Мучают меня такие вопросы:
Чтоб подняться в атмосфере на маленькой ракете надо, чтоб двигатели работали долго, "медленно и печально".
Примерно получается так (стартовый вес 10 кг):
Первые 18 секунд тяга = 50 кГ, сгорает и отваливается (вместе со ступенью) 4 кг. Это шашка должна быть примерно 350 мм длиной и 80 диаметром.
В конце работы первой ступени сопротивление атмосферы 13.4 кГ = 2.23*m*g, что соответствует оптимальному. Скорость 750 м/с.
Следующие 18 секунд тяга такая, чтоб скорость оставалась постоянная. И в конце отваливается 1 кг.
Сопротивление в конце 0.4*m*g, что очень мало. Для оптимальности скорость должна бы расти, но при большей, чем 750 м/с корпус будет слишком сильно греться об воздух, а хочется его сделать из пластика, а не из вольфрама.
Делать специально обтекатель, который сбрасывается, тоже очень не хочется.
В следующие секунд 18...20 можно понемногу начинать разгоняться. Отваливается 600 граммов.
Ещё 18 секунд — ещё 600 граммов, скорость до 950 м/с. Высота 50 км и сопротивление в конце 1% от m*g.
Дальше, наверное, можно по инерции подняться повыше и там газануть изо всех сил.
Проблема в том, может ли торцевой двигатель работать 15...20 секунд?
В смысле теплоизоляции. В смысле её массы в общем весе ступени.
Можно, конечно, сделать много канальных ступеней, которые работают по паре секунд, и включать их с большими паузами.
Или даже неразборную связку бессопловиков. Но там надо будет их включать парами для баланса, и появляется проблема одновременного зажигания.
В конце эта проблема тоже вылезет: чтоб набрать 7 км/с даже при ускорении 30g надо 25 секунд. Это на несколько ступеней в сумме. Так как они маленькие, то и несколько секунд для них — большое время, опять масса теплоизоляции в общем весе вылезет.
В общем похоже, альтернативы торцевику для маленькой ракеты нет, а проблема теплоизоляции есть.