هواپیما ها چگونه بر نیروی جاذبه غلبه می کنند؟
هواگرد
هواگرد، ماشینی است که می‌تواند با کمک هوا پرواز کند. این ماشین، برای غلبه بر نیروی جاذبه از نیروی ایستا یا نیروی پویای یک ماهی‌واره استفاده می‌نماید؛ و در اندک مواردی، از نیروی موتورهای جت استفاده می‌شود.
هواپیما
موتورهای پالس جت دارای توربین، کمپرسور، یا شفت نیستند و تنها قطعهٔ متحرّک، البتّه در نوع دریچه‌دار، دریچهٔ آن است. در این‌گونه موتورها، ابتدا توده بزرگی از احتراق در داخل موتور صورت می‌پذیرد که سبب بسته ماندن دریچه می‌شود. چون تنها راه فرار هوا از موتور قسمت انتهای آن می‌باشد هوا به طرف آنجا هجوم می‌آورد. در نتیجهٔ خروج هوا، خلأ یا حالت مکشی به وجود آمده که باعث بازشدن دریچه و ورود هوای تازه می‌شود. در این حالت، مقداری هوای محترق شده از خروج بازمانده و صرف تراکم و احتراق گاز تازه‌وارد می‌گردد و سیکل به همین ترتیب ادامه پیدا می‌کند. البته این نوع از موتور جت کاربرد زیادی ندارند اما در بعضی از هلیکوپترها جهت افزایش سرعت خطی آن‌ها استفاده می‌ شود. هواپیما
هواپیما یا طَیّارِه (به انگلیسی: airplane یا aeroplane) (حالت غیررسمی: plane)، هواگرد ثابت‌بالی است که توسط موتور جت، ملخ یا موتور راکت به جلو رانده می‌شود. هواپیماها در ابعاد، اشکال و آرایش‌های مختلف بال ظاهر می‌شوند. طیف وسیع کاربردهای هواپیما شامل این موارد است: تفریح، انتقال کالا و افراد، نظامی و تحقیقاتی. انتقال‌های هوانوردی تجاری در سراسر جهان سالانه بیش از چهار میلیارد مسافر را از طریق هواپیماهای مسافربری و بیش از ۲۰۰ میلیارد تن-کیلومتر محموله را سالانه جابجا کرده که کمتر از ۱ درصد از جابجایی محموله‌ها در سراسر جهان است. اکثر هواپیماها توسط خلبانی از اعضای خدمه به پرواز در می‌آید، اما برخی از هواپیماها همچون پهپادها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که توسط کنترل از راه دور یا کامپیوتر به پرواز درآیند. پیش‌ران
ملخ‌ها در سامانه‌های پیشرفته، وظیفهٔ تبدیل قدرت چرخشی میل‌لنگ موتور (در موتورهای پیستونی) را به نیروی پیشرانه دارند. این نیرو برابر است با حاصل ضرب جرم هوای به عقب رانده شده به وسیله ملخ در ثانیه و سرعتی که به این جریان هوا داده می‌شود. چنانچه فردی در هنگام سکون هواپیما روی زمین در عقب ملخ در حال چرخش ایستاده باشد این جریان هوا را کاملاً حس می‌نماید. به‌طور اصولی، پره یک ملخ همانند یک بال کوچک بوده که تولید کنندهٔ نیروی آیرودینامیکی است. این نیروی آیرودینامیکی را می‌توان به یک مؤلفه نیرو در امتداد محور هواپیما (نیروی پیشرانه)، و مؤلفه دیگر در صفحهٔ پره‌های ملخ (نیروی گشتاوری) تجزیه نمود. پره ملخ از یک سری مقاطع ماهی‌واره شکل تشکیل شده که امکان دارد شکل آن از ریشه تا نوک پره تغییر نماید. ملخ نسبت به هواپیما در حال چرخش است و از این‌رو جریان نسبی عبور داده شده متشکل از مجموع بردارهای سرعت جریان آزاد هواپیما و سرعت چرخشی ملخ است. زاویه بین این سرعت نسبی و صفحهٔ چرخش ملخ به نام زاویهٔ حلزونی معروف است. برای سرعت معین یک هواپیما، این زاویهٔ حلزونی از ریشه تا نوک پره تغییر می‌نماید، زیرا مقاطع نوک ملخ سریعتر از مقاطع ریشه در حال چرخش هستند. نیروی برآر
نیرویی که بر اثر برخورد هوا با سطوح فوقانی و تحتانی بال ایجاد و موجب بالا رفتن هواپیما یا ادامهٔ پرواز آن می‌شود همان نیروی برآر است. پرس هیدرولیک
زمینه پرواز به دلیل استفاده از ارتفاع بالا برای مدت زمان طولانی، فشار نسبتا بزرگ است. بنابراین استفاده از مواد فلزی عمدتا آلومینیوم، تیتانیوم، آلیاژهای با درجه حرارت بالا، فولاد ساختاری آلیاژ فوق العاده بالا، فولاد ضد زنگ و غیره است. قطعات فورج حدود 20 تا 35 درصد وزن ساختار بدنه هواپیما و 30 تا 45 درصد وزن ساختار موتور وزن دارند. این یکی از عوامل مهم در تعیین عملکرد، قابلیت اطمینان، طول عمر و اقتصاد هواپیما و موتور است. از این رو، تمام کشورهای صنعتی، اهمیت زیادی برای توسعه فن آوری فوریتهای حمل و نقل هوایی، و همچنین تحقیق و توسعه فن آوری زنجیره ای صنایع پیشین و پایین دست و حمایت از کارهای ساختمانی، اهمیت توسعه و تولید حمل و نقل هوایی را به خود اختصاص می‌دهند. هواپیمایی چین توسعه و پیشرفت فن آوری را جعل می‌کند، نزدیک به صنعت جمهوری هوانوردی 58 سال از روند رشد و رشد، در برنامه‌ریزی و ساخت و ساز هواپیما، کارخانه تولید موتور در همان زمان، برنامه‌ریزی و ساخت مواد مطابق با آن و فرفره ظرفیت تولید، 1956 تأسیس مؤسسه مواد حمل و نقل هوایی، اولین چین در زمینه مواد حمل و نقل هوایی، فن آوری پردازش حرارتی (از جمله فن آوری جعل) و تحقیق و توسعه سازمان‌های تخصصی است. تا کنون، مواد حمل و نقل هوایی چین و ظرفیت تولید فرآورده‌های تولید شده، قادر به دیدار با نسل سوم هواپیماهای نظامی و نیازهای تولید آن موتور است. الکتریسیته
این نیرو ذرات باردار را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابرین بار تمایل دارد تا حد امکان به‌طور مساوی در یک سطح هادی پخش شود. اندازهٴ نیروی الکترومغناطیسی، چه جاذبه باشد و چه دافعه، با استفاده از قانون کولن به‌دست می‌آید. مطابق این قانون، نیرو با حاصلضرب بار دو ذره در مجذور معکوس فاصلهٴ بین آن دو متناسب است. نیروی الکترومغناطیس بسیار نیرومند است و در واقع بعد از نیروی هسته‌ای قوی، نیرومندترین نیرو به‌شمار می‌آید. اما بر خلاف آن، این نیرو در تمام فواصل اعمال می‌شود. در مقایسه با نیروی گرانش، نیروی الکترومغناطیسی که دو الکترون را دفع می‌کند، ۱۰۴۲ بار قویتر از نیروی جاذبه گرانشی بین آن دو است. دیوار صوتی
در سرعت‌های نزدیک سرعت صوت، فرضیهٔ غیرقابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به ۱۶٪ در می‌رسد، که مقداری غیرقابل چشم‌پوشی است. در این سرعت‌ها هوای جلوی بال یا لبه حمله به‌شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به‌طرز قابل توجهی افزایش می‌یابد، همین مسئله، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربه‌ای است. هواپیما با حرکت خود در هوا، نظم فشار هوای محیط را برهم می‌زند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل این‌که این امواج با سرعت صوت حرکت می‌کنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور می‌شوند. توربوجت
موتور جت سامانه‌ای است که بر مبنای قانون سوم نیوتن، نیروی مورد نیاز جهت حرکت اجسام را ایجاد می‌کند. بیشترین استفاده این گونه از موتورها، در اجسامی است که به سرعت بالا نیاز دارند. بنابراین در بیشتر وسایل پرنده همچون هواپیما و موشک از آن‌ها استفاده می‌شود. توجه داشته باشید که موتور جت نیز هم‌چون موتور استرلینگ، موتور دیزل و موتور مبتنی بر سیکل اتو، دستگاهی درون‌سوز محسوب می‌شود. توجه داشته باشید که در تحلیل موتور‌های جت از فرض گاز ایده‌آل استفاده می‌شود. قاهر ۳۱۳
مجید بکایی جانشین وزیر دفاع ایران در پاسخ به ماکت بودن و عدم توانایی ساخت هواپیما در ایران، گفت: «وقتی جنگنده رونمایی شد دشمن ابتدا می‌گفت که ماکت و مقوا است و بعد تجزیه و تحلیل کردند و گفتند جمهوری اسلامی آن را برای مقابله با بالگردها طراحی کرده‌است؛ زیرا نقاط قوت ما قایق‌های تندروست و دشمن برای مقابله با آن از بالگرد استفاده می‌کند و آن‌ها تحلیل کردند که این جنگنده با تکنولوژی گراند افکت قادر است در یکی دو متری سطح آب پرواز کند و بالگردهایشان را بزند…» خبرگزاری مهر در پاسخ به تردیدهایی که در مورد ویژگی‌های غیرعادی این هواپیما مطرح شده و دلایلی که در مورد ناتوانی آن برای پرواز آورده شده، در گزارشی ده ویژگی برتر «قاهر» را برشمرده است. از جمله ویژگی‌های این هواپیما در این گزارش ذکر شده‌است می‌توان به این موارد اشاره کرد؛ دینامیک پرواز
در یک هواپیما، سکان باعث چرخش هواپیما حول محور عمودی می‌شود و برای تغییرمسیر هواپیما در ارتفاع کم با سرعت بالا به کار می‌رود. شهپرها باعث چرخش هواپیما حول محور طولی می‌شوند و برای چرخش هواپیما در ارتفاع‌های بالاتر به کار می‌روند. بالابر باعث چرخش هواپیما حول محور عرضی و تغییر زاویه حمله می‌شود و خلبان با استفاده از آن (در کنار عوامل دیگر نظیر برآافزا و قدرت موتور) تغییرات ارتفاع هواپیما را کنترل می‌کند. نیروی برآر
برآرافزا ـ پایاسیری (lift-lift/cruise) ویژگی هواپیمایی است که هم‌زمان مجهز به موتور جت برآری و موتوری با امکان تغییر جهت رانش است. موتور برآری ـ پایاسیری (lift/cruise engine) موتور توربین پروانه‌ای یا توربین‌جت است با امکان تغییر جهت رانش برای ایجاد نیروی برآر یا نیروی رانش. هواپیما
چرخ‌های هواپیما مانند یک خودرو، دارای ترمز هستند. اما این ترمزها وارد عمل نمی‌شوند مگر زمانی که سرعت هواپیما بسیار کم باشد. خلبان زمانی از آن‌ها استفاده می‌کند که بخواهد به‌طور کامل هواپیما را جلوی ترمینال متوقف کند. بالگرد
برای ساخت ماشینی که فقط به جهت بالا حرکت می‌کند نیاز به بالی داریم که بر اثر جنبش، مقداری هوا را به پایین بفرستد تا بر اثر کنش و واکنشِ ماشین به بالا حرکت کند. البته جنبش دَوَرانی راحت‌ترین راه برای رسیدن به این امر است. برای این کار، تنها کافی است که چند پره همانند پره‌های یک پنکه، به میله‌ای (شَفت) در بالای ماشین وصل کنیم تا با چرخش خود، عمل بالا بردن را انجام دهد. به این پره‌ها در صنعت هوانوردی «ملخ» می‌گویند. ملخ‌های یک بالگرد شباهت زیادی به ملخ‌های یک هواپیما دارد، با این تفاوت که باریک‌تر و بلندتر است؛ زیرا با سرعت بیشتری در هوا باید بچرخد و نیروی بیشتری تولید کند. با چرخش ملخ بالگرد، بر اثر فقدان نیروی تکیه‌گاه، بدنهٔ بالگرد تمایل دارد در جهت عکس چرخش ملخ اصلی بچرخد. برای جلوگیری از این کار، نیاز به نیرویی است تا از چرخش بدنه ممانعت کند. این نیرو به وسیلهٔ ملخ دم بالگرد ایجاد می‌شود،در اصل هر نوع چرخش یک بالگرد توسط این ملخ کوچک انتهایی انجام می‌شود؛ بدین‌صورت که با افزایش یا کاهش قدرت ملخ دُم توسط خلبان بالگرد حول محور خود می‌چرخد. برای مثال، بالگردی را در نظر بگیرید که ملخ اصلی آن چپ‌گرد است. برای اینکه حول محور خود نچرخد، نیاز به ملخ دُمی دارد که گشتاور را در جهت خلاف حرکت ملخ اصلی اِعمال کند، که کم و زیاد کردن قدرت این ملخ به‌صورت خودکار در حرکت عمودی حول محور Y مطابق با گشتاور ملخ اصلی اِعمال می‌شود. اما در صورت نیاز، خلبان می‌تواند کنترل ملخ دُم را به‌صورت کامل در دست بگیرد. نظریه انگیزه
