stuwkracht

Stuwkracht is de kracht die een voertuig vooruit duwt doordat een hoeveelheid massa in de tegenovergestelde richting wordt versneld. Volgens de derde wet van Newton ontstaat deze reactiekracht wanneer een propulsion-systeem uitlaatgas of verbrandingsproducten met hoge snelheid naar achteren uitstoot. Stuwkracht is cruciaal voor raketten, vliegtuigen en ruimtevaartuigen, maar komt ook voor bij andere vormen van aandrijving zoals ionenstuwers of fotonensails.

In basis ontstaat stuwkracht door de verandering van momentum van de uitgestoten massa, eventueel aangevuld met drukkrachten aan de uitgang van de uitstroomopening. Een veelgebruikte formulering is F = ṁ v_e + (p_e - p_0) A_e, waarin ṁ de massa-stroom is, v_e de uitlaat-snelheid, p_e de uitgangdruk, p_0 de omgevingsdruk en A_e de uitgangsopp. Deze uitdrukking verbeeldt dat zowel de snelheid van de uitgestoten massa als eventuele drukverschillen invloed hebben op de netto kracht.

Er bestaan verschillende types aandrijving. Chemische raketten leveren doorgaans hoge stuwkracht in korte brandtijden en zijn geschikt voor starten en ruimtereizen. Straalmotoren krijgen extra lucht als massa‑bron en produceren daarmee hun thrust. Elektrische aandrijving, zoals ionen- of Hall-effectstuwers, levert veel hoger specifieke impuls maar vaak kleiner stuwvermogen en langere looptijden. Fotonenstuur systemen of zonnezeilen gebruiken de momentumdrager van lichtstraling en kunnen lang opereren zonder brandstof te verbruiken.

Stuwkracht wordt doorgaans gemeten met een krachtopnemer of dynamometer. De ontwerpkeuzes rondom nozzle, omgeving en temperatuur bepalen samen de effectieve stuwkracht en de algehele prestatie van het voertuig.