Împingerea

O întrebare foarte frecventă este cum se poate compara numărul de împingere al unui motor de avion cu puterea mecanică a unui motor cu piston (tipul de motor din mașini și din multe avioane cu elice). Este greu de comparat aceste două tipuri de motoare. Acest lucru se datorează faptului că ele nu măsoară exact același lucru. Un motor cu piston nu mișcă avionul. El doar rotește elicea, care mișcă avionul. Din acest motiv, motoarele cu piston sunt evaluate în funcție de puterea pe care o dau elicei.

Cu toate acestea, un motor cu reacție nu are elice - împinge aeronava prin deplasarea aerului cald în spatele său. O modalitate utilă de a măsura puterea unui motor cu reacție este de a măsura câtă putere oferă motorul cu reacție aeronavei prin forța sa de împingere. Aceasta se numește "puterea de propulsie a motorului cu reacție". Puterea reprezintă câtă forță este necesară pentru a deplasa ceva pe o anumită distanță, împărțită la timpul necesar pentru a parcurge acea distanță:

P = F d t {\displaystyle \mathbf {P} =\mathbf {F} {\frac {d}{t}}}}} ,

Unde P este puterea, F este forța, d este distanța și t este timpul. În cazul unei rachete sau al unui motor cu reacție, forța este aceeași cu împingerea produsă de motor. Distanța împărțită la timp se mai numește și viteză. Prin urmare, puterea este egală cu forța de împingere înmulțită cu viteza.

P = T v {\displaystyle \mathbf {P} =\mathbf {T} {v}}} ,

Unde T este împingerea și v este viteza. Aceasta este puterea furnizată de motor la o anumită împingere sau viteză. Puterea de propulsie a unui motor cu reacție crește odată cu viteza acestuia.

Atunci când împingerea unei rachete sau a unui motor este comparată cu greutatea, se numește raportul dintre împingere și greutate. Numărul care rezultă din această comparație nu are unități de măsură, deoarece este un raport. În acest caz, un raport înseamnă că împingerea motorului (în newtoni) este împărțită la greutate (în newtoni). Scopul acestei comparații este de a arăta cât de bine funcționează motorul sau vehiculul, de exemplu, cât de multă accelerație. Este un număr care poate fi folosit pentru a compara diferite tipuri de motoare, cum ar fi motoarele de avion, motoarele cu reacție, motoarele de rachetă sau motoarele de mașină.

Acest număr de comparație se poate modifica în timp ce motorul este în funcțiune. Acest lucru se datorează faptului că greutatea motorului devine mai ușoară pe măsură ce se consumă combustibil. Raportul împingere/greutate utilizat pentru a compara efectiv motoarele este numărul găsit atunci când motorul funcționează pentru prima dată.

Împingerea se măsoară în "livre de împingere" în SUA și în newtoni în sistemul metric. 4,45 newtoni de împingere echivalează cu 1 livră de împingere. O livră de împingere reprezintă cantitatea de împingere necesară pentru a menține nemișcat un obiect de o livră împotriva forței de gravitație pe Pământ.

Un avion produce o împingere înainte atunci când aerul este împins în direcția opusă zborului. Împingerea este asigurată de paletele învârtite ale unei elice. De asemenea, împingerea poate fi realizată de un ventilator rotativ care împinge aerul din spatele unui motor cu reacție. Un alt mod este prin ejectarea gazelor fierbinți dintr-un motor de rachetă.

Împingerea inversă este opusul împingerii înainte. În acest fel, aerul este împins în același mod ca și mișcarea corpului. Împingerea inversă poate fi utilizată pentru a ajuta la frânarea după aterizare. Acest lucru se poate face prin redirecționarea împingerii într-un motor turbofan sau cu reacție sau prin schimbarea unghiului paletelor unui avion cu elice.

În mod normal, păsările obțin forța de împingere în timpul zborului prin fâlfâirea aripilor.

O ambarcațiune cu motor produce împingere sau împingere inversă atunci când elicele sunt rotite pentru a împinge apa înapoi (sau înainte). Împingerea pe care o produce împinge barca în direcția opusă celei în care este împinsă apa.

O rachetă este împinsă înainte de o forță de împingere la fel de mare ca și forța pe care o exercită gazele de eșapament la ieșirea din ajutajul rachetei. Forța pe care o exercită gazele de eșapament se numește viteză de eșapament. Viteza se măsoară în comparație cu cea a rachetei. Pentru ca lansarea verticală a unei rachete să funcționeze, forța de pornire trebuie să fie mai mare decât greutatea rachetei.