Trauka – tai jėga arba stūmimas, kurią vienas kūnas (pavyzdžiui, variklis, propeleris ar raketa) perduoda kitam, kad pagreitintų arba palaikytų judėjimą tam tikra kryptimi. Kai sistema stumia arba greitina masę viena kryptimi, tokia pat didelė trauka (jėga) veikia priešinga kryptimi. Matematiškai ir fiziškai šis reiškinys aprašomas antruoju ir trečiuoju Izaoko Niutono dėsniais, kurie susieja jėgą su pagreičiu ir sukeltu impulsu. Trauka vartojama apibūdinti, kaip stipriai stumia arba varo variklis ar propulsijos sistema; ją taikoma įvairiems transporto ir jėgos įrenginiams, pavyzdžiui, raketoms, motorinėms valtims, sraigtams ir reaktyviniams varikliams.

Apskaičiavimas ir fizikinis pagrindas

Fizikoje trauka yra vektorinė jėga, kurią galima paaiškinti impulsų tvermės dėsnio pagalba: stumdama išmetamuosius dujų srautą arba skysčio/oro srautą, variklio sistema pakeičia masės greitį ir taip sukuria į priešingą pusę nukreiptą jėgą. Raketų ir reaktyvinių variklių atveju pagrindinė traukos formulė yra

T = ṁ · v_e

čia ṁ – masės srautas (kg/s), v_e – išmetimo greitis (m/s). Tikroje situacijoje dažnai pridedamas ir išmetimo slėgio skirtumo terminas: T = ṁ · v_e + (p_e − p_a)·A_e, kur p_e – išmetimo slėgis, p_a – aplinkos (atmosferos) slėgis, A_e – išmetimo angos plotas.

Vienetai ir matavimas

Trauka metrinėje sistemoje matuojama niutonais (N). JAV ir dalyje kitų šalių praktikoje naudojamas „svaras traukos“ (angl. pound-force, lbf). Tiksli konversija: 1 lbf ≈ 4,448221615 N (dažnai suapvalinama iki ~4,45 N). Svaras traukos – tai tokia jėga, kuri Žemės paviršiuje prilygsta gravitacinei traukai veikiančiai vienam svarui masės.

Trauką praktiškai matuoja specialūs prietaisai: stendai su jėgos matuokliais (load cell), dinamometrai, įtempių matavimo davikliai (strain gauges) ir specialūs turbinos ar variklio bėgių stendai. Bandymų metu matavimai gali būti statiniai (variklis fiksuotas) arba dinaminiai (matuojama trauka skrydžio sąlygomis arba tunelyje).

Veislės ir ypatumai

  • Statinė trauka – matuojama, kai variklis stovi vietoje (pvz., raketos paleidimo stende).
  • Dinamika – trauka gali keistis priklausomai nuo aplinkos slėgio, oro tankio, variklio režimo ir greičio.
  • Specifinis impulsas (Isp) – rodo, kiek efektyviai variklis paverčia reaktyvinę masę trauka; dažnai išreiškiamas sekundėmis arba kaip trauka vienetui degimo produktų masės srauto.
  • Traukos ir svorio santykis – svarbus rodiklis kosminiuose paleidimuose: didesnis traukos/svorio santykis reiškia geresnį pagreitį ir galimybę įveikti gravitaciją.

Pavyzdžiai

Raketos: trauka gaunama iš aukšto greičio išmetamųjų dujų; raketų gamybos dokumentacijoje dažnai nurodomas tiek maksimali, tiek strograma trauka. Reaktyviniai varikliai (oro reakciniai) ir reaktoriai taip pat kuria trauką išmetdami dujas. Propeleriai (sraigtais) sukuria trauką veikdami kaip sparnai sukuriant slėgio skirtumą ir stumdami orą atgal; tą patį principą naudoja motorinės valtys (vandens propeleriai).

Praktiniai patarimai

Kalbant apie matavimą arba pirkimą, svarbu atskirti masės vienetus (pvz., svaras kaip masės matas) nuo jėgos vienetų (svaras traukos, lbf). Projektuojant variklius ar transporto priemones, traukos ir jos pokyčių prognozavimas padeda nustatyti reikalingą galingumą, kuro sąnaudas ir saugos rezervus.

Apibendrinant: trauka yra pagrindinė propulsijos koncepcija — tai jėga, kuri leidžia judėti ir manevruoti, ir ją galima kiekybiškai aprašyti fizikiniu lygčių ir praktinių matavimų pagalba.