Fajlagos tolóerő vagy specifikus impulzus. Konkrét impulzus nyomán

Valószínűleg mindenki tudja, hogy a tér főként vákuumból áll. És ebben a légüres térben gyakorlatilag nincs semmi, ahonnan elrugaszkodjunk, mint ahogy a padlóról is eltolunk sétálni. És ha igen, akkor ahhoz, hogy a mozgásunkat a szükséges módon változtassuk, valamit ki kell dobnunk magunkból. És végül mindenki tudja, hogy azt a járművet, amely képes erre, rakétának hívják.
A rakétákat nagyon-nagyon régen, több mint másfél ezer éve találták fel. De a sugárhajtás elméletét csak a 19. század legvégén tudták komolyan megérteni. Konkrétan ekkor vezette le a nagy orosz tudós, Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij híres képletét:

itt V a rakéta végsebessége, I a fajlagos impulzus, M a tüzelésű rakéta tömege, m pedig a rakéta tömege üzemanyag (vagy más munkaközeg) nélkül.

A fajlagos impulzus a motor tolóerejének az üzemanyag-fogyasztáshoz vagy más munkafolyadékhoz viszonyított aránya. Az SI rendszerben az áramlást kg/s-ban, a tolóerőt pedig newtonban mérjük. Newton pedig egyenlő kg*m/s 2-vel. Ennek eredményeként azt találjuk, hogy a fajlagos impulzus mérése a sebességhez hasonlóan méter per másodpercben történik. Lényegében a sebességről van szó – a motor fúvókájából kilépő munkafolyadék-sugár effektív sebessége.
A fajlagos impulzusnak van egy másik definíciója is: az az idő, amely alatt a motor 1 kg üzemanyag (vagy más munkafolyadék) segítségével 1 kgf (kilogram-erő) tolóerőt tud létrehozni. Ezután másodpercben mérik.
Az első definícióból származó specifikus impulzust a Ciolkovszkij-formulába kell behelyettesíteni, de a második definíció gyakran kényelmesebb a számításoknál. Ha a fajlagos impulzus egyik változatát egy másikra szeretnénk konvertálni, akkor egy egyszerű képletet használhatunk: 1 m/s = 9,81 s. Bár leggyakrabban tovább egyszerűsítik: 1 m/s = 10 s. Itt az utóbbit fogom használni. Természetesen mindkét képlet csak meghatározott impulzusra alkalmazható, a tej „szökésének” idejét nem érdemes a tűzhely kíméléséhez szükséges szakács futási sebességére átszámítani :-)

Mi olyan érdekes ebben a képletben? Teljesen nyilvánvaló dolgok: minél gyorsabb a gázáramlás és minél több üzemanyag van a rakétában, annál gyorsabban fog repülni.
És az érdekes benne a logaritmus. Ez a függvény nagyon lassan növekszik az alatta lévő tömegarány mellett. Ahhoz, hogy a logaritmus 1 legyen, 2,72-nek kell lennie. Azok. Ahhoz, hogy egy 10 tonna „száraz” tömegű rakéta az általa kilökött munkafolyadék sebességére gyorsuljon, több mint 17 tonnára van szüksége ugyanabból a munkaközegből. Ahhoz, hogy ezt a rakétát a munkaközeg két sebességére gyorsítsák fel, 64 tonna üzemanyagra van szükség, háromhoz - 191 tonnához. Végül a munkaközeg négy sebességéhez 534 tonna munkafolyadékra lesz szükség. Nyilvánvaló, hogy egy 10 tonna súlyú rakétába 534 tonna munkafolyadékot helyezve, i.e. saját tömegének több mint ötvenszerese – ez nagyon nehéz feladat. Négy sugárkiáramlási sebesség a hozzávetőleges műszaki határ a rakéta sebességéhez.

Természetesen a gravitációt itt nem vesszük figyelembe. A Földtől, illetve a Naptól távolodva nagymértékben lelassítja a rakétát, de felgyorsítja a rakétát a Földhöz és a Naphoz közeledve, valamint akkor is, ha bizonyos pályákon elrepül bolygók mellett (más pályán való repülés lassíthat). Ennek eredményeként a hordozórakéta motorjainak leállítása után sebességük kisebb, mint amit ezzel a képlettel ki lehet számítani, de az űrhajó által valaha elért maximális sebesség többszöröse annak, amit egy modern rakéta képes elérni. De most már mindegy nekünk.

Nos, miért csinálom ezt az egészet? És mennyire fontos a konkrét impulzus.
Tegyük fel, hogy el kell érnünk a 18 km/s sebességet. Körülbelül ennyi kell a Naprendszeren túli repüléshez (az ilyen repüléshez szükséges pontos sebesség attól függ, hogy milyen irányból indulunk).
Legyen rakétahajtóművünk fajlagos impulzusa 450 s vagy 4500 m/s. Ez összhangban van a legjobb folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművekkel, és közel áll a vegyi hajtóművek elméleti határértékéhez (ha nem használ túl mérgező komponenseket, például fluort).
Ebben az esetben egy 10 tonnás rakéta felgyorsításához pontosan arra az 534 tonna üzemanyagra és oxidálószerre (jelen esetben folyékony oxigénre és hidrogénre) lesz szükség. Egy tüzelőanyaggal működő rakéta 544 tonnát fog nyomni indításkor, és csak 10 gyorsul a szükséges sebességre...
És ha csak kétszer akkora a fajlagos impulzus: 900 s vagy 9000 m/s? Ezután egy 10 tonna súlyú rakéta felgyorsításához csak 64 tonna munkafolyadékra lesz szükség! Azok. a rakéta kilövéskor mindössze 74 tonnát fog nyomni! Ha a rakéta kilövéskor ugyanazt az 544 tonnát nyom, akkor több mint 73 tonna 18 km/s-ra gyorsul!
Így a fajlagos impulzus megkétszerezése több mint hétszer több rakomány felgyorsítását teszi lehetővé, kevesebb munkafolyadék elköltésével.
Mi van, ha 1350 s vagy 13 500 m/s fajlagos impulzusunk van? 10 tonna rakétatömegre 28 tonna munkafolyadékot kapunk, i.e. 38 tonna kiinduló tömeg. Vagy az a képesség, hogy 143 tonna 544 tonna kiindulási tömeget 18 km/s-ra gyorsítson.
Végül álmodjunk 3600 s-ról vagy 36 000 m/s-ról... 6,5 tonna munkafolyadék 10 tonnás gyorsításhoz, i.e. 16,5 t kiindulási tömeg. Vagy 330 tonnás gyorsulás 544 indulóról.
A fajlagos impulzus 2-szeres növekedése 7,3-szorosára javítja a rakétánkat (csökkenti az indító tömeget vagy növeli a gyorsított tömeget), 3-szoros növekedése - 14,3-szoros, és 8-szoros növekedése - 33-szoros javulást jelent!