فیزیک ارسطوئی با مفهوم لختی بیگانه بود و پیروان مشّائی او بر آن بودند که آنچه جسم را در حرکت نگاه می‌دارد تنها کار یک نیروی خارجی پیوسته‌است. پس از دید ارسطو پرتابه‌ای که در هوا حرکت می‌کند حرکت پیوسته اش را مدیون چرخش یا ارتعاشاتی در محیط پیرامونش است، پدیده‌ای که مقاومت شناخته می‌شود. در نبود نیروی بی واسطه، جسم تقریباً بلافاصله به سکون می‌رسد. ژان بوریدان به پیروی از جان فیلوپونوس و ابن سینا می‌گفت حرکت با وجود کیفیتی در جسم که با شروع حرکت بدان داده می‌شود حفظ می‌شود. بوریدان این کیفیت حفظ حرکت را انگیزه (در دیدگاه سینائی "میل") می‌گفت. فزون بر این این دیدگاه را که انگیزه به صورت خودجوش پراکنده می‌شود رد می‌کرد (تفاوت بزرگ نظریه انگیزه بوریدان و اسلافش در همینجاست) و می‌گفت نیروهای مقاومت هوا و جاذبه که می‌تواند در مخالفت با انگیزه باشد مانع آن می‌شوند. همچنین بوریدان بر آن بود که انگیزه جسم بسته به سرعتی که با آن به حرکت درآمده و مقدار ماده موجود در آن تفاوت می‌کند. بوریدان انگیزه را مسبب حرکت شیئ می‌دانست. وی در نوشته زیر بر نیوتن فضل تقدم دارد: ... پرتابه پس از خروج از دست پرتاب‌کننده با انگیزه‌ای که پرتابگر بدان داده به حرکت در می‌آید و تا زمانی که انگیزه نیرومندتر از نیروی مقاومت باشد به این حرکت ادامه خواهد داد و اگر در نتیجه نیروهای مخالفی که در برابرش مقاومت می‌کنند و کاهشش می‌دهند، یا چیزی که تمایل به حرکت در جهت مخالف دارد کاهش نیابد تا ابد ادامه خواهد داشت. سطوح کنترل پرواز
شهپرها بر لبه فرار هر یک از بال‌ها و نزدیک دو سر بال قرار گرفته و در جهت مخالف یکدیگر حرکت می‌کنند. هنگامیکه خلبان دسته را به سمت چپ می‌برد یا چرخ‌ها را پادساعتگرد می‌چرخاند شهپر سمت چپ بالا می‌رود و شهپر سمت راست پایین می‌رود. شهپر بالا رفته، نیروی برآر روی آن بال را کاهش می‌دهد و شپهر دیگر نیروی برآر را افزایش می‌دهد؛ بنابراین حرکت دسته به سمت چپ، بال چپ را پایین و بال راست را بالا می‌برد. این کار باعث غلتیدن هواگرد به سمت چپ می‌شود. برگرداندن دسته به وسط، شهپرها را به وضعیت خنثی و حفظ زاویه چرخش برمی‌گرداند. تا پیش از آنکه که شهپر طرف دیگر حرکت کند هواگرد به غلتیدن خود ادامه می‌دهد. با حرکت شهپر راست، زاویه چرخش به صفر برگشته و هواگرد به حال افقی در می‌آید. بالابرنده بخش قابل حرکت پایدارکننده افقی (دم هواگرد) است که با لولا به پشت بخش ثابت دم افقی وصل می‌شود. بالابرها با یکدیگر به بالا و پایین حرکت می‌کنند. هنگامی که خلبان دسته را به عقب می‌کشد بالابر به سمت بالا می‌رود. به جلو بردن دسته باعث پایین رفتن بالابرنده می‌شود. بالابرنده‌های رو به بالا، دم هوا را پایین و گشتاور دماغه را بالا می‌برند. این کار زاویه حمله بال‌ها و به دنبال آن نیروی برآر و نیروی پسار را افزایش می‌دهد. برگرداندن دسته به حالت خنثی، بالابرنده را به وضعیت نخستین برگردانده و از تغییر گشتاور جلوگیری می‌کند. برخی هواگردها مانند مک‌دانل داگلاس ام‌دی-۸۰ از باریکه فرمان‌یار در سطح بالابرنده استفاده می‌کنند تا به صورت آیرودینامیکی، سطح اصلی را در موقعیت دلخواه قرار دهند؛ بنابراین جهت پرواز باریکه کنترل، در خلاف جهت سطح کنترل اصلی است. به همین دلیل است که بالابرنده دم ام‌دی-۸۰ به نظر، شکل «جدا شده» دارد. نیروی محرکه در موتور
در سرعت‌های زیر حدوداً ۴۵۰ مایل در ساعت راندمان حرکتی موتور جت توربین دار که همان جت است کمتر از موتور جن ملخ دار بوده زیرا راندمان حرکتی به نسبت زیادی به سرعت جلو و روندگی وابسته‌است بنابراین موتورهای جت خالص برای سرعت‌های زیاد مناسب هستند. کارایی ملخ در سرعت‌های بالای ۳۵۰ مایل در ساعات به علت به هم خوردن جریان آرام هوا اطراف نوک ملخ رو به کاهش می‌گذارد. با ملخ نمی‌توان بالاتر از ۴۵۰ مایل در ساعت پرواز زیرا بالاتر از سرعت ۴۵۰ مایل در ساعت نوک ملخ به سرعت صوت می‌رسد و امواج ضربه‌ای حاصل تکه‌تکه شدن آن و حتی سوختن ملخ می‌شود بنابراین برای پرواز با سرعتهایی زیر سرعت صوت که سرعرتی است کمتر از ۵/۰ ماخ یا حداکثر ۵/۰ ماخ (ماخ عبارت است از سرعت هواپیما تقسیم بر سرعت صوت) بهتر است که از موتور ملخ دار (منظور موتور جتی است با ملخ ترکیب شده) استفاده شود. مزایای موتور جت ملخ دار را تا حدودی می‌توان در موتور در موتورهای بای پاس فن کانال دار بای پس و ترکیب ملخ و فن جستوجو کرد چون این موتورها با هوای زیادی درگیر هستند؛ بنابراین اگر بخواهیم با سرعت‌هایی بالاتر از ۴۵۰ مایل در ساعات پرواز کنیم بهتر است از موتورهای بای پس فن دار و ترکیب ملخ و فن استفاده کنیم. خودگردی
خلبان با کنترل کردن زاویه حمله بوسیلهٔ اهرم کولکتیو و سکان (سایکلیک)، مساحت بخش گردان‌کننده را افزایش دهد و سرعت خودگردی پروانه را تا سرحد ممکن پایدار نگهدارد؛ برای مثال اگر اهرم کولکتیو بالا باشد، مسلماً زاویهٔ حمله در سرتاسر ملخ افزایش می‌یابد. این کار به موازنه کمک شایانی می‌کند و باعث می‌شود باد از سمت نوک ملخ به بخش درونی ملخ شارش کند که موجب افزایش درصد مساحت در بخش گردان‌کنندهٔ ملخ است. شناور اثر سطحی
در هواپیماها و وسایل نقلیه بالدار، حرکت جریان هوا از زیر و روی بال باعث افزایش فشار در زیر بال و کاهش فشار در بالای بال می‌شود. همین اختلاف فشار نیروی برآر را ایجاد کرده، به پرواز هواپیما کمک می‌کند. در همین حال، وقتی جریان‌های زیر و روی هوا در پشت بال به هم می‌رسند، جریان گردابی شکلی از هوا ایجاد می‌شود که باعث ایجاد نیروی پسار می‌شود که و به آن "نیروی پسار ناشی از برآر" گفته می‌شود. این نیروی پسار بخش عمده‌ای از کل نیروی پسار وارد شده به هواپیما را تشکیل می‌دهد. هرچه نسبت تناسب بال (نسبت طول به ضخامت بال) بیشتر باشد، نیروی پسای ناشی از برا کمتر خواهد بود. به همین دلیل است که گلایدرها به بالهایی بسیار بلند ولی نازک مجهزند. هواپیما
موتور رَم‌جت ساده‌ترین نوع موتور جت است. در این نوع موتور هوایی که وارد موتور می‌شود به خاطر سرعت ورود به مجرای موتور خودبه‌خود فشرده می‌شود و نیازی به داشتن فشارنده (کمپرسور) نیست. هواپیما
هر کدام از پایدارکننده‌ها درای دو سکان هستند؛ سکان‌های ثابت و سکان‌های متحرک. سکان‌های ثابت کمک می‌کند تا اگر هواپیما در اثر عوامل خارجی منحرف گردد خود به خود هواپیما میل به برگشت به حالت اولیه رو داشته باشد و سکان‌های متحرک که توسط خود خلبان کنترل می‌شود کمک می‌کنند تا خلبان بتواند به اختیار خود هواپیمای خود رو به سمت چپ و راست یا بالا و پایین هدایت کنند. پایدارکننده عمودی در بعضی هواپیماها همانند اف-۱۴ تامکت به صورت دوتایی و در هواپیماهایی مانند بوئینگ ۷۴۷ یا اف-۴ به صورت تکی وجود دارد. پوش بک
اگرچه بسیاری از هواپیماها قادرند با نیروی معکوس خود (Trust reverse) روی زمین به سمت عقب حرکت کنند اما گل و لای حاصل از نیروی موتور ممکن است باعث خرابی ساختمان ترمینالها یا تجهیزات درون موتور شود. موتورهای نزدیک به زمین با وزیدن باد ماسه وشن را به داخل موتور خود می‌کشند که باعث خراب شدن موتور می‌شود. بنابراین روشی که برای حرکت هواپیما و دور شدن از گیت فرودگاه ترجیح داده می‌شود استفاده از پوش بک تراکتور می‌باشد. سطوح کنترل پرواز
در هواگردهای با نیروی پسار پایین مانند بادپر، از برآکش برای جلوگیری از جریان یافتن هوا به دور بال و افت شدید نیروی برآر استفاده می‌شود. این کار به خلبان بادپر اجازه می‌دهد تا بدون افزایش سرعت زیاد، بلندی پرواز خود را کاهش دهد. به برآکش «از بین برنده نیروی برآر» نیز گفته می‌شود. به برآکش‌هایی که می‌توانند به صورت نامتقارن استفاده شوند «برآکش-شهپر» (ترکیب برآکش و شهپر) گفته می‌شود. این برآکش-شهپر بر غلتش هواگرد تأثیر می‌گذارند. مکانیک پرواز
بر هواپیمائی که در حال پرواز یک‌نواخت و مستقیم است چهار نیرو وارد می‌شود:نیروی پیش‌رانش در خلاف جهت نیروی پسا است و نیروی وزن هواپیما در خلاف جهت نیروی برا قرار دارد. اگر نیروی پیش‌رانش بزرگ‌تر از نیروی پسا یا مقاومت هوا نباشد هواپیما دچار واماندگی خواهد شد و همچنین برای پرواز باید نیروی برآ از نیروی وزن بیشتر باشد تا هواپیما بتواند از زمین بلند شده و پرواز کند. وزن هواپیما ثابت است (بدون در نظر گرفتن وزن سوخت) ولی در شرایط مختلف پرواز نیروهای دیگر (نیروی برا و نیروی پسا و نیروی پیش‌رانش) ممکن است تغییر نمایند. مثلاً در هنگام اوج گیری که زاویه هواپیما نسبت به افق بیشتر است نیروی پسا هم بیشتر خواهد بود. اگر توان موتور یا نیروی پیش‌رانش نتواند نیروی پسا ایجاد شده در اثر افزایش زاویه پرواز هواپیما را جبران کند، هواپیما دچار واماندگی خواهد شد. همچنین نیروی برا هم با افزایش سرعت هواپیما افزایش خواهد یافت و با ارتفاع گرفتن هواپیما در اثر رقیق شدن هوا (در صورت ثابت بودن سرعت هواپیما) کاهش می‌یابد. شناور اثر سطحی
اکرانوپلان برای ایجاد نیروی برا و پرواز نیاز به حرکت رو به جلو دارد که معمولاً توسط موتورهای نصب شده در بخش فوقانی بدنه تأمین می‌شود. دلیل اصلی استفاده از بال در اکرانوپلان، تلاش برای کاهش نیروی پسار ایجاد شده توسط نیروی برآر است. هرچه قایق پرنده نزدیک‌تر به سطح آب یا زمین حرکت کند، بازده آن بیشتر است. بیابان
باد به تنهایی نمی‌تواند ذرات متوسط را از جا بلند کند بلکه بر اثر برخورد ذرات ماسه با یکدیگر به هوا پرتاب می‌شوند که به این نوع حرکت جهشی می‌گویند. وقتی سرعت باد به حد معینی برسد ذرات ماسه شروع به چرخش و غلتیدن به سمت جلو می‌کنند که ممکن است در اثر برخورد با ذرات دیگر باعث حرکت یا پرتاب آن‌ها به هوا شوند. وقتی ذره‌ای به هوا بلند می‌شود تحت تأثیر دو نیروی نیروی گرانشی و نیروی سرعت باد، قرار می‌گیرد. ذرات در اثر نیروی گرانش به زمین برمی‌گردند ولی در اثر نیروی باد به جلو رانده می‌شوند. سطوح کنترل پرواز
این هم جهتیِ نخستین به خاطر افزایش سرعت بال، در خلاف جهت گردش و کاهش سرعت در بال دیگر است. بال سریعتر، نیروی برآر بیشتری پدیدمی‌آورد و بنابراین به سوی بالا می‌رود. درحالیکه در بال دیگر، نیروی برآر کمتری پدید می‌آید و بنابراین پایین می‌رود. با ثابت ماندن سکان در یک جهت خاص، میل به غلتش ادامه می‌یابد. زیرا قرار گرفتن هواگرد در یک زاویه مشخص نسبت به جریان هوا، باعث لغزیدن آن در سمت بالِ پایین رفته می‌شود. هنگام استفاده از سکان سمت راست در هواگرد با شکل بال هشتی ۸، زاویه حمله بال سمت چپ افزایش می‌یابد و به دنبال چرخش به راست، زاویه حمله بال راست کاهش می‌یابد. واکنش هواگرد ۷ مانند برعکس است. این اثر سکان، بیشتر در هواپیمای مدل به کار می‌رود. زیرا اگر در طراحی بال هوا گرد، به اندازه کافی از هشتی یا چند شکلی استفاده شود ممکن است سطوح کنترل غلتش مانند شهپرها کاملاً حذف شوند. ماهی‌واره
