Конечная же масса ракеты, т. е. масса после израсходования всего запаса рабочего вещества и, следовательно, приобретения ракетной конечной скорости V
В ряде исследований (например, в упоминавшейся выше работе Штулингера и Зейтца) получена зависимость величины относительного полезного груза тпт от скорости истечения XV и конструктивных параметров ракеты при данной конечной скорости V. Эта зависимость (формулы, выведенные различными авторами, имеют неодинаковый конечный вид) и позволяет найти расчетное оптимальное значение удельного импульса, соответствующее максимальной величине тпт. Соответствующее выражение имеет следующий вид:
Таким образом, чем больше время работы двигателя ракеты и ее энерговооруженность (величина, обратная удельному весу двигательной установки), тем больше и наивыгоднейшая величина удельного импульса. Такой качественный характер зависимости понятен. Оба эти фактора уменьшают отрицательное влияние веса электрической двигательной установки ракеты на величину ее полезного груза. Вот почему электроракеты особенно выгодны в тех случаях, когда должен быть совершен космический полет большой длительности. Двигательная установка ракеты должна быть возможно более легкой — увеличение энерговооруженности является одной из важнейших задач совершенствования электроракет.
При данной относительной величине полезного груза лгит пропорционально оптимальной величине удельного импульса изменяется конечная скорость ракеты.
|
Чтобы проиллюстрировать диапазон требующих учета факторов, можно привести пример. В случае применения турбогенераторных преобразователей энергии наличие вращающихся машинных частей (ротора) со значительным моментом инерции сильно усложняет проблему динамической стабилизации летательного аппарата, что может даже исключить возможность применения таких установок, в частности, на космических обсерваториях.
Поскольку именно вес электростанции является основным в общем весе электроракетной двигательной установки, то к. п. д. двигателя может оказаться решающим при выборе типа двигателя для применения на ракете данного назначения.
Кратковременно электротермические двигатели могут развивать еще значительно большие тяги, что может оказаться очень важным при маневрировании.