Impuls właściwy - Polski Serwis Naukowy

Impuls właściwy – parametr silnika rakietowego w napędzie statków kosmicznych, oznaczany Isp, równy stosunkowi popędu wytworzonej siły ciągu do masy zużytych materiałów (paliwa i utleniacza): $I_{}=\frac{F\ \Delta t}{\Delta m} = \frac{\Delta p}{\Delta t}\cdot \frac{\Delta t}{\Delta m} = \frac{\Delta p}{\Delta m}$ .

Równoważnie jest to ilorazowi siły ciągu i strumienia masy, tj. masy czynnika roboczego wyrzucanej w jednostce czasu. Pomijając inne siły działające na poruszany obiekt, impuls odpowiada przyrostowi pędu obiektu w wyniku zużycia jednostki masy paliwa rakietowego i jest jednym z najważniejszych parametrów silników rakietowych pracujących w przestrzeni kosmicznej.

Siła ciągu (ciąg) – siła będąca wynikiem działania silnika pojazdu, obiektu pływającego lub latającego. Siła ciągu jest siłą reakcji powstaje zgodnie z III zasadą dynamiki w wyniku oddziaływania układu napędowego pojazdu z innymi ciałami.

Statek kosmiczny - pojazd poruszający się poza atmosferą Ziemi. Pojazd ten musi być wyniesiony i rozpędzony do odpowiedniej prędkości przez silniki napędowe. Współczesne statki kosmiczne wynoszone są w górę dzięki napędowi rakietowemu, który wytwarza siłę odrzutu. Wyróżnia się kilka rodzajów statków kosmicznych:

Wymiarem impulsu właściwego w układzie SI jest: $\left[I_{}\right]=\operatorname{\left[\frac{N s}{kg}\right]}=\operatorname{\left[\frac{m}{s}\right]}$ ,

czyli wymiar prędkości – i w istocie impuls właściwy równy jest prędkości wylotowej gazu: $I_{}=v_{e}^{}$ .

Impuls w sekundach

Często impuls właściwy określa się jako wytwarzany popęd przypadający na jednostkę ciężaru paliwa w warunkach ziemskich: $I_{sp}=\frac{\frac{F\ \Delta t}{\Delta m}} g = \frac{\Delta p}{\Delta m g_0}$ .

Siłę ciągu określa wzór:

Wymiar wielkości fizycznej - wyrażenie danej wielkości za pomocą wielkości podstawowych danego układu wielkości fizycznych, w postaci iloczynu wielkości podstawowych w odpowiednich potęgach (wzorem wymiarowym, zbudowanym w oparciu o wzór definicyjny tej wielkości fizycznej).

Masa – jedna z podstawowych . W szczególnej teorii względności związana z ilością energii zawartej w obiekcie fizycznym. Najczęściej oznaczana literą m.

$\mathrm{F_{\rm c}}=I_{\rm sp} \cdot \frac{\Delta m} {\Delta t} \cdot g_{\rm 0} \,$ ,

gdzie: Fc – siła ciągu wytwarzana przez silnik, w niutonach, Isp – impuls właściwy w sekundach, Δm/Δt – szybkość tracenia masy (paliwa) w kg/s, g0 – przyspieszenie ziemskie w m/s².

Przypisy

Rocket Propulsion Elements, 7th Edition by George P. Sutton, Oscar Biblarz