Натиск

Тяга в сравнение с мощност

Много често срещан въпрос е как да се сравни тягата на самолетен двигател с механичната мощност на бутален двигател (двигателят в автомобилите и в много самолети с витла). Трудно е да се сравнят тези два вида двигатели. Това е така, защото те не измерват точно едно и също нещо. Буталният двигател не движи самолета. Той само завърта витлото, което движи самолета. Поради тази причина буталните двигатели се оценяват по това каква мощност дават на витлото.

Реактивният двигател обаче няма витло - той задвижва самолета, като движи горещ въздух зад себе си. Полезен начин за измерване на мощността на реактивен двигател е да се определи каква мощност дава реактивният двигател на въздухоплавателното средство чрез силата на тягата си. Това се нарича "двигателна сила на реактивния двигател". Мощността е каква сила е необходима, за да се премести нещо на определено разстояние, разделена на времето, необходимо за преместването на това разстояние:

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

Където P е мощност, F е сила, d е разстояние, а t е време. За ракетен или реактивен двигател силата е същата като тягата, произвеждана от двигателя. Разстоянието, разделено на времето, се нарича още скорост. Така че мощността е равна на тягата, умножена по скоростта.

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

Където T е тягата, а v е скоростта. Това е мощността, която се подава от двигателя при определена тяга или скорост. Мощността на реактивния двигател се увеличава със скоростта му.

Теглителна сила в сравнение с теглото

Когато тягата на ракета или двигател се сравнява с теглото, това се нарича съотношение тяга/тегло. Числото, което се получава от това сравнение, няма единици, защото е съотношение. Съотношението в този случай означава, че тягата на двигателя (в нютони) е разделена на теглото (в нютони). Целта на това сравнение е да се покаже колко добре се представя двигателят или превозното средство, например какво е ускорението. Това е число, което може да се използва за сравняване на различни видове двигатели, като например самолетни двигатели, реактивни двигатели, ракетни двигатели или автомобилни двигатели.

Това сравнително число може да се промени, докато двигателят работи. Това се дължи на факта, че теглото на двигателя намалява с използването на гориво. Съотношението тяга/тегло се използва за реално сравнение на двигателите, като това е числото, установено при първата работа на двигателя.

В САЩ тягата се измерва в "паунди тяга", а в метричната система - в нютони. 4,45 нютона тяга се равняват на 1 паунд тяга. Един паунд тяга означава колко тяга би била необходима, за да се задържи един килограмов обект неподвижен срещу силата на гравитацията на Земята.

Примери

Самолетът създава тяга напред, когато въздухът се изтласква в посока, обратна на полета. Тягата се създава от въртящите се лопатки на витлото. Тяга може да се създаде и от въртящ се вентилатор, който изтласква въздуха от задната част на реактивния двигател. Друг начин е чрез изхвърляне на горещи газове от ракетен двигател.

Обратната тяга е противоположна на тягата напред. По този начин въздухът се изтласква по същия начин, както движението на тялото. Обратната тяга може да се използва за подпомагане на спирането след кацане. Това може да стане чрез пренасочване на тягата в турбовентилационен или реактивен двигател или чрез промяна на ъгъла на лопатките на самолет с витло.

Птиците обикновено постигат тяга по време на полет, като размахват крилата си.

Лодка с двигател създава тяга или обратна тяга, когато витлата се завъртат, за да изтласкат водата назад (или напред). Тази тяга тласка лодката в посока, обратна на посоката, в която се тласка водата.

Ракетата се изтласква напред със сила на тягата, която е толкова голяма, колкото е силата на изгорелите газове при излизане от дюзата на ракетата. Силата, която изхвърлят изгорелите газове, се нарича скорост на изгорелите газове. Скоростта се измерва в сравнение с ракетата. За да се осъществи вертикално изстрелване на ракета, началната тяга трябва да е по-голяма от теглото на ракетата.

Двигател	Теглителна сила (N)	Съотношение на тягата към теглото
F-15C Eagle	155,240	1.12
F-16 Fighting Falcon	76,300	1.095
J-58 (реактивен двигател на SR-71 Blackbird)	150,000	5.2
Boeing 747-400 (двигатели)	1,008,000	6.3
F-1 (двигател за първата степен на ракетата Saturn V)	7,740,500	94.1
Съотношения на тягата и тягата към теглото за няколко двигателя

Сили върху напречното сечение на аероплан