hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
جيمس هانسن سيرته المهنية
بعد الدراسات المتقدمة، استمر هانسن في عمله مع نماذج النقل المشعة، محاولًا فهم جو الزهرة. طبق ونقح هذه النماذج لاحقًا لكي يفهم جو الأرض، وبالأخص، تأثيرات الهباء الجوي والغازات النزرة على مناخ الأرض. ساهم تطويره واستعماله لنماذج المناخ العالمية في فهم أكثر لمناخ الأرض.  نُشر في عام 2009 كتابه بعنوان عواصف أحفادي. قدَّم عام 2012 التيد توك بعنوان «لماذا يجب أن أتكلم عن التغير المناخي».
كان مدير معهد غودارد لدراسات الفضاء التابع لوكالة ناسا بين عامي 1981 و2013 في مدينة نيويورك، كجزء من مركز غودارد لرحلات الفضاء.
بدأ هانسن في إدارة برنامج علم المناخ، الوعي والحلول في معهد الأرض لجامعة كولومبيا. يعمل البرنامج للاستمرار في «ربط النقاط» من تطوير علم المناخ الأساسي إلى الترويج للوعي العام لمناصرة إلى مبادرات هذه السياسة.
يُمثل هانسن حفيدته و «الأجيال المستقبلية» أيضًا كالمدعين في دعوى جوليانا ضد الولايات المتحدة، والتي تُقاضى حكومة الولايات المتحدة وبعضًا من شاغلي المناصب التنفيذية فيها على عدم الحفاظ على نظام مناخي مستقر.
جيمس هانسن البحوث والمنشورات
كطالب جامعي في جامعة أيوا، انجذب هانسن إلى العلم والبحث الذي قام به جيمس فّان آلين في برنامج علم الفضاء في قسم الفيزياء والفلك.  ثم تحول تركيزه بعد عقد من الزمن إلى بحوث الكواكب التي تضمنت محاولة فهم التغير المناخي على الأرض الذي سوف تتسبب به التغيرات البشرية لمكونات الغلاف الجوي.
قال هانسن أن أحد نتائج بحثه هو الانتقال الإشعاعي في الغلاف الجوي للكواكب، وبالأخص تفسير الاستشعار عن بعد للغلاف الجوي للأرض وسطحها من الأقمار الصناعية.  بسبب قدرة الأقمار الصناعية على مراقبة الكوكب بأكمله، وقد تكون إحدى أكثر الطرق فعاليةً لمراقبة ودراسة التغير العالمي. تضمنت اهتماماته الأخرى نماذج الدوران العالمية للمساعدة في فهم نزعات المناخ التي تُلاحظ، وتشخيص التأثير البشري على المناخ.
جيمس هانسن البحوث والمنشورات
نشر هانسن عدة أوراق بحثية عن كوكب الزهرة، وذلك بعد إكماله لأطروحة الدكتوراه في أواخر الستينيات وبدايات سبعينيات القرن العشرين. يمتلك كوكب الزهرة درجة حرارة سطوع عالية في الموجات الراديوية مقارنةً بالأشعة تحت الحمراء. اقترح أن السطح الساخن كان نتيجةً للهباء الجوي الذي يحصر الطاقة الداخلية للكوكب. اقترحت دراسات أحدث بأن الغلاف الجوي لكوكب الزهرة كان قبل عدة مليارات السنين يشبه الأرض بشكل أكثر مقارنةً بالآن وربما كان هنالك كميات كبيرة من الماء السائل على السطح، ولكن جموح تأثير الاحتباس الحراري كان سببه تبخر ذلك الماء الأولي، والذي ولَّد مستوى خطيرًا من غازات الدفيئة في غلافه الجوي.
استمر هانسن في دراسته للزهرة عن طريق النظر إلى مكونات غيومه. نظر إلى انعكاسية الأشعة الحمراء القريبة لغيوم الجليد، وقارنها بملاحظات الزهرة، ووجد أنها تتوافق من حيث النوع. استطاع أيضًا استعمال نموذج النقل الإشعاعي لإنشاء حدٍ أعلى لحجم جزيئات الجليد في حال كون الغيوم مصنوعة من الجليد. نُشرت الأدلة في بداية الثمانينيات من القرن العشرين وأظهرت أن الغيوم تتألف بشكل أساسي من قطرات ثاني أكسيد الكبريت وحمض الكبريتيك.