De hogyan érhetünk el ilyen sajátos impulzust?
Bizonyára sokan hallottak már a plazma- és ionmotorokról, és talán általában az elektromos rakétamotorokról. Az ilyen motorokban a munkafolyadék felgyorsítására nem magában a munkafolyadékban lévő energiát, hanem kívülről szállított energiát használnak fel. Emiatt az ilyen motoroknak alapvetően nincs specifikus impulzuskorlátozása. Legalább 1 000 000 m/s! Csak egy DE...
450 másodperces fajlagos impulzussal körülbelül 541 MJ energiát fogunk elkölteni, hogy 1 kg-mal ugyanarra a 18 km/s-ra gyorsítsunk. 900 másodpercnél - 259 MJ. 1350 másodpercnél - 255 MJ. Eddig jó. De aztán a dolgok rosszabbra fordulnak... 3600 s - 421 MJ-nál. A fajlagos impulzus további növekedése az energiaköltségek még nagyobb növekedéséhez vezet, mert a munkafolyadék tömege már nem csökken olyan gyorsan, mint ahogy a sebesség négyzete nő. Ez az energia minimális lesz egy adott impulzusnál, amely körülbelül a végsebesség 0,63-ával egyenlő. Esetünkben 1130 s vagy 11 300 m/s.
„Na és mi van?” – kérdezi jogosan az olvasó: „Végül is most 541 MJ-t költünk, 3600 s-nál pedig már csak 421-et!”
És az a helyzet, hogy most ezt az 541 MJ-t maga a munkafolyadék tartalmazza, és az elektromos rakétamotorok esetében kívülről kell ellátnunk...
A kémiai áramforrásoknak itt nyilvánvalóan nincs értelme: ahelyett, hogy a hidrogént és az oxigént vízzé alakítanák át egy üzemanyagcellában (ami semmiképpen sem könnyű), hogy abból egy ionmotort hajtsanak meg, ami némi xenont is felgyorsít. sokkal egyszerűbb és hatékonyabb a hidrogén azonnali elégetése egy hagyományos rakétamotor égésterében. A napelemek potenciálisan korlátlan energiaellátással rendelkeznek, de teljesítményük nagyon kicsi, így a motor tolóereje alacsony lesz. Ráadásul ezek az akkumulátorok nagyon sokat nyomnak. Tehát csak műholdpálya-korrekciós motorok meghajtására alkalmasak. Ha embereket akarunk küldeni más bolygókra, valami másra lesz szükségünk...
Az atomreaktor jó megoldás. Sok energiát tartalmaz, nagy ereje és ugyanakkor viszonylag kis tömege lehet. Most már létezik egy nagy teljesítményű, atomreaktorral hajtott plazmamotor projekt, amelyet a tervek szerint a Marsra való repüléshez (VASIMR) használnak majd fel. De sajnos ez a rendszer messze van az ideálistól... Ennek ellenére még egy atomreaktorban sincs olyan nagy teljesítmény/tömeg arány, hogy nagyon nagy fajlagos impulzusú ionmotort célszerű lenne készíteni. Ha növeljük az impulzust, akkor kissé csökkentjük a munkaközeg tömegét, de nagymértékben növeljük a reaktor tömegét... És mégis, egy ilyen rendszer legfeljebb 0,1 m/s 2 gyorsulást biztosít. A gyorsulás hosszú lesz, és szó sincs arról, hogy a Föld felszínéről induljunk ki.

Szóval mit tegyünk?.. Egyszerű: ki kell dobni a reaktorból a munkaközegbe történő energiaátviteli lánc extra láncszemeit! Ideális esetben - nullára. A munkaközegnek közvetlenül a reaktortól kell energiát kapnia. És ilyen rendszereket hoztak létre. A szovjet és amerikai nukleáris rakétahajtóművek, amelyeket valójában „fémben” hoztak létre a tesztelés során, teljesen elértek egy körülbelül 900 másodperces fajlagos impulzust! Bennük a folyékony hidrogén egy több ezer fokra felmelegedett (de még szilárd) reaktormagon haladt át, ahol elpárolgott és felmelegedett, majd egy fúvókán keresztül kilökődött.
A számítások azt mutatják, hogy ha a mag olvasztására tervezett reaktort készítünk, akkor 1350 másodperc semmiképpen sem a fajlagos impulzushatár. Ilyen reaktorokat pedig a jelenlegi technológiai színvonal mellett lehet létrehozni.
Végül vannak projektek gázfázisú nukleáris rakétahajtóművekre... Ezekben az urán elpárolog, és a fajlagos impulzus ugyanaz lesz, mint 3600 másodperc vagy még ennél is magasabb - akár 4500 másodpercig.
Ugyanakkor a nukleáris rakétahajtóművek nem csak elméletileg képesek, hanem ténylegesen is működnek a légkörben, és tolóerejük többszöröse lehet tömegüknek, így közvetlenül a Földről indítható.
Kár, hogy az ilyen motorokon végzett munka már régóta nem kapott megfelelő támogatást... Szerintem már most teljesen nyilvánvaló, hogy a fajlagos impulzus 2-3-szoros növekedése is milyen óriási előnyöket nyújt, nem beszélve a 8-as, ill. akár 10-szer is.

