Bir roketin yeryüzünün yerçekimi etkisinden kurtulduğu ve gökyüzüne yükselirken alevlenerek parlak alevler fırlattığını düşünün.Ama itki nereden geliyor?Bu makalede, temel ilkelerden motor tasarımına kadar itişin temelleri incelenir.Havacılık ve uzay itici sistemlerinin temel sırlarını ortaya çıkaran.

İster bir uçağın sürüklenmesini engelleyebilir, ister bir roketin ağırlığını azaltmak için, itme gücü uçuşu mümkün kılar.itki çeşitli itişim sistemleri ile üretilir..

Itme, hızlanan gaz kütlesinin reaksiyon kuvvetiyle oluşturulan mekanik bir kuvvettir.Newton'un Üçüncü Yasası (eylem ve reaksiyon)Bir vektör büyüklüğü olarak, itiş hem büyüklüğüne hem de yönüne sahiptir. Motor gaz üzerinde iş yapar, ters yönde itiş üretirken geriye doğru hızlandırır.Zorlama büyüklüğü hızlandırılmış gaz miktarına ve motor boyunca hız değişikliğine bağlıdır.

Newton'un İkinci Yasasına göre kuvvet (F) bir nesnenin momentumun zaman değişimi hızına eşittir. Momentum kütle (m) ve hız (V) ürünüdür.kuvvet şöyle ifade edilebilir::

Sabit kütle ve değişen hızla, bu tanıdık denklemeye sadeleşir:

Katı maddeler için kütleyi takip etmek kolay olsa da, sıvılar (sıvılar veya gazlar) farklı parametreler gerektirir.Kütle akış hızı çok önemli hale gelir. Birim zaman başına belirli bir düzlemden geçen kütle olarak tanımlanır., salyangoz / saniye vb.) yoğunluk (ρ) hız (V) ve alan (A) çarpı ile eşittir. Aerodinamikçiler bunu ṁ (m-nokta) olarak gösterir:

Noktal notasyon, zaman türevini (d/dt) temsil ederek, ṁ'yi sadece kütle değil, kütle akış hızı yapar.Bir tahrik cihazında momentum değişikliğini kütle akış hızı değişikliğinin hızla çarpılması olarak ifade edebiliriz.Çıkışı "e" istasyonu ve serbest akışı "0" istasyonu olarak etiketlemek:

Çıkış basıncı (pe) serbest akış basıncından (p0) farklı olduğunda, basınç alanı etkisini hesaplayan ek bir terim eklemeliyiz.

Tipik olarak, basınç alanı terimi ṁV bileşenlerine kıyasla küçük kalır.

İktidar denklemi, yüksek itici güç üretmek için iki temel yöntemi ortaya çıkarır.Hız artışı bile önemli bir itiş üretir. pervaneli uçakların ve yüksek bypass turbofan motorlarının ardındaki ilke.İkinci yaklaşım, turbojetlerde, yakıt sonrası motorlarda ve roketlerde görüldüğü gibi giriş hızına göre çıkış hızını en üst düzeye çıkarmaya odaklanır.Her yöntem, aşırı hız aralığında farklı verimlilik takaslarını içerir..

Çıkış ve serbest akış basıncını eşitlemek için tasarlanmış nozelleri olan gaz türbini motorları için, genel denklem basınç terimini ortadan kaldırarak basitleştirilir:

Birinci terim toplam itici gücü, ikincisi ise ram direnişini temsil eder. Çıkış ve giriş kütle akış hızları neredeyse eşit olduğundan, motor hava akışı (ṁ) eng ve spesifik itici gücü (Fs) tanımlayabiliriz:

Kendi oksitleyiciyi taşıyan roket motorları farklı bir şekilde basitleştirir:

Roket performansı genellikle kütle akış bağımlılığını ortadan kaldıran spesifik itki (Isp) kullanır:

Veq eşdeğer hızdır (nozzle çıkış hızı artı basınç terimi) ve g0 yerçekimi hızlandırmasıdır.

Hem roketler hem de jet motorları için nozeller iki hayati işlevi yerine getirir: verilen basınç/sıcaklık koşullarında çıkış hızını belirlemek ve boğaz boğulması yoluyla kütle akış hızını belirlemek.Fırın tasarımı temel olarak itişim sisteminin itiş gücünü belirler..

İktidar üretimi, gazları hızlandırmak için enerji dönüşümüne dayanır.,Hepsi bu temel fizik ilkelerine itaat eder.