Specific Impulse (SP) yog ib qho kev ntsuas seb lub foob pob hluav taws lossis lub cav siv roj npaum li cas. Los ntawm kev txhais, qhov no yog tag nrho cov surge xa mus rau ib chav tsev ntawm lub hwj chim noj thiab yog sib npaug ntawm qhov loj me rau qhov thrust generated faib los ntawm huab hwm coj txaus. Yog hais tias kilograms raug siv los ua ib chav tsev ntawm propellant, ces qhov tshwj xeeb impulse yog ntsuas raws li qhov tshaj tawm. Yog tias qhov hnyav hauv newtons lossis phaus-force yog siv los hloov, ces tus nqi tshwj xeeb yog qhia raws li lub sijhawm, feem ntau yog vib nas this.
Multiplying the flow velocity by the standard gravity converts GI rau mass.
Tsiolkovsky equation
Qhov tshwj xeeb impulse ntawm lub cav loj dua yog siv tau zoo dua los ua kom muaj zog rau pem hauv ntej. Thiab nyob rau hauv rooj plaub thaum siv foob pob ua ntxaij, yuav tsum tau siv roj tsawg. Nws yog tus uas xav tau rau qhov no delta-v. Raws li qhov sib npaugTsiolkovsky, nyob rau hauv lub tshwj xeeb impulse ntawm lub foob pob ua ntxaij cav, lub cev muaj zog yog ntau npaum li cas nyob rau hauv nce, nyob deb thiab ceev. Qhov kev ua tau zoo no tsis tshua muaj qhov tseem ceeb hauv cov qauv reactive. Uas siv tis thiab sab nraum cua rau combustion. Thiab nqa ib lub load uas hnyav dua li roj.
Cov kev xav tshwj xeeb suav nrog cov lus tsa suab uas tsim los ntawm cov huab cua sab nraud siv rau kev sib txuas thiab depleted los ntawm siv roj. Lub tshuab dav hlau siv cov cua sab nraud rau qhov no. Thiab yog li ntawd lawv muaj UI ntau dua li cov tshuab foob pob hluav taws. Lub tswv yim no, los ntawm qhov pom ntawm cov khoom siv roj, muaj cov ntsuas ntsuas ntawm kev ncua sij hawm. Uas yog ib qho khoom muaj nqis hu ua "effective exhaust gas velocity". Qhov no yog siab tshaj qhov tso pa tawm tiag tiag. Vim hais tias huab cua huab cua rau combustion yog tsis muab rau hauv tus account. Qhov tseeb thiab siv tau zoo tshaj plaws yog tib yam hauv lub foob pob hluav taws uas tsis siv cua lossis dej piv txwv.
kev txiav txim siab dav dav
Tus nqi roj feem ntau yog ntsuas hauv units ntawm pawg. Yog hais tias nws yog siv, ces qhov tshwj xeeb impulse yog impulse ib EM, uas, raws li qhia los ntawm qhov loj tsom xam, muaj units ntawm tshaj tawm. Thiab yog li UI feem ntau ntsuas hauv meters ib ob. Thiab feem ntau hu ua qhov ua tau zoo ntawm cov pa tawm. Txawm li cas los xij, yog tias siv loj, qhov tshwj xeeb impulse ntawm cov roj faib los ntawm lub zog hloov mus ua ib chav tsev ntawm lub sijhawm. Thiab yog li kev thawb tshwj xeeb yog ntsuas hauv vib nas this.
Nws yog txoj cai no uas yog ib qho tseem ceeb hauv lub ntiaj teb niaj hnub no, siv dav nrogcoefficient r0 (tsis tu ncua ntawm gravitational acceleration ntawm lub ntiaj teb nto).
Nws tsim nyog sau cia tias qhov kev hloov pauv ntawm lub foob pob hluav taws lub zog (nrog rau nws cov roj) ib chav tsev ntawm lub sijhawm yog sib npaug rau qhov tshwj xeeb thrust impulse.
Specific
Qhov siab dua, cov roj tsawg yuav tsum tau tsim kom muaj kev txhawb zog rau qee lub sijhawm. Hauv qhov no, cov kua dej ua haujlwm zoo dua, qhov ntau dua nws cov UI. Txawm li cas los xij, qhov no yuav tsum tsis txhob tsis meej pem nrog kev ua haujlwm ntawm lub zog, uas tuaj yeem txo qis nrog kev nce siab, txij li qhov tshwj xeeb impulse ntawm lub cav, uas muab cov txiaj ntsig siab, xav tau ntau lub zog los ua qhov no.
