火箭方程式計算器

齊奧爾科夫斯基火箭方程式描述載具可達成的速度變化與排氣性能、質量比之間的關係。理想速度增量等於有效排氣速度乘以初始質量除以最終質量所得比值的自然對數。若引擎性能以秒為單位的比衝表示，有效排氣速度就是比衝乘以標準重力加速度，即 9.80665 公尺每平方秒。 初始質量通常稱為濕質量，包含燃燒開始時的載具結構、酬載、引擎與可用推進劑。最終質量或燃盡質量，是消耗這些推進劑後剩餘的質量。兩者的比值沒有因次。由於對數增加緩慢，除非提高比衝，否則要獲得更多速度增量，就必須逐步提高推進劑比例。這種指數關係是運載火箭與太空載具設計的核心限制之一。 比衝用來衡量火箭引擎使用推進劑的效率。化學引擎的比衝範圍很廣，部分固體引擎約為 200 秒，高性能氫燃料引擎則可超過 450 秒。電力推進可達數千秒，但推力低得多。方程式假設整段燃燒期間比衝固定，實際性能卻可能隨燃燒室條件、混合比、環境壓力與節流設定而變動。 顯示的速度增量是理想預算，並非直接預測任務實際速度。真實發射會因重力、空氣阻力、轉向、引擎暫態、殘餘推進劑與大氣壓力而損失速度增量。軌道機動還可能涉及軌道平面變更、交會裕量、姿態控制及備用需求。工程師會先將這些損失與裕量加入任務需求，再決定推進劑用量。 本計算器也提供推進劑質量與比例。推進劑質量為初始質量減去最終質量，推進劑比例則是此差值除以初始質量。這個模型適合比較推進方案、檢視任務構想、研究分級，以及了解降低乾質量的價值。多級火箭應使用各級對應的質量與比衝分別計算，再加總各級的速度增量。詳細設計應使用軌跡模擬與經驗證的引擎資料，而非僅依賴這項理想化結果。