Relación de la selección del propulsor de cohetes con el impulso específico

¿Es posible relacionar directamente una selección de combustible/oxidante con un impulso específico en el vacío? He probado algunos métodos diferentes, pero parece que no puedo relacionar directamente los dos.

Respuestas (4)

El impulso específico variará con el diseño exacto del motor (ciclo del motor, relación de mezcla, presión de la cámara, tamaño de la boquilla y otras características termodinámicas), pero hay una tabla en la página de propulsores de cohetes líquidos de Wikipedia que brinda un impulso específico típico (expresado como escape velocidad en m/s) para varias combinaciones de propulsores.

El lado químico de las cosas suele ser así:

  1. Haga una suposición calificada de qué productos de escape se forman por la reacción.
  2. Calcule la energía liberada de esa reacción (con la ayuda de las tablas delta-h).
  3. Utilice la energía liberada para encontrar las condiciones de la cámara (temperatura/presión)
  4. Busque equilibrios químicos para esas condiciones de cámara para hacer una mejor estimación de 1) (más valores de tabla)
  5. Repita estos pasos hasta que tenga una idea algo clara de cómo procede la reacción.
  6. Use termofísica simple para calcular la velocidad de escape dada la composición, temperatura y presión del escape.

El impulso específico real variará entre los diferentes diseños de motor.

Solo hay una incógnita que no se puede calcular fácilmente en esto, y es la composición de los gases de escape. Si adivina alguna distribución por química de la escuela secundaria, puede obtener una estimación de primer orden del cambio de temperatura y el peso molecular.

Si bien la influencia de la presión en el ISP del vacío es baja, la presión de la cámara cambia el equilibrio químico de la combustión, lo que puede causar que se formen moléculas más grandes a presiones más altas, lo que reduce el ISP.

Intente conectar algunos números y sustancias a esta práctica herramienta:

https://cearun.grc.nasa.gov/

Como regla muy general, Isp es proporcional a la raíz cuadrada de la relación entre la temperatura de la cámara y la masa molecular del propulsor, por lo que los combustibles más ligeros (como el hidrógeno) tienden a proporcionar una mayor Isp.

Como han mencionado otras personas, Isp es una función tanto de la combustión como del diseño de la boquilla, incluso en el vacío. Si está interesado en la contribución de los propulsores/combustión a Isp, consulte Velocidad característica .