De vajon a kellően erős (0,1 m/s2-nél nagyobb rakétagyorsulást biztosítani képes) hajtóművek fajlagos impulzusának 4500 másodperc a határa vagy sem?.. Elméletileg nem.
A termonukleáris reakciók során a reakciótermékek 10 000 000 m/s-nál nagyobb sebességgel repülnek szét, azaz. egy feltételezett fúziós rakétamotor fajlagos impulzusa 1 000 000 vagy akár 1 500 000 másodperc is lehet. És ami a legjobb az egészben, a munkafolyadék felgyorsítására szolgáló energia ismét magában a munkafolyadékban van! Egy ilyen motorral szerelt rakéta műszaki sebességhatára egyébként a fénysebesség 20%-át is elérheti...
Sajnos a termonukleáris kutatás még nem jutott el elég messzire egy termonukleáris rakétahajtómű létrehozásához. Másrészt minden okunk megvan azt hinni, hogy még könnyebb lesz létrehozni, mint egy termonukleáris erőművet. Orbitális pályáról történő kilövéskor (és sajnos az ilyen hajtóművek nem működnek a légkörben), nem lesz gondunk a vákuum létrehozásával és fenntartásával, a motornak nem kell hónapokig folyamatosan működnie, mint az erőművi reaktoroknak, és végül nincs rá szükség, hogy ellássunk áramot! Magának a hajónak az áramellátásához használhat külön atomreaktort, és hagyja, hogy a termonukleáris reaktor csak önmagát táplálja.
Akár mindössze 450 000 másodperces fajlagos impulzussal közel 430 km/s-ra gyorsul majd egy 11 tonnás kilövőtömegű rakéta, amelyből csak 1 tonna lesz termonukleáris üzemanyag. Ha fel akarjuk gyorsítani a hajót, lassítani, majd újra gyorsítani és újra lassítani tankolás nélkül, akkor ugyanez az arány (11 tonna induláskor, ebből 1 tonna az üzemanyag) 100 km/s-nál nagyobb repüléshez is elegendő. Ha 12 tonnás indító tömeget veszünk, amelyből 2 tonna termonukleáris üzemanyag, akkor egy ilyen repülés (oda-vissza) sebessége már 200 km/s lesz. Így egy hónap múlva repülhetsz a Marsra, dolgozhatsz ott pár hétig, és hazatérhetsz...

Szóval kedves olvasók, a Naprendszer feltárása már közelebb van, mint a láthatáron :-)

Specifikus impulzus- a sugárhajtómű hatékonyságának mutatója. Néha a „specifikus tolóerő” szinonimát használják a sugárhajtóművekre (a kifejezésnek más jelentése is van), míg fajlagos tolóerőáltalában a belső ballisztikában használják, míg specifikus impulzus- külső ballisztikában. A fajlagos impulzus dimenziója a sebesség dimenziója, SI mértékegységben méter per másodperc.

Definíciók

Specifikus impulzus- egy sugárhajtóműre jellemző, megegyezik az általa keltett impulzus (mozgásmennyiség) és az üzemanyag áramlási sebességével (általában tömegével, de összefüggésbe hozható pl. tömegével vagy térfogatával is) hányadosával. Minél nagyobb a fajlagos impulzus, annál kevesebb üzemanyagot kell elkölteni egy bizonyos mértékű mozgás eléréséhez. Elméletileg a fajlagos impulzus egyenlő kipufogó sebesség az égéstermékek ténylegesen eltérhetnek attól. Ezért fajlagos impulzusnak is nevezik effektív (vagy azzal egyenértékű) kipufogógáz-sebesség.

Fajlagos tolóerő- a sugárhajtóműre jellemző, megegyezik az általa létrehozott tolóerő és a tömeges üzemanyag-fogyasztás arányával. Ezt méter per másodpercben mérik (m/s = N s/kg = kgf s/aze. m), és azt jelenti ebben a dimenzióban, hogy ez a motor hány másodpercig képes 1 N tolóerőt létrehozni 1 kg üzemanyag elhasználása után (vagy 1 kgf tolóerő, 1 azaz m üzemanyag elhasználása után). Egy másik értelmezés szerint a fajlagos tolóerő egyenlő a tolóerő és a tolóerő arányával súlyüzemanyag fogyasztás; ebben az esetben másodpercben mérik (s = N s/N = kgf s/kgf) - ez az érték tekinthető annak az időnek, amely alatt a motor 1 kgf tolóerőt tud kifejteni 1 kg üzemanyag felhasználásával ( azaz 1 kgf súlyú). A tömeg fajlagos tolóerejének tömegtolóerővé alakításához meg kell szorozni a gravitációs gyorsulással (amely 9,80665 m/s²-nek felel meg).

A kémiai tüzelőanyagot használó sugárhajtóművek fajlagos impulzusának (kipufogási sebességének) kiszámításának hozzávetőleges képlete a következőképpen néz ki: [ tisztázza]

Nem sikerült elemezni a kifejezést (végrehajtható fájl texvc nem található; A beállításhoz lásd a math/README részt.): I_y = \sqrt(16641 \cdot \frac(T_\text(k))(u M) \cdot \left(1 - \frac(p_\text(a) ) (p_\text(k)) M \jobbra) ),

Ahol T k a gáz hőmérséklete az égési (bomlási) kamrában; p k és p a a gáznyomás az égéstérben és a fúvóka kimeneténél; M- a gáz molekulatömege az égéstérben; u- a kamrában lévő gáz termofizikai tulajdonságait jellemző együttható (általában u≈ 15). Amint a képletből az első közelítésre látható, minél magasabb a gáz hőmérséklete, annál kisebb a molekulatömege és minél nagyobb az RD-kamrában uralkodó nyomások aránya a környező térben, annál nagyobb a fajlagos impulzus.

Különböző típusú motorok hatásfokának összehasonlítása

A fajlagos impulzus fontos motorparaméter, amely jellemzi a hatékonyságát. Ez az érték nem függ közvetlenül az üzemanyag energiahatékonyságától és a motor tolóerejétől, például az ionmotorok tolóereje nagyon kicsi, de nagy fajlagos impulzusuk miatt manőverező motorként használják őket az űrtechnológiában.

Jellemző fajlagos impulzus különböző típusú motorokhoz

Motor	Specifikus impulzus
Motor	Kisasszony	Val vel
Gázturbinás sugárhajtómű [[K:Wikipédia:Forrás nélküli cikkek (ország: Lua hiba: callParserFunction: a "#property" függvény nem található. )]][[K:Wikipédia:Cikkek forrás nélkül (ország: Lua hiba: callParserFunction: a "#property" függvény nem található. )]]	30 000(?)	3 000(?)
Szilárd rakétamotor	2 650	270
Folyékony rakétamotor	4 600	470
Elektromos rakétamotor	10 000-100 000	1000-10 000
Ion motor	30 000	3 000
Plazma motor	290 000	30 000

Megjegyezhető egy humoros momentum, amely ehhez a képlethez kapcsolódik: mivel nincs saját neve, a szakértők általában "Y-képletnek" hívják - az "Y" hadművelet és Shurik egyéb kalandjai című filmvígjátékban a diákok írják a következtetést. a folyosó emeletén található képletből pontosan ezt a képletet kell levezetni.

