Введение
Неразмерное отношение тяги к массе реактивного или винтового двигателя. Отношение тяги к массе — это безразмерное отношение тяги к весу ракеты, реактивного двигателя, винтового двигателя или аппарата, приводимого в движение таким двигателем, которое служит показателем эффективности двигателя или аппарата. Мгновенное отношение тяги к массе аппарата постоянно меняется в процессе работы из-за постепенного расхода топлива или рабочего тела, а в некоторых случаях — градиента гравитации. Отношение тяги к массе, рассчитанное на основе начальной тяги и веса, часто публикуется и используется как критерий для количественного сравнения начальных характеристик аппарата.
Thrust to weight ratio is a dimensionless ratio of thrust to weight of a rocket, jet engine, propeller engine, or a vehicle propelled by such an engine that is an indicator of the performance of the engine or vehicle. The instantaneous thrust to weight ratio of a vehicle varies continually during operation due to progressive consumption of fuel or propellant and in some cases a gravity gradient. The thrust to weight ratio based on initial thrust and weight is often published and used as a figure of merit for quantitative comparison of a vehicle's initial performance.
Расчет
Соотношение тяги к весу вычисляется путем деления тяги (в единицах СИ – в ньютонах) на вес (в ньютонах) двигателя или транспортного средства. Вес (N) вычисляется путем умножения массы в килограммах (кг) на ускорение свободного падения (м/с²). Следует отметить, что тягу можно также измерять в фунтах силы (lbf), при условии, что вес измеряется в фунтах (lb). Деление с использованием этих двух значений все равно дает числово верное (безразмерное) соотношение тяги к весу. Для корректного сравнения начального соотношения тяги к весу двух или более двигателей или транспортных средств, тяга должна измеряться в контролируемых условиях.
Самолет
Отношение тяги к весу и отношение подъёмной силы к сопротивлению – два наиболее важных параметра, определяющих характеристики летательного аппарата. Отношение тяги к весу постоянно изменяется в течение полёта. Тяга меняется в зависимости от положения дроссельной заслонки, скорости, высоты, температуры воздуха и т.д. Вес изменяется по мере расхода топлива и изменения полезной нагрузки. Для летательных аппаратов заявленное отношение тяги к весу часто определяется как максимальная статическая тяга на уровне моря, делённая на максимальную взлётную массу. Летательные аппараты с отношением тяги к весу больше 1:1 могут выполнять набор высоты практически вертикально и поддерживать скорость до тех пор, пока их характеристики не ухудшатся на большей высоте. Самолёт может взлететь, даже если тяга меньше его веса, поскольку, в отличие от ракеты, подъёмная сила создаётся крыльями, а не напрямую тягой двигателя. Пока самолёт способен создавать достаточную тягу для движения с горизонтальной скоростью выше скорости сваливания, крылья будут генерировать достаточную подъёмную силу, чтобы противодействовать весу самолёта.
реактивные и ракетные двигатели
Двигатель Масса тяги, в вакууме Отношение тяги к весу (кН) (лбс) RD 0410 ядерный ракетный двигатель 35.2 Pratt & Whitney J58 реактивный двигатель (Lockheed SR 71 Blackbird) 150 Rolls Royce/Snecma Olympus 593 турбореактивный двигатель с форсажной камерой (Concorde) 169.2 Pratt & Whitney F119 РД 0750 ракетный двигатель, трехкомпонентный РД 0146 ракетный двигатель Rocketdyne RS 25 ракетный двигатель (Главный двигатель космического шаттла) РД 180 ракетный двигатель 4152 РД 170 ракетный двигатель F 1 (первая ступень Saturn V) НК 33 ракетный двигатель SpaceX Raptor 2 2256 Merlin 1D ракетный двигатель, версия с полной тягой 914 205500 199.5