رانش و وزن
Thrust and Weightاصول پرواز
رانش نیرویی است که موتور یا ملخ هواپیما را به جلو میراند و باید با پسا برابری کند، همانطور که برآ باید با وزن برابری کند. این دو زوجِ نیرو با هم چهار نیروی پرواز را میسازند و هر عدم توازنی در هرکدام، هواپیما را شتاب میدهد یا کند میکند یا بالا و پایین میبرد.
چهار نیرو
پرواز افقی و باثبات یعنی چهار نیرو دو به دو برابرند: برآ با وزن، و رانش با پسا. اگر رانش از پسا بیشتر شود هواپیما شتاب میگیرد تا سرعت بیشتر، پسای بیشتری هم بسازد و توازن دوباره برقرار شود؛ اگر رانش کم شود، هواپیما یا کند میشود یا برای حفظ سرعت باید کمی نزول کند تا وزن جای رانش را بگیرد.
همین رابطهٔ جایگزینی است که به گلایدر بیموتور اجازه میدهد پرواز کند: بدون رانش، هواپیما به آرامی نزول میکند و بخشی از نیروی وزن در جهت حرکت، جای رانش موتور را میگیرد. زاویهٔ این نزول را نسبت لغزش مینامند و مستقیماً از نسبت برآ به پسا به دست میآید.
وزن، ثابت نیست
وزن هواپیما در طول پرواز کم میشود، چون سوخت مصرفشده جرم دارد؛ پرواز طولانی میتواند دهها تن از وزن یک هواپیمای پهنپیکر بکاهد. همین کاهش وزن یکی از دلایلی است که خلبانان در پروازهای بلند، ارتفاع سفر را پلهپله بالا میبرند: در ارتفاع بالاتر و با وزن کمتر، همان مقدار برآ با سوخت کمتری قابل تولید است.
وزن و توزیع آن (مرکز ثقل) با هم فرق دارند: وزن کل تعیین میکند چقدر برآ لازم است، اما مرکز ثقل تعیین میکند هواپیما چقدر پایدار و قابل کنترل است. این تفاوت موضوع مقالهٔ مرکز ثقل و تعادل است.
رانش، از موتور تا هوا
موتور جت رانش را با پرتاب هوای داغ و فشرده به عقب با سرعت زیاد تولید میکند؛ ملخ همین کار را با چرخاندن یک بال دوار انجام میدهد که هوا را به عقب میراند. در هر دو حالت، قانون سوم نیوتون در کار است: نیرویی که به عقب رانده میشود، هواپیما را به جلو میراند.
رانش موجود با ارتفاع و سرعت تغییر میکند؛ موتور جت در هوای رقیق ارتفاع بالا رانش کمتری تولید میکند اما پسا هم کمتر است، و نتیجهٔ خالص این دو روند متضاد، ارتفاعی بهینه برای هر هواپیما تعیین میکند که در مقالهٔ سقف پروازی بررسی شده است.