Difference between revisions of "Specific impulse/hu"
| Line 1: | Line 1: | ||
| − | A '''fajlagos impulzus [specific impulse]''' meghatározza a [[engine/hu|hajtómű]] hatékonyságát. Ez a tolóerőhöz és az | + | A '''fajlagos impulzus [specific impulse]''' meghatározza a [[engine/hu|hajtómű]] hatékonyságát. Ez a tolóerőhöz és az hajtóanyag-fogyasztáshoz kötődik. A mértékegysége lehet m/s vagy csak másodperc. |
== <span id="Formula">Képlet </span> [Formula]== | == <span id="Formula">Képlet </span> [Formula]== | ||
{{Formula|math=I_{sp} = \frac{F_T}{\dot m}|where=* <math>I_{sp}</math> a fajlagos impulzus m/s-ban | {{Formula|math=I_{sp} = \frac{F_T}{\dot m}|where=* <math>I_{sp}</math> a fajlagos impulzus m/s-ban | ||
* <math>F_T</math> a tolóerő Newtonban | * <math>F_T</math> a tolóerő Newtonban | ||
| − | * <math>\dot m</math> az | + | * <math>\dot m</math> az hajtóagyag-fogyasztás kg/s-ban}} |
Ezt az értéket g<sub>0</sub>-val beszorozva meg lehet változtatni a mértékegységet "másodpercre", amivel elkerülhető az átváltási problémák az SI és a birodalmi (angolszász) mértékegységek közt. A g<sub>0</sub> érték úgy viselkedik mint egy átváltási érték és nem változik, ha a járműre ható tömegvonzás megváltozik - lévén a g<sub>0</sub> a Föld felszíni gyorsulása. Általában mindkét értéket fajlagos impulzusnak nevezik és a rövidítése I<sub>sp</sub>. A I<sub>sp,g<sub>0</sub></sub> rövidítés csak tisztázásnak használják, mivel a két érték nem azonos. Ez utóbbit néha tömegre fajlagos impulzusnak nevezik. | Ezt az értéket g<sub>0</sub>-val beszorozva meg lehet változtatni a mértékegységet "másodpercre", amivel elkerülhető az átváltási problémák az SI és a birodalmi (angolszász) mértékegységek közt. A g<sub>0</sub> érték úgy viselkedik mint egy átváltási érték és nem változik, ha a járműre ható tömegvonzás megváltozik - lévén a g<sub>0</sub> a Föld felszíni gyorsulása. Általában mindkét értéket fajlagos impulzusnak nevezik és a rövidítése I<sub>sp</sub>. A I<sub>sp,g<sub>0</sub></sub> rövidítés csak tisztázásnak használják, mivel a két érték nem azonos. Ez utóbbit néha tömegre fajlagos impulzusnak nevezik. | ||
{{Formula|math=I_{sp,g_0} = \frac{F_T}{\dot m \cdot g_0} = \frac{I_{sp} }{g_0}|where=* <math>I_{sp,g_0}</math> a fajlagos impulzus másodpercben | {{Formula|math=I_{sp,g_0} = \frac{F_T}{\dot m \cdot g_0} = \frac{I_{sp} }{g_0}|where=* <math>I_{sp,g_0}</math> a fajlagos impulzus másodpercben | ||
| Line 14: | Line 14: | ||
* <math>I_{sp_i}</math> az egyes hajtóművek fajlagos impulzusa másodpercben | * <math>I_{sp_i}</math> az egyes hajtóművek fajlagos impulzusa másodpercben | ||
* <math>F_{T_i}</math> az egyes hajtóművek tolóerő Newtonban | * <math>F_{T_i}</math> az egyes hajtóművek tolóerő Newtonban | ||
| − | * <math>\dot m</math> az | + | * <math>\dot m</math> az hajtóanyag-fogyasztás kg/s-ban}} |
