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比冲 - 维基百科，自由的百科全书

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比冲，或比冲量、比推力（英語：specific impulse，{\displaystyle I_{\mathrm {sp} }}）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（{\displaystyle m}，单位：{\displaystyle kg}）产生的动量（{\displaystyle p}，单位：{\displaystyle kg\cdot {\frac {m}{s}}=N\cdot s}），或单位质量流量的推进剂（单位：{\displaystyle kg/s}）产生的推力（{\displaystyle F}，单位：{\displaystyle N=kg\cdot m/s^{2}}）。根据以上两种定义，比冲的单位为牛顿·秒/千克（{\displaystyle N\cdot s/kg}）或牛顿/千克/秒（{\displaystyle N/kg/s}），简化后即米/秒（{\displaystyle m/s}）。

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”。

{\displaystyle I_{\mathrm {sp} }={\frac {\mathrm {d} p}{\mathrm {d} m}}={\frac {\dot {p}}{\dot {m}}}={\frac {F}{\dot {m}}}}

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（{\displaystyle {\frac {F}{m}}}，单位：{\displaystyle N/kg}），然后直接用它的变量时间的单位秒（{\displaystyle s}）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1千克推进剂产生一个标准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。

發動機 有效排氣速度

（{\displaystyle I_{\mathrm {sp} }={\frac {F}{\dot {m}}}={\frac {F\cdot t}{m}}}，单位：{\displaystyle {\frac {kg\cdot m\cdot s}{kg\cdot s^{2}}}={\frac {m}{s}}}）

比冲

（{\displaystyle s}）

能量

（{\displaystyle {\frac {MJ}{kg}}}）

涡轮风扇發動機
 29 000（因為在大氣層內飛行，实际应用为约300） 3000 43
固體火箭發動機
 2500 250 3.0
液態火箭發動機
 4400 450 9.7
離子推進器 29,000 3000 430
可变比冲磁等离子体火箭[1][2][3] 290,000 30,000 43,000
各種噴射引擎的比衝

参考文献

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  1. ^ 存档副本 (PDF). [2015年4月13日]. （原始内容 (PDF)存档于2017年8月9日）.
  2. ^ 存档副本 (PDF). [2015-04-13]. （原始内容 (PDF)存档于2020-08-07）.
  3. ^ Vasimr VX-200 meets full power efficiency milestone. [2015-04-13]. （原始内容存档于2017-03-30）.

外部連結

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