Эффективность большинства ракетных двигателей измеряется удельным импульсом двигателя, то есть скоростью выхлопа двигателя. Есть ли другой показатель эффективности, это тяга/массовый расход? Или провайдер учитывает это, я думаю, что я что-то упускаю.
ISP на самом деле представляет собой просто эффективную скорость выхлопа двигателя, нормированную на гравитационную постоянную. Он учитывает тягу и массовый расход и является первоочередной мерой эффективности двигателя. Обратите внимание, что это эффективная скорость выхлопа, а не фактическая скорость выхлопа. Для воздушно-реактивных двигателей, например, эффективное будет значительно больше фактического.
Интернет-провайдер — это еще не все. Вероятно, вторым наиболее важным показателем для двигателя является отношение тяги к массе (TWR) двигателя. TWR косвенно является мерой эффективности, так как обычно определяет время, которое вы потратите на борьбу с гравитационным сопротивлением или толчком в неоптимальное время, что неэффективно.
Есть ли другой показатель эффективности, это тяга/массовый расход? Или провайдер это учитывает?
Удельный импульс (точнее, массоудельный импульс, или импульс на единицу массы) фактически равен тяге на массовый расход в единицу времени для чистой ракеты. Это потому, что импульс сохраняется; импульс массы топлива, выбрасываемого из двигателя, прямо противоположен импульсу, приобретаемому ракетой.
Эрик подарил вторую «большую вещь» из пары — действительно, в космосе является королем, TWR является второстепенным, а при восхождении соотношение меняется на противоположное.
Но эти двое еще не все. Для электродвигателя альфа очень важна — она чем-то похожа на TWR, но включает в себя электроэнергию, а не чистую тягу. Это важно, так как ионные двигатели довольно энергоемки и все еще подвержены тирании уравнения ракеты, особенно если сухая масса значительно увеличивается. Какую бы выгоду вы ни получили от превосходящего удельного импульса, вы можете потерять из-за необходимости тащить тяжелые источники энергии. Вот почему в космосе так важна масса старого доброго двигателя.
Есть уровень готовности технологий. Двигатель может отлично выглядеть на бумаге и даже многообещающе работать в лаборатории, но что, если он все еще недостаточно «пригоден для космоса» или недостаточно надежен? 12 000 удельных импульсов VASIMR не очень помогают, когда он просто еще не готов покинуть лабораторию. Надежность и безопасность близки к этому спектру.
Далее у нас есть цена двигателя и топлива, как абсолютная, так и за единицу. Почему так много миссий — как коммерческих, так и научных — до сих пор летают на этих противных гиперголиках, а не на хороших, экономичных ионных двигателях? Потому что и эти движки, и ксенон стоят в копеечку, а гиперголики, при этом старые, въедливые, опасные, малоэффективные, стоят дешево . Часто бывает выгоднее заправить более дешевое топливо и старый, менее эффективный двигатель, чем новую прекрасную вещь. И твердотопливные ускорители очень популярны для первой ступени, несмотря на совершенно паршивый удельный импульс, просто потому, что они дешевы и дают хорошую тягу - часто финансово лучше с парой больших и тяжелых SRB, чем с лучшим, большим двигателем на жидком топливе. .
Есть социальная/политическая приемлемость. Почитайте НТР . Двигатель с удельным импульсом 1600 и достаточной тягой для запуска больших пилотируемых миссий на Марс был списан по той единственной причине, что люди не хотят ядерных реакторов в космосе.
Доступность и управляемость топливом очень важны — SpaceX летает только на керосине, потому что с жидким водородом трудно обращаться. Вся любительская ракетная техника летает на закиси азота, которая, хотя и паршивая как окислитель, вполне безопасна и доступна, в отличие от более неприятных вещей, таких как LOX или RFNA.
Военные приложения имеют свои собственные требования. Визуальная (в том числе дымовая) подпись — это очень важно. Сохранность топлива в течение длительного времени. Температура замерзания, температура кипения, дегазация/давление пара, стабильность (нечувствительность к ударам и т.п.) являются важными факторами.
Так, на самом деле это только верхушка айсберга...
Рассел Борогов