Mikor az üzemanyag fogyasztást nem használják a képletben, csak az a fontos, hogy a tolóerők azonos mértékegységekben legyenek megadva (pl. kN) és a fajlagos impulzusok is azonos mértékegységben legyenek (pl. másodperc). Az eredmény azonos mértékegységű lesz azzal, amiben a hajtóművek fajlagos impulzusát megadtuk. Ha minden hajtóműnek azonos a fajlagos impulzusa akkor a közös fajlagos impulzusuk is meg fog ezzel egyezni. | Mikor az üzemanyag fogyasztást nem használják a képletben, csak az a fontos, hogy a tolóerők azonos mértékegységekben legyenek megadva (pl. kN) és a fajlagos impulzusok is azonos mértékegységben legyenek (pl. másodperc). Az eredmény azonos mértékegységű lesz azzal, amiben a hajtóművek fajlagos impulzusát megadtuk. Ha minden hajtóműnek azonos a fajlagos impulzusa akkor a közös fajlagos impulzusuk is meg fog ezzel egyezni. | ||
== <span id="Physical background">Fizikai Háttér </span> [Physical background] == | == <span id="Physical background">Fizikai Háttér </span> [Physical background] == | ||
| − | A KSP világában az | + | A KSP világában az hajtóanyag-felhasználás a legtöbb hajtóműnél függ a légköri nyomástól és a legkisebb fogyasztással a vákuumban. Így a fajlagos impulzus a legnagyobb a vákuumban. A való világban a helyzet fordított: az hajtóanyag fogyasztás állandó, de a tolóerő növekszik a nyomás csökkenésével, mert könnyebben és stabilabban áramlik ki az (elégetett) hajtóanyag. Mivel a magasabb tolóerő azonos hajtóanyag-fogyasztás mellett hatékonyabb, a fajlagos impulzus szintén növekszik. A fajlagos impulzus ezen a módon csak [[reaction engine/hu|reakciós hajtóművek]]re (rakéta) számítható, és nem a [[jet engine/hu|sugárhajtómű]]vekre amelyek más elven működnek. |
| − | + | A fajlagos impulzus általában alacsonyabb mint a kiáramlási sebességből következne. Ez azért van mert az felhasznált hajtóanyag egy része nem közvetlenül hajt, mivel hajtania kell az hajtóanyag-ellátó örvényszivattyúkat. | |
| + | |||
| + | === <span id="Conversion factor">Átváltási tényező </span> [Conversion factor] === | ||
| + | A átváltás a fizikailag használható fajlagos impulzus és a kényelmes tömegre fajlagos impulzus között g<sub>0</sub> szorzóval történik. Lászik, hogy az értéke nem 9.81 m/s² amelyet a valós életben használunk. Meghatározásához a következő egyenlet használható: | ||
| + | {{Formula|math=g_{I_{sp} }=\frac{F_T}{\sum\limits_{i}(\dot m_i \rho_i)I_{sp,g_0} }|where=* <math>F_T</math> a hajtómű tolóereje | ||
| + | * <math>\dot m_i</math> az [[fuel/hu|üzemanyag]] összetevőinek tömegárama | ||
| + | * <math>\rho_i</math> az üzemanyag-összetevők sűrűsége | ||
| + | * <math>I_{sp,g_0}</math> a tömegre fajlagos impulzus}} | ||
| + | Például a folyékony hajtóanyaggal működő hajtóművek hajtóanyag összetevői a [[oxidizer/hu|oxidálószer]] és a [[liquid fuel/hu|folyékony üzemanyag]]. Mikor egy [[Rockomax "Mainsail" Liquid Engine/hu|Rockomax "Mainsail" folyékony hajtóanyagú hajtómű]] a [[launch pad/hu|kilövőállás]]on teljes [[throttle/hu|gázadagolással]] 48,96 egység folyékony üzemanyagot és 59,84 egység oxidálószert használ el 280,8 s tömegre fajlagos impulzussal és 1,5 MN tolóerővel. Ez 9.81873052 m/s és 9,8205356 m/s közötti átváltási tényezőt eredményez, feltéve hogy a folyékony üzemanyag és az oxidálószer tömege 5 kg egységenként. | ||
Revision as of 12:42, 29 April 2014
A fajlagos impulzus [specific impulse] meghatározza a hajtómű hatékonyságát. Ez a tolóerőhöz és az hajtóanyag-fogyasztáshoz kötődik. A mértékegysége lehet m/s vagy csak másodperc.
