الدفع

يتكون نظام دفع الطائرات بشكل عام من محرك طائرة وبعض الوسائل لتوليد قوة الدفع، مثل المروحة أو فوهة الدفع .

يجب أن يحقق نظام دفع الطائرة أمرين. أولاً، يجب أن تتوازن قوة الدفع الناتجة عن نظام الدفع مع مقاومة الهواء للطائرة أثناء تحليقها. ثانياً، يجب أن تتجاوز قوة الدفع الناتجة عن نظام الدفع مقاومة الهواء للطائرة لكي تتسارع. كلما زاد الفرق بين قوة الدفع ومقاومة الهواء، والذي يُسمى قوة الدفع الزائدة، زادت سرعة تسارع الطائرة. ^{[ 2 ]}

تقضي بعض الطائرات ، مثل طائرات الركاب والشحن ، معظم وقتها في حالة طيران مستقر. بالنسبة لهذه الطائرات، لا يُعدّ الدفع الزائد بنفس أهمية كفاءة المحرك العالية واستهلاك الوقود المنخفض. ولأن الدفع يعتمد على كلٍّ من كمية الغاز المُحرَّك وسرعته، يُمكننا توليد دفع عالٍ بتسريع كتلة كبيرة من الغاز بمقدار صغير، أو بتسريع كتلة صغيرة من الغاز بمقدار كبير. ونظرًا للكفاءة الديناميكية الهوائية للمراوح، يُعدّ تسريع كتلة كبيرة بمقدار صغير أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، ولهذا السبب تُستخدم محركات التوربوفان ذات نسبة الالتفافية العالية ومحركات التوربروب عادةً في طائرات الشحن وطائرات الركاب. ^{[ 2 ]}

تتطلب بعض الطائرات، مثل الطائرات المقاتلة أو الطائرات التجريبية عالية السرعة، قوة دفع زائدة عالية جدًا للتسارع بسرعة والتغلب على مقاومة الهواء العالية المصاحبة للسرعات العالية. بالنسبة لهذه الطائرات، لا تُعد كفاءة المحرك بنفس أهمية قوة الدفع العالية جدًا. عادةً ما تُزود الطائرات المقاتلة الحديثة بحارق لاحق مُضاف إلى محرك توربيني مروحي ذي نسبة تجاوز منخفضة . قد تستخدم الطائرات الأسرع من الصوت في المستقبل نوعًا من أنواع الدفع النفاث أو الصاروخي. ^{[ 2 ]}

الدفع الأرضي هو أي آلية لدفع الأجسام الصلبة على الأرض، وعادةً ما يكون ذلك لأغراض النقل . ويتكون نظام الدفع في التطبيقات القياسية من مزيج من محرك أو مونتاج ، وعلبة تروس ، وعجلات ومحاور .

أتاح تطوير المحرك البخاري ومحرك الاحتراق الداخلي تطوير مركبات السكك الحديدية والمركبات الآلية ، والتي تحتوي جميعها على نوع من أنواع أنظمة نقل الحركة . كما أتاح المحرك الكهربائي إنتاج مركبات أكثر هدوءًا وانبعاثات أقل، وغالبًا ما تتميز بكفاءة محرك أعلى .

نظام النقل المغناطيسي (الماغليف ) هو نظام نقل يستخدم الرفع المغناطيسي لتعليق وتوجيه ودفع المركبات باستخدام المغناطيس بدلاً من الطرق الميكانيكية كالعجلات والمحاور والمحامل . في نظام الماغليف ، تُرفع المركبة لمسافة قصيرة عن مسار التوجيه باستخدام المغناطيس لتوليد قوة الرفع والدفع. يُزعم أن مركبات الماغليف تتحرك بسلاسة وهدوء أكبر، وتتطلب صيانة أقل من أنظمة النقل الجماعي ذات العجلات . كما يُزعم أن عدم الاعتماد على الاحتكاك يعني أن التسارع والتباطؤ يمكن أن يتجاوز بكثير ما هو عليه في وسائل النقل الحالية. لا تُمثل الطاقة اللازمة للرفع نسبة كبيرة من إجمالي استهلاك الطاقة؛ فمعظم الطاقة المستخدمة تُستخدم للتغلب على مقاومة الهواء ( السحب )، كما هو الحال في أي وسيلة نقل عالية السرعة.

