Питома імпульс: визначення поняття, характеристика, розрахунок

Загальні міркування

Кількість пального зазвичай вимірюється в одиницях маси. Якщо вона використовується, то питома поштовх являє собою імпульс на ЕМ, який, як показує аналіз розмірів, має одиниці швидкості. І тому УІ часто вимірюються в метрах в секунду. І часто називаються ефективної стрімкістю вихлопу. Однак якщо використовується маса, питома імпульс палива, поділений на силу, виявляється одиницею часу. І тому конкретні поштовхи вимірюються в секундах.

Саме це правило є основним у сучасному світі, широко використовується з коефіцієнтом г0 (постійна від гравітаційного прискорення на поверхні Землі).

Варто звернути увагу, що швидкість зміни спонукання ракети (у тому числі її палива) за одиницю часу дорівнює питомій імпульсу тяги.

Специфіка

Чим вище поштовх, тим менше палива потрібно для створення заданої тяги протягом певного часу. В цьому відношенні рідина тим ефективніше, чим більше його УІ. Однак це не слід плутати з енергоефективністю, яка може зменшуватися при збільшенні поштовху, оскільки питома імпульс двигуна, що дає високі результати, вимагає для цього великої енергії.

Крім того, важливо розрізняти і не плутати тягу і специфічний поштовх. УІ створюється на одиницю витраченого палива. А тяга — це миттєва або пікова сила, яка утворюється конкретним пристроєм. У багатьох випадках рухові установки з дуже високим питомим імпульсом — деякі іонні установки досягають 10 000 секунд — створюють низьку тягу.

При розрахунку поштовху враховується тільки паливо, що перевозиться з транспортним засобом перед використанням. Отже, для ракети-хіміка маса буде включати в себе як паливо, так і окислювач. Для двигунів з повітряним диханням враховується тільки сума рідини, а не маса повітря, що проходить через двигун.

Опір атмосфери і нездатність установки підтримувати високий питомий імпульс при великій швидкості горіння — це саме та причина, чому все паливо не використовується настільки швидко, наскільки це можливо.

Більш важкий двигун з хорошим УІ може бути не так ефективний при наборі висоти, відстані або швидкості, як легкий прилад з низькими показниками

Якби не опір повітря і зменшення витрат пального під час польоту, УІ був би прямий мірою ефективності двигуна перетворення маси в руху вперед.