Hitung impuls spesifik mesin roket dari daya dorong dan aliran massa propelan, atau konversikan antara impuls spesifik dan kecepatan buang.
Impuls Spesifik — Isp = F / (ṁ · g₀)
Daya dorong mesin dalam satuan newton (N).
Laju aliran massa propelan dalam kilogram per detik (kg/s).
Kecepatan Buang ↔ Impuls Spesifik — vₑ = Isp · g₀
Masukkan kecepatan buang atau impuls spesifik. Beralih arah akan mengubah nilai secara otomatis.
Selesaikan Variabel yang Hilang
Newton (N). Biarkan kosong untuk menyelesaikan gaya dorong.
Kilogram per detik (kg/s). Biarkan kosong untuk menyelesaikan laju aliran massa.
Detik. Biarkan kosong untuk menyelesaikan Isp. Masukkan dua bidang mana saja untuk menyelesaikan bidang ketiga.
Hasil
—
Masukkan nilai di atas untuk dihitung.
4 menit membaca3 langkah6 istilah3 contoh6 pertanyaanIsp = F / (ṁ × g₀) = ve / g₀
Impuls spesifik (Isp) adalah cara standar para insinyur roket mengukur seberapa efisien suatu mesin mengubah propelan menjadi daya dorong.
📋
Panduan langkah demi langkah
Cara menggunakan kalkulator ini
3 langkah▸
1
Masukkan gaya dorong dan laju aliran massa
Pada tab Impuls Spesifik, masukkan daya dorong mesin dalam newton (N) dan laju aliran massa propelan dalam kilogram per detik (kg/s). Kalkulator memperbarui Isp dan kecepatan buang secara instan saat Anda mengetik.
2
Atau ubah Isp dan kecepatan buang secara langsung
Beralih ke tab Kecepatan Buang untuk mengkonversi antara dua unit efisiensi mesin tanpa memerlukan daya dorong atau aliran massa — masukkan salah satu nilai dan pilih arahnya; kalkulator mengkonversi menggunakan ve = Isp × g₀.
3
Selesaikan variabel yang hilang
Pada tab Selesaikan, masukkan dua gaya dorong, laju aliran massa, dan Isp dan biarkan kolom ketiga kosong — kalkulator menyelesaikannya menggunakan Isp = F / (ṁ·g₀), yang berguna saat mengukur sistem propulsi dari spesifikasi parsial.
⚡
Referensi
Rumus dan metodologi
2 rumus▸
Dorongan khusus
Isp = F / (ṁ × g₀) = ve / g₀
Isp adalah impuls spesifik dalam hitungan detik; F adalah gaya dorong dalam newton; ṁ adalah laju aliran massa propelan dalam kg/s; ve adalah kecepatan buang efektif dalam m/s; g₀ adalah gravitasi standar, 9,80665 m/s². Isp mengukur seberapa efisien mesin mengubah massa propelan menjadi daya dorong — Isp yang lebih tinggi berarti daya dorong yang lebih besar (atau waktu pembakaran yang lebih lama) per kilogram propelan.
Kecepatan buang
ve = Isp × g₀
Kecepatan buang adalah kecepatan efektif keluarnya propelan dari mesin. Ia membawa informasi yang sama seperti Isp, hanya dinyatakan dalam m/s, bukan detik — konstanta gravitasi standar g₀ mengkonversi keduanya.
📖
Glosarium
Penjelasan istilah penting
6 istilah▸
Ukuran efisiensi mesin roket yang dinyatakan dalam hitungan detik: daya dorong yang dihasilkan per satuan berat-laju aliran propelan. Isp yang lebih tinggi berarti mesin mendapat daya dorong (atau durasi pembakaran) yang lebih besar dari jumlah massa propelan yang sama.
Kecepatan efektif, dalam meter per detik, saat gas buang keluar dari nosel mesin. Berbanding lurus dengan impuls spesifik: ve = Isp × g₀.
Laju konsumsi massa propelan oleh mesin, diukur dalam kilogram per detik (kg/s). Disebut juga laju aliran propelan.
