Specific Impulse (SP) нь пуужин эсвэл хөдөлгүүр түлшийг хэр үр ашигтай ашиглаж байгааг харуулдаг хэмжүүр юм. Тодорхойлолтоор энэ нь хэрэглэсэн эрчим хүчний нэгжид ногдох нийт өсөлт бөгөөд массын урсгалд хуваагдсан хүч чадалтай тэнцүү байна. Хэрэв түлшний нэгж болгон килограммыг ашигладаг бол тодорхой импульсийг хурдаар хэмждэг. Хэрэв жингийн оронд Ньютон эсвэл фунт-хүч хэрэглэвэл тодорхой утгыг ихэвчлэн секундээр илэрхийлдэг.
Урсгалын хурдыг стандарт хүндийн хүчээр үржүүлбэл GI-г масс болгон хувиргана.
Циолковскийн тэгшитгэл
Илүү их масстай хөдөлгүүрийн тодорхой импульсийг урагш түлхэхэд илүү үр дүнтэй ашигладаг. Мөн пуужин ашиглах тохиолдолд бага түлш шаардагдана. Тэр бол энэ дельта-vд хэрэгтэй хүн юм. Тэгшитгэлийн дагууЦиолковский, пуужингийн хөдөлгүүрийн тодорхой импульсийн хувьд мотор нь авирах, зай, хурд зэрэгт илүү үр дүнтэй байдаг. Энэ гүйцэтгэл нь реактив загварт бага ач холбогдолтой юм. Шатаахад далавч болон гаднах агаарыг ашигладаг. Мөн түлшнээс хамаагүй хүнд ачааг авч явах.
Өвөрмөц импульс нь шатаахад ашигладаг гаднах агаараас үүссэн, ашигласан түлшээр шавхагдах хөдөлгөөнийг агуулдаг. Үүний тулд тийрэлтэт хөдөлгүүрүүд гаднах уур амьсгалыг ашигладаг. Тиймээс тэд пуужингийн хөдөлгүүрээс хамаагүй өндөр интерфэйстэй байдаг. Түлшний зарцуулсан массын үүднээс авч үзвэл энэ ойлголт нь цаг хугацааны зайг хэмжих нэгжтэй байдаг. Эдгээр нь "яндангийн хийн үр дүнтэй хурд" гэж нэрлэгддэг хиймэл утга юм. Энэ нь яндангийн бодит хурдаас өндөр байна. Учир нь шатаах агаарын массыг тооцдоггүй. Агаар эсвэл ус ашигладаггүй пуужингийн хөдөлгүүрт яндангийн бодит болон үр дүнтэй хурд ижил байна.
Ерөнхий анхаарах зүйлс
Түлшний хэмжээг ихэвчлэн массын нэгжээр хэмждэг. Хэрэв үүнийг хэрэглэвэл тодорхой импульс нь EM-д ногдох импульс бөгөөд хэмжээсийн шинжилгээнээс харахад хурдны нэгжтэй байна. Тиймээс UI нь ихэвчлэн секундэд метрээр хэмжигддэг. Мөн ихэвчлэн яндангийн үр дүнтэй хурд гэж нэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв массыг ашиглавал түлшний тодорхой импульс нь хүчээр хуваагдах нь цаг хугацааны нэгж болж хувирдаг. Тиймээс тодорхой түлхэлтүүдийг секундээр хэмждэг.
Энэ дүрэм бол орчин үеийн ертөнцөд өргөн хэрэглэгддэг гол дүрэм юмкоэффициент r0 (Дэлхийн гадаргуу дээрх таталцлын хурдатгалын тогтмол).
Пуужингийн импульсийн (түүний түлшийг оруулаад) цаг хугацааны нэгж дэх өөрчлөлтийн хурд нь тодорхой түлхэлтийн импульстэй тэнцүү байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Онцлогууд
Түлхэлт их байх тусам тодорхой хугацаанд өгөгдсөн хүчийг бий болгоход бага түлш шаардагдана. Үүнтэй холбогдуулан шингэн нь илүү үр дүнтэй байх тусам түүний UI илүү их байдаг. Гэсэн хэдий ч үүнийг эрчим хүчний хэмнэлттэй андуурч болохгүй бөгөөд энэ нь хүч нэмэгдэх тусам буурдаг, учир нь өндөр үр дүн өгдөг хөдөлгүүрийн тодорхой импульс үүнийг хийхэд маш их энерги шаардагддаг.