Lásd még

Írjon véleményt a "Speciális impulzus" cikkről

Megjegyzések

Hozzászólások

Felhasznált irodalom és források

Linkek

Tom Benson, / The Beginner's Guide to Aeronautics // Glenn Research Center, NASA (angol)
Spakovszky Z. S., / 16.Unified: Thermodynamics and Propulsion // MIT, 2006 (angol)

A Specific Impulse-t jellemzõ részlet

Láttam, hogy ezeknek a szegény gyerekeknek fogalmuk sincs, mit csináljanak most, vagy hova menjenek. Őszintén szólva nekem sem volt ilyen ötletem. De valakinek tennie kellett valamit, és úgy döntöttem, hogy újra közbelépek.Lehet, hogy teljesen nem az én dolgom, de egyszerűen nem tudtam ezt az egészet nyugodtan végignézni.
- Elnézést, mi a neved? – kérdeztem halkan apámtól.
Ez az egyszerű kérdés hozta ki abból a „kábulatból”, amelybe „hanyatt-homlok” ment, nem tudott visszatérni. Meglepetten bámult rám, és zavartan mondta:
– Valerij... Honnan jöttél?!... Te is meghaltál? Miért hallasz minket?
Nagyon örültem, hogy sikerült valahogy visszahoznom, és azonnal válaszoltam:
- Nem, nem haltam meg, csak sétáltam, amikor minden történt. De hallom és beszélek veled. Persze ha akarod.
Most mindannyian meglepetten néztek rám...
- Miért élsz, ha hallasz minket? – kérdezte a kislány.
Éppen válaszolni akartam neki, amikor hirtelen megjelent egy fiatal, sötét hajú nő, aki anélkül, hogy bármit is mondhatott volna, ismét eltűnt.
- Anya, anya, itt vagy!!! – kiáltotta Katya boldogan. – Mondtam, hogy jön, megmondtam!!!
Rájöttem, hogy a nő élete látszólag „szálon lóg” pillanatnyilag, és egy pillanatra egyszerűen kiütött a lényege a fizikai testéből.
– No, hol van?!.. – mérgelődött Katya. - Csak itt volt!...
A lány láthatóan nagyon elfáradt a különféle érzelmek ilyen hatalmas áradatától, és az arca nagyon sápadt, tehetetlen és szomorú lett... Szorosan belekapaszkodott bátyja kezébe, mintha támaszt keresne tőle, és halkan suttogta:
- És körülöttünk mindenki nem látja... Mi ez, apa?
Hirtelen úgy kezdett kinézni, mint egy kicsi, szomorú idős hölgy, aki teljesen összezavarodva néz tiszta szemével az ismerős fehér fénybe, és semmiképpen sem érti – hová menjen most, hol van most az anyja, és hol van most az otthona?.. Először szomorú bátyjához fordult, majd apjához, aki egyedül állt, és úgy tűnik, teljesen közömbös volt minden iránt. De egyikük sem kapott választ egyszerű gyerekes kérdésére, és szegény lány hirtelen nagyon-nagyon megijedt...
- Velünk maradsz? – nézett rám nagy szemeivel, szánalmasan kérdezte.
„Nos, természetesen maradok, ha ezt akarod” – biztosítottam azonnal.
És nagyon szerettem volna barátságosan szorosan átölelni, hogy legalább egy kicsit megmelengesse kicsiny és annyira ijedt szívét...
-Ki vagy te lány? – kérdezte hirtelen az apa. „Csak egy személy, csak egy kicsit más” – válaszoltam kissé zavartan. – Hallom és látom azokat, akik „elmentek”... mint most te.
– Meghaltunk, nem? – kérdezte nyugodtabban.
– Igen – válaszoltam őszintén.
- És most mi lesz velünk?
– Élni fogsz, csak egy másik világban. És nem is olyan rossz, hidd el!.. Csak meg kell szokni és szeretni.
„Valóban élnek a halál után?...” – kérdezte az apa, még mindig nem hitt.
- Élnek. De itt már nem – válaszoltam. – Mindent ugyanúgy érzel, mint korábban, de ez egy másik világ, nem a megszokott. A feleséged még mindig ott van, akárcsak én. De már átlépted a „határt”, és most a túloldalon vagy, nem tudván, hogyan magyarázzam el pontosabban, megpróbáltam „nyúlni” hozzá.
– Ő is eljön valaha hozzánk? – kérdezte hirtelen a lány.
– Egyszer, igen – válaszoltam.
„Nos, akkor megvárom” – mondta magabiztosan az elégedett kislány. – És újra együtt leszünk, igaz, apa? Azt akarod, hogy anya újra velünk legyen, ugye?
Hatalmas, szürke szemei csillagként ragyogtak, abban a reményben, hogy egy napon szeretett édesanyja is itt lesz, új világában, nem is sejtve, hogy ez az Ő jelenlegi világa az anyja számára nem több és nem kevesebb, mint a halál... .
És mint kiderült, a kislánynak nem kellett sokat várnia... Újra megjelent a szeretett édesanyja... Nagyon szomorú volt és kicsit zavarodott is, de sokkal jobban viselkedett, mint vadul rémült apja, aki most , őszinte örömömre, apránként magához tért.
Érdekes, hogy a halottak ilyen nagyszámú entitásával folytatott kommunikációm során szinte teljes bizonyossággal kijelenthettem, hogy a nők sokkal magabiztosabban és nyugodtabban fogadták a „halál sokkját”, mint a férfiak. Akkor még nem értettem ennek a furcsa megfigyelésnek az okait, de biztosan tudtam, hogy ez pontosan így van. Talán egyre mélyebben és keményebben viselték el a bűntudat fájdalmát az „élő” világban hátrahagyott gyerekek miatt, vagy a fájdalmat, amelyet haláluk okozott családjuknak és barátaiknak. De a legtöbbjük (a férfiakkal ellentétben) pontosan a halálfélelem miatt szinte teljesen hiányzott. Megmagyarázható ez bizonyos mértékig azzal, hogy ők maguk adták a legértékesebb dolgot földünkön - az emberi életet? Sajnos erre a kérdésre akkor még nem kaptam választ...
- Anya, anya! És azt mondták, hogy sokáig nem jössz! És már itt vagy!!! Tudtam, hogy nem hagysz el minket! - rikoltotta a kis Kátya, zihálva az örömtől. - Most újra együtt vagyunk, és most minden rendben lesz!
És milyen szomorú volt nézni, ahogy ez az egész kedves, barátságos család megpróbálta megvédeni kislányát és nővérét attól a tudattól, hogy ez így egyáltalán nem jó, hogy újra együtt vannak, és sajnos egyikük sem. már a legcsekélyebb esély sem maradt hátralévő megéletlen életükre... És hogy mindegyikük őszintén szeretné, ha legalább egy családja életben maradna... És a kis Kátya még mindig ártatlanul és boldogan babrált valamit, örvendve, hogy megint egy család és megint "minden rendben"...
Anya szomorúan mosolygott, próbálta megmutatni, hogy ő is örül és boldog... és a lelke, mint egy sebzett madár, sikoltozott szerencsétlen gyermekei miatt, akik oly keveset éltek...
Hirtelen mintha valamiféle átlátszó „fallal” „elválasztotta” férjét és magát a gyerekektől, és egyenesen ránézett, finoman megérintette az arcát.
– Valerij, kérlek, nézz rám – mondta halkan a nő. - Mit fogunk csinálni?... Ez a halál, nem?
Felnézett rá nagy, szürke szemeivel, amiben olyan halálos melankólia fröccsent, hogy most farkasként akartam üvölteni helyette, mert mindezt szinte lehetetlen volt a lelkembe vinni...
„Hogy történhetett ez?.. Miért tették?!...” – kérdezte újra Valeria felesége. - Most mit tegyünk, mondd?

