Špecifický impulz

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Špecifický impulz (označuej sa Isp) je jedným z najdôležitejších parametrov raketových a prúdových motorov. Udáva palivovú účinnosť motora, dá sa prirovnať k hodnote litrov/100 km udávanej u automobilov, len v prevrátenej hodnote. Je definovaný buď ako pomer ťahu k množstvo pracovnej látky pretekajúcej tryskou, alebo ako doba po ktorú poskytuje 1 kilogram pohonnej zmesi ťah 1 newton.

Definícia[upraviť | upraviť zdroj]

Špecifický impulz rôznych pohonov, prúdový motor, náporový motor (RAMJET), supersonický náporový motor (SCRAMJET), raketový motor

Základná definícia špecifického impulzu je pomer ťahu, ktorý vzniká pri spálení daného množstvo pohonnej látky (u raketových motorov sa počíta celková hmotnosť paliva a okysličovacej látky) za sekundu a udáva sa v Ns/kg. Z toho vyplýva, že čím väčší je špecifický impulz, tým menej paliva je potrebné na dosiahnutie ťahu a tým je vyššia palivová účinnosť. Palivová účinnosť však neznamená energetickú účinnosť (napríklad iónové motory). Špecifický impulz nemôže byť zamieňaný s výkonom alebo ťahom motora, vysoký špecifický impulz teda neznamená vysoký ťah (napríklad iónové motory majú Isp až 30 000 Ns/kg ale veľmi malý ťah).

Špecifický impulz sa veľmi často vyjadruje v sekundách, to znamená že jeho hodnota udáva koľko sekúnd dokáže 1 kilogram paliva poskytovať ťah 1 newton. S týmto značením sa možno stretnúť najčastejšie.

Výpočet[upraviť | upraviť zdroj]

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

  • Ftah - ťah motora v Newtonoch
  • Isp - špecifický impulz v sekundách
  • \frac {\Delta m} {\Delta t} - hmotnostný prietok paliva
  • g0 - gravitačné zrýchlenie na povrchu Zeme

Udanie Isp v sekundách má tú výhodu, že ho možno aplikovať na rakety, ktoré si vezú všetky látky potrebné na reakciu so sebou, aj na prúdové motory, ktoré získavajú oxidačné činidlo z atmosféry.

Špecifický impulz nie je pre danú konštrukciu parameter konštantný, mení sa s výškou, respektíve s tlakom okolitého prostredia. Preto sa u raketových motorov obvykle uvádzajú dve hodnoty Isp - jedna pre "sea level" - pre tlak na úrovni hladiny mora, a druhá pre vákuum. Špecifický impulz vo vákuu je vždy o niečo vyšší.

Jednotky[upraviť | upraviť zdroj]

Prevodna tabuľka

Špecifický impulz Špecifický impulz Efektívna výtoková rýchlosť Špecifická spotreba paliva
Jednotky SI = X sekúnd = 9,8066 · X N·s/kg = 9,8066 · X m/s = (101 972 / X) g/kN·s
Imperiálne jednotky = X sekúnd = X lbf·s/lb = 32,16 · X ft/s = (3600 / X) lb/lbf·h

Príklady[upraviť | upraviť zdroj]

Motor Efektivna výtoková rýchlosť
(m/s, N·s/kg)
Špecifický impulz
(s)
Energia v kg
(MJ/kg)
Prúdový motor
29 000 (skutečne asi ~300 až 400) 3 000 43
Raketový motor na tuhé pohonné látky
2 500 250 3,0
Raketový motor na kvapalné pohonné látky
4 400 450 9,7
Iónový motor 29 000 3 000 430
VASIMR 290 000 30 000 43 000

Zdroje[upraviť | upraviť zdroj]

  • Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Specifický impuls na českej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).

Externé odkazy[upraviť | upraviť zdroj]