hajtóerejét

A hajtóerő, közismert nevén thrust, egy hajtómű vagy motor által kifejtett propulsiós erő, amely a jármű hosszanti síkjában, az előrehaladás irányába hat. A hajtóerő a kiáramló gázok gyorsulásának reakciója miatt jön létre, ezért Newton harmadik törvényének alapján az energiaforrás és a gázt kiárasztó rendszer között ellenkező irányú erő keletkezik.

A hajtóerő számítása és jellemzése

A klasszikus egyenlet szerint a hajtóerő F függ a tömegáramtól és az exeghajtásból kiáramló gáz hőmérséklet nélküli sebességétől: F = ṁ v_e + (P_e - P_a) A_e. Itt ṁ a tömegáram, v_e a hajtóanyag- vagy gázkitöltés relatív sebessége, P_e a kilépő gáz nyomása, P_a a környezeti nyomás és A_e a kilépő keresztmetszet. Ideális rakéták esetén a nyomás-kifejezés gyakran elhanyagolható, így F ≈ ṁ v_e. A hajtóerő mértékegysége newton (N); az érték attól függ, hogy mennyi gázt ad ki a rendszer és milyen gyorsan.

Tényezők és mérés

A hajtóerőt több tényező befolyásolja: tömegáram, expanziós sebesség, nozzle tervezése, külső nyomás és hőmérséklet, illetve a működési állapot (forgatott/ alacsony sebesség, throttling). Mérését hajtóerő-standokon végzik, ahol a statikus vagy dinamikus erőt terhelésérzékelők mérik. A hajtóerő kulcsfontosságú a repülőgépek, rakéták és tengeri hajtású járművek teljesítményében, és a hajtóerő-hez arányos a tömeghez viszonyított erő is, az úgynevezett hajtóerő-tömeg arány (thrust-to-weight ratio).

Alkalmazások és jellegzetességek

A hajtóerő megadja a jármű dinamizmusát, a gyorsulást és a magassági vagy kitérési korlátokat. Repülésben és űrtechnikában a hajtóerő többnyire változó: turbólépcsős és atomhajtású rendszerekben nő vagy csökken a tolóerő a reduált külső nyomás és az üzemállapot függvényében.