جيروسكوب
جيروسكوب أو جهاز حفظ التوازن أو حفظ الإتجاه هو جهاز يستخدم إما لقياس الاتجاه او المحافظة عليه ، ويقوم على مبادئ المحافظة على الزخم الزاوي. والجهاز أشبه بعجلةالغزل الدوار أو القرص ذو محور حر التوجه. تغيير التوجيه يتأثر بدرجة أقل للمعطيات الخارجية للعزم( Torque )عوضا عن كمية الحركة الزاويّة الكبيرة المرتبطة بمعدل الدوران العالي للجيروسكوب. بما أن العزم الخارجي قد قلل بواسطة وضع الجيروسكوب داخل وحدة ثنائية المحور, فيبقى الإتجاه شبه ثابت مهما تغيرت الأرضية المثبت عليها الجيروسكوب. كما ان هذا الجهاز (الجيروسكوب) يستخدم بشكل واضح وفعال من حيث حفظ (التوازن ، الاتجاه ) في " الطائرات - مركبات الفضاء - السفن....." وغيرها من التطبيقات العلمية القائمة علي تحقق هذه الظاهرة التي يحدثها عمل هذا الجهاز (الجيروسكوب).الدفع فى الطائرة
الدفع thrust هو ردة فعل القوة كما بقانون نيوتن الثانى والثالث. فعندما تؤثر قوة على جسم ما فتكسبه عجلة تتناسب طرديا مع القوة المؤثرة وعكسيا مع كتلة الجسم. الدفع هو قوة الهواء التي تندفع خلال المحرك النفاث وتخرج من العادم, أو قوة الهواء المعاكس لإتجاه المحرك.
القوى الموجودة على جناح الطائرةالطائرات النفاثة تنتج دفع أمامي عندما تدور مراوحها وتحرك الهواء, أوعندما تخرج الغازات من المحرك أو محركالصاروخ بالإتجاه المعاكس لإتجاه الطيران.
فإن الدفع الأمامي يتناسب طرديا مع كتلة الهواء X معدل سرعة تيار الهواء. ويمكن انتاج الدفع العكسي للمساعدة على كبح السرعة بعد هبوط الطائرة على الأرض وذلك عن طريق عكس انحناء شفرات المراوح ذات الميلان المتغير (بحالة المحركات ذات المراوح) أواستعمال عاكس الدفع Thrust reversal الموجود بالمحركات النفاثة. الطائرات ذات المحرك الدواركلمروحية أو الهليوكبتر والطائرات ذات الإقلاع العمودي والطائرات ذات الهبوط القصير جدا جميعهم يستخدمون دفع المحرك لدعم وزن الطائرة ويحركون العامل الدافع للأمام والخلف للتحكم بسرعة الطائرة.
محركات الزوراق تنتج الدفع أو الدفع العكسي عندما تعمل المراوح لتسارع الماء للخلف أو للأمام, فناتج ذلك يدفع القارب بنفس العزم ولكن بالإتجاه المعاكس.
اندفاع جسم الصاروخ للأمام بواسطة قوة دفع تساوي وتعاكس إتجاه معدل وقت تغيير عزم كتلة العادم المتسارع من غرفة الإحتراق حتى الخرطوش الخارجي. هذه سرعة العادم مع اعتبار جسم الصاروخ مضروبا ب معدل الوقت الذي يطرد الكتلة وبالمعادلة الرياضية تقرأ:
حيث أن T: الدفع المولد أو القوة.
v: سرعة العادم.
T = v dm/dt هو معدل تغير الكتلة مع عامل الوقت أو مايسمى معدل الإحتراق fuel burn rate
بالطبع يجب أن يكون الدفع في مرحلة الإنطلاق للأعلى أكثر من الوزن بهامش كبير بسبب الإنطلاق البطيء سيكون غير متكافئ. كل محرك من محركات المركبات الفضائية الثلاث تنتج قوة دفع تساوي 1.8 ميغا نيوتن, وصواريخ الإسناد الصلبة(عددها اثنان) ينتج كل واحد منهما 14.4 ميغا نيوتن, فيكون مجموع العزم هو 34.8 ميغا نيوتن. بالمقارنة مع الكتلة في حالة الدفع للأعلى هو 2,040,000 كغ, ومن ثم يكون وزنها 20 ميغا نيوتن.
