Impuls spesifik

Impuls spesifik (biasanya disingkat I_sp) adalah ukuran seberapa efektif sebuah mesin roket menggunakan propelan atau mesin jet menggunakan bahan bakarnya. Impuls spesifik dapat dihitung dengan berbagai cara yang berbeda dengan satuan yang berbeda pula. Impuls spesifik secara definisi berarti impuls total (atau perubahan momentum) yang dihasilkan per satuan massa propelan yang dikonsumsi.^[1] Secara dimensional, I_sp setara dengan besar gaya dorong yang dihasilkan dibagi dengan laju aliran massa propelan atau laju aliran berat. Jika elemen propelan menggunakan satuan massa (kilogram, pon, atau slug), maka impuls spesifik akan memiliki satuan kecepatan. Jika elemen propelan menggunakan satuan berat (newton atau pon-force), maka impuls spesifik akan memiliki satuan waktu (detik). Mengalikan laju aliran dengan gravitasi standar (g₀) akan mengubah impuls spesifik dari basis berat menjadi basis massa.^[2]

Sistem propulsi dengan impuls spesifik tinggi menggunakan massa propelan yang lebih efisien. Dalam kasus roket atau kendaraan lain yang menggunakan persamaan roket Tsiolkovsky, tingginya I_sp berarti semakin sedikit propelan yang diperlukan untuk mencapai delta-v yang sama.^[1][3] Efektivitas ini kurang penting untuk pesawat jet yang menghasilkan gaya dorong menggunakan kekuatan aerodinamik, menggunakan udara luar untuk pembakaran, dan membawa muatan yang jauh lebih berat daripada massa propelan.

Impuls spesifik dapat mencakup kontribusi udara luar terhadap impuls yang dihasilkan untuk pembakaran dan pembuangan bersama dengan propelan sisa. Mesin jet menggunakan udara luar sehingga memiliki impuls spesifik yang jauh lebih tinggi daripada mesin roket. Impuls spesifik dari perhitungan massa propelan yang dihabiskan memiliki satuan jarak per waktu, yang mana merupakan bentuk dari kelajuan yang disebut "kelajuan buang efektif" (effective echaust velocity). Kelajuan ini lebih tinggi dari kelajuan buang sebenarnya (aktual) karena massa udara pembakaran tidak ikut diperhitungkan. Kecepatan gas buang aktual dan efektif bernilai sama pada mesin roket yang beroperasi di ruang hampa udara.

Impuls spesifik berbanding terbalik dengan konsumsi bahan bakar spesifik (specific fuel consumption, SFC) dengan hubungan I_sp = 1/( g_o·SFC) untuk SFC yang memiliki satuan kg/(N·s) dan I_sp = 3600/SFC untuk SFC dengan satuan lb/(lbf·jam).

1. ^ ^{a b} "What is specific impulse?". Qualitative Reasoning Group. Diakses tanggal 22 December 2009. 
2. ^ Benson, Tom (11 July 2008). "Specific impulse". NASA. Diakses tanggal 22 December 2009. 
3. ^ Hutchinson, Lee (14 April 2013). "New F-1B rocket engine upgrades Apollo-era design with 1.8M lbs of thrust". Ars Technica. Diakses tanggal 15 April 2013. The measure of a rocket's fuel effectiveness is called its specific impulse (abbreviated as 'ISP'—or more properly Isp).... 'Mass specific impulse...describes the thrust-producing effectiveness of a chemical reaction and it is most easily thought of as the amount of thrust force produced by each pound (mass) of fuel and oxidizer propellant burned in a unit of time. It is kind of like a measure of miles per gallon (mpg) for rockets.'