Удельный импульс: различия между версиями

'''Уде́льная тя́га''' — характеристика реактивного двигателя, равная отношению создаваемой им [[Реактивная тяга|тяги]] к массовому расходу топлива. Измеряется в метрах в секунду (м/с = Н·с/кг = кгс·с/[[МКГСС|т. е. м.]]) и означает, в данной размерности, сколько секунд данный двигатель сможет создавать тягу в 1 Н, истратив при этом 1 кг топлива (или тягу в 1 кгс, истратив при этом 1 [[МКГСС|т. е. м.]] топлива). При другом толковании удельная тяга равна отношению тяги к ''[[вес]]овому'' расходу топлива; в этом случае она измеряется в секундах (с = Н·с/Н = кгс·с/кгс) — это значение можно рассматривать как время, в течение которого двигатель может развивать тягу в 1 кгкгc, используя такую же массу топлива в 1 кг (т. е. весом 1 кгс). Для перевода весовой удельной тяги в массовую её надо умножить на [[ускорение свободного падения]] (принимаемое равным 9,80665 м/с² <ref>Теория ракетных двигателей. Алемасов В. Е., Дрегалин А. Ф., Тишин А. П. 4-е изд. 1989. с. 21.</ref>)<ref group="комм.">

На языке формул это можно записать следующим образом. Тягу двигателя ''F'' можно выразить следующим образом:

: <math>F = v_\text{eff} \cdot \dot m,</math>,

где <math>v_\text{eff}</math> — эффективная скорость истечения реактивной струи (м/с), <math>\dot m = \frac{d m}{d t}dm/dt</math> — скорость расхода массы топлива (кг/с). Таким образом, удельная тяга, как отношение тяги двигателя к массовому расходу топлива определяется как:''

: <math>I_m = \frac{F}{\dot m} = v_\text{eff}</math>,

и измеряется в м/c. Если брать отношение тяги к весовому расходу топлива, то:

: <math>I_g = \frac{F}{g \dot m} = \frac{v_\text{eff}}{g}</math>,

где ''g'' — [[ускорение свободного падения]]. Величина <math>g \dot m</math> измеряется в величинах <math>9.,81\frac{kg\cdot m}{s \cdot s^2} кг·м/(с·с²) = \frac{kgf}{s}<кгс/math>с. Таким образом, если тяга выражена в [[килограмм-сила]]х, удельная тяга получается в секундах.</ref>.

Формула приближенногоприближённого расчетарасчёта ''удельного импульса'' (скорости истечения) для реактивных двигателей на химическом топливе выглядит, как:

:<math>I_y = \sqrt{16641 \cdot \left(\frac{T_kT_\text{k}}{uMu M}\right) \cdot \left(1 - \frac{p_ap_\text{a}}{p_kp_\text{k}} M \right) },</math>

где ''T''_k — температура газа в камере сгорания (разложения); ''p''_k и ''p''_a — давление газа соответственно в камере сгорания и на выходе из сопла; ''М'' — [[Молекулярнаямолекулярная масса|молекулярный вес газа]] газа в камере сгорания; ''u'' — коэффициент, характеризующий теплофизические свойства газа в камере (обычно {{nobr|''u'' ≈ 15}}). Как видно из формулы в первом приближении, чем выше температура газа, чем меньше его молекулярная масса и чем выше соотношение давлений в камере РД к окружающему пространству, тем выше ''удельный импульс''<ref>Более точную формулу можно посмотреть здесь [http://balancer.ru/2000/11/12/post-99235.html Ы-формула] / Форумы Авиабазы » Космический » О движках вообще, #12.11.2000.</ref>.