Tsis tas li, nws yog ib qho tseem ceeb kom paub qhov txawv thiab tsis txhob cuam tshuam kev rub nrog ib qho kev thawb tshwj xeeb. UI yog tsim rau ib chav tsev ntawm cov roj siv. Thiab thrust yog instantaneous los yog ncov quab yuam uas yog generated los ntawm ib tug tshwj xeeb ntaus ntawv. Hauv ntau qhov xwm txheej, cov txheej txheem tshwj xeeb ntawm kev txhawb nqa impulse - qee qhov kev teeb tsa ion ncav cuag 10,000 vib nas this - ua rau qis qis.
Thaum xam lub laub, tsuas yog cov roj uas nqa nrog lub tsheb ua ntej siv yog muab rau hauv tus account. Yog li ntawd, rau lub foob pob hluav taws chemist, qhov loj yuav muaj xws li ob qho tib si propellant thiab oxidizer. Rau cov tshuab ua pa hauv huab cua, tsuas yog cov kua dej tsuas yog coj mus rau hauv tus account, tsis yog huab cua ntau dhau los ntawm lub cav.
Atmospheric luag thiab cov nroj tsuag tsis muaj peev xwm tswj tau qhov siab tshwj xeeb ntawm kev kub hnyiab yog qhov tseeb yog vim li cas vim li cas tag nrho cov roj tsis raug siv sai li sai tau.
Havlub cev muaj zog nrog MI zoo yuav tsis ua haujlwm zoo hauv kev nce toj, kev ncua deb lossis nrawm raws li lub teeb ntsuas nrog kev ua haujlwm tsis zoo
Yog tias nws tsis yog rau huab cua tsis kam thiab txo cov roj noj thaum lub sijhawm ya davhlau, MI yuav yog ib qho kev ntsuas ncaj qha ntawm lub cav qhov ua tau zoo hauv kev hloov huab cua mus rau pem hauv ntej propulsion.
Tshwj xeeb impulse hauv vib nas this
Qhov feem ntau chav rau ib qho kev thawb yog Hs. Ob qho tib si nyob rau hauv cov ntsiab lus ntawm SI thiab nyob rau hauv cov ntaub ntawv uas imperial los yog pa tus nqi yog siv. Qhov zoo ntawm cov vib nas this yog qhov ntsuas ntawm qhov ntsuas thiab tus lej tus nqi yog tib yam rau txhua lub tshuab thiab yog qhov tseem ceeb thoob ntiaj teb. Yuav luag txhua tus neeg tsim khoom sau lawv lub cav ua haujlwm hauv vib nas this. Thiab cov cuab yeej zoo li no kuj tseem muaj txiaj ntsig rau kev txiav txim siab qhov tshwj xeeb ntawm cov cuab yeej siv dav hlau.
Siv meters ib ob los nrhiav qhov ua tau zoo tshaj tawm kuj yog qhov zoo. Qhov thaiv no yog qhov nkag siab zoo thaum piav txog lub foob pob hluav taws cav, txawm hais tias qhov ua tau zoo tshaj plaws ntawm cov khoom siv yuav txawv ntawm qhov tseeb. Qhov no feem ntau yuav yog vim cov roj thiab cov oxidizer tau muab pov tseg tom qab lub turbopumps tau qhib. Rau cov cua-ua pa dav hlau tshuab, qhov ua tau zoo tshaj tawm tsis muaj lub ntsiab lus ntawm lub cev. Txawm hais tias nws yuav raug siv rau kev sib piv.
Units
Cov txiaj ntsig tau nthuav tawm hauv Ns (hauv kilograms) tsis yog qhov tsis tshua muaj thiab cov lej sib npaug rau qhov ua tau zoo tshaj tawm hauv m / s (los ntawm Newton txoj cai thib ob thiab nwstxhais).
Lwm qhov sib npaug yog qhov kev siv roj tshwj xeeb. Nws muaj cov ntsuas ntsuas xws li g (kN s) lossis lb/hr. Ib qho ntawm cov chav nyob no yog qhov sib npaug ntawm qhov kev xav tau tshwj xeeb. Thiab kev siv roj tau dav siv los piav txog kev ua haujlwm ntawm lub dav hlau tshuab.
lus txhais
Rau txhua lub tsheb, qhov tshwj xeeb impulse (thawb ib chav hnyav ntawm roj hauv ntiaj teb) hauv vib nas this tuaj yeem txiav txim siab los ntawm qhov sib npaug hauv qab no.