وعلى النقيض, فإن التجهيزات التي يلبسها رواد الفضاء للتنقل خارج المركبة لها 24 دافع مقدار كل منها 3.56 نيوتن. أما موديلات نفث الهواء فأفضل محرك نفاث للطائرات ذات التحكم عن بعد تعطي قوة دفع تقدر ب 90نيوتن.
تعتبر محركات GE90-115B الموجودة بطائرات 777بوينج وحسب موسوعة جينس أقوى محرك نفاث للأغراض المدنية حتى الآن, عند التجربة أعطى دفع مقداره 569 ك.ن.
رقم ماخ الحرج
أنماط تيارات عبر الصوتية تمر على جناح الطائرة ويظهر تأثيرها عند الماخ الحرج
رقم الماخ الحرج Critical Mach number للطائرة هو أقل مستوى لرقم الماخ بحيث يصل تيار الهواء المار فوق نطاق ما بالجناح إلى سرعة الصوت
كما هو معروف بجميع الطائرات، فإن تيار الهواء حول الطائرة ليس بالضبط نفس سرعة الطائرة بسبب أن التيار قد يسرع وقد يبطئ من سرعته خلال مروره حول جسم الطائرة. فعند نقطة رقم الماخ الحرج فإن تيار الهواء حول بعض الأماكن القريبة من جسم الطائرة قد يصل لسرعة الصوت في حين أن سرعة الطائرة نفسها أقل من 1.0 ماخ وهذا سيخلق موجة صدمية ضعيفة. بالسرعات التي اعلى من رقم الماخ الحرج:- كفاءة السحب ستزداد فجأة مما يسبب بزيادة قوة السحب Drag بشكل مضطرد
- الطائرة غير المصممة للسرعات الصوتية أو فوق صوتية، فإن تغيير في تيار الهواء المار على اسطح التوجية سيؤدي لتدهور التحكم بالطائرة.
كذلك الطائرة التي ليست مصممة للطيران حول رقم الماخ الحرج، فإن موجات الصدمة المارة فوق الجناح والذيل تكون كافية لتسبب بسقوط الجناح، وتجعل أسطح التوجيه عديمة التأثير و قد تقود لفقدان السيطرة أو مايسمى Mach tuck. الظواهر المرتبطة بالمشاكل في رقم الماخ الحرج صارت تعرف بالإنضغاطية compressibility. تلك مشاكل الإنضغاطية ادت لحصول عدد من الحوادث المتعلقة بطائرات التجارب أو العسكرية ذات السرعات العالية بالفترة مابين 1930 و 1940.
ورغم ان في ذلك الوقت لم يكن الإنضغاطية معروفا إلا أنه كان السبب في الظاهرة المعروفة باسم حاجز الصوت. الطائرات بذلك الوقت مثل وقد حاولت عدة طائرات كسر الحاجز مثل Supermarine Spitfire و BF 109 و P-51 Mustang و Gloster Meteor و Me 262 و P-80 ولكن لم تكن بالأهلية لفعل ذلك بسبب عدم ارتداد الأجنحة للوراء وسماكتها. حتى استطاع جارس بياغر بطائرته Bell X-1 للوصول لسرعة 1.0 ماخ وكسر حاجز الصوت.
الطائرات العسكرية ذات السرعة القريبة من الصوت مثل هوكر هنترو F-86 Sabre صممت لتطير بسرعة أعلى من رقم الماخ الحرج ولكن لم تمتلك محركات تعطيدفع كاف للوصول للرقم 1.0 ماخ خلال الطيران. الطائرات المدنية الحديثة كالايرباص والبوينج لديها طاقة التشغيل القصوى اقل من 1.0 ماخ ولكنها قادرة على العمل بصورة روتينية بسرعة أعلى من الماخ الحرج.
