Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » معادلة صاروخ تسيولكوفسكي

معادلة صاروخ تسيولكوفسكي

1903-05-10
  • Konstantin Tsiolkovsky
مهندسو الفضاء يناقشون معادلة تسيولكوفسكي للصواريخ في مكتب حديث.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

تصف هذه المعادلة حركة المركبات التي تتبع المبدأ الأساسي للصاروخ: وهو جهاز يمكنه تطبيق تسارع على نفسه عن طريق إطلاق جزء من كتلته بسرعة عالية. وهي تربط بين دلتا-في يمكن للصاروخ أن يصل إلى سرعة العادم الفعالة والكتلة الأولية والنهائية، المعطاة بواسطة [latex]Delta v = v_e ln frac{m_0}{m_f}[/latex].

The Tsiolkovsky rocket equation is the cornerstone of rocket science, derived from the principle of conservation of momentum. In the formula, [latex]\Delta v[/latex] is the maximum change of velocity of the vehicle, [latex]m_0[/latex] is the initial total mass (including propellant), [latex]m_f[/latex] is the final total mass (without propellant), and [latex]v_e[/latex] is the effective exhaust velocity of the propellant. The term [latex]\ln(m_0/m_f)[/latex] represents the natural logarithm of the mass ratio.

تكشف المعادلة عن عدة رؤى بالغة الأهمية في علم الصواريخ. أولًا، تتناسب سرعة التغيير في السرعة (دلتا-في) طرديًا مع سرعة العادم؛ إذ يمكن للمحركات ذات سرعة العادم العالية (مثل محركات الدفع الأيوني) تحقيق نفس قيمة دلتا-في بكمية أقل من الوقود. ثانيًا، العلاقة مع نسبة الكتلة لوغاريتمية. هذا يعني أنه لتحقيق زيادة خطية في دلتا-في، يلزم زيادة أسية في نسبة الكتلة. توضح هذه "معضلة معادلة الصاروخ" سبب صعوبة تحقيق دلتا-في عالية: فكل وحدة إضافية من الوقود لا توفر قوة دفع فحسب، بل تزيد أيضًا من الكتلة الأولية التي يجب تسريعها، مما يؤدي إلى تناقص العائد. هذا هو السبب الرئيسي لاستخدام الصواريخ متعددة المراحل، التي تفقد جزءًا من كتلتها (المراحل الفارغة) أثناء الطيران لتحسين نسبة كتلة المراحل المتبقية.

UNESCO Nomenclature: 3301
هندسة الطيران والفضاء

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

ثوري

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • قانونا الحركة الثاني والثالث لإسحاق نيوتن
  • مبدأ حفظ الزخم
  • التطور الرياضي للوغاريتمات بقلم جون نابير

التطبيقات

  • تصميم الصواريخ متعددة المراحل
  • حساب نسبة كتلة الوقود للمركبات الفضائية
  • تحليل أداء أنظمة الدفع الكيميائية والكهربائية
  • دراسات جدوى لمفاهيم السفر بين النجوم

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: معادلة تسيولكوفسكي الصاروخية، علم الصواريخ، دلتا-في، الدفع النوعي، نسبة الكتلة، الوقود الدافع، سرعة العادم، رحلات الفضاء، ديناميكا الفضاء، كونستانتين تسيولكوفسكي.

السياق التاريخي

معادلة صاروخ تسيولكوفسكي

1897
1900
1900
1903-05-10
1910
1910
1910
1890
1899-01-01
1900
1903
1906
1910
1910
1910

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.