推力牛頓
牛頓是在一秒內使一公斤物體的速度增加一公尺每秒的力。約 100 公克的蘋果以一牛頓的力壓在手心上。火箭引擎每秒以 3–4 km/s 的速度噴出數百公斤燃氣，獲得數百萬牛頓的推力——即百萬牛頓（MN）。
推力由兩項組成：射流動量 ṁ·vₑ 和噴嘴出口處的壓力差。所以同一台引擎在地面的推力比在真空中小，而噴嘴形狀決定它在哪裡工作得更好。只有推力大於重量，火箭才能起飛；二者之比就是推重比。
| 記號 | N · kN · MN |
| 定義 | 1 N = 1 kg·m/s²——由牛頓第二定律 F = ma 得出 |
| 推力 | F = ṁ·vₑ + (pₑ − pₐ)·Aₑ |
| 舊單位 | 1 kgf = 9.80665 N · 1 tf = 9.807 kN · 1 lbf = 4.448 N |
| 起飛 | 推重比 F / mg 大於 1 · 火箭起飛時為 1.2–1.6 |
| 典型值 | 蘋果——1 N · 航空引擎——數百 kN · 液體火箭引擎——約 2 MN · 重型火箭——30–70 MN |
01 · 定義
力、射流動量與出口壓力
牛頓第二定律：力等於質量乘以加速度。牛頓是使一公斤物體獲得 1 m/s² 加速度的力。引擎靠推開自身的射流前進：每秒以速度 vₑ 噴出質量 ṁ，根據第三定律獲得力 ṁ·vₑ。
第二項是壓力。如果出口處的燃氣壓力高於外界空氣，它還會繼續推動；如果更低，空氣就會擠壓射流，奪走推力。長噴嘴把燃氣加速得更快，在真空中表現出色，但在地面吃虧。短噴嘴正好相反。比衝 Isp 是推力與每秒消耗推進劑重量之比，單位為秒：比衝越高，引擎越省推進劑。
起飛需要多少牛頓
選擇要舉起的物體，設定推力——刻度為對數，從 0.1 N 到 100 MN。重量就是重力 mg。推力大於重量時即可起飛。
車庫：用部件組裝火箭
火箭立在總裝廠房裡。每個部件都會改變質量、空氣阻力和推力：整流罩決定頭部形狀，箭體決定貯箱直徑和能裝幾台引擎，尾翼決定 max-Q 時的穩定性，引擎和噴嘴決定推力和比衝。最後更換的部件會以醒目顏色標示。右邊是各部分質量、推重比和速度儲備。火箭裝好後，點選「運往發射台」。
組裝火箭，看看它能否起飛
火箭在上面的車庫裡組裝：整流罩、箭體、尾翼、引擎、噴嘴、推進劑和酬載。裝好什麼，發射台上就是什麼。主要操作是「發射」：倒數計時、點火、起飛、突破音障、最大動壓、引擎關機，然後慣性滑行到最高點。在車庫裡可以加裝第二級並開啟「轉向入軌」：起飛後火箭向地平線傾倒，第一級分離，第二級獲得約 7.8 km/s 的水平速度——如果近地點高於 160 km，火箭就進入了軌道。不轉向時飛行是垂直的，就像探空火箭。最初幾秒慢放，之後加速；場景下方的滑桿可以前後拖動。右邊是噴嘴剖面：出口壓力對外界壓力，它們決定射流的形狀和推力。
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02 · 換算
| {n} | {v} | {note} |
快速估算：一噸力接近 10 kN，一百噸推力約 1 MN。精確換算——乘以 9.807。
美國引擎常用磅力表示：一百萬 lbf 即 4.45 MN。
03 · 數量級
04 · 測量儀器
05 · 書寫規則
06 · 相鄰單位
07 · 歷史部分
牛頓是國際單位制導出單位：由公斤、公尺和秒組成。自 2019 年起公斤由普朗克常數定義，牛頓也以它為基礎。力的基準是測力機：它們在已知的重力場中用已知砝碼對感測器施加負載；最大的可達數百萬牛頓。
火箭引擎的推力不是銘牌上的常數。它取決於外界壓力，所以性能參數中給出兩個數字：海平面推力和真空推力。舊手冊用噸力表示推力；按俄羅斯標準 GOST 8.417，這是非國際單位制單位，乘以 9 807 換算為牛頓。
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完整目錄 →國際單位制的七個基本單位
一滴酸改變果汁的顏色，鹽為火焰染色，水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面，按學科和字母順序排列。
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