Мөн татахыг тодорхой түлхэлттэй андуурахгүй байх нь чухал. UI-г зарцуулсан түлшний нэгж тутамд бий болгодог. Мөн түлхэлт нь тодорхой төхөөрөмжөөс үүсдэг агшин зуурын буюу оргил хүч юм. Ихэнх тохиолдолд маш өндөр өвөрмөц импульсийн хөдөлгүүрийн системүүд - зарим ионы суурилуулалт 10,000 секунд хүрдэг - бага түлхэлт үүсгэдэг.
Түлхэлтийг тооцоолохдоо зөвхөн ашиглахаас өмнө машинтай хамт авч явсан түлшийг тооцно. Тиймээс пуужингийн химичийн хувьд масс нь түлш болон исэлдүүлэгчийг хоёуланг нь багтаана. Агаараар амьсгалдаг хөдөлгүүрийн хувьд хөдөлгүүрээр дамжин өнгөрөх агаарын массыг тооцохгүй зөвхөн шингэний хэмжээг харгалзан үзнэ.
Агаар мандлын таталцал ба станц өндөр шаталтын хурдтай үед өндөр хувийн импульсийг барьж чадахгүй байгаа нь бүх түлшийг аль болох хурдан ашиглахгүй байгаагийн шалтгаан юм.
Илүү хүндСайн MI-тэй мотор нь авирах, зай эсвэл хурдлахад муу үзүүлэлттэй хөнгөн хэрэгсэл шиг үр дүнтэй байж чадахгүй
Хэрэв агаарын эсэргүүцэл болон нислэгийн үед түлшний зарцуулалтыг бууруулаагүй бол MI нь хөдөлгүүрийн массыг урагш хөдөлгөгч болгон хувиргах үр ашгийн шууд хэмжүүр байх байсан.
Секундын доторх тусгай импульс
Тодорхой түлхэлтийн хамгийн түгээмэл нэгж нь Hs юм. SI-ийн хүрээнд болон эзэн хааны болон уламжлалт утгыг ашигладаг тохиолдолд хоёуланд нь. Секундын давуу тал нь хэмжүүрийн нэгж ба тоон утга нь бүх системд адилхан бөгөөд үндсэндээ бүх нийтийн шинж чанартай байдаг. Бараг бүх үйлдвэрлэгчид хөдөлгүүрийн гүйцэтгэлийг хэдхэн секундын дотор жагсаадаг. Мөн ийм төхөөрөмж нь онгоцны төхөөрөмжийн онцлогийг тодорхойлоход тустай.
Яндангийн үр дүнтэй хурдыг олохын тулд секундэд метр ашиглах нь бас нэлээд түгээмэл байдаг. Энэ блок нь пуужингийн хөдөлгүүрийг тайлбарлахдаа ойлгомжтой боловч төхөөрөмжүүдийн үр дүнтэй яндангийн хурд нь бодит хурдаас эрс ялгаатай байж болно. Энэ нь турбо насосыг ажиллуулсны дараа түлш болон исэлдүүлэгчийг усан онгоцон дээр хаясантай холбоотой байх магадлалтай. Агаараар амьсгалдаг тийрэлтэт хөдөлгүүрийн хувьд яндангийн үр дүнтэй хурд нь физик утгагүй юм. Хэдийгээр үүнийг харьцуулах зорилгоор ашиглаж болно.
Нэгж
Nс (килограммаар) илэрхийлсэн утгууд нь ховор биш бөгөөд тоон хувьд м / с дэх яндангийн үр дүнтэй хурдтай тэнцүү (Ньютоны хоёр дахь хууль ба түүнийтодорхойлолт).
Өөр нэг ижил төстэй нэгж бол түлшний хувийн зарцуулалт юм. Энэ нь g (kN s) эсвэл фунт/цаг зэрэг хэмжигдэхүүнтэй. Эдгээр нэгжийн аль нэг нь тодорхой импульстэй урвуу пропорциональ байна. Мөн түлшний зарцуулалтыг тийрэлтэт хөдөлгүүрийн ажиллагааг тодорхойлоход өргөн ашигладаг.
Ерөнхий тодорхойлолт
Бүх тээврийн хэрэгслийн хувьд тодорхой импульсийг (дэлхийн түлшний нэгж жинд ногдох түлхэлт) секундээр дараах тэгшитгэлээр тодорхойлж болно.
