Wyobraźmy sobie rakietę zapalającą się, wyrzucającą błyszczące płomienie, gdy uwalnia się od przyciągania grawitacyjnego Ziemi i unoszącą się w niebo.Ale skąd się bierze siła napędowa?? W jaki sposób pokonuje opór powietrza i własną wagę pojazdu? W tym artykule omówiono podstawy siły napędowej, od podstawowych zasad po konstrukcję silnika,Ujawnianie najważniejszych sekretów systemów napędowych lotnictwa kosmicznego.

Siła napędowa jest siłą napędową, która napędza samolot w powietrzu.napęd jest wytwarzany przez różne układy napędowe.

Cios jest siłą mechaniczną wytwarzaną przez siłę reakcyjną przyspieszonej masy gazu.wykazanie trzeciego prawa Newtona (działanie i reakcja)Jako wielkość wektorowa, siła napędowa ma zarówno wielkość, jak i kierunek.Wielkość pchnięcia zależy od przyspieszonej ilości gazu i zmiany prędkości przez silnik.

Zgodnie z drugim prawem Newtona siła (F) jest równa tempo zmiany pędu obiektu. Pędu jest iloczyn masy (m) i prędkości (V).siłę można wyrazić jako:

Przy stałej masie i zmieniającej się prędkości uproszcza się to do znanej równania:

Podczas gdy śledzenie masy jest proste w przypadku ciał stałych, płynów (płynów lub gazów) wymaga różnych parametrów.Przejście masy staje się kluczowe, zdefiniowane jako masa przechodząca przez daną płaszczyznę w jednostce czasu (kg/s), ślimak/sek, itp.) równa się gęstości (ρ) pomnożonej przez prędkość (V) i powierzchnię (A).

Oznaczenie kropkowe reprezentuje pochodną czasową (d/dt), dzięki czemu ṁ jest częstotliwością przepływu masy, a nie po prostu masą.możemy wyrazić zmianę pędu na urządzeniu napędowym jako zmianę szybkości przepływu masy pomnożoną przez prędkość. Oznaczenie wyjścia jako stacji "e" i przepływu wolnego jako stacji "0":

Kiedy ciśnienie wyjściowe (pe) różni się od ciśnienia przepływu wolnego (p0), musimy dodać dodatkowy termin uwzględniający efekt powierzchni ciśnienia.

Zazwyczaj termin obszaru ciśnienia pozostaje mały w porównaniu z komponentami ṁV.

Równanie siły napędowej ujawnia dwie podstawowe metody generowania wysokiej siły napędowej.w przypadku gdy nawet niewielkie zwiększenia prędkości wytwarzają znaczną siłę napędową - zasada leżąca u podstaw śmigłowców i silników turbofanów o dużym obwodzieDrugie podejście koncentruje się na maksymalizacji prędkości wyjścia w stosunku do prędkości wejścia, jak widać w turbojetach, silnikach spalinowych i rakietach.Każda metoda obejmuje różne kompromisy efektywności w zakresie ekstremalnych prędkości.

W przypadku silników turbinowych gazowych z dyszami zaprojektowanymi w celu wyrównania ciśnienia wyjściowego i ciśnienia przepływu wolnego, ogólne równanie uproszcza się poprzez wyeliminowanie terminu ciśnienia:

Pierwszy termin oznacza całkowitą siłę napędową, podczas gdy drugi staje się oporem ramy.

Silniki rakietowe, noszące własny utleniacz, uproszczają inaczej:

Wydajność rakiet często wykorzystuje impuls specyficzny (Isp), który eliminuje zależność przepływu masy:

gdzie Veq jest prędkością równoważną (prędkość wyjścia dyszy plus termin ciśnienia) i g0 jest przyspieszeniem grawitacyjnym.

Zarówno w przypadku rakiet, jak i silników odrzutowych dysze pełnią dwie istotne funkcje: określają prędkość wyjścia w danych warunkach ciśnienia i temperatury oraz określają natężenie przepływu masy poprzez uduszenie gardła.Konstrukcja dyszy zasadniczo określa siłę napędową układu napędowego.

Pojawienie się siły napędowej opiera się na konwersji energii, zazwyczaj poprzez spalanie paliwa, aby przyspieszyć gazy.,Wszystkie podlegają tym podstawowym zasadom fizycznym.