Frage:
Mittelung des spezifischen Impulses für den kombinierten Antrieb
SF.
2016-05-31 22:17:13 UTC
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Wie würde man den ISp einer Rakete mit kombiniertem Antrieb berechnen? Z.B. das Space Shuttle während der Startphase, bei dem sowohl SRBs als auch SSME aktiv sind?

Natürlich gibt es die einfache "experimentelle" Methode, bei der nasse und trockene Masse und Geschwindigkeit zu Beginn und am Ende der Beschleunigung gemessen werden, aber Das ist nicht sehr gut, wenn wir nicht die komplette, funktionierende Rakete zur Hand haben. In der Planungsphase würden wir die Abgasgeschwindigkeit verschiedener Motoren, ihren Schub und ihren Massenstrom kennen - wie würden wir dann vorgehen, um den ISp des Ganzen zu ermitteln?

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

Zwei antworten:
Mark Adler
2016-06-01 00:05:35 UTC
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$$ I_ {sp} = \ dfrac {I_ {sp1} \ dot {m} _1 + I_ {sp2} \ dot {m} _2 + {...}} {\ dot {m} _1 + \ dot { m} _2 + {...}} $$

Jedes $ I_ {sp} $ wird also einfach mit seinem Bruchteil des gesamten Massenstroms gewichtet. Dies erstreckt sich auf eine beliebige Anzahl von $ I_ {sp} $.

Ich finde das leichter zu verstehen als die Formel, die ich gefunden habe.
@kimholder Ihre ist allgemeiner: Es hat eine Summierung, während Marks nur zwei hinzufügt.
@called2voyage Ja, aber es bringt auch den Schub aus dem Problem heraus, das meinen Kopf durcheinander gebracht 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.
kim holder
2016-06-01 00:01:02 UTC
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Nun, was soll ich sagen - das Kerbal Space Program Wiki hat eine gute Antwort darauf.

$$ g_n I_ {sp} = \ frac {\ sum \ Grenzen_ {i} F_ {T_i}} {\ sum_ \ Grenzen {i} \ Übersatz {.} {m}} = \ frac {{\ Summe \ Grenzen_ {i}} F_ {T_i}} {\ Summe \ Grenzen_ { i} {\ frac {F_ {T_i}} {g_n I_ {sp_i}}} $$

Wobei:

  • $ I_ {sp} $ das Spezifische ist Impuls in Sekunden
  • $ I_ {sp_i} $ ist der spezifische Impuls jedes Motors in Sekunden
  • $ F_ {T_i} $ ist der Schub jedes Motors in Newton
  • $ \ overset {.} {m} $ ist der Kraftstoffverbrauch in Kilogramm pro Sekunde
  • $ g_n $ ist die Standardbeschleunigung der Schwerkraft

Wenn der Kraftstoffverbrauch in dieser Formel nicht verwendet wird, ist es nur wichtig, dass alle Schubwerte dieselbe Einheit (z. B. Kilonewton) und der spezifische Impuls dieselbe 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 der gleiche.

Das Ergebnis entspricht dem gewichteten harmonischen Mittelwert der spezifischen Impulse der Motoren, jeweils gewichtet Motorschub.

Ich finde es toll, dass das Wiki über ein * fiktives Universum in einem Videospiel * die relevanteste Quelle für reale Physikgleichungen ist.
@DC177E Tatsächlich hatte es eine relevante Antwort, als Mark Adler seine Fehler mit einigen Änderungen an dieser Antwort korrigierte. Aber ich weiß was du meinst. Die Sache ist, KSP wurde entwickelt, um Benutzer über die reale Raumfahrt zu unterrichten. Yay KSP!


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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