比衝

比衝，或比衝量、比推力（英語：specific impulse，<math> I_\mathrm{sp}</math>）是用來表示一個反作用質量推進系統推進劑使用效率的物理量。比衝的定義為：推進系統單位質量推進劑（<math> m</math>，單位：<math> kg</math>）產生的動量（<math> p</math>，單位：<math> kg\cdot \frac{m}{s} = N\cdot s</math>），或單位質量流量的推進劑（單位：<math> kg/s</math>）產生的推力（<math> F</math>，單位：<math> N=kg\cdot m/s^2</math>）。根據以上兩種定義，比衝的單位為牛頓·秒/公斤（<math> N\cdot s/kg</math>）或牛頓/公斤/秒（<math> N/kg/s</math>），簡化後即公尺/秒（<math> m/s</math>）。

比衝是動量和質量分別對時間微分後求比。衝量是動量的變化量，所以這個物理量的名字叫「比衝」。

<math> I_\mathrm{sp} = \frac{\mathrm dp}{\mathrm dm} = \frac{\dot p}{\dot m} = \frac{F}{\dot m}</math>

工程上為了更加直觀，習慣將單位質量產生的推力作為固定參數（<math> \frac{F}{m}</math>，單位：<math> N/kg</math>），然後直接用它的變量時間的單位秒（<math> s</math>）作為比衝的單位。在推進系統中可以理解為：某個反作用質量推進系統的比衝，是它消耗1公斤推進劑產生一個標準重力加速度所持續的時間。以秒為單位的比衝數值越大，說明推進劑的工作效率越高，即用相同質量的推進劑產生的推力，可以為推進系統增加越多的動量。

發動機	有效排氣速度 （<math> I_\mathrm{sp} = \frac{F}{\dot m} = \frac{F\cdot t}{m}</math>，單位：<math> \frac{kg\cdot m\cdot s}{kg\cdot s^2}=\frac{m}{s}</math>）	比衝 （<math> s</math>）	能量 （<math> \frac{MJ}{kg}</math>）
渦輪風扇發動機	29 000（因為在大氣層內飛行，實際應用為約300）	3000	43
固體火箭發動機	2500	250	3.0
液態火箭發動機	4400	450	9.7
離子推進器	29,000	3000	430
可變比衝磁等離子體火箭	290,000	30,000	43,000

File:Specific-impulse-kk-20090105.png

各種噴射引擎的比衝

外部連結

• NASA page on propellants （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• Lox/Kerosene propellant （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• Rocket Propellants