スラスト

推力とパワーの比較

よくある質問として、航空機エンジンの推力数値とピストンエンジン（自動車や多くの航空機に搭載されているプロペラ付きエンジンの一種）の機械的動力をどのように比較するかというものがあります。この2つを比較するのは難しい。なぜなら、両者はまったく同じものを測定しているわけではないからだ。ピストンエンジンは、飛行機を動かすわけではありません。プロペラを回して、飛行機を動かしているだけなのです。このため、ピストンエンジンは、プロペラにどれだけのパワーを与えるかで評価される。

しかし、ジェットエンジンにはプロペラがなく、後ろにある熱い空気を動かすことで飛行機を押しているのです。ジェットエンジンのパワーを測るには、ジェットエンジンの推力によって航空機にどれだけの力を与えているかを見るのが有効です。これを "ジェットエンジンの推進力 "と呼ぶ。パワーとは、ある距離を移動するのに必要な力の大きさを、その距離を移動するのにかかる時間で割ったものです。

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

ここで、Pはパワー、Fは力、dは距離、tは時間である。ロケットやジェットエンジンの場合、力はエンジンが発生させる推力と同じである。また、距離を時間で割ったものを速度といいます。つまり、パワーは推力×速度と同じです。

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

ここで、Tは推力、vは速度である。これは、ある推力または速度でエンジンが発揮しているパワーのことである。ジェットエンジンの推進力は、速度が上がるにつれて大きくなる。

重量比推力

ロケットやエンジンの推力と重量を比較することを推力重量比といいます。この比較から得られる数値は、比率であるため単位を持ちません。この場合の比率とは、エンジンの推力（単位：ニュートン）を重量（単位：ニュートン）で割ったものです。この比較の目的は、エンジンや乗り物の性能、例えば加速度がどの程度かを示すことである。飛行機のモーター、ジェットエンジン、ロケットエンジン、自動車のエンジンなど、さまざまな種類のモーターの比較に使える数値です。

この比較数値は、エンジンが動いている間にも変化することがあります。これは、燃料を使用するとエンジンの重量が軽くなるためです。実際にエンジンを比較するときに使われる推力重量比は、エンジンが最初に回転したときに求められる数値です。

推力は、アメリカでは「ポンド推力」、メートル法では「ニュートン推力」で測ります。4.45ニュートンの推力は1ポンドの推力に相当する。1ポンドの推力とは、1ポンドの物体を地球上の重力に逆らって動かさないようにするために必要な推力のこと。

例

飛行機は、飛行と反対方向に空気が押されると前方に推力が発生します。プロペラの羽根が回転することで推力が発生する。また、ジェットエンジンの後方から回転するファンで空気を押し出すことでも推力を得ることができる。また、ロケットエンジンから高温のガスを噴出させる方法もあります。

リバーススラストとは、フォワードスラストの逆を意味します。この方法では、体の動きと同じように空気が押されます。逆噴射は、着陸後のブレーキングに利用することができます。ターボファンやジェットエンジンでは推力の方向を変え、プロペラ機ではブレードの角度を変えることで、逆噴射を利用することができます。

鳥類は通常、羽ばたきによって飛行中の推力を得ている。

モーター付きのボートは、プロペラを回して水を後方（または前方）に押し出すときに推力や逆推力を発生させます。この推力は、水が押される方向とは逆にボートを押すことになる。

ロケットは、ロケットのノズルから出るときの排気ガスと同じ大きさの推力で前に進む。この排気ガスが作る力を排気速度と呼びます。この速度は、ロケットと比較して計測されます。ロケットの垂直発射がうまくいくためには、ロケットの重さよりも始動時の推力が大きくなければならない。