Yuav kom qhia meej qhov xwm txheej, nws tseem ceeb kom qhia meej tias:
- F yog tus qauv quab yuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus, uas yog lub npe hu ua lub zog ntawm lub ntiaj teb saum npoo, hauv m / s 2 (los yog ft / s squared).
- g yog qhov loj txaus tus nqi hauv kg / s, uas zoo li qhov tsis zoo nrog rau qhov kev hloov pauv ntawm lub tsheb loj dhau sijhawm (raws li cov roj raug thawb tawm).
ntsuas
Cov lus Askiv, phaus, feem ntau siv dua li lwm chav. Thiab tseem thaum siv tus nqi no ib ob rau tus nqi ntws, thaum hloov pauv, qhov tsis tu ncua r 0 yuav tsis tsim nyog. Raws li nws dhau los ua qhov sib npaug rau phaus faib los ntawm g 0.
Kuv sp hauv vib nas this yog lub sijhawm uas lub cuab yeej tuaj yeem tsim lub zog tshwj xeeb ntawm lub tshuab foob pob hluav taws, muab tus nqi ntawm lub zog uas nws qhov hnyav sib npaug.
Qhov zoo ntawm cov lus no yog siv taufoob pob hluav taws, qhov twg tag nrho cov tshuaj tiv thaiv huab hwm coj thauj mus rau hauv lub nkoj, nrog rau cov dav hlau, qhov twg feem ntau ntawm cov tshuaj tiv thaiv huab hwm coj los ntawm huab cua. Tsis tas li ntawd, nws muab cov txiaj ntsig uas tsis muaj kev ywj pheej ntawm cov units siv.
Tshwj xeeb impulse raws li kev tshaj tawm (cov pa tawm nrawm)
Vim vim qhov geocentric yam g 0 hauv qhov sib npaug, ntau tus nyiam los txhais lub foob pob hluav taws (tshwj xeeb) hais txog kev sib tw ntawm ib chav tsev ntawm cov roj ntws. Qhov no yog qhov sib npaug siv tau (thiab qee qhov yooj yim dua) txoj hauv kev los txiav txim siab qhov tshwj xeeb impulse efficiency ntawm tus kiv cua. Yog tias peb xav txog lwm yam kev xaiv, qhov xwm txheej yuav luag txhua qhov chaw tib yam. Lub foob pob hluav taws ntawm qee qhov tshwj xeeb impulse tsuas yog qhov ua tau zoo tshaj plaws ntawm cov khoom siv. Ob tug cwj pwm ntawm ib qho kev thawb yog proportional rau ib leeg thiab muaj feem xyuam raws li hauv qab no.
Yuav siv tus qauv, koj yuav tsum nkag siab tias:
- I - tshwj xeeb impulse hauv vib nas this.
- v - thawb, ntsuas hauv m/s. Uas yog sib npaug rau qhov ua tau zoo tshaj tawm, ntsuas hauv m / s (los yog ft / s, nyob ntawm tus nqi ntawm g).
- g yog tus qauv ntawm lub ntiajteb txawj nqus, 9.80665 m/s 2. Hauv Imperial units 32.174 ft/s 2.
Qhov kev sib npaug no kuj siv tau rau lub tshuab dav hlau, tab sis tsis tshua siv hauv kev xyaum.
Nco ntsoov tias qee zaus siv cov cim sib txawv. Piv txwv li, c kuj raug txiav txim siab rau kev tawm nrawm. Thaum lub cimsp tuaj yeem siv tau rau UI hauv units ntawm N s / kg. Txhawm rau kom tsis txhob muaj kev ntxhov siab, nws yog qhov xav tau tshwj xeeb rau tus nqi tshwj xeeb, ntsuas hauv vib nas this ua ntej pib qhov kev piav qhia.
Qhov no muaj feem xyuam rau lub zog los yog lub zog ntawm kev txav ntawm qhov tshwj xeeb impulse ntawm lub foob pob hluav taws cav, cov qauv.
Ntawm no yog qhov kev siv roj ntau, uas yog qhov txo qis ntawm qhov loj ntawm lub tsheb.
