真空比沖

性質

比沖(specificimpulse)：比沖是動力學家衡量火箭引擎效率的一種標準量，它是火箭產生的推力乘以工作時間再除以消耗掉的總燃料質量。如果力和質量都用千克，比衝量的單位就是秒。可以理解為火箭發動機利用一公斤燃料可以持續多少秒一直產生一公斤的推力。

比沖越高，火箭的總動力越大，最終的速度越快，典型的固體火箭發動機的比衝量可以達到290秒，液體火箭主發動機的比沖則是300至453秒。

比沖的定義詳見：

真空比沖大於大氣比沖的原因是因為真空中大氣壓強遠遠低於地面環境中的壓強。

火箭發動機的推力可以分為兩個部分，噴出氣體在噴管中膨脹時對火箭發動機噴管的反作用力，以及在噴管外噴出氣體和外部氣體壓強差引起的氣體膨脹對火箭的作用力。
火箭推力的計算公式如下:

式中：M是火箭噴出氣體的質量，V是噴出氣體的速度，S是噴管面積，P是噴出氣體的氣壓壓強，Pa是外部氣壓壓強。

在大氣層中壓強Pa總是有一個數值的，而在真空中該數值幾乎為0，所以真空中的火箭發動機，推力必然大於大氣層中推力。

比沖的計算公式如下：

表示在發動機工作時間

內消耗的推進劑質量。

根據以上公式，比沖隨著推力的增加而增加，因此真空比衝要大於大氣比沖。

RS-68火箭發動機，其改進型號RS-68A的海平面比沖為359秒，真空中比沖為 412s（4.04 km/s）。

YF77火箭發動機，噴管面積比49:1，真空比沖430s。

RS68火箭發動機，真空比沖是410s。

“火神”運載火箭發動機，真空比沖是431s。