[转帖]比冲的含义

Posted 2020-11-26 jinanxiaolaohu

比冲的本质就是燃料燃烧时的“喷流速度”！所以，很多文章会告诉你，比冲越大，发动机越厉害。这很好理解，无论是火箭发动机，还是飞机上的涡喷发动机，其提供动力的原理就是燃料燃烧并向后喷射，那么，根据动量守恒，喷射物的速度越大，其带给飞行器的反推力就越大。既然比冲在本质上是描述喷流速度，为什么我们经常看到的单位是“秒”？这是因为，过去传统遗留的问题，比冲有两个单位，一个是传统上的以“秒”为单位，一个是按照国际单位标准的“米每秒”的单位。比冲“秒”的单位，是按照比冲这种定义来的，即：比冲就是单位重量流量的推进剂产生的推力。“重量流量”听上去是那么的别扭，它是过去的老单位，在国家标准中，已经没有这个名字。但是习惯上，说比冲时，还是按照单位重量流量的推进剂产生的推力来计算，结果导出的就是秒的单位，可以理解为，火箭发动机利用一公斤燃料可以持续多少秒一直产生一公斤的推力。比冲跟发动机的推力大小无关，比冲只是描述了发动机的能源利用效率而已。一些离子推进器，比冲可以达到10000秒，其喷流速度在100000米/秒左右，也就是速度100千米/每秒。虽然离子推进器的比冲很高，但它的推力极小，大概只可以吹动一张纸。F-1火箭发动机，其海平面比冲为263秒（即喷流速度约为2.58千米/秒）。F-1火箭发动机是由美国洛克达因公司设计制造的，它是一款煤油液氧发动机，用于土星五号运载火箭的第一级，曾服务于阿波罗登月计划。上图中，在发动机旁边站着的是沃纳•冯•布劳恩（1912年3月23日－1977年6月16日），他是普鲁士火箭专家，二十世纪航天事业的先驱之一，曾是著名的V1和V2火箭的总设计师。德国战败后，美国将他和他的设计小组带到美国，主持设计了阿波罗4号的运载火箭土星5号。NASA用以下的话来形容冯•布劳恩：“无庸置疑的，他是史上最伟大的火箭科学家。他最大成就是在担任NASA马歇尔空间飞行中心总指挥时，主持土星5号的研发，成功地在1969年7月首次达成人类登陆月球的壮举。”