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火箭 Delta-V 计算器(齐奥尔科夫斯基)

由齐奥尔科夫斯基方程 Δv = Isp·g₀·ln(m₀/m_f) 计算火箭 delta-v,或求解湿质量、干质量、质量比和推进剂比。

输入比冲以及湿质量、干质量和 delta-v 中的任意两个;留空一个以求解它。

关于此工具

火箭 Delta-V 计算器是一款免费的浏览器内航天工具,基于齐奥尔科夫斯基火箭方程 Δv = ve·ln(m₀/m_f),其中 m₀ 是湿(加满燃料)质量,m_f 是干(燃尽)质量,ve 是有效排气速度。排气速度由发动机的比冲通过 ve = Isp·g₀ 得出,标准重力 g₀ = 9.80665 m/s²。Delta-v 是轨道力学的基本"货币"——每次机动都有 delta-v 成本。

所有计算都在你的浏览器本地运行,不上传任何内容,因此你的任务数据留在你的设备上。输入比冲以及湿质量、干质量和 delta-v 中的任意两个,工具会求解第三个。它还报告质量比 m₀/m_f、推进剂比和推进剂质量,让你看到飞行器中必须有多少是燃料。

湿质量和干质量可用任意一致的单位(千克、吨、磅),因为只有它们的比值进入对数。作为一个算例,一台 Isp = 300 s、质量比为 3 的发动机给出 ve = 2942 m/s,Δv ≈ 3,232 m/s。方程的指数性质正是为什么高 delta-v 任务要么需要极高的排气速度,要么需要惩罚般巨大的推进剂比。

常见问题

什么是齐奥尔科夫斯基火箭方程?
它是 Δv = ve·ln(m₀/m_f),其中 ve 是排气速度,m₀ 是湿质量,m_f 是干质量。用比冲表示时 ve = Isp·g₀ 且 g₀ = 9.80665 m/s²,因此 Δv = Isp·g₀·ln(m₀/m_f)。
什么是比冲(Isp)?
比冲以秒为单位度量发动机效率;用它乘以标准重力 g₀ = 9.80665 m/s² 得到有效排气速度 ve。化学火箭约为 250–450 s,离子推进器可达数千。
Isp 300 s、质量比为 3 给出多少 delta-v?
排气速度为 ve = 300 × 9.80665 ≈ 2,942 m/s,Δv = 2,942 × ln(3) ≈ 3,232 m/s。当你设湿质量 3、干质量 1 并留空 delta-v 时,计算器返回此值。
什么是推进剂比?
它是湿质量中作为推进剂的份额:1 − m_f/m₀ = 1 − 1/R,其中 R 是质量比。质量比为 3 意味着飞行器的三分之二是燃料——方程的对数使高 delta-v 极度耗费推进剂。

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