Impuls właściwy: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
Komor (dyskusja | edycje)
Linia 1:
'''Impuls właściwy''' – parametr [[silnik rakietowy|silnika rakietowego]] w napędzie [[statek kosmiczny|statków kosmicznych]], oznaczany ''<math>I''</math> lub ''I<submath>I_{sp},</submath>'', równy stosunkowi [[popęd (fizyka)|popędu]] wytworzonej [[siła ciągu|siły ciągu]] do masy zużytych materiałów (paliwa i utleniacza):
:: <math>I=\frac{F\ \Delta t}{\Delta m} = \frac{\Delta p}{\Delta t}\cdot \frac{\Delta t}{\Delta m} = \frac{\Delta p}{\Delta m}.</math>.
 
Równoważny jest ilorazowi [[siła|siły]] ciągu i strumienia masy, tj. [[masa (fizyka)|masy]] czynnika roboczego wyrzucanego w jednostce czasu. Pomijając inne siły działające na poruszany obiekt, impuls właściwy odpowiada przyrostowi pędu obiektu w wyniku zużycia jednostki masy paliwa rakietowego i jest jednym z najważniejszych parametrów silników rakietowych pracujących w przestrzeni kosmicznej.
 
[[Wymiar wielkości fizycznej|Wymiarem]] impulsu właściwego w układzie [[Układ SI|SI]] jest:
:: <math>\left[I\right]=1 \mathrm{\frac{N \cdot s}{kg}=1 \frac{m}{s}},</math>,
 
czyli wymiar [[prędkość|prędkości]] – i w istocie impuls właściwy równy jest średniej prędkości wylotowej gazu:
:: <math>I=v_{e}v_e^{}.</math>.
 
== Impuls w sekundach ==
Często impuls właściwy określa się jako wytwarzany [[Popęd (fizyka)|popęd]] przypadający na jednostkę [[siła ciężkości|ciężaru]] paliwa w warunkach ziemskich<ref>Rocket Propulsion Elements, 7th Edition by George P. Sutton, Oscar Biblarz ; Praca zbiorowa ''Kopernik, astronomia, astronautyka : przewodnik encyklopedyczny'' pod red. Włodzimierza Zonna, Warszawa, PWN, 1973, strs. 129, hasło "impuls„impuls właściwy"właściwy”.</ref>:
:: <math>I_{sp}=\frac{F\ \Delta t}{g \Delta m } = \frac{\Delta p}{g \Delta m}.</math>.
 
:: <math>I_{sp}=\frac{F\ \Delta t}{g \Delta m } = \frac{\Delta p}{g \Delta m}</math>.
Siłę ciągu określa wzór:
:: <math>F_{\rmF_c c}= I_{\rm sp} \frac{\Delta m} { \Delta t} g \,</math>,
 
gdzie:
: ''F<submath>cF_c</submath>'' – siła ciągu wytwarzana przez silnik w [[niuton]]ach,
: ''I<submath>I_{sp}</submath>'' – impuls właściwy w sekundach,
: ''Δm<math>\Delta m /Δt'' \Delta t</math> – szybkość tracenia masy (paliwa) w kg/s,
: ''<math>g''</math> – [[przyspieszenie ziemskie]] w m/s<sup>2</sup>².
 
Obecnie używane w [[rakieta nośna|rakietach nośnych]] silniki używające jako paliwa ciekłego wodoru, a jako utleniacza ciekłego tlenu, mają impuls właściwy ok. 450 s (lub 4400 m/s), zaś silniki używające jako paliwa nafty, a jako utleniacza ciekłego tlenu, mają impuls właściwy ok. 330 s (lub 3200 m/s). Rakiety na paliwo stałe mają impuls właściwy poniżej 300 s. Silnik opracowany w ramach programu [[NERVA]], w którym energię dostarczał reaktor jądrowy a substancją roboczą był wodór, miał impuls właściwy 850 s. Obecnie używane [[silnik jonowy|silniki jonowe]] mają impuls właściwy rzędu kilku tysięcy sekund.
 
== Przypisy ==