Özgül itici kuvvet
Özgül itici kuvvet (genellikle Isp gösterilir) roket ve jet motorlarının verim oranını tanımlamak için kullanılan bir yöntemdir. Kullanılan itici yakıt miktarı ile ilgili olarak itici kuvvetin türevini belirtir. Başka bir deyişle, itme kuvveti birim zamanda kullanılan itici yakıt miktarına bölünür.[1] İtici yakıt "miktarı" kütlece (örneğin kilogram) verilirse, bu durumda özgül itici kuvvet hız birimine sahip olur. İtici yakıt miktarı ağırlıkça (örneğin kilogram-kuvvet) verilirse, o zaman da özgül itici kuvvet zaman birimi ile ifade edilir. Özgül itici kuvvetin iki sürümü arasındaki dönüşüm sabiti g dir.[2] Özgül itici kuvvet ne kadar yüksekse, belirli bir itme kuvveti için gerekli itici yakıt akış hızı o kadar az olur ve bu durumda Tsiolkovsky roket denkleminde bahsi geçen delta-v için roketin daha az itici yakıta ihtiyacı olur.
Gerçek egzoz hızı aslında aracın arkasından püskürtürek bıraktığı egzozun ortalama hızıdır. Etkin egzoz hızı aynı itme kuvvetini vermek için yanarak, araçtan ayrılmak zorunda kalan itici yakıtın saniyedeki hızıdır. Uzay boşluğunda çalışan bir roket için bu ikisi de hemen hemen aynı olsa da, hava emen bir jet motoru için bu ikisi tamamen farklıdır. Çünkü jet motorlarında ekstra itme kuvveti hızlanan havayla sağlanır. Özgül itici kuvvet ve etkin egzoz hızı orantılıdır.
Özgül itici kuvvet motorları kıyaslamak için kullanışlı bir değerdir, otomobiller için 100 kilometre başına litre ya da galon başına mil gibi kullanılır. Daha yüksek özgül itici kuvvetli bir itme yöntemi daha fazla itici yakıt verimliliği demektir.[1] Aynı şeyi ölçen diğer bir nicelik ise genellikle hava emen jet motorları için kullanılan özgül yakıt tüketimidir. Özgül yakıt tüketimi, özgül itici kuvvet ve etkin egzoz hızı ile ters orantılıdır.
Örnekler
Model roketçilik
Özgül itici kuvvet ayrıca model roket motorlarında performans ölçümü için kullanılır. Estes' in roket motorları için beyan ettiği bazı özgül itici kuvvet değerleri şunlardır:[3] Estes Industries model roket parçaları konusunda tanınmış, Amerikalı büyük bir satıcıdır. Model roket motorlarında üreticiler karabarut itici yakıtı kullandıklarından ötürü, model roket motorlarının özgül itici kuvveti diğer birçok roket motorlarından çok daha düşüktür. Model roket motorlarının yanma hızı da çok sıkı denetlenmektedir.
| Motor | Toplam itici kuvvet (Ns) | Yakıt Ağırlığı (N) | Özgül itici kuvvet (s) |
|---|---|---|---|
| Estes A10-3T | 2.5 | .0370 | 67.49 |
| Estes A8-3 | 2.5 | .0306 | 81.76 |
| Estes B4-2 | 5.0 | .0816 | 61.25 |
| Estes B6-4 | 5.0 | .0612 | 81.76 |
| Estes C6-3 | 10 | .1223 | 81.76 |
| Estes C11-5 | 10 | .1078 | 92.76 |
| Estes D12-3 | 20 | .2443 | 81.86 |
| Estes E9-6 | 30 | .3508 | 85.51 |
Yararlanılan kaynaklar
- 1 2 "What is specific impulse?". Qualitative Reasoning Group. 4 Temmuz 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20160704233223/http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs/Propulsion/3-what-is-specific-impulse.html. Erişim tarihi: 28 Ekim 2011.
- ↑ "Specific impulse". NASA. 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20160304200021/http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/specimp.html. Erişim tarihi: 28 Ekim 2011.
- ↑ Estes 2011 Katalog http://www.acsupplyco.com/estes/estes_cat_2011.pdf