Contents
Képlet [Formula]
- a fajlagos impulzus m/s-ban
- a tolóerő Newtonban
- az hajtóagyag-fogyasztás kg/s-ban
Ezt az értéket g0-val beszorozva meg lehet változtatni a mértékegységet "másodpercre", amivel elkerülhető az átváltási problémák az SI és a birodalmi (angolszász) mértékegységek közt. A g0 érték úgy viselkedik mint egy átváltási érték és nem változik, ha a járműre ható tömegvonzás megváltozik - lévén a g0 a Föld felszíni gyorsulása. Általában mindkét értéket fajlagos impulzusnak nevezik és a rövidítése Isp. A Isp,g0 rövidítés csak tisztázásnak használják, mivel a két érték nem azonos. Ez utóbbit néha tömegre fajlagos impulzusnak nevezik.
- a fajlagos impulzus másodpercben
- a felszíni gyorsulás is a szükséges mértékegységben (általában 9,81 m/s²)
A képletnek (pl. a Δv-hez) meg kell határozni melyik mértékegységet várja és ha a másikat igényli akkor át kell váltani.
Több hajtómű [Multiple engines]
- a fajlagos impulzus másodpercben
- az egyes hajtóművek fajlagos impulzusa másodpercben
- az egyes hajtóművek tolóerő Newtonban
- az hajtóanyag-fogyasztás kg/s-ban
Mikor az üzemanyag fogyasztást nem használják a képletben, csak az a fontos, hogy a tolóerők azonos mértékegységekben legyenek megadva (pl. kN) és a fajlagos impulzusok is azonos mértékegységben legyenek (pl. másodperc). Az eredmény azonos mértékegységű lesz azzal, amiben a hajtóművek fajlagos impulzusát megadtuk. Ha minden hajtóműnek azonos a fajlagos impulzusa akkor a közös fajlagos impulzusuk is meg fog ezzel egyezni.
Fizikai Háttér [Physical background]
A KSP világában az hajtóanyag-felhasználás a legtöbb hajtóműnél függ a légköri nyomástól és a legkisebb fogyasztással a vákuumban. Így a fajlagos impulzus a legnagyobb a vákuumban. A való világban a helyzet fordított: az hajtóanyag fogyasztás állandó, de a tolóerő növekszik a nyomás csökkenésével, mert könnyebben és stabilabban áramlik ki az (elégetett) hajtóanyag. Mivel a magasabb tolóerő azonos hajtóanyag-fogyasztás mellett hatékonyabb, a fajlagos impulzus szintén növekszik. A fajlagos impulzus ezen a módon csak reakciós hajtóművekre (rakéta) számítható, és nem a sugárhajtóművekre amelyek más elven működnek. A fajlagos impulzus általában alacsonyabb mint a kiáramlási sebességből következne. Ez azért van mert az felhasznált hajtóanyag egy része nem közvetlenül hajt, mivel hajtania kell az hajtóanyag-ellátó örvényszivattyúkat.
Átváltási tényező [Conversion factor]
A átváltás a fizikailag használható fajlagos impulzus és a kényelmes tömegre fajlagos impulzus között g0 szorzóval történik. Lászik, hogy az értéke nem 9.81 m/s² amelyet a valós életben használunk. Meghatározásához a következő egyenlet használható:
- a hajtómű tolóereje
- az üzemanyag összetevőinek tömegárama
- az üzemanyag-összetevők sűrűsége
- a tömegre fajlagos impulzus
Például a folyékony hajtóanyaggal működő hajtóművek hajtóanyag összetevői a oxidálószer és a folyékony üzemanyag. Mikor egy Rockomax "Mainsail" folyékony hajtóanyagú hajtómű a kilövőálláson teljes gázadagolással 48,96 egység folyékony üzemanyagot és 59,84 egység oxidálószert használ el 280,8 s tömegre fajlagos impulzussal és 1,5 MN tolóerővel. Ez 9.81873052 m/s és 9,8205356 m/s közötti átváltási tényezőt eredményez, feltéve hogy a folyékony üzemanyag és az oxidálószer tömege 5 kg egységenként.