Gaya yang dihasilkan mesin, diukur dalam satuan newton (N). Gaya dorong sama dengan laju aliran massa dikalikan kecepatan buang: F = ṁ × ve.
Konstanta tetap, 9,80665 m/s², digunakan sesuai konvensi untuk menghubungkan impuls spesifik (dalam detik) dengan kecepatan buang (dalam m/s) — ini adalah faktor konversi satuan, bukan gravitasi lokal aktual yang dialami mesin.
Seberapa efektif suatu mesin mengubah propelan menjadi daya dorong yang berguna. Roket kimia biasanya mencapai Isp 250–450 detik; ion dan sistem propulsi listrik lainnya dapat melebihi 3.000 detik dengan mempercepat propelan ke kecepatan buang yang jauh lebih tinggi, dengan mengorbankan daya dorong yang jauh lebih rendah.
👥
Skenario
Contoh dalam kehidupan nyata
3 contoh nyata▸
🚀
Insinyur propulsi
Mesin minyak tanah/LOX tahap pertama
Dorongan (F) 500.000 NLaju aliran massa (ṁ) 170 kg/s
Isp = 500.000 / (170 × 9.80665) ≈ 300 s, dengan kecepatan buang sekitar 2.942 m/s — tipikal mesin roket tahap pertama minyak tanah/oksigen cair.
🛰️
Perancang pesawat luar angkasa
Tahap atas pendorong ion
Kecepatan buang (ve) 29,420 m/sArah ve → Isp
Kecepatan pembuangan sebesar 29.420 m/s diubah menjadi Isp ≈ 3.000 s — sepuluh kali lebih efisien per kilogram propelan dibandingkan mesin minyak tanah di atas, meskipun pendorong ion menghasilkan daya dorong yang jauh lebih kecil.
Menyelesaikan laju aliran massa yang hilang: ṁ = F / (Isp × g₀) = 800.000 / (300 × 9,80665) ≈ 271,9 kg/s — aliran propelan yang diperlukan untuk mencapai daya dorong target pada efisiensi tersebut.
🔗
Referensi
Sitasi kalkulator ini
APA & MLA▸
Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.
Impuls spesifik (Isp) adalah cara standar para insinyur roket mengukur seberapa efisien suatu mesin mengubah propelan menjadi daya dorong. Kalkulator ini menghitung Isp dari daya dorong dan laju aliran massa, mengkonversi antara Isp dan kecepatan buang, dan memecahkan variabel yang hilang ketika Anda hanya memiliki sebagian spesifikasi.
Cara kerja impuls spesifik
▸
Impuls spesifik didefinisikan sebagai Isp = F / (ṁ × g₀), dengan F adalah gaya dorong dalam newton, ṁ adalah laju aliran massa propelan dalam kg/s, dan g₀ = 9,80665 m/s² adalah gravitasi standar. Terlepas dari istilah g₀, Isp bukanlah tentang bagaimana mesin berperilaku di bawah gravitasi — g₀ hanyalah konstanta yang membuat satuan bekerja dalam hitungan detik, sebuah konvensi yang memungkinkan para insinyur membandingkan mesin menggunakan satu angka yang tidak bergantung pada gravitasi.
Isp setara dengan kecepatan buang dibagi dengan g₀ (Isp = ve / g₀), dengan ve adalah kecepatan efektif gas buang yang meninggalkan nosel. Keduanya menggambarkan efisiensi fisik yang persis sama — Teknik Amerika cenderung mengutip Isp dalam hitungan detik, sedangkan Eropa dan beberapa konteks ilmiah mengutip langsung dalam m/s.
