Калькулятор скорости истечения

Исторический фон

Концепция скорости истечения возникла в начале 20-го века при изучении ракетного двигателя. Константин Циолковский, Роберт Годдард и Герман Оберт внесли значительный вклад в развитие ракетостроения, заложив основы для современной ракетной техники. Скорость истечения является определяющим фактором для эффективности ракетных двигателей и является ключевым параметром в уравнении Циолковского.

Формула

Формула для определения скорости истечения:

\[ V = \frac{F - (p_e - p_a) \cdot A}{\dot{m}} \]

где:

• \( V \) — скорость истечения (м/с),
• \( F \) — сила тяги (Н),
• \( p_e \) — давление на выходе (Н/м²),
• \( p_a \) — атмосферное давление (Н/м²),
• \( A \) — площадь сопла (м²),
• \( \dot{m} \) — массовый расход (кг/с).

Пример расчета

Предположим, что ракетный двигатель создает тягу 50 000 Н, имеет давление на выходе 120 000 Н/м², атмосферное давление 101 325 Н/м², площадь сопла 1,2 м² и массовый расход 45 кг/с. Скорость истечения вычисляется следующим образом:

\[ V = \frac{50000 - (120000 - 101325) \cdot 1.2}{45} \approx 831.25 \, \text{м/с} \]

Часто задаваемые вопросы

Что такое скорость истечения в ракетостроении?

• Это скорость линейного потока отработавших газов, выходящих из ракеты, определяющая тягу и эффективность двигателя.

Почему скорость истечения важна?

• Более высокие скорости истечения способствуют повышению эффективности ракеты, что приводит к увеличению тяги на единицу потребленного топлива.

Влияет ли атмосферное давление на скорость истечения?

• Да, разница между давлением на выходе и атмосферным давлением оказывает влияние на тягу и, следовательно, на скорость истечения.