Ťah (sila ťahu) — definícia, meranie a použitie

Veľmi častou otázkou je, ako porovnať ťahové číslo motora lietadla s mechanickým výkonom piestového motora (typ motora v autách a v mnohých lietadlách s vrtuľami). Je ťažké porovnať tieto dva typy motorov. Je to preto, že sa nemeria presne to isté. Piestový motor nepohybuje lietadlom. Otáča len vrtuľou, ktorá pohybuje lietadlom. Z tohto dôvodu sa piestové motory hodnotia podľa toho, aký výkon odovzdávajú vrtuli.

Prúdový motor však nemá vrtuľu - tlačí lietadlo pohybom horúceho vzduchu za sebou. Užitočným spôsobom merania výkonu prúdového motora je zistiť, aký výkon prúdový motor poskytuje lietadlu prostredníctvom svojej ťahovej sily. Nazýva sa to "hnacia sila prúdového motora". Výkon je to, aká veľká sila je potrebná na presun niečoho na určitú vzdialenosť, vydelená časom, ktorý je potrebný na presun na túto vzdialenosť:

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

Kde P je výkon, F je sila, d je vzdialenosť a t je čas. V prípade raketového alebo prúdového motora je sila rovnaká ako ťah vytváraný motorom. Vzdialenosť vydelená časom sa nazýva aj rýchlosť. Takže výkon je rovnaký ako ťah krát rýchlosť

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

Kde T je ťah a v je rýchlosť. Ide o výkon, ktorý motor dodáva pri určitom ťahu alebo rýchlosti. Pohonný výkon prúdového motora sa zvyšuje s jeho rýchlosťou.

Keď sa porovná ťah rakety alebo motora s hmotnosťou, nazýva sa pomer ťahu k hmotnosti. Číslo, ktoré je výsledkom tohto porovnania, nemá žiadne jednotky, pretože ide o pomer. Pomer v tomto prípade znamená, že ťah motora (v newtonoch) je vydelený hmotnosťou (v newtonoch). Účelom tohto porovnania je ukázať, ako dobre motor alebo vozidlo funguje, napríklad aké má zrýchlenie. Je to číslo, ktoré možno použiť na porovnanie rôznych typov motorov, ako sú motory lietadiel, prúdové motory, raketové motory alebo motory automobilov.

Toto porovnávacie číslo sa môže počas chodu motora meniť. Je to preto, lebo hmotnosť motora sa pri spotrebe paliva znižuje. Na skutočné porovnanie motorov sa používa pomer ťahu a hmotnosti, ktorý sa zistí pri prvom spustení motora.

Ťah sa v USA meria v "librách ťahu" a v metrickom systéme v newtonoch. 4,45 newtonu ťahu sa rovná 1 libre ťahu. Libra ťahu je sila, ktorú by bolo potrebné vyvinúť, aby sa predmet s hmotnosťou jednej libry nepohyboval proti gravitačnej sile na Zemi.

Lietadlo vytvára dopredný ťah, keď je vzduch tlačený v smere opačnom k letu. Ťah vytvárajú rotujúce listy vrtule. Ťah môže vytvárať aj rotujúci ventilátor, ktorý vytláča vzduch zo zadnej časti prúdového motora. Ďalším spôsobom je vypudzovanie horúcich plynov z raketového motora.

Spätný ťah je opakom ťahu vpred. Vzduch je tak tlačený rovnakým spôsobom ako pohyb tela. Spätný ťah sa môže použiť na pomoc pri brzdení po pristátí. To sa dá dosiahnuť presmerovaním ťahu v turboventilátorovom alebo prúdovom motore alebo zmenou uhla lopatiek lietadla poháňaného vrtuľou.

Vtáky zvyčajne dosahujú ťah počas letu mávaním krídlami.

Loď s motorom vytvára ťah alebo spätný ťah, keď sa otáčajú lodné skrutky a tlačia vodu dozadu (alebo dopredu). Ťah, ktorý vzniká, tlačí loď opačným smerom, ako je tlačená voda.

Raketu tlačí dopredu ťahová sila, ktorá je rovnako veľká ako sila, ktorú vyvíjajú výfukové plyny pri výstupe z trysky rakety. Sila, ktorú vyvíjajú výfukové plyny, sa nazýva rýchlosť výfukových plynov. Táto rýchlosť sa meria v porovnaní s rýchlosťou rakety. Aby vertikálny štart rakety fungoval, musí byť štartovací ťah väčší, ako je hmotnosť rakety.