الطائرات فوق الصوتية مثل الكنكورد و Lockheed F-104 و English Electric Lightning و الميراجIIIو الميج 21 قد صممت لتتخطى سرعة الصوت خلال الطيران. فالأجنحة نحيفة جدا مما يساعدها على رفع مستوى الرقم الحرج للماخ.
يختلف رقم الماخ الحرج من جناح إلى جناح. الأجنحة السميكة لديها رقم أقل للماخ الحرج وذلك لأن الجناح الأسمك يمرر تيار الهواء بشكل أسرع من الجناح النحيف.
مؤشر سرعة جوية
عداد السرعة الجوية
مؤشر السرعة الجوية أو عداد السرعة الجوية هو جهاز يستخدمبالطائرة يظهر فيه السرعة الجوية للطائرة وتكونالوحدة بالعقدة.
العلامات
الطائرات الخفيفة
الجنيحات بحالة تمدد عند الهبوط أو الإقلاع فقطعلامات مؤشر السرعة تستخدم قاعدة ألوان وخطوط بواجهة العداد. اللون الأبيض هو للمدى الطبيعي لسرعة الطائرة بحالة الهبوط أو الإقلاع الطبيعي حيث الجنيحات Flaps تتمدد. أما اللون الأخضر فهو لسرعة الطيران بحيث الجنيح يعود لوضعه الطبيعي. اما اللون الأصفر فهو لسرعة تكون فيها الطائرة بحالة الطيران الطبيعي وبعد ذلك يجب الحيطة لتجنب أي حركة مفاجئة تؤثر على سيطرة الطائرة.
مؤشر سرعة يبدأ القراءة من الصفر وحتى السرعة القصوى وهي 160 عقدة, وتبدو الألوان واضحة والسرعة الآن هي 90 عقدة حسب قراءة المؤشر
الخط الأحمر يشير إلى VNE ومعناها عدم تعدى تلك السرعة, وهي أقصى ماتكون من سرعة آمنة للطائرة ولا يجب زيادتها تحت أي ظرف من الظروف. تأتي عادة بعد اللون الأصفر وهو لون التنبيه للسرعة وتكون تلك السرعة تحت مسمى VNO وتعني هيكل السرعة القصوى للطيران (maximum structural cruise speed) إلى السرعة VNE. الخط الأخضر يعني الطيران مابين VS1 و VS1. VNO تعني سرعة السقوط عندما يكون الجنيح وعجلات الهبوط بوضع الإنكماش (داخل جسم الطائرة). اللون الأبيض يكون من VSO إلى VFE. VSO يعني ادني سرعة تستطيع الطائرة المحافظة على اقلاعها وتكون الجنيحات ممتدة للمساعدة على الطيران. أما VFE فهو أقصى سرعة بحيث تكون الجنيحات ممتدة خارج الجناح. عند الطئرات متعددة المحركات يوضع خط أحمر عند بداية منحنى الأخضر وهو ل Vmc ويعني الإشارة الأدنى للسرعة الجوية بحيث يمكن للمحركات السيطرة على الطائرة.
الطائرات الكبيرة
مؤشر السرعة مهم جدا لمراقبة سرعة كفاءة الطائرة التي تسمى V-speeds خلال الطيران, ولكن بالطائرات الكبيرة, تلك السرعة V-speeds تتغير بشكل كبير حسب ارتفاع ارض المطار والحرارة ووزن الطائرة, لذلك فالألوان الموجودة بمؤشر الطائرات الصغيرة لاتستخدم هنا فيستعاض بها بأبر متحركة موجودة بأطراف العداد وتسمى بالبق bugs فيحركها الطيار حسب مايراه من ظروف لسرعة الكفاءة بدلا من الألوان.