Szem előtt tartva, hogy ezek valójában ugyanazok a jellemzők. Fajlagos tolóerőáltalában a belső ballisztikában használják, míg specifikus impulzus- külső ballisztikában. A fajlagos impulzus dimenziója a sebesség dimenziója, az SI mértékegységrendszerben az méter másodpercenként.

Definíciók

Fajlagos tolóerő- a sugárhajtóműre jellemző, megegyezik az általa létrehozott tolóerő és a tömeges üzemanyag-fogyasztás arányával. Ezt méter per másodpercben mérik (m/s = N s/kg = kgf s/i.e.), és ebben a dimenzióban azt jelenti, hogy egy adott motor hány másodpercig képes 1 N tolóerőt létrehozni, miközben 1 kg üzemanyagot (vagy 1 kgf tolóerő, 1 t.e.m üzemanyag elfogyasztása után). Egy másik értelmezés szerint a fajlagos tolóerő egyenlő a tolóerő és a tolóerő arányával súlyüzemanyag fogyasztás; ebben az esetben másodpercben mérik (s = N s/N = kgf s/kgf). Ahhoz, hogy a tömeg fajlagos tolóerőt tömegtolóerővé alakítsuk át, meg kell szorozni a gravitációs gyorsulással (körülbelül 9,81 m/s²).

Hozzávetőleges számítási képlet specifikus impulzus(kipufogógáz sebessége) a vegyi üzemanyaggal működő sugárhajtóműveknél így néz ki:

ahol T k a gáz hőmérséklete az égési (bomlási) kamrában; p k és p a gáznyomás az égéstérben, illetve a fúvóka kimeneténél; y az égéstérben lévő gáz molekulatömege; u a kamrában lévő gáz termofizikai tulajdonságait jellemző együttható (általában u ≈ 15). Amint a képletből az első közelítésre látható, minél magasabb a gáz hőmérséklete, annál kisebb a molekulatömege és minél nagyobb az RD-kamrában uralkodó nyomások aránya a környező térben, annál nagyobb. specifikus impulzus .

Különböző típusú motorok hatásfokának összehasonlítása

Specifikus impulzus egy fontos motorparaméter, amely a hatékonyságát jellemzi. Ez az érték nem függ közvetlenül az üzemanyag energiahatékonyságától és a motor tolóerejétől, például az ionmotorok tolóereje nagyon kicsi, de a nagyságuk miatt specifikus impulzus tolatómotorként használják az űrtechnológiában.

Jellemző fajlagos impulzus különböző típusú motorokhoz

Motor	Specifikus impulzus
Motor	m/sec	mp
Gázturbinás sugárhajtómű	30 000	3 000
Szilárd rakétamotor	2 000	200

A film forgatókönyve és a könyv szerint nagy impulzusú ionmotorokkal van felszerelve.

Az űrkutatás jelenlegi helyzete némileg hasonlít a 19. század közepére, amikor a vitorlás flotta jól bevált technológiáiról hirtelen kiderült, hogy csak egy letűnt korszak elavult műtermékei. Amikor a ragyogó orosz Fekete-tengeri Flotta, amely nemrégiben legyőzte a törököket Sinopnál, hirtelen Szevasztopol kikötőjében találta magát bezárva a szövetségesek egyesült százada és a teavágók „ordító negyvenes”, „dühödt ötvenes” és „ éles hatvanas évek” helyébe fürge bálnavadászhajók léptek, amelyek az első gőzgépeket használták.

Aztán kiderült, hogy a sebesség állandóságának és az elemekkel szembeni immunitás kérdése a haditengerészet számára sokkal akutabbá és sürgetőbbé vált, mint a szél erejének megfékezése és az utolsó „Cutty Sark” sebességrekordok bemutatása. A lassan mozgó és esetlen, de a szél erejétől független gőzhajók alig fél évszázad alatt végül a tengeri ügyek peremére szorították a vitorlás hajókat, maguk mögött hagyva a kiképzőhajók és a múzeumok szerepét.

Ez volt a tengeri ügyek egyik legradikálisabb forradalma.
A következő evolúciós lépés, az üzemanyag használatának elhagyása és az atomenergiára való áttérés a haditengerészetben soha nem történt meg: az atomreaktorok csak a vezető világhatalmak haditengerészetének és az oroszok „márkanevének” maradtak. Sarkvidéki jégtörő flotta.

Hasonló helyzet most az űrkutatásban is kibontakozik. Egyszerűen lehetetlen vegyi üzemanyagot „vitorlázni” tovább a világűrbe – de hogy a régi és bevált vegyi rakétákat mi váltja fel, az még szerkezeti munka és mérnöki kutatás kérdése.

Először is el kell mondanunk, hogy az emberiség miért szeretett annyira bele a vegyi üzemanyaggal működő rakétákba.
Azt kell mondanunk, hogy ez inkább „érdekházasság”, mint valamiféle „szerelmi unió”. A kémiai tüzelőanyaggal működő rakéta csak egyike volt annak a kevés lehetőségnek, hogy legalább valamit letépjünk Földünk felszínéről. A földfelszínről induló rakétáknál jelentős a gravitációs interferencia, melynek elkerülhetetlenségéről már beszéltem.

A hajtóművek tömege, amelyről a cikk szövegében még szó lesz, sokkal alkalmasabbak az űrviszonyokra, de a Földről való kilövésre gyakorlatilag használhatatlanok - tolóerejük jóval kisebb, mint a saját súlyuk, nem beszélve a az általuk igényelt tüzelőanyag tömege vagy a hasznos teher tömege. Ennek eredményeként az ilyen hajtóműveknél a motorsugár tolóerejének (T) a teljes rakéta tömegéhez (W) viszonyított aránya kisebb, mint egy (T/W<1) и ничего поднять с поверхности Земли они не могут.

A J-2X motor próbapadi tesztelése, amely a Saturn-V holdrakéta J-2 motorjának analógja. Ez a motor küldte az Apollo rakétákat a Holdra. De ez általában kényszer döntés volt.

