• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Impuls właściwy

    Przeczytaj także...
    Siła ciężkości, pot. ciężar – jest to wypadkowa sił (zobacz też siła) z jaką Ziemia lub inne ciało niebieskie przyciąga dany obiekt i siły odśrodkowej wynikającej z obiegu określonego obiektu wokół Ziemi (ciała niebieskiego).Silnik rakietowy – rodzaj silnika odrzutowego, czyli wykorzystującego zjawisko odrzutu substancji roboczej, który nie pobiera w trakcie pracy żadnej substancji z otoczenia. Substancją roboczą mogą być produkty spalania (gazy spalinowe) powstałe przy utlenianiu paliwa (chemiczny silnik rakietowy), przy czym zarówno paliwo rakietowe jak i utleniacz znajdują się w zbiornikach napędzanego urządzenia (tlen nie jest pobierany z atmosfery), dzięki czemu silnik może pracować w dowolnych warunkach, np. w przestrzeni kosmicznej i pod wodą. Mogą nią być też jony rozpędzane elektromagnetycznie (silnik jonowy), plazma, także rozpędzana elektromagnetycznie (silnik plazmowy) lub strumień fotonów gamma (silnik fotonowy). Stosowany najczęściej w rakietach i promach kosmicznych oraz pociskach rakietowych.
    Popęd zwany też impulsem i popędem siły – wektorowa wielkość fizyczna równa iloczynowi siły i czasu jej działania:

    Impuls właściwy – parametr silnika rakietowego w napędzie statków kosmicznych, oznaczany I lub Isp, równy stosunkowi popędu wytworzonej siły ciągu do masy zużytych materiałów (paliwa i utleniacza): .

    Równoważny jest ilorazowi siły ciągu i strumienia masy, tj. 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.

    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: ,

    czyli wymiar prędkości – i w istocie impuls właściwy równy jest średniej prędkości wylotowej gazu:

    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).NERVA (ang. Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) – amerykański program rakietowy prowadzony od wczesnych lat 60. XX wieku, którego założeniem było wykorzystanie termicznego napędu jądrowego. Główna zasada działania NERVY była podobna jak zwykłej rakiety chemicznej – bezpośredni czynnik napędzający stanowiły gorące gazy wylotowe uchodzące przez tradycyjnie skonstruowaną dyszę. Inna była natomiast zasada uzyskiwania energii gazów – były one podgrzewane przez reaktor jądrowy.
    .

    Impuls w sekundach[]

    Często impuls właściwy określa się jako wytwarzany popęd przypadający na jednostkę ciężaru paliwa w warunkach ziemskich:

    Masa – jedna z podstawowych wielkości fizycznych określająca bezwładność (masa bezwładna) i oddziaływanie grawitacyjne (masa grawitacyjna) obiektów fizycznych. Jest wielkością skalarną. Potocznie rozumiana jako miara ilości materii obiektu fizycznego. W szczególnej teorii względności związana z ilością energii zawartej w obiekcie fizycznym. Najczęściej oznaczana literą m.Silnik jonowy (ang. ion engine, ion propulsion system) – rodzaj silnika rakietowego, w którym czynnikiem nośnym są jony rozpędzane w wyniku oddziaływania elektromagnetycznego.
    .

    Siłę ciągu określa wzór: ,

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

    Obecnie używane w 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. Silniki opracowany w ramach programu NERVA, w którym energię dostarczał reaktor jądrowy a substancją roboczą był wodór, miał impuls właściwy 850 s. Obecnie używane silniki jonowe mają impuls właściwy rzędu kilku tysięcy sekund.

    Przypisy

    1. 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, str. 129, hasło "impuls właściwy".



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.029 sek.