比冲
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比冲,或比冲量、比推力(英语:specific impulse,)是用来表示一个反作用质量推进系统推进剂使用效率的物理量。比冲的定义为:推进系统单位质量推进剂(,单位:)产生的动量(,单位:),或单位质量流量的推进剂(单位:)产生的推力(,单位:)。根据以上两种定义,比冲的单位为牛顿·秒/千克()或牛顿/千克/秒(),简化后即米/秒()。
比冲是动量和质量分别对时间微分后求比。冲量是动量的变化量,所以这个物理量的名字叫“比冲”。
工程上为了更加直观,习惯将单位质量产生的推力作为固定参数(,单位:),然后直接用它的变量时间的单位秒()作为比冲的单位。在推进系统中可以理解为:某个反作用质量推进系统的比冲,是它消耗1千克推进剂产生1个重力加速度所持续的时间。以秒为单位的比冲数值越大,说明推进剂的工作效率越高,即用相同质量的推进剂产生的推力,可以为推进系统增加越多的动量。
发动机 | 有效排气速度
(,单位:) |
比冲
() |
能量
() |
---|---|---|---|
涡轮风扇发动机 |
29 000(因为在大气层内飞行,实际应用为约300) | 3000 | 43 |
固体火箭发动机 |
2500 | 250 | 3.0 |
液态火箭发动机 |
4400 | 450 | 9.7 |
离子推进器 | 29,000 | 3000 | 430 |
可变比冲磁等离子体火箭[1][2][3] | 290,000 | 30,000 | 43,000 |