Mengapa Isp yang lebih tinggi penting
▸
Berdasarkan persamaan roket, perubahan kecepatan total (delta-v) yang dapat dicapai kendaraan meningkat seiring dengan kecepatan gas buang — sehingga mesin dengan Isp yang lebih tinggi mencapai delta-v yang sama dengan membawa massa propelan yang lebih sedikit, atau mencapai delta-v yang lebih tinggi dengan beban propelan yang sama. Roket kimia (minyak tanah/LOX, hidrogen/LOX, propelan padat) biasanya menghasilkan Isp dalam rentang 250–450 detik karena dibatasi oleh energi yang dilepaskan dalam reaksi kimia. Tenaga penggerak listrik — pendorong ion, pendorong efek Hall — dapat melebihi 3.000 detik dengan menggunakan medan listrik untuk mempercepat propelan hingga kecepatan buang yang jauh lebih tinggi, namun daya dorong yang dihasilkan jauh lebih kecil, sehingga tenaga penggerak listrik lebih cocok untuk manuver berdurasi lama dan dengan daya dorong rendah dibandingkan peluncuran.
Memecahkan variabel yang hilang
▸
Karena Isp, daya dorong, dan laju aliran massa dihubungkan oleh satu persamaan, dengan mengetahui kedua persamaan tersebut, Anda dapat menyelesaikan persamaan ketiga — berguna saat membandingkan Isp yang dipublikasikan mesin dengan daya dorong target untuk mengukur aliran propelan yang diperlukan, atau saat menghitung kembali Isp dari data uji daya dorong dan laju aliran yang diukur. Semua masukan harus positif; gaya dorong dan aliran massa diukur secara langsung, sedangkan Isp dan kecepatan buang selalu diturunkan satu sama lain melalui konstanta gravitasi standar.
❓
Pertanyaan
Pertanyaan umum
6 pertanyaan▸
Apa rumus impuls spesifiknya?+
Isp = F / (ṁ × g₀), dengan F adalah gaya dorong dalam newton, ṁ adalah laju aliran massa propelan dalam kg/s, dan g₀ adalah gravitasi standar, 9,80665 m/s². Secara ekuivalen, Isp = ve / g₀, dimana ve adalah kecepatan pembuangan dalam m/s.
Mengapa impuls spesifik yang lebih tinggi penting?+
Isp yang lebih tinggi berarti mesin menghasilkan daya dorong yang lebih besar – atau pembakaran lebih lama – per kilogram propelan. Berdasarkan persamaan roket, mesin dengan Isp lebih tinggi mencapai perubahan kecepatan tertentu (delta-v) dengan menggunakan massa propelan yang lebih sedikit, itulah sebabnya mesin yang efisien sangat berharga untuk penerbangan luar angkasa.
Bagaimana cara mengubah kecepatan buang ke Isp?+
Bagilah kecepatan pembuangan (dalam m/s) dengan gravitasi standar, g₀ = 9,80665 m/s²: Isp = ve / g₀. Untuk sebaliknya, kalikan Isp dengan g₀: ve = Isp × g₀.
Satuan apa yang digunakan kalkulator?+
Gaya dorong dalam newton (N), laju aliran massa dalam kilogram per detik (kg/s), impuls spesifik dalam detik (s), dan kecepatan buang dalam meter per detik (m/s).
Apa perbedaan antara Isp mesin kimia dan mesin ion?+
Mesin roket kimia biasanya memiliki Isp antara 250 dan 450 detik, dibatasi oleh energi reaksi kimia propelan. Ion dan sistem propulsi listrik lainnya dapat melebihi 3.000 detik Isp dengan menggunakan medan listrik untuk mempercepat propelan ke kecepatan buang yang jauh lebih tinggi – namun sistem tersebut menghasilkan daya dorong yang jauh lebih kecil, sehingga lebih cocok untuk manuver daya dorong rendah dalam jangka waktu lama dibandingkan peluncuran.
Bisakah saya menyelesaikan masalah dorong alih-alih Isp?+
Ya. Pada tab Selesaikan, biarkan kolom gaya dorong kosong dan masukkan laju aliran massa dan impuls spesifik — kalkulator akan mengatur ulang rumus menjadi F = ṁ × Isp × g₀ dan menyelesaikan gaya dorong.
📄
Simpan & bagikan
Dapatkan PDF hasil dengan merek Calculover
Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.