جيمس هانسن البحوث والمنشورات
بحلول عام 1974، لم تكن مكونات غيوم الزهرة محددةً بعد، مع اقتراح عدة علماء لمجموعة واسعة من المكونات، من ضمنها الماء السائل والمحاليل المائية لكلوريد الحديد. استعمل هانسن وهوفينير استقطاب أشعة الشمس المنعكس من الكوكب لإثبات أن الغيوم كانت كروية وتمتلك مؤشر انكسار ونصف القطر الفعال لقطرة الغيمة مما أزال جميع أنواع الغيوم المقترحة ما عدا حمض الكبريتيك. ووسع هانسن وكيوشي كواباتا عملهما هذا عن طريق النظر إلى تنوعات الاستقطاب على كوكب الزهرة. وجدوا أن الغيوم المرئية هي ضبابٌ منتشر عوضًا عن غيمة سميكة، مما يؤكد نفس النتائج التي تم الحصول عليها من المرور فوق الشمس.
جيمس هانسن البحوث والمنشورات
أُطلق مشروع بيونير الزهرة في مايو 1978 ووصل الزهرة في أواخر نفس السنة. تعاون هانسن مع لاري ترافّيس وزملاء آخرين عام 1979 في مقالة لمجلة ساينس تتكلم عن تطور وتقلب الغيوم في طيف الأشعة فوق البنفسجية. استنتجوا أن هنالك ما لا يقل عن ثلاثة مواد مختلفة للغيوم بإمكانها إحداث الصور: طبقة ضباب رقيقة، غيوم حمض الكبريتيك وماص الأشعة فوق البنفسجية غير المعروف تحت طبقة غيوم حمض الكبريتيك. أكدت بيانات الاستقطاب الخطي التي تم الحصول عليها من نفس المهمة أن الغيوم في المستوى المنخفض والمتوسط كانت حمض كبريتيك مع نصف قطر بمقدار حوالي 1 مايكرومتر. كان هنالك طبقة من ضباب الجسيمات الفرعية فوق طبقة الغيوم.
جيمس هانسن البحوث والمنشورات
نُشر أول تحليل لدرجات الحرارة العالمية لمعهد غودارد لدراسات الفضاء عام 1981. حلل هانسن والمؤلف المشارك الذي معه درجة حرارة السطح في محطات الأرصاد الجوية مركزةً على السنوات بين 1882 إلى 1985. تبين أن درجات الحرارة للمحطات الأقرب من 1000 كيلومتر مترابطة بشكل كبير، خصوصًا في خطوط العرض المتوسطة، موفرةً وسيلة للجمع بين بيانات المحطة لتوفير اختلافات دقيقة طويلة الأجل. استنتجوا أن بالإمكان تحديد متوسط درجات الحرارة حتى بالرغم من أن محطات الأرصاد الجوية تقع عادةً في نصف الكرة الأرضية الشمالي وتقتصر على المناطق القارية. وُجد أن الاحتباس في القرن الماضي كان 0.5-0.7 درجة مئوية، مع تشابه الاحتباس في نصفي الكرة الأرضية. عندما حُدِّث التحليل عام 1988، سُجلت الأعوام الأربعة الأكثر حرارة جميعها في ثمانينيات القرن العشرين. كانت الأعوام 1981 و1987 أكثر الأعوام حرارة. خلال اجتماع لمجلس الشيوخ في 23 يونيو، 1988، ذكر هانسن أنه كان متأكدًا بنسبة 99% بأن الأرض كانت أكثر حرارةً في ذلك الوقت من أي وقت مضى تم قياسها فيه، كان هنالك علاقة سبب ونتيجة واضحة مع أثر الاحتباس الحراري وأخيرًا بسب الاحتباس الحراري، وكانت احتمالية حدوث طقس شاذ تزداد بانتظام.
مع ثوران جبل بيناتوبو عام 1991، شهد عام 1992 انخفاضًا في درجات الحرارة العالمية. كان هنالك شك أن هذا سوف يجعل السنتين القادمتين أكثر برودةً بسبب الارتباط التسلسلي الكبير في درجات الحرارة العالمية. وجد باسيت ولين أن الاحتمالات الإحصائية لحدوث درجة حرارة جديدة مسجلة هي صغيرة. ردَّ هانسن عن طريق القول بأن وجود معلومات داخلية حوَّل الاحتمالات لأولئك الذين يعرفون فيزياء النظام المناخي، وأن حدوث درجة حرارة جديدة يعتمد على استخدام مجموعة بيانات معينة.