Нөхцөл байдлыг тодруулахын тулд дараах зүйлийг тодруулах нь чухал:
- F нь дэлхийн гадаргуу дээрх хүчийг м/с 2 (эсвэл фут/с квадрат) гэж нэрлэсэн хүндийн хүчний стандарт хүч юм.
- g нь кг/с-ээр илэрхийлсэн массын урсгалын хурд бөгөөд энэ нь тээврийн хэрэгслийн массын цаг хугацааны өөрчлөлтийн хурдтай харьцуулахад сөрөг харагдана (түлшийг гадагшлуулах үед).
Хэмжилт
Англи нэгж фунт нь бусад нэгжээс илүү өргөн хэрэглэгддэг. Мөн урсгалын хурдад секундэд энэ утгыг ашиглах үед хөрвүүлэх үед тогтмол r 0 шаардлагагүй болно. Хэмжээний хувьд фунтыг g 0-д хуваасантай тэнцэх болно.
I sping in секунд гэдэг нь жин нь түлхэлтийн хүчинтэй тэнцэх түлшний хэмжээг харгалзан төхөөрөмж пуужингийн хөдөлгүүрийн түлхэлтийн тодорхой импульс үүсгэж чадах хугацаа юм.
Энэ үгийн давуу тал нь хэрэглэж болноурвалын массыг бүхэлд нь онгоцон дээр тээвэрлэдэг пуужин, түүнчлэн урвалын массын ихэнх хэсгийг агаар мандлаас авдаг онгоцонд зориулагдсан. Мөн ашигласан нэгжээс хамааралгүй үр дүнг өгдөг.
Хурд шиг тусгай импульс (үр дүнтэй яндангийн хурд)
Тэгшитгэл дэх геоцентрик хүчин зүйл g 0-ийн улмаас олон хүн пуужингийн хүчийг (ялангуяа) түлшний урсгалын нэгж массын түлхэлтийн хүчээр тодорхойлохыг илүүд үздэг. Энэ нь түлшний тодорхой импульсийн үр ашгийг тодорхойлох ижил хүчинтэй (зарим байдлаар арай хялбар) арга юм. Хэрэв бид бусад хувилбаруудыг авч үзэх юм бол нөхцөл байдал бараг хаа сайгүй ижил байх болно. Тодорхой тодорхой импульсийн пуужин нь зүгээр л төхөөрөмжтэй харьцуулахад үр дүнтэй яндангийн хурд юм. Тодорхой түлхэлтийн хоёр шинж чанар нь хоорондоо пропорциональ бөгөөд дараах байдлаар хамааралтай.
Томьёог ашиглахын тулд та дараах зүйлийг ойлгох хэрэгтэй:
- I - секундын тодорхой импульс.
- v - түлхэх, м/с-ээр хэмжинэ. Энэ нь м/с-ээр хэмжигдэх үр дүнтэй яндангийн хурдтай тэнцүү (эсвэл g-ийн утгаас хамааран фут/с).
- g нь таталцлын стандарт, 9.80665 м/с 2. Эзэн хааны нэгжид 32.174 фут/с 2.
Энэ тэгшитгэл нь тийрэлтэт хөдөлгүүрт мөн хамаатай боловч практикт ховор хэрэглэгддэг.
Заримдаа өөр өөр тэмдэгт ашигладаг болохыг анхаарна уу. Жишээлбэл, c-г яндангийн хурдыг мөн авч үздэг. Бэлгэдлийн үедsp нь логикийн хувьд UI-д N с/кг нэгжээр ашиглагдаж болно. Төөрөгдөл гаргахгүйн тулд үүнийг тайлбар эхлэхээс хэдхэн секундын өмнө хэмжсэн тодорхой утгаар нөөцлөх нь зүйтэй.
Энэ нь пуужингийн хөдөлгүүрийн тодорхой импульсийн түлхэлт эсвэл хөдөлгөөний хүчтэй холбоотой, томьёо.
Энд m нь түлшний массын зарцуулалт бөгөөд энэ нь тээврийн хэрэгслийн хэмжээ буурах хурд юм.
Багаруулах
Пуужин бүх түлшээ тээвэрлэх ёстой. Тиймээс шатаагүй хүнсний массыг төхөөрөмжтэй хамт хурдасгах ёстой. Өгөгдсөн хүч чадалд хүрэхэд шаардагдах түлшний хэмжээг багасгах нь үр ашигтай пуужин бүтээхэд чухал үүрэгтэй.
