Den specifikke impuls , generelt betegnet , er en teknik, der bruges til at måle effektiviteten af jetmotorer og raketmotorer . Den måler kraften, som maskinen udøver, som en funktion af mængden af brændstof, der forbruges pr. Tidsenhed. Inden for Astronautics , er kvotienten af to størrelser, hvoraf den ene er den stak af en thruster , og den anden produktet af massestrømmen af drivmiddel ved normale værdi af accelerationen af tyngdekraften. (Eller drivmiddel vægt flowskubbes ud). Den specifikke impuls gør det muligt at sammenligne et fremdrivningssystems effektivitet: jo større det er, jo mere effektivt er systemet.
Den specifikke impuls, homogen til en tid , udtrykkes i tidsenheder (oftest i sekunder ).
Det angiver den tid, hvor et kilogram af drivmiddel frembringer trykkraft nødvendigt at løfte en masse af et kg i jordens tyngdefelt (dvs. en kraft på ca. 9,81 N ):
hvor betegner trykket (i N ), den massestrømningshastigheden af gas til udstødning (i kg / s) og den tyngdeaccelerationen (i m / s 2 eller N / kg).
Vær forsigtig, momentumet divideres med den transporterede brændstofmasse, turbojets har derfor en højere specifik impuls, fordi de understøttes af en ekstern masse, som ikke bæres, og deres specifikke impuls ikke længere er proportional med udgangshastigheden for gasserne (for en raketmotor, det er tilstrækkeligt at gange den specifikke impuls med 9,81 for at opnå outputhastigheden).
På samme stak, jo større er specifik impuls af et drivmiddel, jo færre drivmidler det forbruger .
Det flydende dihydrogen ( LH2 ) / flydende ilt ( LOX ) -par , der anvendes på hovedtrinnet (EPC) i Ariane 5-raketten , har en specifik impuls på ca. 440 s .
Den specifikke impuls af raketmotorer er meget lavere end for jetmotorer, fordi mængden af energi, der forbruges til at skubbe ud gasserne, er større (deres hastighed er højere), og raketmotoren skal gå i gang med dets oxidant. I praksis har raketmotorer en specifik impuls, der topper omkring 500 sekunder for de mest effektive blandinger af brændstof / oxidator, mens jetmotorer kan nå 6000 sekunder.
For raketmotorer er gasudkastningshastigheden 9,81 gange den specifikke impuls, hvilket gør det let at anvende Tsiolkovskys ligning .
Fremdrivningstilstand | I sp (i s) | Kommentarer |
---|---|---|
LF2 / LLI + LH 2 | 542 | Fluor- triergol . Anvendes ikke til raketmotorer. |
LOX - LH 2 | 435 | Flydende ilt - flydende brint , den mest effektive blanding i kemisk fremdrift. Thrustere dyre at udvikle, kompleks opbevaring og stort volumen optaget af flydende brint, optimalt til de øvre faser af bæreraketter; stærke skub er vanskelige at opnå. |
LOX - RP-1 ( petroleum ) | 270 til 360 | Relativ effektiv blanding, der giver mulighed for at opnå betydelige træk med mindre komplekse drivmidler end LOX-LH-blandingen. Ofte brugt på russiske løfteraketter. |
N 2 O 4 - UDMH | 305 | Opbevarbar blanding, der ofte bruges på raketter, der stammer fra tidlige missiler. Bruges til fremdrift af rumsonder, fordi dens bevarelse er garanteret over lange perioder. |
Termisk nuklear fremdrift | ~ 800 | Ikke operationel til dato. |
Elektrisk thruster | 1.500 til 2.000 | Tillader kun, at der opnås meget svage stød. Anvendes til orienteringskontrol, små kredsløbskorrigeringer og semi-eksperimentelt til fremdrift af rumsonder. Kan ikke bruges til start fra en planet. |