'''Питомий імпульс''' або '''питома тяга''' ( {{lang-en|specific impulse}}) - — показник [[Ефективність|ефективності ]] [[Ракетний двигун|ракетного двигуна ]]. Іноді обидва терміни використовуються як [[синонім]]и , маючиоскільки на увазівважається, що це , фактично , однарізні іназви таоднієї ж характеристикахарактеристики. Питома тяга застосовується звичайнозазвичай у внутрішній [[Балістика|балістиці ]], в той час яка питомий імпульс - — у зовнішній балістиці. Розмірність питомого імпульсу є розмірністьрозмірністю швидкості, в системі одиниць [[СІ]] це [[метр]] за [[секунда|секунду]]. ▼{{помилки}}
▲'''Питомий імпульс''' або '''питома тяга''' ( {{lang-en|specific impulse}}) - показник ефективності ракетного двигуна. Іноді обидва терміни використовуються як [[синонім]]и , маючи на увазі, що це, фактично, одна і та ж характеристика. Питома тяга застосовується звичайно у внутрішній балістиці , в той час як питомий імпульс - у зовнішній балістиці. Розмірність питомого імпульсу є розмірність швидкості, в системі одиниць [[СІ]] це [[метр]] за [[секунда|секунду]].
Питомий імпульс - — величина для оцінки тяги ракетних двигунів.
Прийнято оцінювати величинурозмір тяги створюваноюяк одиницеюстворений маси палива спаленноїспаленою за одну секунду одиницею маси палива. Цю величину називають питомим імпульсом ракетного двигуна і вимірюють у секундах (кг тяги / кг згорілого палива в секунду).
== Визначення ==
''Питомий імпульс -'' — характеристика реактивного двигуна , що дорівнює відношенню створюваного ним [[імпульс]]у (кількості руху) до витрати (зазвичай масового, але може співвідноситися і, наприклад, з вагоюмасою або об'ємом) палива. Чим більший питомий імпульс, тим менше палива треба витратити, щоб отримати певнупевний кількість рухурух. Теоретично питомий імпульс дорівнює швидкості закінченнявитікання продуктів згоряння, фактично може від неї відрізнятися. Тому питома імпульс називають так само ефективною (або еквівалентною) швидкістю закінченнявитікання.
''Питома тяга -'' — характеристика реактивного двигуна, що дорівнює відношенню створюваної ним тяги до масової витрати палива. Вимірюється в метрах за секунду (м / с = Н · с / кг = кгс · с / т.е.м.) Іі означає, в данійцій розмірності, скільки секунд даний двигун зможе створювати тягу в 1 Н, витративши при цьому 1 кг палива (або тягу в 1 кгс, витративши при цьому 1 т.е.м. палива). При іншому тлумаченні питома тяга дорівнює відношенню тяги до ваговогомасової витратівитрати палива; в цьому випадку вона вимірюється в секундах (з = Н · с / Н = кгс · с / кгс). Для перекладупереведення ваговіймасової питомої тяги в масову її треба помножити на прискорення вільного падіння (приблизно рівнедорівнює 9,81 м / с ²).
Формула наближеного розрахунку питомої імпульсу (швидкості закінчення) для реактивних двигунів на хімічному паливі виглядає, як: ▼
▲Формула наближеного розрахунку питомоїпитомого імпульсу (швидкості закінченнявитікання) для реактивних двигунів на хімічному паливі виглядає, як:
:<math>I_y = \sqrt{16641 \left(T_k \frac{1 - \frac{p_a}{p_k}y}{uy}\right)}</math> ▼
▲: <math>I_y = \sqrt{16641 \left(T_k \frac{1 - \frac{p_a}{p_k}y}{uy}\right)}</math>
де T k - температура газу в камері згоряння (розкладання); p k і p a - тиск газу відповідно в камері згоряння та на виході з сопла; y - молекулярна вага газу в камері згоряння; u - коефіцієнт, що характеризує теплофізичні властивості газу в камері (зазвичай u ≈ 15). Як видно з формули в першому наближенні, чим вище температура газу, чим менше його молекулярна маса і чим вище співвідношення тисків у камері РД до оточуючого простору, тим вище питома імпульс. ▼
▲де T k - — температура газу в камері згоряння ( розкладаннярозпаду); p <sub>k </sub> і p <sub>a -</sub> — тиск газу відповідно в камері згоряння та на виході з сопла; y — - [[молекулярна вагамаса]] газу в камері згоряння; u - — коефіцієнт, що характеризує теплофізичні властивості газу в камері (зазвичай u ≈ 15). Як видно з формули в першому наближенні, чим вищевища температура газу, чим меншеменша його молекулярна маса і чим вище співвідношення тисків у камері РД до оточуючогонавколишнього простору, тим вищевищий питомапитомий імпульс.
