Durchschnittlicher spezifischer Impuls für kombinierten Antrieb

Wie würde man den ISp einer Rakete mit kombiniertem Antrieb berechnen? ZB das Space Shuttle während der Startphase, wobei sowohl SRBs als auch SSME aktiv sind?

Natürlich gibt es die einfache "experimentelle" Methode, Nass- und Trockenmasse und Geschwindigkeit zu Beginn und am Ende der Beschleunigung zu nehmen, aber das ist nicht sehr gut, wenn wir nicht die vollständige, funktionierende Rakete zur Hand haben. Für die Planungsphase wüssten wir die Abgasgeschwindigkeit verschiedener Motoren, ihren Schub und Massenstrom – wie würden wir dann vorgehen, um den ISp des Ganzen zu finden?

Wenn man bedenkt, dass verschiedene Motoren einen unterschiedlichen Schub beitragen, wie kann man ihrem ISp Gewichte zuweisen, um den Wert für das gesamte Fahrzeug zu berechnen?

Antworten (2)

ich s p = ich s p 1 m ˙ 1 + ich s p 2 m ˙ 2 + . . . m ˙ 1 + m ˙ 2 + . . .

Also jeder ich s p wird einfach mit seinem Anteil am Gesamtmassenstrom gewichtet. Dies erstreckt sich auf eine beliebige Anzahl von ich s p 's.

Gee, ich finde das einfacher zu verstehen als die Formel, die ich gefunden habe.
@kimholder Deins ist allgemeiner: Es hat eine Summierung, während Marks nur zwei hinzufügt.
@called2voyage Ja, aber es bringt auch den Schub aus dem Thema heraus, das mir den Kopf verdreht hat.
@kimholder Sie sind konvertierbar.
Beide Antworten sind sehr nützlich: Schub und Massenstrom sind einfacher zu messen als die Abgasgeschwindigkeit, daher ist Kims Antwort besser für "Entwicklung von Grund auf neu". OTOH, für die meisten vorhandenen Motoren ist ISp normalerweise leicht verfügbar, daher ist Marks Gleichung praktisch.

Nun, was soll ich sagen – das Kerbal Space Program Wiki hat darauf eine gute Antwort.

g n ich s p = ∑ ich F T ich ∑ ich m . = ∑ ich F T ich ∑ ich F T ich g n ich s p ich

Wo:

  • ich s p ist der spezifische Impuls in Sekunden
  • ich s p ich ist der spezifische Impuls jedes Motors in Sekunden
  • F T ich ist der Schub jedes Triebwerks in Newton
  • m . ist der Kraftstoffverbrauch in Kilogramm pro Sekunde
  • g n ist die Standard-Erdbeschleunigung

Wenn der Kraftstoffverbrauch in dieser Formel nicht verwendet wird, ist es nur wichtig, dass alle Schubwerte die gleiche Einheit (z. B. Kilonewton) und die spezifischen Impulse alle die gleiche Einheit (z. B. Sekunden) haben. Das Ergebnis ist dann in der gleichen Einheit wie die spezifischen Impulse der Motoren. Wenn alle Motoren den gleichen spezifischen Impuls haben, ist der resultierende spezifische Impuls derselbe.

Das Ergebnis entspricht dem gewichteten harmonischen Mittel der spezifischen Impulse der Triebwerke, gewichtet mit dem Schub jedes Triebwerks.

Ich finde es toll, dass das Wiki über ein fiktives Universum in einem Videospiel die relevanteste Quelle für reale physikalische Gleichungen ist.
@ DC177E Eigentlich hatte es eine relevante Antwort, nachdem Mark Adler seine Fehler mit einigen Änderungen an dieser Antwort behoben hatte. Aber ich weiß was du meinst. Die Sache ist die, dass KSP entwickelt wurde, um Benutzern etwas über die reale Raumfahrt beizubringen. Juhu KSP!
Durchschnittlicher spezifischer Impuls für kombinierten Antrieb
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v