هنگامی که باد توسط جسمی مانند صفحه صاف ، ساختمان یا عرشه پل انسداد یابد ، جسم کشش و همچنین یک نیروی آیرودینامیکی عمود بر باد را تجربه خواهد کرد. این بدان معنا نیست که جسم به عنوان ایرفویل واجد شرایط باشد. ایرفویل ها اشکال بالابرنده بسیار کارآمدی هستند ، که می توانند نسبت به صفحات مسطح با همان اندازه از همان ناحیه ، بالابر تولید کنند و با کشیدن قابل توجهی کمتر قادر به تولید بالابر هستند. ایرفویل ها برای استفاده در طراحی هواپیماها ، ملخ ها ، پره های روتور ، توربین های بادی و سایر کاربردهای مهندسی هوانوردی قابل استفاده هستند. پوش بک
هواپیماهای کوچک می‌توانند تنها با نیروی انسانی حرکت داده شوند. هواپیما توسط چرخ دماغه، ساختمان بال یا حتی توسط ملخ کشیده یا هل داده می‌شود –این بخش‌ها اینقدر قوی هستند که هوپیما را به پرواز در آورند-. برای دور زدن می‌بایست یک نفر قسمت انتهایی هواپیما را از زمین بلند کرده یا به سمت زمین بر آن فشار بیاورد تا چرخ دماغه یا چرخ انتهایی از زمین بلند شده و گردش هواپیما با دست راحت‌تر ممکن شود. روش کم زحمت تر دیگر شامل اتصال یدک کشی کوچک به چرخ دماغه یا چرخ انتهایی است که به عنوان دست گیره یا اهرم محکم برای هدایت هواپیما عمل می‌کند. این روش، صدمات احتمالی وارده به ملخ هواپیما را کاهش می‌دهد. ترکیب ساختار این یدک کش‌ها معمولاً از آلومینیومهای کم وزن می‌باشد که می‌توان آن‌ها را در هواپیما نیز جا داده و حمل کرد. نوع دیگر یدک کشهای کوچک دارای چرخ‌هایی تحت نیرو هستند که حرکت هواپیما را تسهیل می‌بخشد. این چرخها با موتوری شبیه موتور ماشینهای چمن زنی یا باتری راه انداز دریل الکتریکی تغذیه می‌شوند. باید توجه داشت که نیروی این گونه یدک کشها برای هواپیماهای کوچک، بسیار زیاد است. بادپر
در هواپیماهای بی موتور برای پیش رانش نیروی گرانش زمین را به کار می‌گیرند. بادپر گونه‌ای رایج هواپیمای بی موتور است. هواپیمای بی موتور را باید پیش از آغاز پرواز با ابزاری جدا از آن به بلندایی (ارتفاعی) مناسب رساند و پس از آن هواپیما می‌تواند با به‌کارگیری از نیروی گرانش و جریان‌های هوایی پرواز کند. معادله برنولی
قطاری که به سرعت حرکت می‌کند، می‌تواند شخصی را که زیادی نزدیک آن ایستاده را به خود جذب کند که اگر سبب تصادف شود، بسیار خطرناک است؛ بنابراین جذب یک دوچرخه سوار توسط یک ماشین سنگین که به سرعت از نزدیک آن می‌گذرد نیز دور از ذهن نیست! تند آبها و گردابها نیز به همین دلیل، شناگران را به میان خود می‌کشند و حتی غرق می‌کنند.بخشی از نیروی بالابری هواپیما نیز با اصل برنولی کار می‌کند طراحی بال به گونه‌ای است که تندی هوا در بالای بال بیشتر از پایین بال است چون مسیر طولانی تری را طی می‌کند پس فشار هوای بالای بال کمتر از فشار هوا در پایین بال است و نیروی خالصی به نام نیروی بالابری در هواپیما ایجاد خواهد شد. نیرو
خدمت بعدی نیوتن به نظریۀ نیرو، قانو‌مند کردن حرکت اجسام آسمانی بود که ارسطو با مشاهده حرکت روی زمین، می‌پنداشت که آن‌ها در یک حالت طبیعی حرکت ثابت هستند. او قانون جاذبه را ارائه داد که می‌توانست برای حرکت‌های آسمانی که قبلاً توسط قانون حرکت سیاره‌ای کپلر قابل توجیه بودند، به‌کار رود. مدل نیروی جاذبۀ او چنان قوی بود که از آن برای پیش‌بینی وجود اجسامی بزرگ همانند نپتون استفاده شد، قبل از اینکه آن‌ها را واقعاً مشاهده کنند. مکانیک پرواز
همواره نیروی وزن برابر است با جرم هواپیما در ثابت گرانش هواپیما
در خلال جنگ جهانی دوم آلمان نازی توانست هواپیمایی با نام می ۱۶۳ کومت (Me 163 Komet) بسازند که با نیروی موتور موشک به پرواز درآید. پس از آن ایالات متحده توانست با هواپیمای بل ایکس-۱ که از موتور موشک برای رانش استفاده می‌کرد از دیوار صوتی برای اولین بار بگذرد. بعدها هواپیمای نورث امریکن ایکس-۱۵ (North American X-15) که آن هم از موتور موشک استفاده می‌کرد توانست از دیوار صوتی بگذرد و رکورد بیشترین سرعت و ارتفاع را با رسیدن به مرز فضا ثبت کند. از سال ۱۹۶۷ تا به امروز نیز هواپیمای نورث امریکن ایکس-۱۵ رکورد رسمی سریعترین هواپیمای سرنشین‌دار را با حدبیشتر سرعت ۷۲۷۴ کیلومتر بر ساعت در اختیار دارد. حالت کم‌گرانش
بیشتر هواپیماهای کوچک مانند سسنا ۱۷۲ گلایدرها و هواپیماهای دوبال مشکلی با شرایط کم‌گرانش یا بی‌گرانش ندارند. درواقع برای خلبانان و سرنشینان این هواگردها لذت بخش است که میزان گرانش صفر را در اتمسفر زمین داشته باشند. در این شرایط سرنشینان هواپیما از صندلی خود جدا شده و نوعی احساس خوشی به آنها دست می‌دهد. زیرا بالا آمدن معدهٔ خود را در شکم احساس می‌کنند که همان حس سقوط آزاد است. برای ایجاد گرانش صفر در شرایط پرواز، هواپیما باید ضرورتاً بر روی یک سهمی از سوی بالا به پایین پرواز کند. همچنین می‌تواند در شرایط سقوط عمودی به این حالت دست یابند که چنین سقوطی در هواپیماهای دوبال حین مانور نمایشی مشاهده می‌شود. این تنها راهی است که انسان بتواند در اتمسفر زمین به‌طور طبیعی، فشار گرانشِ صفر را تجربه کند و به حالتی مشابه خلاء دست یابد. گرچه خلاء مصنوعی نیز توسط دستگاه‌های خلاءساز بر سطح زمین ممکن است. پروانه اصلی بالگرد
برخلاف پروانه‌های نصب شده در هواپیماهایی با موتور توربوپراپ، پروانهٔ بالگردها بسیار بزرگ است و مساحت زیادی را اشغال می‌کند. از این رو می‌تواند حجم زیادی از هوا را به پایین جریان دهد و نیروی برآر را به صورت کاملاً عمودپرواز فراهم نماید. همچنین این پروانه با روانه کردن این نیرو در راستای مایل (شیبدار)، می‌تواند نیروی رانش را نیز فراهم کند. از آنجایی که موتور بالگرد در سرعتهای کم، بازدهٔ بیشتری دارد، بالگرد می‌تواند با صرف ۶۰ درصد از توان خود بر روی زمین هاور کند. هاور کردن به شرایطی گفته می‌شود که بالگرد حرکت نمی‌کند و مختصات خود را تغییر نمی‌دهد، بلکه تنها بر روی هوا معلق می‌ماند. مساحت کل پروانهٔ بالگرد (دایره) به سه بخش تقسیم می‌شود که بخش درونی آن به دلیل شعاع گردش بسیار کم، نیروی برآر بسیار کمی فراهم می‌نماید که در نشست و برخاست بالگرد بی‌تأثیر است. رهیاب ناسا
در ۱۹۹۴ هواپیما برای توسعه فناوری سکوی علمی هوایی به برنامه اراست ناسا منتقل شد. این هواپیما را رهیاب نام نهادند زیرا "اساساً" رهیابی برای هواپیماهای خورشیدی آینده بود که می‌توانند هفته‌ها یا ماه‌ها برای مأموریتهای تصویربرداری و نمونه برداری علمی در هوا باقی بمانند." با انجام تعدادی پرواز نشان داده شد که یک هواپیما فوق‌العاده سبک و آسیب‌پذیر با نسبت ابعاد بسیار زیاد (نسبت طول و عرض بالها) می‌تواند با موفقیت بلند شدن و فرود را در فرودگاه انجام دهد و با نیروی رانش حاصل از انرژی خورشیدی در ارتفاعهای بسیار زیاد پرواز کند (بین ۱۵ تا ۲۴ هزار متر). به علاوه، پروژه اراست می‌خواست توانایی این UAV را در حمل ابزارهای لازم در انواع مطالعات علمی تعیین کند. محورهای اصلی هواپیما
این چرخش‌ها توسط گشتاور (یا ممان) حول محورهای اصلی پدید می‌آیند. در هواپیما، این چرخش‌ها با استفاده از سطوح کنترل متحرک تولید می‌شوند که توزیع نیروی آیرودینامیکی خالص حول مرکز ثقل هواپیما را تغییر می‌دهند. بالابرنده‌ها (قطعات متحرک روی دم افقی) pitch را ایجاد می‌کنند، سکان روی دم عمودی باعث ایجاد yaw می‌باشد، و شهپر (قطعات روی بال که در جهت‌های مخالف حرکت می‌کنند) منجر به پدید آمدن roll (غلتک) می‌شود. در یک فضاپیما، ممان‌ها معمولاً توسط سیستم کنترل واکنش ایجاد می‌شوند. این سیستم متشکل از پیشران‌های موشک کوچک است که برای اعمال نیروی رانش نامتقارن روی وسیله استفاده می‌شود.این محورها معمولاً با حروف X ,Y و Z نامگذاری می‌شوند تا بتوان آنان را با چارچوب مرجع، که معمولاً با x ,y ،z نمایش داده می‌شوند مقایسه کرد. نماد X اغلب برای محور طولی استفاده می‌شود، اما قراردادهای دیگری نیز وجود دارد. تاوه نوک بال
در صورتی که یک نیروی برآر سه‌بعدی فراهم شود، از پیامدهای اصلی و بنیادین آن می‌توان به بروز یک نیروی پسار برانگیخته یا پایین‌رانش باشد. روش‌های گوناگونی در طراحی و هندسهٔ بال هواپیما وجود دارد که از برانگیزش نیروی پسار جلوگیری شود. بارگیری بال نیز بر ایجاد تاوه تأثیرگذار است. تاوهٔ نوک بال در هوای مرطوب بهتر ایجاد می‌شود و در صورتی که تاوه نوک بال در هوای بدون گرد و غبار ایجاد شود، اگر هوا در بخش مرکزی تاوه سرد شود، تاوه با چشم غیرمسلح دیده خواهد شد. توربوجت
بنابراین موتورهای جت به نحوی طراحی می‌شوند که به ازای نرخ مشخصی از جریان هوا بیشترین شتاب ممکن را ایجاد کنند. از نظر نیروی ایجاد شده، موتورهای مبتنی بر توربین گاز نسبت به گونه پیستونی، بسیار قوی‌تر هستند. توربوجت
هواپیماهای پره‌ای حجم زیادی از هوا را به اندازه کمی سرعت می‌دهند. این در حالی است که در جت‌ها حجم اندکی از هوا به میزان زیادی شتاب می‌گیرد. نیروی وارد شده به سامانه، که ناشی از این تغییر سرعت است را می‌توان با استفاده از قانون دوم نیوتن توضیح داد. خودگردی
در یک پرواز عادی با بالگرد، پروانه‌های بالگرد با نیرو گرفتن از موتور آن، هوا را از بالا به پایین می‌فشارند و نیروی برآر را تأمین می‌کنند. بعبارت دیگر گشتاور از موتور آغاز شده و سپس به گیربکس و پس از آن به پروانه منتقل می‌شود؛ ولی درصورتی که موتور از کار بیفتد، شرایط برعکس خواهد بود. در این شرایط انرژی جنبشی ذخیره شده در پروانه باید گیربکس اصلی را هم بچرخاند و از آنجایی که گیربکس بالگردها بسیار سنگین هستند، گشتاور ذخیره شده در پروانه به‌سرعت هدر می‌رود و پروانه طی چند ثانیه از حرکت بازمی‌ایستد که موجب سقوط آزاد بالگرد خواهد شد. به همین دلیل با بهره‌گیری از یک سامانهٔ «کلاچ ساچمه‌ای» گیربکس از پروانه جدا می‌شود تا پروانه برای مدت طولانی با انرژی جنبشی ذخیره شده‌اش خودگردی کند و همچنین از فشار جریان هوا رو به بالا برای ادامهٔ چرخش بهره ببرد. همهٔ بالگردهای تک‌موتوره در جهان به‌منظور دریافت گواهی ایمنی باید دارای سامانهٔ خودگردی (Autorotation System) باشند. نیروی محرکه در موتور
از رم جت به عنوان پس سوز موتور اصلی استفاده شده و آن را در انتهای موتورهای توربوجت هواپیماهای جنگنده نصب می‌کنند. این موتور را خالان در ارتفاع بالا روشن می‌کند تا بتواند به کمک با سرعت بیشتر از سرعت صوت پرواز کند. پادگرانش