الدفع البحري هو الآلية أو النظام المستخدم لتوليد قوة الدفع اللازمة لتحريك سفينة أو قارب عبر الماء. وبينما لا تزال المجاديف والأشرعة تُستخدم في بعض القوارب الصغيرة ، فإن معظم السفن الحديثة تُدفع بواسطة أنظمة ميكانيكية تتكون من محرك يُدير مروحة ، أو في حالات أقل شيوعًا، في محركات الدفع النفاث، بواسطة دافعة . أما الهندسة البحرية فهي التخصص المعني بتصميم أنظمة الدفع البحري .

كانت المحركات البخارية أول المحركات الميكانيكية المستخدمة في الدفع البحري، ولكنها استُبدلت في الغالب بمحركات الديزل ثنائية أو رباعية الأشواط ، والمحركات الخارجية، ومحركات التوربينات الغازية في السفن الأسرع. تُستخدم المفاعلات النووية التي تُنتج البخار لدفع السفن الحربية وكاسحات الجليد ، كما بُذلت محاولات لاستخدامها لتشغيل السفن التجارية. استُخدمت المحركات الكهربائية في الغواصات والقوارب الكهربائية ، واقتُرح استخدامها للدفع الموفر للطاقة. ^{[ 3 ]} تحظى التطورات الحديثة في محركات الغاز الطبيعي المسال (LNG) باعتراف متزايد لانخفاض انبعاثاتها ومزاياها من حيث التكلفة.

يُقصد بدفع المركبات الفضائية أي طريقة تُستخدم لتسريع المركبات الفضائية والأقمار الصناعية . وتتعدد هذه الطرق، بما في ذلك المضخات. ^{[ 4 ]} ولكل طريقة مزاياها وعيوبها، ويُعدّ دفع المركبات الفضائية مجالًا بحثيًا نشطًا. مع ذلك، تُدفع معظم المركبات الفضائية اليوم عن طريق دفع غاز من مؤخرة المركبة بسرعة فائقة عبر فوهة دي لافال فوق صوتية . ويُطلق على هذا النوع من المحركات اسم محرك صاروخي .

تستخدم جميع المركبات الفضائية الحالية صواريخ كيميائية ( ثنائية الوقود أو تعمل بالوقود الصلب ) للإطلاق، مع أن بعضها (مثل صاروخ بيغاسوس ومركبة سبيس شيب وان ) استخدم محركات تعمل بالهواء في مرحلتها الأولى . تمتلك معظم الأقمار الصناعية محركات دفع كيميائية بسيطة وموثوقة (غالباً صواريخ أحادية الوقود ) أو صواريخ مقاومة للحفاظ على موقعها في المدار، ويستخدم بعضها عجلات زخم للتحكم في الاتجاه . استخدمت أقمار الكتلة السوفيتية الدفع الكهربائي لعقود، وبدأت المركبات الفضائية الغربية الأحدث التي تدور حول الأرض باستخدامه للحفاظ على موقعها في المدار الشمالي-الجنوبي ورفع مدارها. تستخدم المركبات بين الكواكب في الغالب صواريخ كيميائية أيضاً، مع أن بعضها استخدم محركات الدفع الأيونية ومحركات الدفع بتأثير هول (نوعان مختلفان من الدفع الكهربائي) بنجاح كبير.

التلفريك هو أي نظام نقل يعتمد على الكابلات لسحب المركبات أو إنزالها بسرعة ثابتة. ويُطلق هذا المصطلح أيضاً على المركبات الموجودة في هذه الأنظمة. مركبات التلفريك خالية من المحركات، ويتم سحبها بواسطة كابل يدور بفعل محرك خارجي.