Потисок

За други значења на поимот, погл. Потисок (појаснување).

Потисок е реакциска сила квалитативно опишана од вториот и третиот Њутнов закон. Кога систем исфрла или забрзува маса во една насока, забрзаната маса ќе предизвика сила од еднаква магнитуда, но спротивна насока од тој систем.Силата што се применува на површина во насока вертикална или нормална на површината е наречена површина. Силата, а со тоа и потисокот, според Меѓународниот Систем на единици (SI) се мерат во њутни (симбол: N) и потисокот го претставува потребниот износ за забрзување на маса од 1 килограм по стапка од 1 метар во секунда за време од 1 секунда.

Во машинското инженерство, силата ортогонална на главниот товар се нарекува потисок.

Примери

Летало со неподвижни крила генерира потисок напред кога воздухот се движи во спротивна насока на летот. Ова е возможно поради тоа што ротирачкиот вентилатор го турка воздухот надвор од задната страна на млазниот мотор или поради исфрлањето на жешки гасови од ракетен мотор. Потисокот напред е пропорционален на масата на воздушниот притисок помножен со разликата на брзината на воздушниот притисок. Обратниот протисок може да биде генериран за да помогне при кочењето по слетувањето со користење на реверсер на потисок на млазен мотор. Леталата со ротациони крила и V/STOL леталата го користат потисокот на моторот за да ја поддржат тежината на леталата, како и векторскиот збир од овој потисок напред и назад за да се контролира брзината напред.

Моторен чамец генерира потисок кога пропелерите се свртени да ја забрзуваат водата наназад (или нанапред). Резултираниот потисок го турка чамецот во спротивната насока од збирот на промената на моментумот во водата која минува низ пропелерот.

Ракета се движи напред со сила на потисокот која е еднаква во магнитудата, но спротивна во правците, до временски интервал од промената на моментумот од издувниот гас забрзан од комората за согорување низ млазницата на ракетниот мотор. Ова е издувната брзина во однос на ракетата, помножена со временскиот интервал кога масата е исфрлена, или во математички поглед:

$\mathbf {T} =\mathbf {v} {\frac {\mathrm {d} m}{\mathrm {d} t}}$

каде T е генерираниот потисок (сила), ${\frac {\mathrm {d} m}{\mathrm {d} t}}$ е интервалот на промена на масата во однос на времето (проток на маса на издувните гасови) и v е брзината на издувните гасови измерени во однос на ракетата.

За вертикално лансирање на ракетата, почетниот потисок мора да биде поголем од тежината на ракетата.

Концепти

Потисок до моќ

Моќта потребна да се генерира потисок и силата на потисокот можат да бидат поврзани на нелинеарен начин. Генерално $\mathbf {P} ^{2}\propto \mathbf {T} ^{3}$. Пропорционалната константа варира и може да се реши за единствен проток:

${\frac {\mathrm {d} m}{\mathrm {d} t}}=\rho A{v}$

$\mathbf {T} ={\frac {\mathrm {d} m}{\mathrm {d} t}}{v},\mathbf {P} ={\frac {1}{2}}{\frac {\mathrm {d} m}{\mathrm {d} t}}{v}^{2}$

$\mathbf {T} =\rho A{v}^{2},\mathbf {P} ={\frac {1}{2}}\rho A{v}^{3}$

$\mathbf {P} ^{2}={\frac {\mathbf {T} ^{3}}{4\rho A}}$

Имајте на ум дека овие калкулации се точни само кога дојдовниот воздух е забрзан од ќорсокак - пример кога лебди.

Инверзно на пропорционалната константа, „ефикасноста“ на инаку-совршениот потисок, е пропорционален на подрачјето на пресекот од движењето на волуменот на течноста ($A$) и густината на течноста ($\rho$). Ова помага во објаснувањето зошто движењето низ водата е полесно и зошто воздушните летала имаат многу поголеми пропелери отколку водните возила.

Потисок до пропулсивна моќ

Многу често прашање е како да се направи контраст меѓу рејтингот на потисокот на млазниот мотор со рејтингот на моќта од клипот на моторот. Ова е тешка споредба, зашто овие количини не се еднакви. Клипот на моторот не го движи леталото само по себе (пропелерот го прави тоа), па клиповите на моторите се обично рангирани според тоа колку моќ му испорачуваат на пропелерот. Освен од измените во температурата и воздушниот притисок, оваа количина во основа зависи од поставката на гасот.

Млазниот мотор нема пропелер, па пропулсивната моќ од млазниот мотор е утврден од неговиот потисок што следи. Моќта е силата (F) потребна да се помести нешто на некоја дистанца (d), поделена со времето (t) потребно да се помине таа дистанца:

$\mathbf {P} =\mathbf {F} {\frac {d}{t}}$

Ако се работи за ракета или млазно летало, силата е точно потисокот (т) произведен од моторот. Ако ракетата или леталото се движи со константна брзина, тогаш дистанцата поделена со времето е само брзина, па моќта е потисокот помножен со брзината:

$\mathbf {P} =\mathbf {T} {v}$

Оваа формула изгледа многу изненадувачка, но е точна: пропулсивната моќ на млазниот мотор се зголемува со зголемувањето на брзината. Ако брзината е нула, тогаш и пропулсивната моќ е нула. Спореди го тоа со клипот на моторот. Комбинацијата клип на мотор-пропелер исто така има пропулсивна моќ со истата формула и исто така ако брзината е нула, пропулсивната моќ би била нула, но тоа важи за комбинацијата клип на мотор-пропелер. Самиот мотор ќе продолжи да ја произведува својата рангирана моќ при постојана стапка, без разлика дали леталото се движи или не.

Сега, замисли дека силниот ланец е скршен и млазното летало и леталото со клип почнуваат да се движат. Со ниска брзина:

Моторот со клип ќе има постојана 100% моќ, а потисокот на пропелерот ќе варира со брзината.

Млазниот мотор ќе има постојан 100% потисок, а моќта на моторот ќе варира со брзината.

Центар на потисок

Центар на потисокот за еден објект е просечната точка во која тоталниот потисок може да се применува. Таа може да се разликува од центарот на гравитацијата.