ماذا تفعل حاسبة نسبة الدفع إلى الوزن؟
تحسب حاسبة نسبة الدفع إلى الوزن (TWR) مدى قوة المحرك مقارنةً بالكتلة التي يتعين عليه تحريكها. وهي قيمة جوهرية في عالم الصواريخ والطائرات والطائرات المسيّرة (الدرون) والمركبات عالية الأداء، لأنها تكشف ما إذا كانت المركبة قادرة على التسارع أو الصعود أو الإقلاع أصلاً. تعتمد هذه الأداة على النظام المتري بالكامل: قوة الدفع بالنيوتن (N) والكتلة بالكيلوغرام (kg)، مع تطبيق قيمة الجاذبية الأرضية القياسية.
المدخلات المطلوبة منك
- قوة دفع المحرك (N): إجمالي القوة التي ينتجها محركك (أو مجموع محركاتك) مقيسةً بالنيوتن.
- وزن المركبة (kg): كتلة المركبة بالكيلوغرام. تتولّى الحاسبة تحويل هذه الكتلة إلى وزن (قوة) عبر ضربها في قيمة الجاذبية.
شرح المعادلة
تستخدم الحاسبة المعادلة التالية:
نسبة الدفع إلى الوزن = الدفع ÷ (الكتلة × 9.81)
القيمة 9.81 م/ث² هنا هي تسارع الجاذبية الأرضية القياسي. وبضرب الكتلة (بالكيلوغرام) في 9.81 تتحول إلى وزن (بالنيوتن)، وبذلك يصبح كلا طرفي الكسر — البسط والمقام — قوّةً، ممّا يجعل النسبة رقماً نظيفاً بلا وحدات.
كما تستخلص الأداة أمرين من الناتج:
- التحقق من الإقلاع: إذا كانت النسبة أكبر من 1، فإن المركبة قادرة على الإقلاع متغلّبةً على الجاذبية؛ أما إذا كانت 1 أو أقل، فلن تتمكن من مغادرة الأرض عمودياً.
- فئة الأداء: منخفض (أقل من 0.5)، متوسط (0.5–1.0)، مرتفع (1.0–2.0)، ومرتفع جداً (2.0 فأكثر).
مثال تطبيقي
لنفترض أن صاروخاً ينتج قوة دفع مقدارها 15,000 نيوتن وتبلغ كتلته 1,000 كيلوغرام.
- الوزن = 1,000 × 9.81 = 9,810 نيوتن
- نسبة الدفع إلى الوزن = 15,000 ÷ 9,810 ≈ 1.53
وبما أن 1.53 أكبر من 1، فإن الصاروخ قادر على الإقلاع، وبوقوع القيمة بين 1.0 و2.0 فإنه يندرج ضمن فئة الأداء المرتفع.
الأسئلة الشائعة
ما نسبة الدفع إلى الوزن التي أحتاجها للإقلاع؟ أي قيمة تتجاوز 1.0 تعني أن قوة الدفع أكبر من الوزن، فتتمكن المركبة من الارتفاع عمودياً. وعادةً ما تستهدف الصواريخ نسبة تتراوح بين 1.2 و1.5 عند الإطلاق كي تصعد بكفاءة دون إهدار الوقود.
هل تستخدم الحاسبة الجاذبية الأرضية؟ نعم — تثبّت الحاسبة قيمة الجاذبية عند 9.81 م/ث²، وهي قيمتها على سطح الأرض. أما على القمر أو المريخ فستكون النسبة الفعلية أعلى لأن الجاذبية هناك أضعف.
لماذا أدخل الوزن بالكيلوغرام وليس بالنيوتن؟ الكيلوغرام يقيس الكتلة، وهي عادةً المعلومة المتوفرة لديك عن المركبة. وتقوم الحاسبة بضربها داخلياً في 9.81 لتحويل تلك الكتلة إلى قوة الوزن اللازمة لحساب النسبة.