Minimization
Lub foob pob hluav taws yuav tsum nqa tag nrho nws lub zog. Yog li ntawd, qhov loj ntawm cov zaub mov tsis tau hlawv yuav tsum tau nrawm nrog rau lub cuab yeej nws tus kheej. Kev txo qis cov roj uas xav tau kom ua tiav qhov kev txhawb nqa yog qhov tseem ceeb rau kev tsim cov foob pob hluav taws kom zoo.
Tsiolkovsky qhov tshwj xeeb impulse mis qhia tau hais tias rau lub foob pob hluav taws nrog ib qho khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob
Ib lub dav hlau tsis muaj lub kiv cua txav mus rau hauv lub orbit txiav txim siab los ntawm nws txoj kev taug thiab txhua qhov chaw gravitational. Kev sib txawv ntawm cov qauv sib xws (hu ua Δv) tau ua tiav los ntawm kev thawb cov pa pa tawm mus rau qhov sib txawv ntawm qhov xav tau hloov.
Kev nrawm piv rau qhov nrawm nrawm
Ntawm no yog tsim nyog sau cia tias ob lub ntsiab lus no tuaj yeem sib txawv heev. Piv txwv li, thaum lub foob pob hluav taws tso rau hauv cov huab cua, huab cua siab sab nraum lub cav ua raunres quab yuam. Uas txo cov impulse tshwj xeeb thiab qhov ua tau zoo tshaj tawm tau txo qis, thaum lub nrawm nrawm tseem xyaum tsis hloov. Tsis tas li ntawd, qee zaum foob pob hluav taws cav muaj qhov sib cais rau cov roj turbine. Kev suav ntawm qhov ua tau zoo tshaj tawm cov pa tawm tom qab ntawd yuav tsum muaj qhov nruab nrab ntawm ob qhov dej ntws raws li kev coj mus rau hauv tus account txhua qhov atmospheric siab.
nce kev ua haujlwm
Rau lub dav hlau ua pa dav hlau, tshwj xeeb turbofans, qhov tso pa tawm tiag tiag thiab nrawm nrawm sib txawv los ntawm ntau qhov kev txiav txim siab. Qhov no yog vim qhov tseeb tias thaum siv huab cua raws li cov tshuaj tiv thaiv huab hwm coj, lub zog ntxiv tseem ceeb tau ua tiav. Qhov no tso cai rau kom muaj kev sib tw zoo dua ntawm airspeed thiab pa tawm tshaj tawm, uas txuag lub zog thiab roj. Thiab ua kom muaj txiaj ntsig zoo ntxiv thaum txo qhov nrawm nrawm.
Energy Efficiency
Rau cov foob pob hluav taws thiab foob pob ua ntxaij zoo li lub cav xws li cov qauv ion, sp txhais tau tias qis zog ua haujlwm.
Nyob hauv cov qauv no, v e yog qhov dav dav dav dav.
Yog li qhov xav tau quab yuam yog proportional rau txhua qhov tso tawm nrawm. Ntawm qhov nrawm dua, yuav tsum muaj lub zog ntau dua rau tib lub zog, ua rau lub zog qis dua los ntawm ib chav.
Txawm li cas los xij, tag nrho lub zog rau lub hom phiaj yog nyob ntawm kev siv roj tag nrho nrog rau ntau npaum li cas lub zog yuav tsum tau siv rau ib chav. Rau qis tso pa tawm ceevhais txog lub hom phiaj ntawm delta-v, cov tshuaj tiv thaiv loj heev yog xav tau. Qhov tseeb, vim li no, qhov qis qis tshaj tawm tsis muaj zog. Tab sis nws hloov tawm tias tsis muaj hom twg tau qhab nia siab tshaj.
Variable
Txoj kev xav, rau qhov muab delta-v, nyob rau hauv qhov chaw, ntawm tag nrho cov pa tawm nrawm nrawm, ve=0.6275 yog lub zog tshaj plaws rau qhov muab qhov kawg. Yog xav paub ntxiv, koj tuaj yeem saib lub zog hauv lub tshuab propulsion ntawm lub dav hlau.
Txawm li cas los xij, qhov sib txawv ntawm cov pa tawm tuaj yeem ua kom muaj zog ntau dua. Piv txwv li, yog tias lub foob pob hluav taws nrawm nrawm ntawm qee qhov zoo pib tshaj tawm uas siv cov pa tawm nrawm uas sib npaug ntawm cov khoom nrawm, tsis muaj lub zog poob raws li cov khoom sib txuas ntawm cov tshuaj tiv thaiv. Raws li nws yuav nyob ruaj ruaj.