پادگرانش، جاذبه منفی یا ضد جاذبه، ایدهٔ ایجاد شی یا مکانی است که در بند گرانش نباشد. این به معنی ایجاد حالت بی‌وزنی در شرایطی مانند سقوط آزاد، یا ایجاد تعادل در شرایط گرانش با استفاده از یک نیروی مخالف مانند نیروی مغناطیسی و خواص ایرودینامیک نیست، بلکه منظور خنثی‌سازی گرانش است به گونه‌ای که بر روی شی یا مکان مذکور بی‌اثر شود. در حیطه داستان‌های علمی–تخیلی و مخصوصاً در بحث نیروی محرکه فضاپیماها مفهوم ضد جاذبه یا پادگرانش یک مفهوم پر تکرار است. به عنوان مثال در کتاب نخستین انسانهای روی ماه نوشته اچ. جی. ولز از ماده‌ای به نام کیوریت نام برده شده‌است که قادر به مسدود کردن جاذبه است. بر اساس قانون جهانی گرانش نیوتن، جاذبه یا گرانش یک نیروی خارجی بود که توسط واسطه‌ای ناشناخته منتقل می‌شد. در قرن بیستم مدل ارائه شده توسط نیوتن جای خود را به نسبیت عام انیشتین داد که در آن جاذبه دیگر یک نیرو نبود، بلکه نتیجه هندسه فضا-زمان بود. بر مبنای این تعریف جدید پادگرانش غیرممکن است مگر تحت شرایط ساختگی. بی‌وزنی
جاذبه نیرویی است که تمام اشیا و موجودات روی زمین را به سمت زمین جذب می‌کند. این نیرو اشیای مسطح کره را نگه داشته و از شناور شدن آن‌ها در فضا جلوگیری می‌کند. جاذبه به اشیا و نیز بدن ما وزن می‌دهند. با دور شدن از زمین نیز نیروی جاذبه کاهش می‌یابد. در فضا این نیرو بسیار کم است. جاذبه سبب وزن می‌شود به همین دلیل در فضا که جاذبه وجود ندارد بی وزنی کامل پدیدار می‌شود. عامل بی وزنی زندگی فضانورد را دچار اشکال می‌کند. اگر وی تصمیم به حرکت بگیرد، پایش از روی زمین بلند شده و شناور خواهد ماند. چنانچه مایع را درون ظرف بریزد از کناره ان خواهد ریخت ابزارها و سایر وسایل در فضا غوطه ور می‌مانند. چند هفته در بی وزنی بر چگونگی کارکرد اندام بدن تأثیر می‌گذارد. فضانوردان برای زندگی در شرایط بی وزنی دارای وسایل مخصوصی هستند. هواکشسانی
هواکشسانی یا آیروالاستیسیته (Aeroelasticity) شاخه‌ای از علم مکانیک است که با پدیده‌های فیزیکی سروکار دارد که دربرگیرنده یک اثر متقابل قوی بین نیروهای هواپویشی (آیرودینامیک)، نیروهای سازه‌ای (الاستیک) و نیروهای لَختی باشند. هواکشسانی برهمکنش نیروهای هواسرشی و نرمش سازه‌ای است که می‌تواند باعث بال‌لرزه، واگرایی و جز اینها شود. بال‌لرزه نوسان شدید و نامطلوب سطوح بال و دُم هواگَرد در حین پرواز است. ابرمانورپذیری
اَبَرچابکی یا ابرمانورپذیری یک توانایی در برخی هواپیماهای جنگنده است که یک هواپیمای معمولی با ابزار سنتی توانایی انجام آن را ندارد. با بهره‌گیری از فناوری جهت‌دهی رانش این توانایی برای خلبان فراهم می‌شود. چنین میزان چابکی موجب می‌شود که خلبان بتواند هواپیمای خود را به جهتی خاص سُر بدهد و با تغییر دادن دینامیک پرواز بتواند زاویهٔ حملهٔ خود را عوض کند. این توانایی برای نخستین بار در سال ۱۹۷۵ به دست ایالات متحده آمریکا معرفی شد که در جنگندهٔ آزمایشی و مفهومی مک‌دانل داگلاس اف-۱۵ اس‌تی‌اوال/ام‌تی‌دی (نسخه آزمایشی f-15)به‌کار رفته بود ولی هرگز به سرانجام نرسیدند. مهندسان آمریکایی این ویژگی را ناکارآمد و مربوط به نبرد سنتی خواندند و نیروی هوایی آمریکا تصمیم گرفت این پروژه را رها کرده و به مسائل دیگر بپردازد. دلیل رها کردن این پروژه، آن بود که مهندسان آمریکایی روش درگیری «فرای بُرد دید» (BVR) را در دستور کار قرار دادند. این روش به اینصورت است که درگیری از راه دور و در فاصلهٔ ۳۷ کیلومتری و بیشتر از ۳۷ کیلومتر انجام می‌شود و در چنین شرایطی نیازی به درگیری‌های هوایی به روش سنتی و تن به تن در آن وجود ندارد. از سوی دیگر کشور روسیه این پژوهش‌ها را ادامه داد و در سال ۱۹۸۳ نخستین هواپیمای میگ-۲۹ روسیه با ویژگی جهت‌دهی رانش معرفی شد. شرکت میگ، یک عدد میگ-۲۹ام را با این ویژگی آزمایش کرد و نام آن را میگ-۲۹-OVT گذاشت. سپس این دانش طی ۱۳ سال تکمیل شد و درنهایت در سال ۱۹۹۶ در جنگندهٔ سوخو-۲۷ به طرزی بهینه و گسترده مورد بهره‌برداری قرار گرفت و امروزه بعنوان ویژگی استاندارد در همهٔ جنگنده‌های نسل چهار پلاس و پنج روسیه به‌کار می‌رود. با اینکه مکانیزم این فناوری در هواپیماهای روسی چندان روشن و عمومی نشده‌است، ولی به وضوح مشخص است که مهندسان روسی با بهره‌گیری از جهت‌دهی رانش، تغییراتی در فرایند پساواماندگی ایجاد کرده‌اند و توانستند مانور کبرا را اختراع کنند. روسها با تکیه بر درگیری‌های نزدیک در سرعتهای کم به توسعهٔ هواپیماهای خود پرداختند که بتوانند در سرعت پایین، مانور بالایی داشته باشند که در تضاد با شیوهٔ غربی بود. شیوهٔ غربی به آن سو گرایش پیدا کرد که باید با حفظ انرژی جنبشی هواپیما در سرعتهای بالا، از راه دور با دشمن درگیر شد. فناوری جهت‌دهی بردار رانش در چند هواپیمای پیش‌نمونه مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت و در صنعت هوایی روسیه جنگندهٔ سوخو-۲۷ و در آمریکا جنگندهٔ اف-۲۲ رپتور نخستین هواپیماهایی بودند که با این فناوری به تولید انبوه رسیدند. سرانجام ایالات متحده آمریکا نیز این فناوری را ضروری ارزیابی کرد و مجبور شد جهت‌دهی رانش را در اف-۲۲ رپتور به کار بگیرد که البته نازل موتور اف-۲۲ تنها در راستای بردار Y (بالا و پایین) حرکت می‌کند. درحالیکه نازل موتور جنگنده‌های سوخو در راستای سه محور X - Y - Z حرکت می‌کنند. هواگرد
بالگردها و هواچرخ‌ها برای پدیدآوردن هر دو نیروی برآر و پیشران از یک چرخانه (یک بال چرخان) بهره می‌گیرند. بالگردها عمودپروازند. در میان هواپیماها نیز نمونه‌های عمودپرواز وجود دارد. ملخ (هوانوردی)
ملخ یا پروانه در هواپیما وسیله‌ای هستنند که با نیروی چرخش ایجاد شده "ملخ" یا "پروانه" یا "پیش‌ران" توسط موتور رفت و برگشتی، توربوپراپ، موتور الکتریکی نیروی لیف و رانش خود را تأمین می‌کند. زاویه حمله ملخ هواپیما می‌تواند متغیر یا ثابت باشند. ملخ‌های هواپیماهای اولیه از چوب ساخته می‌شده است ولی در آینده از فلز برای ساخت ملخ استفاده شد با این وجود امروزه با فناوری نوین از کامپوزیت برای ساخت پروانه استفاده می‌شود. هواگرد
هواگردهای ثابت-بال معمولاً از موتورهای درون‌سوز و پیشرانه یا جت برای پدیدآوردن نیروی پیشرانش بهره می‌گیرند. این نیروی پیشرانش هواگرد را در میان هوا به جلو هل می‌دهد. جابجایی هوا بر روی بالها نیروی برآر پدیدمی‌آورد که همین نیروست که مایه پرواز هواگرد می‌شود. استثناءهایی هم هست مانند بادرپر (گلایدر) که موتور ندارد و پیشرانش اش را از نیروی گرانش زمین می‌گیرد. بدین معنی که یک بادپر برای حفظ سرعت رو به جلوی خود بایستی همواره نسبت به هوا رو به پایین بیاید (این لزوماً به معنی فروآمدن نسبت به زمین نیست). زاویه هفتی
زوایای هشتی همچنین در هواپیماهای دارای بال بالا دیده می‌شود، مانند هواپیماهای باربری آنتونوف ای‌ان-۱۲۴ و لاکهید سی-۵ گالکسی. در چنین طرح‌هایی، بال بالا نصب شده، بالاتر از مرکز ثقل هواپیما است که به دلیل اثر آونگ (که به آن اثر کیل نیز گفته می‌شود) اثر زاویهٔ هفتی بیشتری ایجاد می‌کند و بنابراین زاویه هفتی اضافی اغلب مورد نیاز نیست. چنین طرح‌هایی می‌توانند اثرات زاویهٔ هفتی بیش از حدی داشته باشند و بنابراین در حالت مارپیچی، بیش از حد پایدار باشند، بنابراین زاویهٔ هشتی روی بال، اضافه می‌شود تا برخی از اثرات زاویهٔ هفتی را لغو کند تا هواپیما بتواند راحت‌تر مانور دهد. هواپیما
بیشتر هواپیماهای امروزی به‌ویژه هواپیماهای مسافری در این دسته جای دارند. منظور از بال ثابت آن است که بال هواپیما (بر خلاف هلیکوپتر) فقط در اثر پیش‌رانش نیروی برآر ایجاد می‌کند. اگرچه بال در بعضی هواپیماها برای جاگیری کمتر یا ملاحظات هواپویشی ممکن است باز و بسته شود ولی این‌گونه هواپیما را نیز دارای بال ثابت می‌شمارند چون باز و بسته شدن بال ایجاد نیروی برآر نمی‌کند. مخروط بخار
در این پدیده بخار آب موجود در اتمسفر مایع می‌شود و در نتیجه دیده می‌شود، همانطور که فشار هوا در طول امواج شوک به‌طور شدید تغییر می‌کند و با سرعت جریان مافوق صوت متناسب است. فشردگی هوا در اطراف یک هواپیما در پرواز در مناطق کم فشار و زیر صوت نیز وجود دارد که به‌طور معمول در شرایط مرطوب قابل رویت است اما این تأثیری برشکل‌گیری ابرهای مخروطی ندارد. بخار مخروطی تحت شرایطی که ما به اسم قانون Prandtl–Glauert singularity می‌شناسیم اتفاق می‌افتد. علاوه بر اینکه می‌توانیم امواج شوک را خود به خود قابل رویت کنیم، تراکم آب می‌تواند در فاصله بین دو قلهٔ موج شوک که توسط جسم متحرک به وجود آمده‌است، رخ دهد. با این حال، تشکیل این اثر لزوماً به شکستن دیوار صوتی، یا از طریق شتاب هواپیما به میزان ۱ ماخ نیاز ندارد. ماهی‌واره
جسمی که این شکل را داشته باشد با حرکت در شاره‌ای مانند هوا یا آب (برپایه اصل برنولی) نیروی برآر ایجاد می‌کند. عامل اصلی پرواز هواپیما همین شکل ماهیواره مقطع بال آن است که با حرکت در هوا و ایجاد نیروی برآری که بیشتر از نیروی وزن هواپیما (و در جهت مخالف نیروی وزن) است باعث پرواز هواپیما می‌شود. سپکت جگوار
نیروی محرکه این هواپیما را دو موتور توربوفن رولز-رویس توربومکا (آدور- مارک ۱۰۲) هر یک به کشش عادی ۲۳۲۰ کیلوگرم (معادل ۲۲٫۷۵ کیلو نیوتن گشتاوری) در حالت خشک و کشش ۳۳۱۳ کیلوگرم (معادل ۳۲٫۵ کیلو نیوتن نیروی گشتاور) با استفاده از پس‌سوز تأمین می‌کنند. نسبت نیرو به وزن
در پرواز کروز ، نسبت نیرو به وزن یک هواپیما معکوس نسبت بالابر به کشیدن است زیرا نیرو در مقابل کشش است و وزن در مقابل بالابر است. هواپیما می تواند بلند شود حتی اگر نیرو از وزن آن کمتر باشد: اگر نسبت بالابر به کشیدن بیشتر از 1 باشد ، نسبت رانش به وزن می تواند کمتر از 1 باشد ، یعنی برای بلند کردن هواپیما از زمین به نیروی رانش کمتری نسبت به وزن هواپیما نیاز است. هواکشت
چکیده: هدف از پژوهش‌های انجام شده شناسایی و آزمایش فناوری‌های کارآمد مربوط و منجر به رشد گیاهان در محیط‌هایی با نیروی جاذبه مختلف بود. به عنوان مثال: محیطی با نیروی جاذبه کم دارای مشکلاتی در تأمین مؤثر آب و سایر عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان و ترمیم مداوم سیّال است. تولید مواد غذایی در محیط‌هایی با نیروی جاذبه کم در فضا درگیر جالش‌هایی مانند: به حداقل رساندن مصرف آب، تأمین و مدیریت نیاز آب(؟)، و وزن سیستم‌های هواکشت می‌باشد. تولید مواد غذایی در سطح سیاراتی نظیر ماه و مریخ نیازمند سنجش کامل شرایط جاذبه کم (hypogravity) است. به دلیل اثر فشار بر حرکت سیال در محیط‌های با جاذبه متفاوت، سیستم رساندن مواد غذایی به در بهینه‌سازی سیستم رشد گیاه بسیار مورد توجه می‌باشد. پروانه اصلی بالگرد
