Тягата е сила, която се проявява при изтласкване на тяло или газ в една посока; поради принципа на действие и противодействие, когато една система изтласква или ускорява маса в една посока, в противоположната посока се появява равна по големина тяга. Това се формулира от втория и третия закон на Исак Нютон и е основен принцип за работа на всички реактивни и пропулсивни системи. Тягата описва колко „силно“ бута или дърпа един двигател или устройство.

Мерни единици

В международната система (SI) тяга се измерва в нютони (N). В англоезичните страни и особено в авиацията и корабостроенето често се използва и паунд сила (lbf), известен в разговорен език като „паунд тяга“. Преобразуването между двете единици е:

  • 1 lbf (паунд сила) ≈ 4.44822 N
  • 1 N ≈ 0.224809 lbf

Важно уточнение: 1 lbf е дефиниран като силата, необходима за да се поддържа маса от 1 фунт (avoirdupois) в покой при стандартно гравитационно ускорение. Един фунт маса е приблизително 0.45359237 kg, така че да се задържи маса от 1 kg срещу тежестта на Земята е необходимо около 9.81 N, което е ≈ 2.20462 lbf.

Физична формула (за ракетна тяга)

За реактивни двигатели и ракети общият израз за тяга (F) включва импулса от изхвърления масов поток и динамичното налягание на изхода:

F = ṁ · v_e + (p_e − p_a) · A_e

където ṁ е масовият поток на изхвърляните продукти, v_e — относителната скорост на изхвърляне (ефективна скорост на изпускане), p_e и p_a са наляганията на изхода и на околната среда, а A_e е площта на дюзата. При пропелери и винтове основната компонента на тягата идва от промяна на скоростта на въздуха или вода, която те предизвикват.

Приложения и измерване

Тягата е ключов параметър при проектирането и избора на двигатели и задвижващи системи. Примери за приложения:

  • Ракети и балистични и космически апарати;
  • Моторни лодки и корабни винтове;
  • Витла и пропелери за самолети и плавателни съдове;
  • Реактивни двигатели и турбореактивни установки за самолети.

Тягата може да се измерва статично (при неподвижен апарат — „статична тяга“) и динамично (при движение). За измерване се използват специални стендове за тяга (thrust stands), рамки с динамометри и сензори, които улавят вектора и стойността на силата.

Практически бележки

  • Тяга и мощност са свързани, но различни понятия: тяга е сила (N), а мощността (W) зависи от скоростта при която тя се прилага (мощност = тяга × скорост).
  • За малки модели и хоби-проекти тяга се дава в нютони или грамове сила; за големи ракети и двигатели често се използват кН (килонютони) или МN (меганютони).
  • При сравняване на двигатели е полезно да се гледа и специфичният импулс (specific impulse, Isp), който дава представа за ефективността на преобразуване на горивото в тяга.

Тягата е в основата на движението на много машини и превозни средства, от малки пропелери за дронове до големи ракетни първични ускорители; разбирането ѝ и правилното измерване са ключови за безопасността и ефективността на техните системи.