Удельный импульс: различия между версиями

49 байт добавлено ,  4 года назад
стилевые правки, оформление викификатором
м (→‎Интересные факты: пунктуация)
(стилевые правки, оформление викификатором)
 
== Определения ==
'''Уде́льный и́мпульс''' — характеристика [[Реактивный двигатель|реактивного двигателя]], равная отношению создаваемого им [[импульс]]а (количества движения) к расходу топлива (обычно массовому, но может соотноситься и, например, с весом или объёмом) топлива). Чем больше удельный импульс, тем меньше топлива надо потратить, чтобы получить определённое количество движения. Теоретически удельный импульс равен '''скорости истечения''' продуктов сгорания, фактически может от неё отличаться. Поэтому удельный импульс называют также '''эффективной (или эквивалентной) скоростью истечения''' продуктов сгорания.
 
'''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 кгc, используя массу топлива в 1  кг (т. е.то есть 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>,
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 9,81  кг·м/(с·с²) = кгс/с. Таким образом, если тяга выражена в [[килограмм-сила]]х, удельная тяга получается в секундах.</ref>.
 
Формула приближённого расчёта удельного импульса (скорости истечения) для реактивных двигателей на химическом топливе выглядит {{прояснить2|как|это в каких единицах?}}
 
: <math>I_y = \sqrt{16641 \cdot \frac{T_\text{k}}{u M} \cdot \left(1 - \frac{p_\text{a}}{p_\text{k}} M \right) },</math>
 
где ''T''<sub>k</sub> — температура газа в камере сгорания (разложения); ''p''<sub>k</sub> и ''p''<sub>a</sub> — давление газа соответственно в камере сгорания и на выходе из сопла; ''М'' — [[молекулярная масса]] 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>.
Для [[воздушно-реактивный двигатель|воздушно-реактивных двигателей]] величина удельного импульса на порядок выше, чем у химических [[ракетный двигатель|ракетных двигателей]] за счёт того, что [[окислитель]] и [[рабочее тело]] поступают из окружающей среды и их расход не учитывается в формуле расчёта импульса, в которой фигурирует только массовый расход горючего. Однако использование окружающей среды при больших скоростях движения вызывает вырождение ВРД — их удельный импульс падает с ростом скорости. Приведённое в таблице значение соответствует дозвуковым скоростям.
 
Приведенное значение удельного импульса для жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) соответствует показателям эффективности современных [[LOX|кислородно]]-[[LH2|водородных]] ЖРД в вакууме. Наибольшее значение, когда-либо продемонстрированное на практике, было получено с использованием трехкомпонентной схемы [[литий]]/[[водород]]/[[фтор]] и составляет 542 секунды (5 320  м/с), но ей не было найдено практического применения по причине технологических трудностей<ref>ARBIT, H. A., CLAPP, S. D., DICKERSON, R. A., NAGAI, C. K., [http://web.archive.org/web/20070516151721/http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=mtgpaper&gID=40999 Combustion characteristics of the fluorine-lithium/hydrogen tripropellant combination.] AMERICAN INST OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS, PROPULSION JOINT SPECIALIST CONFERENCE, 4TH, CLEVELAND, OHIO, Jun 10-14, 1968. {{ref-en}}</ref><ref>[http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19680007319_1968007319.pdf Lithium-fluorine-hydrogen tripropellant study], ''ARBIT, H. A., et al., [[Рокетдайн]], [[НАСА]]'', 1968 {{ref-en}}</ref>.
 
{| class="standard"
== См. также ==
* [[Формула Циолковского]]
* [[Гидразин#Гидразин как топливо|Значения удельного импульса при применении [[Гидразин#Гидразин как топливо|гидразина]]
 
== Примечания ==
;Использованная литература и источники
{{примечания}}
 
== Ссылки ==
* Tom Benson, [https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/specimp.html Specific Impulse] / The Beginner'sBeginner’s Guide to Aeronautics // Glenn Research Center, NASA {{ref-en}}
* Z. S. Spakovszky, [http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node102.html 14.1 Thrust and Specific Impulse for Rockets] / 16.Unified: Thermodynamics and Propulsion // MIT, 2006 {{ref-en}}
 
{{rq|img}}<!-- перевод File:Specific-impulse-kk-20090105.png ? -->
 
[[Категория:Реактивные двигатели]]