Aunque se ha seleccionado una respuesta anterior creo que el preguntante necesita un poco más de información para entender qué tipo de preguntas debe hacer sobre un cohete. En concreto, la ecuación de Tsiolkovsky para cohetes sólo se utiliza para calcular una relación de masa requerida o delta-V. Es esencialmente una herramienta de puesta en escena; dado un delta-V total, ¿cuál es el número de quemados y etapas que necesito a qué RM? ¿Qué número de quemados o etapas se ajustan mejor al problema? ¿Es esto posible teniendo en cuenta las limitaciones de la carga útil y las masas inertes? No debería utilizarse para ningún tipo de dinámica de vuelo real, incluyendo el cálculo de la aceleración del vehículo, que en sí mismo no es algo de lo que la gente se preocupe demasiado. Hay algunos modelos sencillos para la dinámica de vuelo para considerar cosas como las pérdidas de g-t o los efectos aerodinámicos básicos, pero cuando se hace el baselining de un cohete se incorporan todos ellos en una eficiencia aproximada – digamos que tendrás una penalización del 10-20% en la masa del propulsor.

Las relaciones básicas de los cohetes que se mantienen independientemente del modelo real del flujo del cohete son:

(1) Ecuación de Tsiolkovsky: $MR = e^{Delta V/c}$

donde $c$ es la velocidad efectiva de escape, es decir, la velocidad de los gases propulsores después de tener en cuenta las pérdidas de presión. Se utiliza para los cálculos de puesta en escena, delta-V y relación de masas.

(2) Ecuación básica del empuje: $F = \dot{m}c$.

Esta ecuación se utiliza para determinar cuál es el empuje que producirá el cohete dado $c$, ya que la mayoría de las formas de analizar un cohete devuelven $c$ en lugar de $F$ (empuje). El empuje es más importante para considerar si un cohete es capaz de ejecutar una determinada maniobra que si el cohete en sí es un buen diseño. Un empuje alto comprar un Isp bajo es casi siempre peor que un empuje ligeramente inferior a un Isp más alto.

(3) Hipótesis de velocidad de combustión constante: $m_b = \dot{m}\Delta t$

donde $m_b$ es la masa del propulsor quemado. Esto es menos un resultado fundamental que una suposición. Asumimos una tasa de combustión constante la mayor parte del tiempo, ya que esto es fácil de trabajar desde una perspectiva de ingeniería.

Mencionas el impulso específico, que se define formalmente como el empuje por unidad de peso de la masa gastada, pero como puedes ver en (2) esto no es realmente un parámetro diferente de la velocidad efectiva de escape, por ejemplo.

(4) $I_{sp} = c/g$

Donde $g= 9.81$ m/s$^2$, es decir, la aceleración cerca de la tierra, y sólo está ahí por la definición de $I_{sp}$.

Contrariamente a la respuesta anterior no basta con saber simplemente cuáles son tus propulsores para determinar $c$ o $I_{sp}$–¡entonces la cohetería sería estúpidamente fácil! En general, se necesita el tipo de cohete (por ejemplo, sólido, líquido monopropulsor, líquido bipropulsor, etc.), el tipo de propulsores, la proporción de mezcla de los propulsores, la geometría de la tobera (especialmente las proporciones de expansión y contracción) y los estados termoquímicos de los propulsores en la cámara de combustión (lo que lleva a los ciclos del motor, la teoría del inyector, la cinética química del flujo de propulsores y toda una serie de otros temas). Esto ni siquiera empieza a tocar los mecanismos de pérdida para un cohete no ideal, la mayoría de los cuales afectan a $c$ y $I_{sp}$ o si el cohete real podría funcionar para un diseño determinado (por ejemplo, los métodos de refrigeración, la integridad estructural, la estabilidad de la combustión). Un buen punto de partida si se quiere hacer una estimación de primer orden de $c$ es seleccionar algunos propulsores, ejecutar un código termoquímico, como el código CEA de la NASA, y utilizar los resultados en un análisis isentrópico (véase un libro como Sutton, Rocket Propulsion Elements para más detalles). Esto te da estimaciones de primer orden de $c$, e incluso $\dot{m}$ si aprendes a usar $c^*$ velocidades correctamente.