A fizika, a kémia és az anyagtudomány valóságában azonban meglehetősen nehéz olyan motort építeni, amely egyszerre nagy fajlagos tolóerővel és nagy fajlagos impulzussal rendelkezik.
És ha a „vontatás” fogalma intuitív módon világos számunkra (na jó, fel tudsz emelni egy 200 kilogrammos súlyzót – jó a „vonóerőd”, de ha nem, akkor kifulladsz. Általában minden olyan, mint az embereknél), akkor még mindig jobb megmagyarázni a „specifikus impulzus” fogalmát.
Ha a tolóerő a motor hagyományos „ereje”, akkor a fajlagos impulzus inkább a „tartóssága”, vagyis az a képesség, hogy korlátozott üzemanyagtartalék mellett hosszú ideig további impulzust biztosítson a hasznos tehernek.

A fajlagos impulzus mérése vagy másodpercben történik (ha az IKGSS „műszaki” mértékegységrendszert használja), vagy méter per másodpercben (ha az SI-mértékegységek „tudományos” rendszerét használja).
A „másodperc” (időegységben) és a „méter per másodperc” (a sebesség mértékegysége) fizikai jelentése is eltérő, bár ugyanazokat a paramétereket írja le, mint a hagyományos sugárhajtóművek, bár más-más szögből.

Ha egy motor fajlagos impulzusát másodpercben fejezzük ki, akkor kiderül, hogy „a fajlagos impulzus az a másodpercek száma, ameddig egy adott motor 1 kilogramm üzemanyaggal dolgozik, egy kilogramm-erős tolóerőt hozva létre” (MCGSS). .
Ha a motor fajlagos impulzusát méter per másodpercben fejezi ki, akkor összetettebb következtetést kapunk azon az állításon alapulóan, hogy „a fajlagos impulzus a motor tolóerejének newtonban kifejezett aránya a második üzemanyag tömegfogyasztáshoz” (SI).
Az SI rendszerben a Newton mértékegységét kg-m/s2-ben fejezzük ki, és a nevezőben további kg/s-os csökkentés után a sebesség mértékegységét kapjuk - méter per másodperc.
Érdekes, hogy a fajlagos impulzus eredő sebességértéke szinte szigorúan megfelel az égéstermékek bármely motor fúvókájából származó kipufogógázának sebességének. Például a modern folyékony hajtóanyagú sugárhajtóművek (LPRE) fajlagos impulzusa, amely körülbelül 450 másodperc, a munkafolyadék (égéstermékek) 4500 méter/s kipufogó-sebességének felel meg.

Hidrogén rakétamotor tesztelése. Az égéstermékek kipufogósebessége körülbelül 4500 m/s, a fajlagos impulzus körülbelül 450 másodperc.

Sőt, ami fontos, ellentétben a méter per másodpercben kifejezve, ha másodpercben adjuk meg a konkrét impulzust, az semmiképpen nem függ össze a motor tényleges üzemidejével. Csak a motor fajlagos üzemanyag-fogyasztását mutatja, amely az üzemanyag rendelkezésre állásától függően a fajlagos impulzusidőnél hosszabban és annál kevesebben is működhet.

Első pillantásra a munkafolyadék kiáramlási sebessége 4500 méter másodpercenként (13M) - ez tizenháromszorosa a tengerszinti hangsebességnek (340 m/s). Óriási sebesség mindennapi érzékelésünkhöz, ezért minden folyékony rakétamotor fúvókája bővülő, szuperszonikus Laval fúvókákkal készül.

A hidrogén-oxigén párban nagyobb kiáramlási sebességet csak a nagyon egzotikus lítium-hidrogén-fluor hármassággal sikerült elérni 1968-ban. De a fajlagos impulzus (542 másodperc) és a kipufogógáz sebességének (5320 m/sec) növekedése ilyen mérgező és robbanásveszélyes üzemanyaggal nagyon jelentéktelen volt, ezért végül elhagyták a háromkomponensű, fluor oxidálószerrel ellátott üzemanyag használatát.

A szilárd tüzelésű rakétamotorok (szilárd hajtóanyagú rakétamotorok) még „butábbnak” és „elviselhetetlenebbnek” bizonyulnak (a folyékony rakétamotorokhoz képest). Ezek a továbbfejlesztett porpetárdák „rövid lélegző sprinternek” bizonyulnak – a legtöbb létező szilárd hajtóanyagú rakétamotor fajlagos impulzusa 250-270 másodperces tartományban van, ami az égéstermékek mindössze 2500-2700 m/-es kipufogósebességének felel meg. s. A szilárd hajtóanyagú rakétamotorok azonban óriási kezdeti tolóerőt tudnak biztosítani, ezért indítási gyorsítóként használják őket.

A Space Shuttle kilövési gyorsítójának földi tesztelése. A láng a tetőn keresztül van, a tolóerő halmozódik, és a konkrét impulzus csak egy kicsi.

De ez sok vagy kevés - 4500 méter másodpercenként vagy 450 másodperc?
Még a Földről alacsony Föld körüli pályára történő kilövéshez is egylépcsős kilövéssel (angolul SSTO - single stage to orbit) ez szigorúan elégtelennek bizonyul. Különféle többlépcsős sémákat kell létrehozni, amelyek eredményeként a modern rakéták két, néha három fokozatban rakományt indítanak pályára.

Ugyanakkor a „vegyi mozdony gyors szuperluminális rakétává való elkészítésének” minden jelenlegi elképzelése még mindig a szilárd hajtóanyagú rakétamotorok és a folyékony hajtóanyagú hajtóművek korlátozott képességeibe ütközik, valamint a hírhedt Ciolkovszkij-formulába, amelyben a specifikus impulzus szerepel. szorzó:

Itt a motor ugyanaz a specifikus impulzus.
Mivel ez a természetes logaritmuson keresztül kapcsolódik a repülőgép kezdeti (M1) és végső (M2) tömegének arányához, kiderül, hogy a hajtómű fajlagos impulzusának kétszeres növekedése adott végsebesség mellett csökkenti Az M1 és M2 arány természetes logaritmusa ugyanannyiszor kétszeresére, vagy, hogy világosabb legyen, megváltoztatja az M1 és M2 arányát az eredeti arány második hatványa (vagy négyzetgyöke) formájában.
Mivel az adott függés hatványtörvény, a fajlagos impulzus 4-szeres különbségei már nagyobb teljesítményeket és gyökereket állítanak fel, aminek következtében a fajlagos impulzusban 4-szer és 8-szor eltérő motoroknál az M1-M2 arány már az eredeti arány negyedik, illetve nyolcad hatványa.