الطائرات النفاثة ليس لديها VNO ولا VNE كمثل الطائرات ذات محرك البستون, ولكن لديها بدلا من ذلك VMO وهو سرعة المؤشر التشغيلية القصوى (maximum operating IAS)ورقم الماخ القصوى MMO. ولمراقبة تلك الحدود يحتاج طيار الطائرة النفاثة إلى مؤشر السرعة الجوية و عداد رقم الماخ وكل له خطوطه الحمراء الخاصة به. وفي بعض الطائرات النفاثة يكون العدادين متحدين بجهاز واحد يحتوي على مؤشرين ، أحدهما للماخ والآخر للسرعة الجوية المبينة.
السرعة الجوية المعدلة
هي السرعة الجوية المبينة ولكن مصححة من خطأ الأجهزة وخطأ الموقع (بسبب الضغط الغير صحيح بالفتحة الستاتيكية) ، وخطأ التجهيزات أو التمديدات. مقدار السرعة المعدلة الأقل من سرعة الضوء بمستوى سطح البحر (661.4788 عقدة) تحسب كالتالي:
يخصم منها تصح
انبوب بيتوت-ستاتيك الذي يقيس سرعة الطائرة
يح خطأ الموقع والتمديدات.
حيث 
هي السرعة المعدلة. 
هي تأثير الضغط الحاصل من انبوب بيتوت - ستاتيك ويكون بالبارومتر الزئبقي. 
هو 29.92126 انش زئبقي. هو ضغط الهواء الساكن عند مستوى سطح البحر. 
هو 661.4788 عقدة: وهي سرعة الصوت بمستوى سطح البحر. يمكن استخدام وحدات بدلا من العقدة والبارومتر الزئبقي بتلك المعادلات. هذا التعبير يأخذ مبدا بيرنولى كقاعدة له يصلح لتطبيق الغاز القابل للإنضغاط. المقدار ل P0 و A0 تكون محتوية للسرعة المبينة, بمعنى أن الحالات تحت عدادات السرعة الجوية تكون مع
دفع نوعي
الدفع النوعي Specific thrust هو مصطلح في هندسة التوربين الغازى ليظهر الكمية النسبيةلمحرك نفاث ويعرف بأنه نسبة صافي الدفع \ اجمالي تدفق الهواء الداخل
محركات دفع نوعي منخفض
محركات النفاثة المدنية الحديثة لها دفع نوعي منخفض لتحافظ على مستوى مقبول لمعدل ضوضاء النفاث وأيضا لتقليل حرق وقود, حيث أن الدفع النوعي المنخفض يساعد على تحسين نظام استهلاك نوعي للوقود. لتقليل الدفع النوعي يكون بزيادة في معدل التحويلة الجانبية. بالإضافة إلى الدفع النوعي المنخفض يشمل إلى أن قطر المحرك يكون كبير نوعا ما لإنتاج صافي الدفع. بالتالي مثل تلك الطائرات تكون محركاتها منفصلة عن هيكل الطائرة, إما بالجناح أو بمؤخرة الطائرة.
محركات دفع نوعي مرتفع
هذا النوع من المحركات تستخدمه الطائرات العسكرية, ليبقي مساحة مقطع العرضي للمحرك منخفضة, لذلك لاتوجد مشكلة بوضع المحرك بالهيكل ليقلل الإحتكاك الإيرودينامي للطائرة. يساعد الدفع النوعي المرتفع على ارتفاع معدل ضوضاء النفاث وهو شيء غير ذا أهمية للتطبيقات العسكرية.
السرعة القصوى
الدفع النوعي له اتجاه مهم في معدل تدرج الدفع, فإنخفاض سرعة النفث مع انخفاض الدفع النوعي يسهم بإنخفاض كبير في صافي الدفع مع زيادة بسرعة الطيران, والتي يمكن أن تتغير جزئيا بتغيير داعس الوقود بظروف محددة, مثل المعدل الأقصى للتسلق المسموح به.
تم الاسترجاع من