برای نمونه در بالگردهای معمولی برای کاهش نیروی برآر، خلبان از اهرمی به نام «کولکتیو» (اهرم همگامساز ایستا) استفاده می‌کند تا با کاهش یا افزایش زاویه حملهٔ تیغه‌ها، نیروی برآر را تغییر دهد. خلبان اهرم را تا انتها پایین می‌برد و در این هنگام پروانه با سرعت سابق می‌گردد ولی لبه حملهٔ تیغه‌ها هستند که بصورت افقی با سطح زمین حرکت کرده و دیگر نیروی برار ایجاد نمی‌کنند. بعبارت دیگر سوخت به همان میزان مصرف می‌شود که در گذشته می‌شد و کاهش سرعت رو به جلوی بالگرد درواقع بوسیلهٔ کاهش نیروی برآر انجام می‌شود؛ ولی در شیوهٔ پروانه‌های آرام‌شونده، در هنگامی که نیاز نباشد، سرعت دور موتور کاهش می‌یابد که از این رو موجب کاهش مصرف سوخت نیز می‌شود. هواپیما
شایع‌ترین و مورد استفاده‌ترین نوع ارابهٔ فرود نوع چرخ‌دار آن است که حداقل سه چرخ داشته باشد. این نوع دارای دو چرخ اصلی در عقب مرکز ثقل و یک چرخ کمک در جلوی مرکز ثقل است. بیشتر هواپیماهای مسافری و همین‌طور جنگنده‌هایی همانند اف-۱۶ ایالات متحده یا میگ-۲۹ روسیه دارای ارابهٔ فرود سه چرخی هستند اما در برخی هواپیماها اسکی (برای روی برف) و محفظه هوا (برای روی آب) نیز به جای چرخ بکار می‌رود. در بیشتر هواپیماها ارابه فرود پس از برخاستن هواپیما جمع می‌شود تا از نیروی پسار بکاهد به عبارتی دیگر برای آن که هواپیما سرعتش زیاد شود، باید کمترین مقاومت را در برابر هوا داشته باشد یعنی باید به بیشترین حالت آیرودینامیکی ممکن برسد. اگر چرخ‌ها جمع نشوند یک مقاومت جدی در برابر باد ایجاد خواهد شد و مانند ترمز باعث کاهش سرعت می‌شوند. ناو هواپیمابر
هواپیما‌ها برای به پرواز در آمدن باید به سرعت معینی برسند ولی باندهای پرواز در ناوهای  هواپیمابر به نسبت کوتاه هستند و این امکان را برای هواپیماها فراهم نمی‌آورند. از این رو در ناوهای هواپیمابر از وسیله‌ای به نام منجنیق استفاده می‌شود. منجنیق‌ها که با موتور  بخار کار می‌کنند به هواپیما شتاب لازم برای پرواز را می‌دهند. قدرت این منجنیق‌ها به قدری است که در طول تنها ۲ ثانیه سرعت هواپیما را از ۰ به ۱۶۵ مایل در ساعت می‌رسانند. این کار باعث می‌شود که هواپیما سرعت لازم برای پرواز را کسب کند همچنین برای فرود آمدن هواپیمایی که ۱۵۰ مایل بر ساعت سرعت دارد مجهز به یک دم زنجیری  است که باید آن را به یکی از ۴ کابل موجود روی باند گیر بیندازد که بعد از ۹۶ متر مسافت متوقف می‌شود در ناوهای هواپیمابر ، برعکس فرودگاه‌ها برای فرود آمدن هواپیما نباید  سرعت خود را به کمترین حالت برساند بلکه باید دارای سرعت کافی باشد که در صورت ناتوانی خلبان در درگیر کردن دم زنجیری و کابل‌ها هواپیما با سرعتش بتواند از سوی دیگر ناو دوباره به  پرواز در آید به علت مشکل بودن این کار معمولاً از برجسته‌ترین خلبانان برای ناوهای هواپیمابر استفاده می‌شود. مرد اتمی
پرواز : مرد اتمی مانند سوپرمن که الگوی ژنتیکی وی است ، می تواند بر جاذبه زمین غلبه کند. ریخته‌گری رزین
ساده‌ترین روش ریخته‌گری، ریخته‌گری با استفاده از نیروی جاذبهٔ زمین است به این صورت که رزین داخل قالب ریخته می‌شود و توسط جاذبه به تمام نقاط قالب نفوذ می‌کند. یکی از مشکلات ریخته‌گری تولید حباب‌های هوا هنگام ترکیب شدن دو رزین متفاوت است. برای رفع این مشکل می‌توان از اتاق خلأ بهره برد. روش دیگر استفاده از اتاق فشار است که سایز حباب‌های هوا را کاهش می‌دهد تا حدی که این حباب‌ها قابل دیدن نباشند. نیروی گریز از مرکز نیز باعث می‌شود تا مذاب رزین به تمام نقاط قالب نفوذ پیدا کند. همچنین برای از بین بردن حباب‌های هوا می‌توان قالب هارا با ارتعاش درآورد تا حباب‌ها از بین روند. برهم‌کنش میان سیال و سازه
شاید اگر تجربه سفر هوایی و نشستن کنار پنجره‌ای نزدیک به بال هواپیما را داشته باشید متوجه اندک نوسانات بال هواپیما در حین حرکت شده باشید. این رفتارها ناشی از این واقعیت است که بال‌های هواپیماها، اجسامی کاملاً صلب نیستند و در صورت رویارویی با نیروهای آیرودینامیکی در سرعت‌های بالا دچار ارتعاش و نوسان می‌شوند. این پدیده از چندین منظر می‌تواند آثار منفی داشته باشد؛ باعث کاهش عمر مفید اجزا و بروز خستگی در بال و بدنه هواپیما می‌شود، به مرور زمان اتصالات بال و بدنه روی به باز شدن می‌آورند، مصرف سوخت افزایش پیدا می‌کند و از همه مهم‌تر احساس ناامنی و اضطراب شدیدی به مسافران القا می‌شود. هواپیما
اکنون اساس هواپیما کشف شده و به مرحله عمل درآمده بود. همه می‌دانستند جسم مسطح و سبک و وسیعی که دارای شکل منظم و محور ثقل معین باشد می‌تواند بر روی ذرات هوا بلغزد. در حقیقت ذرات هوا از سقوط آنی این دستگاه به واسطه تماس با سطح وسیع آن جلوگیری می‌کردند. اما مخترعان می‌خواستند این هواپیماهای بی‌موتور رو که فقط بر اثر وزش باد یا از مکان‌های مرتفع حرکت می‌کنند؛ دارای حرکت سریع بوده و به میل سرنشین به بالا و پایین و چپ و راست بالاخره از مکانی به مکان دیگر برود. بی‌وزنی
در شرایط زمینی فشار داده شده بر یک سطح در نتیجه عمل نیروی جاذبه یا گرانشی پدید می‌آید؛ ولی مردم غالباً فکر می‌کنند که این فشار دقیقاً همان نیرویی است که به وسیلهٔ آن، جسمی به زمین جذب می‌گردد. اگر چنین موردی واقعاً صحت داشت، ما شاهد بی وزنی فضاپیمائی که به ماه حرکت می‌کند، نبودیم؛ زیرا سفینه در هر نقطه روی مدار تحت تأثیر گرانش زمین قرار دارد. به‌طور کلی به زحمت می‌توان نقطه‌ای را در فضا پیدا نمود که برآیند نیروهای گرانشی در آن صفر باشد. باید متذکر شد که فشار به وسیلهٔ نیروهای دیگر جز نیروی گرانشی نیز پدید می‌آید و یکی از آن شتاب می‌باشد. نیروی گرانشی برای جسمی که به حال سکون بر روی سطح زمین قرار دارد، واقعاً با وزن جسم برابر می‌باشد؛ ولی این فقط یک حالت خاص می‌باشد. مکانیک پرواز
نیروی تراست یا پیشرانه همواره از طریق موتور هواپیما تولید میشود پوش بک
همچنین یدک کشها یک پین برشی دارد. پین برشی از جدا شدن هواپیما از تراکتور جلوگیری می‌کند -هنگامی که این پین تحت فشار شدید باشد به راحتی شکسته می‌شود تا یدک کش را از هواپیما جدا کرده و مانع از صدمه رسیدن به هواپیما و تراکنور شود-. تراکتورهای بدون یدک کش (TBLها) از یدک کش استفاده نمی‌کنند. آن‌ها چرخ دماغه را از زمین بلند می‌کنند و به تراکتور اجازه کنترل کردن مستقیم هواپیما را می‌دهد. این روش کنترل هواپیما را راحتتر٫ سریعتر و بدون نیاز به وجود خلبان در هواپیما میسر است. مزیت اصلی یدک کش‌های بدون رابط سهولت و سادگی آن می‌باشد. با حذف یدک کش ها٫ عملگرها از نگهداری تعداد زیادی یدک کش خلاص شده‌اند. همچنین عملیاتهای فیزیکی و راهنمایی‌های مورد نیاز هنگام استفاده از تراکتورها در این روش حذف شده و اموزش استفاده از آن‌ها نیز آسانتر است. با اتصال مستقیم یدک کش به دماغه هواپیما –اتصال بدون یدک کش- عملگر یدک کش مانور٫ کنترل و پاسخ دهی بهتری دارد. این مورد بزرگترین مزیت در هوانوردی عمومی است. جایی که عملگرها برای جابجا کردن هواپیماهای بیشتری مورد نیازند (با تنوع بیشتری از هواپیما) در فضایی کوچکتر و محدودتراز فضایی مشابه در شرکتهای هواپیمایی. رابرت هوک
در حالیکه بسیاری از هم دوره‌ای‌های هوک معتقد بودند که اتر چیزی است که موجب ایجاد جاذبه و دافعه میان اجسام آسمانی می‌شود، وی در ماکروگرافیا در سال ۱۶۶۵، اصل گرانش را مطرح کرد. سخنرانی هوک در انجمن سلطنتی در سال ۱۶۶۶ با عنوان «دربارهٔ گرانش» دو اصل دیگر را نیز به این مبحث اضافه کرد که عبارت بودند از: سخنرانی هوک در ۱۶۷۰ در کالج گرشام، این مسئله را روشن ساخت که قانون گرانش در مورد «تمام اجسام آسمانی» صدق می‌کند و این اصول را مطرح کرد که نیروی جاذبه با افزایش فاصله کاهش می‌یابد و در صورت عدم وجود چنین نیرویی، اجسام در خط مستقیم حرکت می‌کنند. هوک عقاید خود در مورد «سیستم جهان» را به صورت منسجم تری در سال ۱۶۷۴ به عنوان بخشی مجزا به کتاب «تلاشی در جهت اثبات حرکت زمین با استفاده از مشاهدات عینی» اضافه کرد. هوک صریحاً به جاذبهٔ متقابل میان خورشید و سیاره‌ها اشاره کرد و توضیح داد که هر چقدر فاصله‌ها کمتر باشد، این نیروی جاذبه افزایش می‌یابد. تا سال ۱۹۷۴ این اظهار نظر هوک که ممکن است قانون عکس مجذور بر میزان این نیروهای جاذبه حاکم باشد، چندان مورد توجه قرار نگرفته بود . همچنین، قانون گرانش هوک، با وجود آنکه نسبت به فرضیه‌های مطرح شده در گذشته مقبولیت بیشتری داشت، هنوز جهانی نشده بود. به علاوه اظهار نظرهای هوک با شواهد تجربی یا نمودارهای ریاضی همراه نبود. خود هوک در سال ۱۶۷۴ در این زمینه چنین گفته‌است: «در حال حاضر هنوز به صورت تجربی نتوانسته‌ام دریابم که مقادیر مختلف جاذبه چگونه حاصل می‌شوند» (که بیانگر این مسئله‌است که هنوز نمی‌دانم که جاذبه از چه قانونی پیروی می‌کند) وی در مورد قانون کلی خود نیز چنین می‌گوید: «در حال حاضر به این قانون صرفاً اشاره‌ای می‌کنم و آن را ادامه نمی‌دهم، زیرا که تا اتمام کارهایی که در حال حاضر دارم، نمی‌توانم به این موضوع بپردازم» در نوامبر سال ۱۶۷۹، هوک به‌طور گسترده شروع به نامه نگاری با نیوتون کرد (که متن آن‌ها منتشر شده‌است). هدف آشکار هوک از این کار این بود که به نیوتن اطلاع دهد که از وی خواسته شده‌است که مکاتبات «انجمن سلطنتی» را تنظیم نماید، از اینروست که هوک از اعضا می‌خواهد تا پژوهش‌های خود یا دیدگاهشان در مورد پژوهش‌های سایر اعضا را به وی اطلاع دهند. وی به منظور تحریک کردن علاقهٔ نیوتون از او خواست تا نظر خود را در مورد مسائل مختلف بیان دارد. برای این منظور لیست جامعی را در اختیار او گذاشت که دربر دارندهٔ این موارد بود: «حرکت سیاره‌ها در مسیر مستقیم به صورت موازی و وجود نیروی کششی به سمت جسم مرکزی»، «فرضیه خود هوک در مورد قواعد و دلایل خاصیت ارتجاعی»، یک فرضیه جدید از پاریس در مورد حرکت سیاره‌ها که هوک آن را به تفصیل توصیف کرده بود و همچنین گزارشی در مورد تلاش در جهت انجام یا گسترش مطالعات می‌دانی، تفاوت میان آزادی عمل در لندن و کمبریج و … پاسخ نیوتن به این درخواست هوک، پیشنهاد انجام یک آزمایش زمینی بود که می‌توانست با استفاده از جسمی که ابتدا در هوا معلق نگه داشته و سپس به زمین انداخته می‌شود، به بررسی حرکت بر روی زمین کمک کند. نکته اصلی در این کار، مشخص کردن این مسئله بود که از نظر نیوتن جسم در حال سقوط می‌توانست با انحراف از مسیر عمودی به صورت تجربی حرکت زمین را آشکار کند، اما در ادامه این‌گونه