Az MG-19 „nukleáris űrhajó” korát megelőzi.

Addig is nagymértékben támaszkodunk a folyékony hajtóanyagú motorokhoz és rakétáink szilárd hajtóanyagú rakétamotorjaihoz használt vegyi üzemanyagra – rakományunk költsége még alacsony Föld körüli pályán is több ezer dollárba kerül minden egyes kilogramm rakomány után.

De milyen hajtóművekre van szükségünk, ha nem csak alacsony Föld körüli pályára, hanem a Marsra vagy a Holdra is repülni? És ha már minden kilogramm rakományt ilyen nagyra értékelünk alacsony Föld körüli pályán, és nincs fogalmunk az ördögi körből való kitörés lehetőségeiről?

A válaszom: sokkal nagyobb pulzusszámú motorra van szükségünk, mint a modern, „földi” rakétáink vegyi hajtóművei.
Íme egy példa arra, hogy a Ciolkovszkij-képletben szereplő természetes logaritmus hogyan befolyásolja a jövőbeli marsi hajó tömegarányát és teljes tömegét, ha különböző meghajtórendszereket használ:

Különféle lehetőségek összehasonlítása egy marsi szállítóhajóra: vegyi üzemanyag, hidrogén-oxigén gőz (5900 tonna, 460 másodperc fajlagos impulzus, 4600 m/s kipufogógáz), nukleáris szilárdtest-motor (3500 tonna, 950 másodperc fajlagos impulzus, 9500 m/ s kipufogó ) és elektromos rakétamotorral (250 tonna, 3000-10000 másodperc fajlagos impulzus, kipufogó sebesség 30-100 km/s).

Amint láthatja, a marsi eposz kémiai üzemanyaggal kapcsolatos változata gyakorlatilag irreális: ha feltételezzük, hogy a nehéz vagy 100%-ban újrafelhasználható, vegyi üzemanyaggal működő rakéták kilogrammonként 1000 dolláros rakományköltséget biztosítanak számunkra alacsony Föld körüli pályán. , akkor a marsi hajó 5900 tonnája 5,9 milliárd dollárjába kerül a Földnek csak a pályára állítás költségében (maga a hajó és a rajta lévő K+F költsége nélkül).
És bő ötven egyedi és szupernehéz rakétával kell indítani.

Nem sokat segít a helyzeten egy szilárdtest nukleáris hajtóművel felszerelt bolygóközi űrhajó, amelynek fejlesztésén az USA és a Szovjetunió nagyon aktívan dolgozott az 1960-as-1970-es években.
A 850-950 másodperces fajlagos impulzus, amelyet akkor az amerikai NERVA projektben és a szovjet RD-0410 tesztjei során kaptunk, természetesen kíméli a marsi hajó súlyát, de még mindig legalább harminc nehéz kilövésre késztet. hordozórakéták és a hajó hosszú távú pályára állítása.

És végül, az elektromos rakétahajtóművek különféle koncepciói, amelyekről már beszéltem, lehetséges 3000-30 000 másodperces impulzusaikkal, még mindig kellő optimizmusra adnak bennünket a Naprendszer jövőbeli feltárását illetően. Igen, nem „öt és fél nap a Plútóig”, és nem a „Démon Azothoth szultánja” egy ramjet termonukleáris rakétahajtóművel (TNRE), hanem egy igazi hajó, mindössze 250 tonnás, és már összeszerelhető. Föld körüli pálya, még tökéletlen vegyi rakétáinkra is támaszkodva, erős, de alacsony impulzusú folyékony hajtóanyagú motorokkal és szilárd hajtóanyagú rakétahajtóművekkel.

A jövőbeli marsi hajó motorenergia-forrásának választása a napelemek és az atomreaktor között még nyitott. De még a Jupiterig is valószínűleg reaktorral kell repülnie a fedélzeten.

Az még nyitott kérdés, hogy a sokféle elektromos rakétahajtómű közül melyik hajtja majd a jövőbeli marsi szállítóhajót.
Míg általában csak két lehetőség van elektromos áramforrásként a fedélzeten: napelemek és atomreaktor, nagyon különböző, nagy impulzusú elektromos rakétamotorok használhatók hajtóművekként. Ide tartoznak az ionmotorok, a plazmamotorok (amelyek között szerepel a linkben már említett VASIMR), valamint az elektrosztatikus vagy elektrotermikus motorok különféle lehetőségei.
Mindezek a motorok már 3000-10 000 másodperces fajlagos impulzust adnak, és egyes projektek 30 000 másodperces fajlagos impulzussal kecsegtetnek, ami a munkafolyadék őrült 300 kilométer per másodperces kipufogósebességének felel meg.

Tavaly arról számoltak be, hogy az elektromos rakétamotorok családjának legerősebb és tolóerővel súlyozott ionmotorjai ma átlépték a 10 000 másodperces határt, és 14 600 másodperces fajlagos impulzust mutatnak.
Nem ismert, hogy ezek a motorok mennyire tartósak, de mindenesetre az „ionmotorok” fejlesztéséről szóló hírek csak örülhetnek.

Az ionmotor nem rendelkezik a folyékony hajtóanyagú rakétamotorok vagy a szilárd hajtóanyagú rakétamotorok brutalitásával, de az egész naprendszer a pupillájából néz rád. A MI rendszerünk.

Ami szép, az az, hogy Oroszországban előrelépés történt az ionmotorok tesztelése terén.

Ezeknek a termékeknek a paramétereit a „Proceedings of the MAI” folyóirat (2012. december 60. szám) publikációja alapján lehet megítélni, amely felvázolta mind az ionmotorok, mind a velük szállított ígéretes űrhajók néhány paraméterét.

Az ott leírt VChID-45 ionmotor (amelyet nagy valószínűséggel a KBKhA teszthelyen teszteltek) a következő paraméterekkel rendelkezik: névleges teljesítmény 35 kW, tolóerő 760 mN (0,076 kg) és fajlagos impulzus akár 7000 másodpercig (ionkiáramlási sebesség - 70). km/ c).
Az űrben már tesztelt ionmotorokhoz képest a HFID körülbelül egy nagyságrenddel erősebb - az űrben működő legerősebb ionmotor tolóereje 91 mN volt, és a Deep Space-1 amerikai kutatószondára telepítették.

A motor tervezett élettartama 50 000 óra volt, ami a projekt fő áttörése: az ionmotorok eddig az iongyorsító rácsok és elektródák gyors leépülésétől szenvedtek, amit a rá érkező áramlás egyszerűen „felfalt”. nagy energiájú ionok.

