Усреднение удельного импульса для комбинированного двигателя

Как можно рассчитать ISp ракеты с комбинированным двигателем? Например, космический шаттл на этапе запуска с активными SRB и SSME?

Конечно, есть простой «экспериментальный» метод, измеряющий влажную и сухую массу, а также скорость в начале и в конце разгона, но это не очень хорошо, если у нас нет под рукой готовой работающей ракеты. На этапе планирования мы должны знать скорость выхлопа различных двигателей, их тягу и массовый расход — как тогда мы будем находить ISp всего?

Учитывая, что разные двигатели вносят разную тягу, как присвоить веса их ISp, чтобы рассчитать значение для всего корабля?

Ответы (2)

я с п знак равно я с п 1 м ˙ 1 + я с п 2 м ˙ 2 + . . . м ˙ 1 + м ˙ 2 + . . .

Итак, каждый я с п просто взвешивается по его доле от общего массового расхода. Это распространяется на любое количество я с п с.

Боже, мне это легче понять, чем формулу, которую я нашел.
@kimholder Ваш более общий: он суммирует, тогда как Марк добавляет только два.
@ Called2voyage Да, но это также избавляет меня от проблемы, которая не давала мне покоя.
@kimholder Они конвертируемые.
Оба ответа очень полезны: тягу и массовый расход измерить легче, чем скорость выхлопа, поэтому ответ Кима лучше подходит для «разработки с нуля». OTOH, для большинства существующих движков ISp обычно легко доступен, поэтому уравнение Марка пригодится.

Ну что тут скажешь — на вики Kerbal Space Program есть хороший ответ на этот вопрос.

грамм н я с п знак равно ∑ я Ф Т я ∑ я м . знак равно ∑ я Ф Т я ∑ я Ф Т я грамм н я с п я

Где:

  • я с п удельный импульс в секундах
  • я с п я удельный импульс каждого двигателя в секундах
  • Ф Т я тяга каждого двигателя в ньютонах
  • м . это расход топлива в килограммах в секунду
  • грамм н стандартное ускорение свободного падения

Когда в этой формуле не используется расход топлива, важно только, чтобы все значения тяги имели одну и ту же единицу измерения (например, килоньютоны) и удельный импульс имели одну и ту же единицу измерения (например, секунды). Результат тогда находится в тех же единицах, что и удельные импульсы двигателей. Если все двигатели имеют одинаковый удельный импульс, результирующий удельный импульс будет одинаковым.

Результат эквивалентен средневзвешенному гармоническому значению удельных импульсов двигателей, взвешенному по тяге каждого двигателя.

Мне нравится, что вики о вымышленной вселенной в видеоигре является наиболее подходящим источником для уравнений физики реального мира.
@ DC177E На самом деле, у него был соответствующий ответ после того, как Марк Адлер исправил свои ошибки с некоторыми изменениями в этом ответе. Но я знаю, что вы имеете в виду. Дело в том, что KSP был разработан для обучения пользователей реальному космическому полету. Ура КСП!
Усреднение удельного импульса для комбинированного двигателя
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v