonico, accade il contrario. Il flusso accelera all'aumentare dell'area e rallenta al diminuire.

Quindi, una volta che il flusso è sonico alla gola, il flusso continua ad accelerare attraverso l'ugello in espansione. Tutto questo funziona insieme per aumentare la velocità di scarico a valori molto alti.

Dal punto di vista della nomenclatura, la gola di un ugello è il punto in cui l'area è la più piccola. Quindi una "camera a forma di U con un ugello" avrà ancora una gola - è definita come ovunque l'area sia la più piccola. Se l'ugello è un tubo dritto, non c'è la gola di cui parlare.

Le risposte precedenti si sono concentrate sull'angolo della dinamica dei fluidi. Tuttavia, puoi anche vederlo da un angolo puramente termodinamico, considerando il motore a razzo come un motore termico.

Per ottenere un lavoro utile (gas di scarico accelerati), è necessaria una qualche forma di ciclo termodinamico con combustione seguita da espansione. A causa della conservazione dell'energia, la quantità di energia cinetica acquisita dal gas sarà quindi proporzionale alla quantità di entalpia (calore + energia di pressione) che scompare quando il gas di scarico si espande e si raffredda.

Ciò significa che desideri massimizzare la temperatura nella camera di combustione e ridurre al minimo la temperatura dello scarico per massimizzare l'efficienza di Carnot. Lo assicuri assicurandoti che la combustione avvenga prima dell'espansione, con una camera di combustione separata e un ugello di espansione.

Inoltre, si desidera che il gas si espanda il più possibile per ridurre al minimo la temperatura di scarico e il rapporto di espansione è proporzionale all'area dell'uscita dell'ugello divisa per l'area della gola dell'ugello. Ciò significa che dalle sole considerazioni termodinamiche, possiamo vedere che è preferibile avere una gola molto stretta e un'area di uscita molto ampia.

La dinamica dei fluidi determina i dettagli esatti delle forme degli ugelli (ugelli de laval ecc.) che ottengono l'efficienza termodinamica il più vicino possibile all'efficienza di Carnot e se lo scarico si espanderà effettivamente o invece si separerà dalle pareti dell'ugello. Ma la necessità di una camera di combustione e di un ugello separati è molto più semplice e può essere compresa senza alcuna conoscenza del flusso subsonico / supersonico.

Oltre alla risposta @ tpg2114, suggerisco anche di leggere su wikipedia ugello de Laval e ugello motore a razzo.

  Alcuni valori tipici della velocità dei gas di scarico per i motori a razzo che bruciano vari propellenti sono: da 1,7 a 2,9 km / s (da 3800 a 6500 mi / h) per monopropellenti liquidi da 2,9 a 4,5 km / s (da 6500 a 10100 mi / h) per bipropellenti liquidi2 Da 0,1 a 3,2 km / s (da 4700 a 7200 mi / h) per propellenti solidi  

in modo che abbia sicuramente senso avere un ugello)