Az ionmotorokat egy 1 MW teljesítményű fedélzeti atomerőműnek (Atomerőműnek) kell meghajtania, amely harminc ilyen hajtóműből álló klasztert tud villamos energiával ellátni.

A jövőben a Roscosmos három lehetőséget mérlegelt az ionmotorokkal felszerelt vontatókra: egy „holdteherautót” 1 MW teljesítményű atomerőművel és a marsi vontatóhajókat 2 és 4 MW teljesítményű atomerőművekkel végzett emberes küldetésekhez.

2003-2005-ben a NASA a Prometheus projekt részeként atomenergiával és ionmotorokkal felszerelt hajót fejlesztett ki. A Prometheus fedélzeti atomerőmű teljesítménye 250 kW volt. Nem nehéz kiszámítani, hogy a Roscosmos „holdteherautójának” legalább négyszer erősebbnek kell lennie.

Egy „holdteherautó” egy 1 MW-os atomerőművel egy platformon, négy klaszteren tíz VCID-45 hajtóművel (a meghajtórendszer össztömege 5,7 tonna) képes lesz egy modul Holdra való leszállására. 25 tonna súlyú.
Aktív fennállása során a „holdteherautó” legalább öt szállítási műveletet képes végrehajtani alacsony geocentrikus pályáról (800 km magasság) alacsony szelenocentrikus pályára (100 km magasság) történő repüléssel, teljes hasznos teherbírással alacsony, 128,5 tonnás szelenocentrikus pálya (teherautó tömege, üzemanyag és hasznos teher) és körülbelül 10,8 tonna üzemi folyadékfogyasztással minden oda-vissza útra.

Összehasonlításképpen egy klasszikus, kémiai üzemanyagot használó rakéta (hidrogén-oxigén pár, Saturn-V rakéta, Apollo program) alkalmazásakor alacsony földi pályáról 145 tonnás szerkezetet indítottak, a Hold felé tartó pályára 46 tonnát. Holdraszálláskor a modul 15 tonnát nyomott, az Apollo visszatérő kapszula pedig csak 5 tonnát).

A vontatók marsi változatairól egyelőre csak általános becslés van: kilövési tömegük körülbelül 215 tonna, az oda-vissza repülési idő pedig két és fél év.

A kiadvány jelzi, hogy a HFID-motor más besorolási fokozatokra is skálázható, ha növelni kell a tolóerőt, ha csökkenteni kell a meghajtórendszer-klaszterben lévő motorok számát. Például a motort ugyanezen elvek alapján lehetne megtervezni, ha 79 kW vagy 105 kW teljesítményszintre lenne szükség. Ebben az esetben a motor tolóereje 1,52 N és 2,27 N lesz. A fajlagos impulzus 6880 s-ról 7120 s-ra vagy 7320 s-ra növelhető, a rendszer általános hatékonysága pedig 78,6%-ról 81,3%-ra vagy akár 83,5%-ra növelhető. A prototípusok fejlesztésének és minősítésének költségei azonban hozzávetőlegesen a motor átmérőjének harmadik teljesítményével arányosan nőnek.

Általában minden csak most kezdődik...

Büszke vitorlás hajók szántják még „dübörgő negyvenes éveink” kiterjedését, de valahol, az irodák és laboratóriumok csendjében már gőzgéppel rajzolják acél bálnavadászok rajzait, amelyek segítségével a leendő Aháb utolérheti a maga dolgait. Moby Dick...

Rövid ideig tartó időszakos bekapcsolás (impulzusok) üzemmódban működik, amelyek összlétszáma általában sok ezer. Jellemző az impulzusmodulációs mód állandó amplitúdójú, változó időtartamú (szélességű) és frekvenciájú tolóerő-impulzusokkal (másodpercenként több tíz impulzustól néhány naponta 1-ig). A meghatározott idő alatt kialakult teljes tolóerő impulzus értéke szerint, impulzusos rakétamotor egyenértékű a folyamatosan kisebb tolóerővel működő gurulóúttal. Ennek az az előnye azonban, hogy a motor működési módjának megváltoztatásával gyorsan és nagy pontossággal meg lehet szerezni a teljes tolóerő impulzus különböző értékeit, ami folyamatosan üzemelő gurulóút használata esetén nem kivitelezhető. NAK NEK impulzusos rakétamotor Követelmények vannak a fordulatszámra, a jellemzők stabilitására, az egyszeri tolóerő-impulzus minimális értékére és a vezérlőszelepek alacsony energiafogyasztására. Ideál impulzusos rakétamotor téglalap alakú tolóerő-impulzusokat kell előállítania, amelyek időben egybeesnek az elektromos parancsokkal. Valós impulzusos rakétamotor a tolóimpulzusok trapéz vagy harang alakúak; szélesebbek, mint a parancsimpulzusok, és lemaradnak mögöttük. A rakéta-üzemanyag pazarló fogyasztása többszörös indítási és leállítási módok során csökkenti a rakétavető fajlagos impulzusát. kis tolóerőt fejlesztenek ki, legtöbbjük rakétahajtású mikromotorok. használt egyedi rakétahajtóművekés az űrjárművek vezérlőrendszereihez használt rakétahajtórendszerek fő típusai. A működési sebesség biztosítja a repülés irányítását a munkaközeg alacsony áramlási sebességével. Viszonylag nagy energiafelhasználással járó manőverek végrehajtásakor, impulzusos rakétahajtóművek folyamatosan működnek (akár több órán keresztül, ha a szinkron műholdak helye megváltozik).

Impulzus rakéta hajtóművek kétkomponensű öngyulladó tüzelőanyaggal és egykomponensű üzemanyaggal is működnek. Példa impulzusos rakétamotor az R-4D, amelyet erre terveztek reaktív vezérlőrendszerek Apollo űrhajó. A hidrazint széles körben használják egykomponensű üzemanyagként. Egy csatlakoztatott műhold tipikus, forgással stabilizált reaktív vezérlőrendszere (általában ~ 1 s -1 frekvenciával) több pár hidrazint tartalmaz. impulzusos rakétahajtóművek tolóerő egyenként ~ 20 N. A hidrazin hátrányai impulzusos rakétahajtóművek a katalizátor megsemmisülése és minőségromlása nagyszámú „hideg” zárvány esetén. Az erőforrások növelése impulzusos rakétahajtóművek Ezt úgy érik el, hogy a katalizátort megemelt hőmérsékleten (például 600 K-en) tartják a távirányító elektromos fűtésével. Hidrazin vegyületeket hoztak létre impulzusos rakétahajtóművek több mint 1 millió zárvánnyal.