Spezifischer Impuls Rechner
Gib einen Schub und einen Treibstoff-Massenstrom ein, um den spezifischen Impuls in Sekunden zu erhalten — das übliche Maß dafür, wie effizient ein Raketentriebwerk Treibstoff in Schub verwandelt.
Effizienz in einer Zahl
Gib den Schub in Newton und den Massenstrom in Kilogramm pro Sekunde ein und der Rechner liefert den spezifischen Impuls (Isp) in Sekunden.
SI-Einheiten verwenden
Schub in Newton und Massenstrom in Kilogramm pro Sekunde ergeben Isp in Sekunden, mit der Normfallbeschleunigung g0 = 9,80665 m/s².
Was ist der spezifische Impuls?
Der Spritverbrauch einer Rakete
Dieser Spezifischer-Impuls-Rechner beantwortet eine einzige Frage: Wie effizient verwandelt ein Raketentriebwerk Treibstoff in Schub? Der spezifische Impuls, geschrieben Isp, ist das Raketen-Pendant zum Verbrauch pro 100 Kilometer. Er gibt an, wie viel Schub ein Triebwerk pro Einheit Treibstoffgewicht erzeugt, das es jede Sekunde verbrennt, und wird in Sekunden angegeben, damit Ingenieure mit metrischen oder imperialen Einheiten zum selben Wert kommen. Der Rechner nimmt zwei Größen — den Schub in Newton und den Treibstoff-Massenstrom in Kilogramm pro Sekunde — und liefert den Isp mit der Normfallbeschleunigung g0 = 9,80665 m/s².
Gib einen Schub in Newton und einen Massenstrom in Kilogramm pro Sekunde ein, um sofort den spezifischen Impuls in Sekunden zu erhalten.
Der spezifische Impuls ist der Schub geteilt durch den Gewichtsstrom des Treibstoffs — den Massenstrom multipliziert mit der Normfallbeschleunigung.
Isp = F / (ṁ × g0)Dabei ist F der Schub in Newton, ṁ der Treibstoff-Massenstrom in Kilogramm pro Sekunde und g0 die Normfallbeschleunigung, 9,80665 m/s². Die Division durch g0 wandelt den Massenstrom in einen Gewichtsstrom um, der die Einheiten des Schubs kürzt und ein Ergebnis in Sekunden liefert. Eine höhere Zahl bedeutet, dass das Triebwerk mehr Schub aus jedem verbrannten Kilogramm Treibstoff herausholt.
Angenommen, ein Triebwerk erzeugt 2.000.000 N (2 MN) Schub und verbrennt dabei jede Sekunde 700 kg Treibstoff.
Gewichtsstrom bestimmen
700 × 9,80665 = 6.864,66 N/s — das pro Sekunde verbrannte Treibstoffgewicht.
Schub durch Gewichtsstrom teilen
2.000.000 ÷ 6.864,66 = 291,35 — Schub pro Einheit Gewichtsstrom.
Ergebnis ablesen
Der spezifische Impuls beträgt etwa 291,35 s, typisch für ein Kerosin-Sauerstoff-Triebwerk.
Ein höherer spezifischer Impuls bedeutet ein effizienteres Triebwerk: Es erzeugt denselben Schub, verbrennt aber jede Sekunde weniger Treibstoff — genau das, was du willst, wenn jedes Kilogramm in den Orbit teuer ist. Der Wert sortiert Triebwerke auch sauber nach Typ. Feststoffbooster liegen bei etwa 250 s, Kerosin-Sauerstoff-Triebwerke nahe 300 s und Wasserstoff-Sauerstoff-Oberstufen erreichen rund 450 s — die praktische Obergrenze für chemischen Antrieb. Elektro- und Ionentriebwerke spielen in einer ganz anderen Liga, mit spezifischen Impulsen über 3.000 s, weil sie eine winzige Treibstoffmasse auf enorme Geschwindigkeit beschleunigen; sie tauschen Schub gegen Effizienz und erzeugen nur sanften Schub über lange Zeiträume. Die Zahl sagt dir also nicht nur, wie gut ein Triebwerk ist, sondern auch, welche Art von Triebwerk es ist und für welche Missionen es taugt — ein schubstarkes Triebwerk mit mäßigem Isp zum Abheben von einem Planeten oder ein schubschwacher Antrieb mit hohem Isp für die geduldige Arbeit im tiefen Weltraum.
Die Formel ist exakt, doch ein paar praktische Punkte solltest du im Blick behalten.
Normfallbeschleunigung und stationärer Betrieb
Dieser Rechner verwendet die konventionelle Normfallbeschleunigung g0 = 9,80665 m/s², um den Isp in Sekunden auszudrücken — die universelle Konvention, die nicht von der örtlichen Schwerkraft abhängt, wo das Triebwerk tatsächlich zündet. Er nimmt außerdem stationären Betrieb an — einen konstanten Schub und einen konstanten Massenstrom. Echte Triebwerke schwanken mit Drosselstellung und Umgebungsdruck, sodass sich der spezifische Impuls im Vakuum und auf Meereshöhe für dasselbe Triebwerk unterscheidet; gib den Wert an, der zu den Bedingungen passt, die dich interessieren.