==Порівняння ефективності різних типів двигунів== ▼
▲== Порівняння ефективності різних типів двигунів ==
Питома імпульс є важливим параметром двигуна, що характеризує його ефективність. Ця величина не пов'язана прямо з енергетичною ефективністю палива і тягою двигуна, наприклад, іонні двигуни мають дуже невелику тягу, але завдяки високому питомому імпульсу знаходять застосування як маневрових двигунів у космічній техніці. ▼Для повітряно-реактивних двигунів величина питомої імпульсу на порядок вище, ніж у хімічних ракетних двигунів , за рахунок того, що окислювач і робоче тіло надходять з навколишнього середовища та їх витрата не враховується у формулі розрахунку імпульсу, в якій фігурує тільки масова витрата пального. Однак, використання навколишнього середовища при великих швидкостях руху викликає виродження ВРД - їх питома імпульс падає з ростом швидкості. Приведений в таблиці значення відповідає дозвукові швидкостями. ▼Наведене значення питомої імпульсу для рідинних ракетних двигунів (РРД) відповідає показникам ефективності сучасних киснево - водневих РРД у вакуумі. Найбільше значення, коли-небудь продемонстроване на практиці, було отримано з використанням трикомпонентної схеми літій / водень / фтор і складає 542 секунди (5320 м / сек), але їй не було знайдено практичного застосування через технологічні труднощі. ▼
▲ПитомаПитомий імпульс є важливим параметром двигуна, що характеризує його ефективність. ЦяЦе величинапрямо не пов' язана прямоязано з енергетичною ефективністю палива і тягою двигуна, наприклад, іонні двигуни мають дуже невелику тягу, але завдяки високому питомому імпульсу знаходять застосуваннявикористовуються як маневровихманеврові двигунівдвигуни ув космічній техніці.
==Характерний питомий імпульс для різних типів двигунів== ▼[[Файл:Specific-impulse-kk-20090105.png|thumb|center|700px|Питомий імпульс різних вуглеводневих палив реактивних двигунів]] ▼
▲Для повітряно-реактивних двигунів величина(ПРД) питомоїрозмір питомого імпульсу на порядок вищевищий, ніж у хімічних ракетних двигунів , зазавдяки рахунокнадходженню того, що окислювачокисника і робочеробочого тіло надходятьтіла з навколишньогозовнішнього середовища таі їхне витратаврахуванню неїхніх враховуєтьсявитрат у формулі розрахунку імпульсу, в якій фігурує тільки масова витрата пального. Однак, використання навколишнього середовища прина великих швидкостях руху викликає виродження ВРДПРД — -їхній їх питомапитомий імпульс падає ззі ростомзростанням швидкості. ПриведенийНаведене в таблиці значення відповідає дозвуковідозвуковим швидкостямишвидкостям.
{| class="standard"
|+ '''Питомий імпульс різних типів двигунів'''
|-
!rowspan=2| Двигун
!colspan=2| Питомий імпульс
|-
! м/сек !! сек
|-
! [[Газотурбінний двигун]]
|align=right|30 000 ||align=right|3 000
|-
! [[Твердопаливний ракетний двигун]]
|align=right|2 000 ||align=right|200
|-
! [[Рідинний ракетний двигун]]
|align=right|4 500 ||align=right|450
|-
! [[Іонний двигун]]
|align=right|30 000 ||align=right|3 000
|-
! [[Плазмовий двигун]]
|align=right|290 000 ||align=right|30 000
|}
▲Наведене значення питомоїпитомого імпульсу для рідинних ракетних двигунів (РРД) відповідає показникам ефективності сучасних киснево - водневих РРД у вакуумі. Найбільше значення, будь-коли -небудь продемонстроване на практиці, було отримано з використанням трикомпонентної схеми [[літій ]]/ [[водень ]]/ [[фтор ]] і складає 542 секунди (5320 м / сек), але їйвона не було знайдено практичного застосуваннявикористовується через технологічні труднощіскладнощі.
▲== Характерний питомий імпульс для різних типів двигунів ==
▲[[Файл:Specific-impulse-kk-20090105.png|thumb|center|700px|Питомий імпульс різних вуглеводневих палив реактивних двигунів]]
Можна відзначити гумористичний момент пов'язаний з даною формулою: так якоскільки вона не має власної назви, фахівці зазвичай називають її «И-формулою» - — в кінокомедії « Операція„Операція «И» та інші пригоди Шурика»Шурика“ студенти, які пишуть висновоквиведення формули на підлозі коридору, виводять саме цю формулу.
[[Категорія:Механіка]]
| 