比沖，或称比冲量（英文：specific impulse），是用于衡量火箭或飞机发动机效率的重要物理参数。比沖的定义为单位推进剂的量所产生的冲量。如果用重量描述推进剂的量，比沖拥有时间量纲，国际单位为秒；如果用质量描述推进剂的量，比沖以速度量纲表现，国际单位为米每秒。由于在计算上比沖可以写为推力与推进剂重量或质量流速之比，故又称比沖为比推力（英文：specific thrust）。
火箭发动机单位重量推进剂产生的冲量，或单位重量(力)流量的推进剂产生的推力，又称比推力。比沖或比冲量是对一个推进系统的燃烧效率的描述。比沖的定义为:单位质量的推进剂所能带来的冲量(动量的改变)，单位为米/秒(m/s)或牛·秒/千克(N·s/kg)，工程上习惯使用秒(s)。比沖越高代表效率越好，亦即可以用相同质量的燃料产生更多的动量。
基本介绍
- 中文名：比沖
- 外文名：specific impulse
- 别称：比冲量，比推力
- 单位：秒；米/秒或牛·秒/千克
- 影响因素：化学能、燃烧效率和喷管效率
定义
符号
比沖常用
或
表示，本词条使用 。
定义式
比沖的定义为单位推进剂的量所产生的冲量。其中推进剂的量有两种描述方式，一种是重量描述，一种是质量描述。相应的定义式如下：
| 重量描述 | 质量描述 |
|---|---|
 |  |
其中，
：推进剂的产生的冲量，
：推进剂的重量，
：推进剂的质量。
需要注意的是，一般“重量”概念与地表附近的引力场有关，但在太空或轨道中“重量”只表示质量乘以标準重力加速度（或称标準重力）
，即
。 是一个约定的常数，不随所处引力场位置变化而变化。
其它表示
将定义式进行扩展。利用
， 以及
可以得到下式：
| 重量描述 | 质量描述 |
|---|---|
 |  |
其中，
：发动机推力，
：推进剂质量流速，即
，
：标準重力加速度，精确定义为
。
上式显示出比沖被称为“比推力”的原因。
上面定义的是瞬时比沖，我们还可以对时间积分写出时间平均下的比沖表示：
| 重量描述 | 质量描述 |
|---|---|
 |  |
其中，
表示发动机工作时间。上式中的推力 与推进剂质量流速 都可以随时间变化而不同。
可以发现，在重量和质量两种描述下，比沖的表示仅仅只是相差一个常数因子。
对于液体发动机，容易测量每时刻的推力以及推进剂流速，从而计算瞬时或平均比沖；但是固体发动机很难计算推进剂流速，因此通常用下式计算平均比沖：
| 重量描述 | 质量描述 |
|---|---|
 |  |
其中，
表示在发动机工作时间 内消耗的推进剂质量。
单位与换算
根据比沖的定义式，容易写出比沖的量纲。通用的单位有国际单位（米，千克，秒）与美国常用的英制工程单位（英尺，磅，秒）两种。
| 重量描述 | 质量描述 | |
|---|---|---|
量纲 |  （时间量纲） |  （速度量纲） |
国际单位 |  |   |
英制工程单位 | （秒） |   |
单位换算如下表：
国际单位 | 英制工程单位 | |||
重量描述 | 质量描述 | 重量描述 | 质量描述 | |
1 | 9.80665 或 | 1 | 32.1740 | 1 |
0.101972 | 1 或 | 0.101972 | 3.28084 | 0.101972 |
0.0310810 | 0.3048 或 | 0.0310810 | 1 | 0.0310810 |
备注： 1磅精确定义为0.45359237千克； 1英尺精确等于0.3048米。 | ||||
影响因素
是衡量火箭发动机特性的重要参数，单位是秒（s）。比沖大小对火箭的射程影响很大，比沖越高，射程越远。要获得高比沖推进剂，要求推进剂具有高的化学能、高的燃烧效率和高的喷管效率，喷管形状直接影响比沖的大小。
相关数据
目前一般的固体火箭发动机比沖在250～300秒，液体火箭发动机的比沖在250～500秒，电火箭发动机的比沖在700～2500秒。
| 发动机 | 有效排气速度（m/s, kg·m/s/kg） | 比沖（s） | 能量（百万焦耳/公斤） |
|---|---|---|---|
涡轮风扇发动机 | 29000（actual is ~300） | 3000 | 1000 |
固态火箭 | 2500 | 250 | 3.0 |
液态发动机 | 4400 | 450 | 9.7 |
离子推进器 | 29000 | 3000 | 430 |
可变比沖磁等离子火箭 | 30000~120000 | 3000~12000 | 1400 |
备注 | 参考资料： | ||
扩展概念
比沖IS=F/夵（秒）,式中F为推力（牛）,夵为重量(力)流量（牛/秒）。也有使用质量流量的,则比沖的单位为米/秒或牛·秒/千克。对于固体火箭发动机无法精确测量推进剂的重量（力）流量，只能用总冲量除以推进剂的总耗量求得平均比沖。比沖是火箭发动机的重要性能参数，直接影响飞行器的射程和有效载荷。比冲决定于发动机的结构设计、工作参数和使用的推进剂。工作介质喷射流速度越大，比沖越高。由热力计算得到的推进剂在一定工作条件下的最大可能的比沖称为理论比沖，是衡量推进剂能量特性的重要指标。单位体积推进剂产生的冲量为体积比沖(Iv),它等于推进剂密度(ρ)和比沖(IS)的乘积,即Iv=ρ·Is,因此也称密度比沖,体积比沖的单位为牛·秒/米3。体积比沖是综合评定火箭发动机的一个性能参数。体积比沖大，火箭结构重量可以减小。与发动机推力、推力室推力、海平面推力和真空推力相对应，比沖有发动机比沖、推力室比沖、海平面比沖和真空比沖。