فرض کرد که چنانچه زمین بر سر راه این جسم نباشد این حرکت می‌تواند به صورت مارپیچی و به سمت مرکز زمین ادامه پیدا کند. هوک با این نظر نیوتن در مورد نحوهٔ حرکت جسم مخالف بود. در این راستا نامهٔ دیگری بین این دو نفر مبادله شد که هوک در انتهای آن چنین نوشته بود: «من شک دارم که جاذبه همواره دو برابر فاصله از مرکز باشد و نتیجتاً سرعت نیز کمتر از دو برابر میزان جاذبه باشد» (در واقع تفسیر هوک در مورد سرعت، اشتباه بود) – این نامه در ۶ ژانویه سال ۱۶۷۹/۸۰ به نیوتن نوشته شده‌است . در سال ۱۶۸۶، زمانی که اولین کتاب نیوتون به انجمن سلطنتی ارائه شد، هوک ادعا کرد که نیوتون «اصل کاهش نیروی جاذبه برابر است با مجذور فاصله از مرکز» را از او گرفته‌است. در عین حال (بنا به گزارش ادموند هالی) هوک موافقت کرده‌است که «منحنی‌هایی که در این زمینه ایجاد شده‌اند» کاملاً متعلق به نیوتن هستند . یک ارزیابی جدید در مورد تاریخچهٔ قانون «عکس مجذور» نشان می‌دهد که تا اواخر دههٔ ۱۶۶۰ این فرضیه که جاذبه با مجذور فاصله، رابطه عکس دارد نسبتاً متداول بوده‌است و توسط افراد مختلفی و به دلایل متفاوتی، گسترش یافته‌است خود نیوتون نیز در دههٔ ۱۶۶۰ نشان داد که با فرض حرکت دایره‌ای سیاره‌ها، نیرو در راستای شعاع رابطه‌ای معکوس با مجذور فاصله از مرکز دارد. نیوتن که در ۱۶۸۶ با ادعای هوک در مورد قانون عکس مجذور مواجه شده بود، این مسئله را که باید هوک را به عنوان صاحب این ایده در نظر گرفت، تکذیب کرد و در این راستا دلایلی ارائه کرد که نشان می‌دهد افرادی قبل از هوک نیز به این مسئله اشاره کرده‌اند. وی همچنین، با جدیت عنوان کرد که حتی چنانچه وی برای اولین بار این قانون را از زبان هوک شنیده باشد (که چنین نبوده‌است)، همچنان حق او در مورد ارائهٔ مدل‌های ریاضی که امکان مشاهدات دقیق تر را فراهم آورده‌است، محفوظ می‌ماند. هوک بدون وجود مدل‌های ریاضی و شواهد مبتنی بر آن‌ها تنها می‌توانسته حدس بزند که جاذبه در فواصل بسیار دور نسبت به مرکز چگونه خواهد بود . از طرف دیگر، نیوتون در تمام نسخه‌های کتاب خود این مسئله را پذیرفته و تأکید کرده‌است که هوک قانون عکس مجذور را در منظومهٔ شمسی مطرح کرده‌است. نیوتون در توضیح اصل چهارم از کتاب خود از ورن، هوک و هالی در این زمینه نام برده‌است. نیوتون همچنین به هالی گفته‌است که ارتباط او با هوک در سال‌های ۱۶۷۹–۸۰، علاقهٔ پنهان او به مسائل مرتبط با علوم نجوم را مجدداً بیدار کرده‌است، اما به اعتقاد نیوتون، هوک هیچ چیز جدید و بدیعی را به او نگفته‌است. نیوتون در این زمینه چنین می‌گوید: «من به هوک از این نظر مدیون نیستم که مطلب جدیدی را به من آموخت بلکه احساس دین من در این خلاصه می‌شود که وی سمت و سوی مطالعات مرا تغییر داد و به من فرصت اندیشیدن به چنین مسائلی را اهدا کرد» یکی از تفاوت‌های میان این دو دانشمند این است که نیوتون یکی از پیشگامان آنالیز ریاضی و کاربرد آن و همچنین آزمایش‌های نوری است. در حالیکه هوک یک پژوهشگر خلاق در زمینهٔ دامنهٔ وسیعی از مسائل و علوم است؛ بنابراین تعجبی ندارد که هوک برخی از ایده‌های خود از قبیل گرانش را ناتمام رها کرده و آن‌ها را بسط نداده باشد. این امر می‌تواند این موضوع را برای ما قابل درک سازد که چگونه در سال ۱۷۵۹ یعنی چندین دهه پس از مرگ نیوتون و هوک، ستاره‌شناس برجسته آلکسیس کِلِرات که در مطالعات مرتبط با گرانش صاحب نام بود، ارزیابی‌های خود را پس از بررسی و مرور آنچه هوک در مورد جاذبه منتشر کرده بود، انجام داد. بنا به گفتهٔ کلرات «نباید این گونه تصور کرد که این ایدهٔ هوک، افتخارات نیوتون را زیر سؤال می‌برد»، «آنچه در مورد هوک می‌بینیم نشان می‌دهد که چقدر میان حقیقتی که تنها به آن اشاره کوچکی شده باشد و حقیقتی که کاملاً ابراز شده باشد، فاصله وجود دارد» گرانش مصنوعی
گرانش مصنوعی می‌تواند با استفاده از یک نیروی گریز از مرکز ایجاد شود. در یک ایستگاه فضایی در حال چرخش، این یک نیروی نرمال است که توسط بدنه فضاپیما فراهم می‌شود و به عنوان نیروی گریز از مرکز عمل می‌کند؛ بنابراین، نیروی جاذبه به وسیلهٔ نیروی گریز از مرکز در قاب چرخشی ایجاد می‌شود. مطابق قانون سوم نیوتن، مقدار شتاب رو به پایین ایجاد شده از نظر بزرگی برابر است ولی در خلاف جهت شتاب گریز از مرکز. یک راه دیگر ایجاد گرانش مصنوعی شتاب خطی است. شتاب خطی، حتی در سطح پایین، می‌تواند نیروی کافی G فراهم کند. یک فضاپیما تحت شتاب ثابت در یک خط مستقیم کشش گرانشی را در جهت مخالف شتاب تولید می‌کند. این «کشش» که باعث می‌شود یک جسم سست به سمت انتهای فضاپیما کند، در واقع همان نیروی اینرسی اشیا داخل فضاپیماست که مطابق با اولین قانون نیوتن است. واژگونی پویا
به محض رخ دادن چنین شرایطی، خلبان به‌طور غریزی سکان را در جهت برعکس می‌گرداند ولی چرخاندن سکان (سایکلیک) به طرف مخالف نیز کارساز نخواهد بود. برای نمونه اگر بالگرد در آستانهٔ برخاستن از زمین باشد و چرخ یا اسکید سمت چپ از زمین بلند شود ولی چرخ یا تیرک سمت راست از زمین بلند نشود و به مانعی گیر کرده باشد، اینجاست که بالگرد به سمت راست کشیده خواهد شد و تمایل زیادی به واژگونی به سمت راست نشان خواهد داد. حتی اگر خلبان تصمیم بگیرد سکان را به سمت چپ حرکت دهد تا بالگرد به حالت طبیعی بازگردد، به احتمال زیاد عملی نخواهد بود و حادثه رخ خواهد داد؛ تنها راه فرار از این شرایط از بین بردن نیروی برآر در پروانهٔ بالگرد است؛ بنابراین در چنین شرایطی توصیه شده که خلبان به سرعت اهرم کولکتیو را پایین برده و لیفت را کاهش دهد تا بالگرد با از دست دادن نیروی برآر به مکان سابق خود بازگردد. در صورتی که واژگون شدن بالگرد قطعی باشد، پایین بردن اهرم کولکتیو نیز کفایت نمی‌کند؛ بنابراین بالا بردن اهرم کولکتیو برای افزایش نیروی برآر آخرین راه برای جلوگیری از واژگونی خواهد بود تا بالگرد به‌صورت مایل از زمین برخیزد. حوادث زیادی به این شیوه برای بالگردها رخ داده‌است که بالگرد در بدترین شرایط موفق به برخاستن از زمین شد. پوش بک
هواپیماهای بزرگ با نیروی دست به حرکت در نمی‌آیند و برای این کار نیاز به یدک کش و تراکتور است. تراکتورهای پوش بک از طراحی کم ارتفاع برای قرارگیری بهتر زیر دماغه هواپیما بهره می‌برند. برای کشش کافی تراکتور باید سنگین بوده و در بعضی اوقات قابلیت افزودن وزنه‌های اضافی را نیز داشته باشد. تراکتورهای متداول مورد استفاده برای هواپیماهای بزرگ وزنی تا ۵۴تن (۱۲۰هزار پوند) را دارند. غلباً در بعضی مدل‌ها کابین راننده توانایی بالا رفتن به منظور تسهیل در دید هنگام عقب کشیدن هواپیما و کوتاه‌تر شدن به منظور قرار گرفتن کامل در زیر هواپیما را داراست. دو نوع پوش بک تراکتور وجود دارد: بوش بک تراکتورهای معمولی و تراکتورهای بدون یدک کش(TBL). فرود
یکی از عوامل بسیار حیاتی در زمان فرود، عوامل زمینی مانند پَستی و بلندی‌ها و شرایط آب و هوائی می‌باشد که برای هواپیماها بسیار اهمیت دارد. این امر موجب می‌شود که هواپیماها برای اجتناب از این عوامل، که در عین حال بر خلاف تمایل‌شان، در ارتفاع بالاتر پرواز کنند و نتیجتاً مسافت بیشتری را طی نمایند. محورهای اصلی هواپیما
مبدأ محور roll (یا محور طولی) در مرکز ثقل است و جهت آن به موازات خط مرجع بدنه به سمت جلو می‌باشد. حرکت حول این محور roll نامیده می‌شود. جابجایی زاویه ای در حول این محور bank نامیده می‌شود. یک حرکت roll مثبت بال چپ را بالا می‌برد و بال راست را پایین می‌آورد. خلبان با افزایش نیروی برآر در یک بال و کاهش آن در بال دیگر غلت زدن را انجام می‌دهد و زاویهٔ bank را تغییر می‌دهد. شهپرها کنترل‌گر اصلی bank هستند. سکان نیز روی bank تأثیر دارد. توربوجت
یک موتور جت مبتنی بر توربین گاز به سامانه‌ای گفته می‌شود که در آن، از هوا به عنوان سیال کاری بهره می‌گیرند. به منظور دست‌یابی به نیروی تراست مد‌نظر، هوای ورودی به موتور باید شتاب گرفته و یا به بیانی دیگر انرژی جنبشی آن بایستی افزایش یابد. محورهای اصلی هواپیما
مبدأ محور yaw در مرکز ثقل است و جهت آن به طرف پایین هواپیما، عمود بر بالها و عمود بر خط مرجع بدنه است. حرکت حول این محور، yaw نامیده می‌شود. یک چرخش yaw مثبت دماغه هواپیما را به سمت راست حرکت می‌دهد. سکان کنترل‌گر اصلی yaw می‌باشد. مکانیک خاک
که formula_17 شتاب جاذبه زمین و formula_15 یکای وزن لایه بالایی است. اگر چند لایه از خاک یا آب روی نقطه مورد نظر وجود داشته باشد، تنش عمودی برابر است با مجموع حاصل ضرب‌های ضخامت هر لایه در یکای وزن آن. تنش کل با افزایش عمق و چگالی لایه‌های خاک افزایش می‌یابد. شناور اثر سطحی
هرچه بال به سطح آب یا زمین نزدیکتر باشد، اختلاف فشار زیر و روی بال بیشتر شده و نیروی برآر بیشتر خواهد شد. به عبارت دیگر، بالهایی که در نزدیکی سطح زمین یا آب حرکت می‌کنند از نظر بازده مانند بالهای بسیار دراز و نازکی هستند که در ارتفاعات بالاتر حرکت می‌کنند. به این ترتیب، بالهای کوتاه اکرانوپلان چون در ارتفاع بسیار پایین از سطح دریا بکار گرفته می‌شود، راندمان بسیار زیادی دارند. برای افزایش بیشتر فشار هوا در بخش زیرین بالها، موتورهای بسیاری از اکرانوپلان‌ها در قسمت جلوی بدنه و با زاویه‌ای خاص نصب می‌شود بطوریکه هنگام کار هوای خروجی از موتور با فشار به زیر بالهای اکرانوپلان حرکت می‌کند و به ایجاد نیروی برای بیشتر کمک می‌کند. نیروی محرکه در موتور
موتور تور بوجت بای پاس که دارای دو متراکم‌کننده از نوع محوری است. شایان توجه‌است این دو متراکم‌کننده جدا از یکدیگر و با توربین‌های مجزا می‌چرخند. مقداری از هوای متراکم‌کننده با فشار کم همانند ملخ عمل می‌کند و عکس‌العمل خروج همین مقدار هم سبب تولید مقداری نیروی رانش می‌گردد. مقدار هوایی که متراکم‌کننده با فشار کم از مجرای فرعی عبور می‌دهد بین ۲۵ تا ۳۰ درصد است به همین علت این موتور با نسبت هوای بای پس شده کم است. این موتور برای هواپیماهای مسافربری قدیمی استفاده می‌شود. در کشورهای پیشرفته دیگر این موتورها کاربردی ندارد و از رده خارج شده‌اند. موتور مدرن سه شفته این موتور سه شیفته دارای سه محور جدا از هم است که هر کدام با توربین مجزای خود می‌چرخند. این موتور فن یا پروانه بزرگی در قسمت جلو است که مقداری زیادی هوا (بین ۷۵ تا ۸۰ درصد) را از مجرای فرعی عبور می‌دهد و نیروی کشش خارق‌العاده‌ای را تولید می‌کند. مصرف سوخت این موتور تسبت به موتور جت توربین دار مشابه (که همین نیروی کشش یا رانشرا تولید می‌کند) و صدای تولید شده از این موتور بسیار کم زیرا سرعت گازهای خروجی چون انرژی قابل توجهی از آن‌ها توسط توربین‌ها گرفته می‌شود پایین است. نسبت هوایی که توسط این موتور از مجرای فرعی عبور می‌کند زیاد است به همین علت به آن موتور با نسبت هوای بای می‌گویند. بارگیری پروانه