Циолковскийн тодорхой импульсийн томьёо нь өгөгдсөн хоосон масстай, тодорхой хэмжээний түлштэй пуужингийн хувьд яндангийн үр ашигтай хурдтай пропорциональ хурдны нийт өөрчлөлтийг хийж болохыг харуулж байна.
Сэнсгүй сансрын хөлөг замнал болон аливаа таталцлын орон зайгаар тодорхойлогддог тойрог замд хөдөлдөг. Харгалзах хурдны загвараас (Δv гэж нэрлэдэг) хазайлт нь яндангийн хийн массыг хүссэн өөрчлөлтийн эсрэг чиглэлд түлхэх замаар хийгддэг.
Бодит хурд ба үр дүнтэй хурд
Эдгээр хоёр ойлголт эрс ялгаатай болохыг энд тэмдэглэх нь зүйтэй. Жишээлбэл, агаар мандалд пуужин хөөргөхөд хөдөлгүүрийн гаднах агаарын даралт үүсдэгтоормосны хүч. Энэ нь тодорхой импульсийг бууруулж, яндангийн үр дүнтэй хурдыг бууруулж, бодит хурд нь бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Үүнээс гадна, заримдаа пуужингийн хөдөлгүүрүүд турбины хийн тусдаа цорготой байдаг. Дараа нь яндангийн үр дүнтэй хурдыг тооцоолохдоо хоёр массын урсгалыг дундажлахаас гадна атмосферийн аливаа даралтыг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Үр ашгийг нэмэгдүүлэх
Агаараар амьсгалдаг тийрэлтэт хөдөлгүүр, ялангуяа турбо сэнсний хувьд яндангийн бодит хурд болон үр ашигтай хурд нь хэд хэдэн хэмжигдэхүүнээр ялгаатай байдаг. Энэ нь агаарыг урвалын масс болгон ашиглах үед мэдэгдэхүйц нэмэлт эрч хүч авдагтай холбоотой юм. Энэ нь агаарын хурд болон яндангийн хурдыг илүү сайн тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь эрчим хүч, түлшийг хэмнэдэг. Мөн бодит хурдыг багасгахын зэрэгцээ үр дүнтэй бүрэлдэхүүн хэсгийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.
Эрчим хүчний үр ашиг
Ион загвар зэрэг пуужин болон пуужинтай төстэй хөдөлгүүрүүдийн хувьд sp нь эрчим хүчний үр ашиг багатай гэсэн үг.
Энэ томъёонд v e нь тийрэлтэт тийрэлтэт бодит хурд юм.
Тиймээс шаардагдах хүч нь яндангийн хурд бүрт пропорциональ байна. Илүү өндөр хурдтай үед ижил хүч чадалд илүү их хүч шаардагдах тул эрчим хүчний үр ашгийг нэг нэгжээр бууруулна.
Гэсэн хэдий ч номлолын нийт эрчим хүч нь нийт түлшний хэрэглээ болон нэгж тутамд хэр их эрчим хүч шаардагдахаас хамаарна. Бага яндангийн хурдны хувьдDelta-v даалгаврын хувьд асар их хэмжээний урвалын масс хэрэгтэй. Үнэн хэрэгтээ энэ шалтгааны улмаас яндангийн маш бага хурд нь эрчим хүчний хэмнэлттэй байдаггүй. Гэхдээ аль ч төрөл хамгийн өндөр оноотой байдаггүй нь харагдаж байна.
Хувьсагч
Онолын хувьд, орон зайд өгөгдсөн дельта-v-ийн хувьд бүх тогтмол яндангийн хурдны утгуудын дунд ve=0.6275 нь өгөгдсөн эцсийн массын эрчим хүчний хамгийн хэмнэлттэй үзүүлэлт юм. Илүү ихийг мэдэхийн тулд та сансрын хөлгийн хөдөлгөгч төхөөрөмжийн энергийг харж болно.
Гэсэн хэдий ч хувьсах яндангийн хэмжээ нь эрчим хүчний хэмнэлттэй байж болно. Жишээлбэл, пуужинг бүтээгдэхүүний хурдтай тэнцүү яндангийн хурдыг ашиглан эерэг анхны хурдаар хурдасгавал урвалын массын кинетик бүрэлдэхүүн хэсэг болох энерги алдагдахгүй. Хөдөлгөөнгүй болсон тул.