افزایش وزن بالگرد، بارگیری پروانه را افزایش می‌دهد. به این معنی که فشار وزن بیشتری بر روی پروانه وارد می‌نماید. به همین صورت، اگر بلندای پروانهٔ یک بالگرد را کاهش دهیم، بارگیری پروانهٔ آن افزایش خواهد یافت و نیازمند نیروی بیشتری از موتور خواهد بود تا بتواند هاور کند زیرا مقداری از نیروی برآر را از دست داده‌است. هرچقدر بارگیری پروانه کمتر باشد، بالگرد در هنگام خودگردی عملکرد بهتری خواهد داشت. معمولاً هواچرخها نسبت به بالگردها سبک‌تر هستند. از این رو بارگیری پروانه در هواچرخ بسیار کمتر است و درنتیجه در هنگام خودگردی فرود نرم‌تری را تجربه خواهند کرد. هواپیما
نام این موتورها از واژه (supersonic combustion ramjet) گرفته شده که به معنای احتراق در سرعت مافوق صوت است. این‌گونه موتورها در سرعت‌های مافوق صوت (Hyper Sonic) به کار می‌روند و طرز کار آن‌ها بسیار مشابه موتورهای رم‌جت با تغییراتی می‌باشد. این نکته قابل توجه است که مشتعل ساختن مولکول‌های هوا در حالی که هوا با سرعت بالای ۴ ماخ وارد موتور می‌گردد، مانند روشن کردن کبریت در گردباداست! اولین هواپیمای دارای موتور اسکرم جت، هواپیمای بدون سرنشین ناسا ایکس-۴۳ است که سرعت آن تا ۹٫۷ ماخ (۱۲٬۱۰۰ کیلومتر در ساعت) می‌باشد. نمودار ارتفاع-سرعت بالگرد
برای نمونهٔ بی‌خطر، شرایطی را تصور می‌کنیم که بالگرد اندکی پیش از فرود در ارتفاع حدوداً ۱٫۵ متری از سطح زمین، موتور خود را از دست می‌دهد. در این لحظه خلبان می‌تواند با پایین آوردن اهرم کلکتیو، تکانه زاویه‌ای را به نیروی برآر تبدیل کند تا این ۱/۵ متر را به سلامت به سوی پایین حرکت کند و فرودی نرم داشته باشد. متقابلاً اگر موتور در این لحظه از کار بیفتند، از دست رفتن کامل توان موتور و فرود سخت از ارتفاع ۱٫۵ متری می‌تواند نیز اندکی خرابی به بار خواهد آورد و احتمالاً جان سرنشینان به خطر نخواهد افتاد. بالگردهای دوموتوره که توان پرواز با یک موتور را دارند، در چنین شرایطی به مشکل برنمی‌خورند و درصورت از دست رفتن یک موتور، موتور دوم آن بالگرد را به‌صورت عادی بر زمین می‌نشاند. بوئینگ ۷۲۷
همچنین یکی از نقات قوت این هواپیما، توانایی فرود آمدن در باندهای کوچک است. یکی از دلایلی که به این هواپیما توانایی فرود آمدن در باندهای فرودگاهی کوچکتر را می‌دهد طراحی منحصربه‌فرد بالهای آن است. مدل ۷۲۷ می‌تواند سطح بالهای خود را با بازکردن برآ افزا (flap) تا دو برابر افزایش دهد و به این ترتیب با ثبات و پایداری قابل توجهی در سرعت‌های پایین پرواز کند. در عین حال ۳ موتور قدرتمند این هواپیما، امکان برخاست سریع از روی باند را به این مدل می‌دهد. بوئینگ ۷۲۷ دارای ۳ موتور جت است که دوتای آن‌ها در دو سوی قسمت عقب بدنه و سومی زیر دم هواپیما نصب است. کنترل پایداری
کنترل پایداری یا کنترل پایداری دربرابر انحراف یک ویژگی در هواگردهاست که این امکان را به خلبان می‌دهد تا در هنگام گردش‌های تُند و خطرناک دچار چرخش (اسپین) نشود. در هنگام مانورهای شدید، هنگامی که خلبان فشار زیادی به هواپیما می‌آورد احتمال آن بسیار است که هواپیما منحرف شود و حالت کنترل‌شده در دست خلبان، به‌یکباره به شرایطی بی‌اختیار تبدیل گردد. ویژگی‌های آیرودینامیکی و الکترونیکی در هواپیمای نوین، این امکان را فراهم می‌کنند که خلبان هرگز متوجهٔ چنین شرایطی نشده و سامانه‌های هواپیما کار تنظیم کنترل را به‌خوبی برای خلبان انجام دهند. ارزش سامانه‌های «کنترل پایداری»، بسیار بیشتر از سامانه‌های «بازگردانی پایداری» است. در سامانه‌های بازگردانی پایداری، شرایطی درنظر گرفته شده‌است که هواپیما پیشاپیش انحراف را تجربه کرده و اکنون برای بازگردانی پایداری به پرواز، روش‌هایی گزینش می‌گردند؛ ولی در سامانه‌های کنترل پایداری، تلاش شده تا از انحراف هواپیما جلوگیری شود تا کار به بازیابی پایداری منجر نگردد. بعبارت دیگر، سامانهٔ کنترل پایداری، حکم پیشگیری در برابر انحراف را دارد ولی سامانهٔ بازیابی پایداری، حکم درمان را ایفا می‌کند. سازه‌های هوای فشرده
به علت این که پوسته‌های متکی بر هوا فقط نیروی کششی را منتقل می‌نماید، نیروی رانشی داخلی قابل ملاحظه‌ای ایجاد می‌شود و باید در برابر آن نیروی مقاومی وجود داشته باشد. در ساختمان کوچک، در برابر چنین خمشی می‌توان با مهار کردن پیرامون ساختمان به زمین، مقاومت کرد. در ساختمان‌های بزرگ تر از یک حلقه فشاری ازبتن مسلح برای مقاومت در برابر نیروی رانش داخلی استفاده می‌شود. به همین دلیل، پلان چنین ساختمان‌هایی به شکل دایره یا بیضی است. انحراف ناخواسته هواپیما
این امر بدلیل این است که ایلرونی (شهپر - Aileron) که رو به پایین حرکت کرده نیروی پسای (درگ - Drag) بيشتری نسبت به ايلرون بال مخالفش ایجاد می‌كند .برای بهبود این وضعیت و جلوگیری از آن باید از سکان عمودی (rudder)استفاده شود.بدین صورت كه سكان را بايد به سمت گردش اصلی هواپيما منحرف كرد. هواپیما
موتور توربوفن، یک کمپرسور بسیار بزرگ در جلوی موتور دارد که نسبت زیادی هوا پس از عبور از فن از فاصلهٔ بین فن و پوسته عبور کرده در انتهای موتور با گازهای داغ خروجی موتور یکی می‌شوند و نیروی پیشرانه را افزایش می‌دهد. توربوفن‌ها کارایی بهتری نسبت به توربوجت‌های ساده دارند؛ زیرا به حجم زیادی از هوا که از فن عبور می‌کند شتاب داده می‌شود و با توجه به هوای کمی که از هستهٔ موتور عبور می‌کند، نیروی پیشرانهٔ زیادی تولید می‌کند. در موتورهای توربوفن، ابتدا هوا متراکم شده سپس وارد اتاقک احتراق می‌شود و بعد از احتراق از طریق شیپوره یا نازل خروجی خارج شده و در طی این فرایند، نیروی رانش لازم را جهت رانش هواپیما به جلو تأمین می کند. البته در موتورهای توربوفن، مقادیر دیگری از هوا از طریق کنارگذر نیز عبور داده می‌شود که در نهایت به گازهای خروجی داغ پیوسته و نیروی رانش را افزایش می‌دهد. به این عمل اصطلاحاً جریان سرد می‌گویند و مزایایی از قبیل تولید نیروی رانش بیشتر، خنک کاری موتور و… دارد. تفاوت موتورهای توربوفن با توربوپراپ در این است که موتورهای توربوپراپ، فن یا ملخ ایجادکننده رانش در خارج از پوسته موتور قرار گرفته اما در موتورهای توربوفن، ملخ یا فن تولیدکننده رانش کاملاً در درون پوسته موتور قرار گرفته‌است. به عبارت دیگر با اتصال یک پروانه (ملخ) به یک موتور جت، موتور توربوفن حاصل می‌شود. پروانه، یک جت سرد ایجاد می‌کند، بنابراین در موتورهای توربوفن دو جت وجود دارد که یکی جت گرم که از انتهای موتور خارج می‌شود و دیگری جت سرد که از داخل پوشش و مجرایی که پروانه را احاطه کرده‌است خارج می‌شود. هواپیما
شکل ظاهری و ساخت درونی پایدارکنندهٔ افقی تقریباً شبیه ساختمان بال است با این تفاوت که بال همیشه ثابت است در حالیکه پایدارکنندهٔ افقی در بعضی هواپیماها ممکن است متحرک باشد و حول محور طولی خود بچرخد. همچنین بال‌ها همیشه به بدنه متصل هستند در حالیکه پایدارکنندهٔ افقی را هم به انتهای بدنه و هم بالای دم عمودی متصل می‌کنند. سکان افقی در حالت معمولی یا خنثی تقریباً موازی با سطح زمین است در حال پرواز از بالا و پایین رفتن غیرضروری نوک هواپیما جلوگیری می‌کنند. پایدارکننده افقی که از آن به عنوان دم افقی هواپیما نیز یاد می‌شود، سطحی برا است که در انتهای هواپیما قرار گرفته‌است. یک هواپیما برای پرواز امن باید از نظر طولی متعادل باشد. معنی این حرف آن است که برآیند کل نیروهایی که به یک هواپیما وارد می‌شود نباید حول مرکز جرم آن، گشتاور ایجاد کند. بدون وجود پایدارکنندهٔ افقی، تنها با یک ترکیب خاص از سرعت و مرکز جرم هواپیما، تعادل هواپیما حفظ می‌شود. پایدارکنندهٔ افقی یک نیروی متعادل‌کننده اعمال می‌کند که باعث می‌شود در صورت تغییر محل مرکز جرم و تغییر سرعت، هواپیما همچنان بتواند تعادل خود را حفظ کند. از آنجایی که پایدارکنندهٔ افقی در فاصله به نسبت زیادی از مرکز جرم قرار دارد، مقدار کمی از نیروی برا نیز می‌تواند گشتاور بزرگی در مرکز جرم ایجاد کند. چنانچه هواپیمایی بال داشته یاشد ولی فاقد دم باشد، از نظر جانبی متعادل است و تنها از نظر طولی با ناپایداری مواجه می‌شود. یعنی هر آشوبی (از جمله تندباد) که تمایل به بالا بردن دماغه هواپیما داشته باشد، یک گشتاور بالابرنده دماغه ایجاد می‌کند که آن خود تمایل به بیشتر بالابردن دماغه خواهد داشت. با اضافه کردن پایدارکننده افقی به انتهای هواپیما، یک گشتاور پایین آورنده در دماغه ایجاد می‌شود؛ بنابراین پایدارکنندهٔ افقی، خاصیت نامتعادل‌کنندگی بال را بی‌اثر می‌کند و هواپیما را از نظر طولی متعادل می‌کند. یک هواپیمای متعادل، تحت تأثیر گشتاور حاصل از عملیات سرعت‌گیری یا ارتفاع‌گیری قرار نمی‌گیرد. سطوح کنترل پرواز
شهپر، اصلی‌ترین کنترل‌کننده گردش هواگرد است. با افزایش نیروی برآر، نیروی پسار القایی نیز افزایش می‌یابد. هنگامی که دسته به سمت چپ می‌چرخد تا هواگرد به سمت چپ بغلتد شهپر سمت راست پایین می‌رود و نیروی برآر در بال راست را افزایش می‌دهد؛ بنابراین نیروی پسار القایی افزایش می‌یابد. استفاده از شهپرها باعث انحراف ناخواسته هواپیما می‌شود. یعنی دماغه هواگرد در جهت خلاف گردش شهپر حرکت می‌کند. انحراف برعکس در دور زدن بیشتر در هواگردهای کوچک با بال‌های بلند مانند بادپر دیده می‌شود و با حرکت سکان پدید می‌آید. شهپرهای نامساوی شهپرهایی هستند که در آن‌ها انحراف شپهر پایین‌برنده کمتر از شهپر بالابرنده است تا انحراف برعکس در دور زدن را کم کنند. برآکش
هواپیماهای مسافربری هم معمولاً به برآکش‌ها مجهز هستند. برآکش‌ها گاهی برای فرود آمدن از ارتفاع پرواز افقی استفاده می‌شود تا هواپیما را جهت فرود آمدن تا ارتفاع پایین‌تر بدون استفاده از سرعت، کمک کند. استفاده از آن‌ها محدود است، به‌طوری‌که جریان متلاطمی که در پشت آن‌ها ایجاد می‌شود صدا و لرزش قابل توجه‌ای را سبب می‌شود که امکان ناراحتی برای مسافران می‌باشد. برآکش‌ها به‌طور متفاوتی عمل می‌کنند تا کنترل چرخش را میسر سازند. در زمان نشستن اگر چه برآکش‌ها تقریباً همیشه در بیشترین حالت مؤثر برای کمک به کاهش سرعت هواپیما استفاده می‌شود. افزایش نیروی پسار توسط برآکش‌ها ایجاد می‌شود که به‌طور مستقیم بر روی ترمزها اثر می‌کند. به هر حال آنچه که در واقع بدست می‌آید برآکش‌ها باعث کاهش چشمگیر نیروی برآر می‌شوند از این رو وزن هواپیما از بال‌ها به ارابه فرود منتقل می‌گردد که به چرخ‌ها اجازه می‌دهد که به‌طور مکانیکی با کمترین تغییر در لغزیدن ترمز کنند. همچنین نیروی معکوس فشار موتور اغلب برای کمک به کاهش سرعت فرود استفاده می‌شود. برآکش‌ها در هواپیماهای با موتور پیستونی خنک‌شونده با هوا برای جلوگیری از صدمات ناشی از سرد شدن موتور مورد نیاز هستند. در فرود بدون برآکش‌ها سرعت هوا افزایش یافته و موتور در قدرت کم گرمای کمتری نسبت به حالت عادی ایجاد می‌کند. موتور ممکن است به سرعت سرد شده که باعث چسبندگی دریچه‌ها، ترک سیلندر یا مشکلات دیگر شود. برآکش‌ها با اجازه دادن به هواپیما برای اینکه با سرعت مطلوب فرود آید موقعیت را آرام می‌کنند در آن هنگام به موتور اجازه می‌دهد با تنظیمات قدرتی کار کند تا از سرد شدن سریع آن جلوگیری کند. (این بخصوص در موتورهای پیستونی توربوشارژ درست است، آنچه که دمای بالاتری نسبت به aspirated engine به‌طور عادی تولید می‌کند). هواپیما
به قسمت متحرک پایدارکنندهٔ عمودی را در (Rudder) می‌گویند. خلبان به وسیلهٔ پدال‌هایی که در زیر پایش قرار دارد را در را حرکت می‌دهد. حرکت را در و تأثیر آن روی هواپیما به این صورت است که با حرکت را در به سمت چپ، هوایی که از سمت چپ پایدارکنندهٔ عمودی به را در برخورد می‌کند، آن را فشرده می‌کند و به آن اعمال نیرو می‌کند و باعث می‌شود که قسمت دم هواپیما به سمت راست حرکت کند و این گشتاور ایجاد شده حول محور عمودی باعث چرخش نوک هواپیما به سمت چپ می‌گردد. در اصل را در کمک می‌کند هواپیما بدون تغییر ارتفاع به چپ و راست برود. توربین هوای رم
توربین‌های هوای رم در هواپیماهای نظامی که می‌بایست درصورت از دست رفتن ناگهانی نیرو، به فعالیت خود ادامه دهند، بسیار معمول هستند. بسیاری از مدل‌های هواپیماهای مسافربری مدرن نیز به RAT مجهزند. در دهه ۱۹۶۰ هواپیمای Vicker VC۱۰ یکی از اولین هواپیماهای مسافربری بود که به این سیستم مجهز شد. هواپیمای ایرباس-۳۸۰ بزرگترین RAT در جهان را با قطر پروانه ۱٫۶۳ متر داراست درحالی که این عدد در حدود ۸۰ سانتی متر معمول است. یک توربین هوای رم بزرگ معمولی بر روی یک هواپیمای مسافربری بسته به مولد آن، قادر به تولید ۵ تا ۷۰ کیلو وات توان است. مدل‌های کوچکتر با سرعت هوای کمتر ممکن است تا ۴۰۰ وات توان داشته باشند. در دیگر استفاده‌های نظامی، تجهیزاتی مانند ام۶۱ والکان یا سیستم‌های الکتریکی می‌توانند از RAT برای عملکردهای استاندارد خود استفاده کنند. همچنین بعضی از تسلیحات اتمی سقوط آزاد، از توربین‌های هوای رم برای انرژی ارتفاع سنجها یا مدارات آتش خود استفاده می‌کنند. اینگونه سیستم‌ها بسیار مطمئن تر از باتری‌ها عمل خواهند کرد. نیروی درون (فیلم ۱۹۷۹)
یک خلبان پس از اصابت رعد و برق، قدرتهای فوق‌العاده‌ای را بدست می‌آورد. هواپیما
اما بسیاری مخترع هواپیما به معنای امروزی را برادران رایت می‌دانند. آن‌ها نخستین کسانی بودند که موفق شدند هواپیمای بی‌موتور یا بادبادک هوایی را نیرو داده با سرعت و به میل سرنشین در فضا به پرواز درآورند. برادران رایت پس از سال‌ها آزمایش در ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ در کیتی هاوک در کارولینای شمالی، آمریکا موفق شدند موتور کوچکی بر روی هواپیمای خود نصب کنند و به محور این موتور پروانه‌ای که عیناً شبیه یک فرفره بود متصل سازند و در نتیجه هواپیما را بر اثر گردش فرفره با به‌کارگیری نیروی موتور در هوا به پرواز درآورند. با اینکه پیش از برادران رایت موتورهای نفت سوز اختراع شده بود اما فکر به‌کارگیری پروانه (هلیس) برای شکافتن هوا و پیش بردن هواپیما به اندیشه کسی خطور نکرده بود. آن‌هایی که می‌خواستند هواپیما را با سرعت در فضا به حرکت درآوردند همگی سعی داشتند با به‌کارگیری حرکت دادن بال‌ها این کار را انجام دهند زیرا آن‌ها می‌خواستند عیناً از پرندگان تقلید کنند اما کوشش مخترعین در این راه بجایی نرسیده بر همه ثابت شد که اندیشه برادران رایت یعنی به‌کارگیری پروانه برای پیش بردن هواپیما در هوا صحیح‌ترین اندیشه‌ها است. هواپیمای آن‌ها به عنوان «نخستین وسیلهٔ سنگین‌تر از هوا که پروازی قابل کنترل و پایدار را توسط موتور خودش» انجام داد نام گرفت. برادران رایت اوتو لیلیان‌تال را به عنوان الهام‌گر خود معرفی کردند. بی‌وزنی
در حالی که موجودات روی کره زمین حالت اضافه وزن را به ندرت تجربه می‌نمایند، عملاً چیزی دربارهٔ حالت بی وزنی نمی‌دانند. این وضعیت حیرت‌انگیز هنگامی پدید می‌آید که موتورهای موشک خاموش باشند و فشار وارد بر سطح و نیروی عکس‌العمل از بین بروند. در این صورت استنباط معمول ما از بالا و پایین بی‌معنا می‌گردد. اجسامی که استحکامی ندارند، در هوا آزادانه شناور می‌گردند. در مورد بی وزنی تصورات غلط زیادی وجود دارد. برخی عقیده دارند این حالت هنگامی به وجود می‌آید که فضاپیما از «کره جاذب زمین» که فراتر از آن هوا وجود ندارد، دور شود. عده‌ای دیگر تصور می‌کنند که بی وزنی حرکت آزاد موشک در فضا، موشک و تمام چیزهای موجود در آن در اثر نیروهای گرانشی با شتاب یکسانی حرکت می‌کنند، مانند آن است که سطح در جلو جسم حرکت می‌کند و جسم فرصت کافی برای وارد ساختن فشار بر آن را نداشته باشد ولی هر دو حرکت سفینه در مدار چه با موتورهای در حال کار و چه حرکتی که تحت تأثیر گرانش انجام می‌گیرد، شتاب‌وار هستند و تحت تأثیر نیروهایی که بر آن‌ها اعمال می‌گردد، می‌باشند. هواپیما
اصول پایهٔ کارکرد این نوع موتورها تقریباً ساده است، هوا از طریق یک مجرای ورودی به بخش کمپرسور وارد شده و متراکم می‌شود، سپس هوای متراکم وارد محفظهٔ احتراق شده و با اضافه شدن سوخت مشتعل می‌شود. گرمای ناشی از احتراق مخلوط هوا و سوخت باعث منبسط شدن و جریان یافتن آن به سمت انتهای موتور می‌گردد، این جریان منبسط شونده از میان یک سری پره‌های توربین عبور می‌کند که از طریق یک شفت به کمپرسور متصل شده‌اند. هوای منبسط شده توربین را به گردش درمی‌آورد که در نتیجه باعث به حرکت درآمدن کمپرسور نیز می‌شوند. زمانی که هوای منبسط شونده بخش توربین را نیز پشت سر گذاشت با سرعتی بسیار بیشتر از زمانی که وارد موتور شده از آن خارج می‌شود که این تفاوتِ سرعت بین هوای ورودی و خروجی، رانش مورد نیاز را ایجاد می‌کند. در واقع موتورهای جت شتاب بسیار زیادی به حجم کمی از هوا می‌دهند. نیروهای بنیادی
محدودهٔ اثر بسیار بزرگ گرانش باعث می‌شود که بتواند بر پدیده‌هایی با ابعاد بزرگ مانند ساختار یک کهکشان، سیاه‌چاله یا انبساط جهان تأثیر بگذارد. گرانش همچنین پدیده‌های آسمانی در ابعاد کوچکتر مانند گردش سیاره‌ها به دور خودشان، یا تجربیات روزمره مانند سقوط اجسام از ارتفاع و … را به خوبی توضیح می‌دهد. برآافزا
برآافزا وسیله‌ای در لبه فرار بال برای افزایش نیروی برآ در بال هواگردها است. نیروی برآ نیروی اصلی عامل نگهدارنده وسایل پرنده در هوا و عامل غلبه بر نیروی وزن هواپیما می‌باشد. نیروی برآ (lift) دارای ارتباط مستقیم با سرعت هواپیما بوده و با افزایش سرعت افزایش و با کاهش سرعت کاهش میابد؛ بنابراین در رژیمهای پروازی برخاست و نشست که سرعت هواپیما کم است برای جبران کمبود نیروی برآ از برآافزا استفاده می‌شود.مکانیک پرواز، نوشته مهندس صدرایی، انتشارات دانشگاه امام حسین. آیزاک نیوتن
نیوتن در کتاب «اصول ریاضی فلسفه طبیعی»، معروف به «پرینسیپیا» (Principia)، به این پرسش‌ها پاسخ گفت. او ثابت کرد که نیروی کشش میان اجسام آسمانی، بر پایهٔ قانون عکس مربع عمل می‌کند؛ یعنی مقدار نیروی گرانش میان خورشید و سیاره برابر است با عکس مجذور فاصله آن‌ها. او با تحلیل ریاضی نشان داد که قانون عکس مربع، ناگزیر مسیر حرکت سیاره‌ها را بیضوی می‌سازد. او حساب دیفرانسیل را در این زمان پی ریخت. آنگاه گام بلند دیگری برداشت و قانون گرانش عمومی را کشف کرد که به موجب آن هر جسمی در عالم به هر جسم دیگری نیروی کششی وارد می‌کند و مقدار این نیرو محاسبه‌پذیر است. بالک
مطالعات هوانوردی آمریکا نشان می‌دهد که یک بهبودی در بهره‌وری سوخت، مستقیماً با افزایش نسبت نیروی برآی به پسا رابطه دارد. (L/D). بالَک یک نوع دیگر از ضایع‌کننده‌های انرژی در بالَکِ گردابه‌ای است تا به hrust کمک کند. این همکاری اگر چه کم ولی در افزایش عمر یک هواپیما بسیار با ارزش است. بالَک مقاومت جریان گردابی را نیز کم می‌کند. این خصیصهٔ بسیار خوبی است زیرا این جریان turbolance می‌تواند باعث فقدان کنترل و نهایتاً تصادف به ویژه در نزدیکی های فرودگاه شود. جریان گردابی در جائیکه سرعت هواپیما آهسته و نزدیک به باند فرود می‌شود یا انحراف سرعت زیاد است، قوی‌تر است و کمترین فضای مورد نیاز بین هواپیما و فرودگاه وجود دارد. بالَک کوچک گشت‌زنی و سفر در فواصل طولانی مناسبتر است زیرا مصرف سوخت اقتصادی‌تر می‌شود. نیروی محرکه در موتور
برای تولید تیروی محرکه توسط این موتور باید آن را در هوا حرکت داد. با حرکت موتور هوا مقدار هوا از دهانهٔ ورودی وارد کانال واگرا شده و فشارش در قسمت واگرا شده بالا می‌رود در همان حال سوخت از سوخت پاش‌ها به داخل هوای فشرده پاشیده وبا هوا ترکیب و سوخته می‌شود تا کل انرژی با سرعت از دهانهٔ خروجی خارج گردد. این عمل عکس‌العمل دارد که سبب جلو رفتن موتور می‌گردد. یکی از عیب‌های موتور رم جت این است که در حالت سکون روشن نمی‌شود و باید آن را به هوا برد. عیب دیگر این موتور آن است که مصرف سوختش زیاد بوده و به همین علت از آن‌ها به عنوان موتور اصلی هواپیما استفاده نمی‌شود. این موتور را زیر بال یا بدنه هواپیما سوار کرده موتورهای اصلی روی باند می‌دود. در چنین شرایطی موتور رم جت روشن و سبب افزایش نیروی جلوروندگی هواپیما سریع تر از زمین کنده می‌شود. پرواز شماره ۱۲۳ خطوط هوایی ژاپن
خلبانان نمی‌دانستند که قسمت اعظم دم هواپیما کنده شده‌است و به همراه خطوط لوله بسیار مهم هیدرولیکی که به آن‌ها اجازه کنترل هواپیما را می‌دهد به دریا افتاده‌است به خاطر فقدان اثر تثبیت‌کننده دم هواپیما و به خاطر از دست رفتن توانایی کنترل باله عقب و فِلک‌ها خلبان‌ها نمی‌توانند هواپیما را کنترل کنند هواپیمای غول پیکیر حرکات نوسانی وحشت‌ناک انجام می‌دهد و با افتادن نوک هواپیما و سقوط آزاد هواپیما سرعت می‌گیرد، که باعث بالا رفتن، آن می‌شود، نوک دومرتبه بالا می‌رود تا زمانی که سرعتش را از دست بدهد و دوباره سرعت بیشتر می‌شود، این چرخه بارها و بارها تکرار می‌شود؛ و پرواز ۱۲۳ چرخه‌های وحشت‌ناک و گاه چند صدمتری را تجربه می‌کند.