أداء المحرك النفاث
في الطائرات ثابتة الجناحين المدفوعة بواسطة محرك نفاث واحد أو أكثر، تتعلق بعض مفاهيم الأداء مثل الدفع بشكل مباشر مع التشغيل الآمن للطائرة، في حين أن مفاهيم أخرى لتشغيل المحرك مثل الضوضاء وانبعاثات المحرك تؤثر على البيئة.
إن عناصر الدفع والضوضاء والانبعاث لتشغيل المحرك النفاث، لها أهمية حيوية في اقلاع الطائرة، حيث تكمن أهمية الدفع واستهلاك الوقود وتغيرهما مع الارتفاع في مرحلتي الإقلاع والسفر من مراحل عمل الطائرة.
يصنف سلوك المحرك النفاث وتأثيره على كل من الطائرة والبيئة، في تخصصين مختلفين من التخصصات الهندسية. على سبيل المثال، تصنف الانبعاثات تحت مجموعة الاحتراق، ويصنف منشأ الاهتزازات المتنقلة لهيكل الطائرة تحت ديناميكا العمود الدوار.
أداء المحرك النفاث تعريف الأداء
يعرف أداء المحرك النفاث على أنه فهم كيفية إنتاج تدفق وقود معين لكمية محدودة من الدفع عند نقطة معينة في دورة الطيران. الأداء هو موضوع له تخصص خاص داخل فرق تطوير وتصميم محركات الطائرات، كما أنه فهم للضوضاء الناتجة والانبعاثات بواسطة المتخصصين المعنيين بذلك في فرق أخرى.
إن مهمة الأداء الأساسية لمحرك توربيني نفاث أحادي العمود الدوار، هي مطابقة تشغيل الضاغط والتربينه والفوهة الدافعة. على سيبل المثال، تتحدد الطريقة التي يعمل بها الضاغط من خلال مقاومة تدفق المائع خلفه، والتي تحدث في غرفة الاحتراق، و التربينه، وأنبوب الذيل والفوهة الدافعة.
يمكن تعريف مطابقة أجزاء المحرك على أنها التصميم وتحديد حجم الأجزاء، والتحكم في خصائص التشغيل  لكل من الضاغط والتربينة، والفوهة الدافعة. ولتحسين الفهم المطلوب لمطابقة مكونات المحرك بكفاءة، بُنيت ثلاث ملاحظات أساسية بناء على ما يلي:
أداء المحرك النفاث تعريف الأداء
اضافة لذلك، فإن مقاومة التدفق خلف الضاغط تتحدد بمساحة فوهة التربينة ومساحة الخروج للفوهة الدافعة.
يتم تعديل الثلاثة قيود السابقة بين الضاغط والتربينه، لحساب تدفقات المائع والقدرات الغير متساوية بسبب المائع المتدفق للضاغط والقدرة الكهربية والهيدروليكية المحولة لهيكل الطائرة، على سبيل المثال. لذلك يتم فهم وتحديد الأداء باستخدام التطبيق الهندسي العملي لكل من الديناميكا الحرارية والديناميكا الهوائية.
أداء المحرك النفاث تصفح للمقالة
تتحدد قيم معينة للدفع واستهلاك الوقود بناء على العملاء المحتملين للطائرات، و سيتم استنتاج هذه القيم من خلال خطوات تفصيلية في جزء "معادلات أداء نقطة التصميم" و "الحساب المبسط لنقطة خارج التصميم". و سيتم توضيح حالة "خارج التصميم" بشكل عام.
تستهلك الطائرة قدرة هوائية وكهربية وهيدروليكية، في مقابل بعض الوقود المزودة به الطائرة. و تذكر هذه المعلومات في جزء "تأثيرات التركيب". كما تعرف هذه التأثيرات بأنها الاختلاف بين أداء المحرك غير المركب (كما تم قياسه على منصة اختبار) والمحرك المركب في طائرة.
عندما يُسحب هواء من الضاغط لتبريد التربينة، يكون لذلك أثر عكسي على كمية الوقود اللازمة لاعطاء الدفع. و سنتناول هذه الجزئية في "استنزاف التبريد". في جزء "تحسينات الدورة" يتم تناول تأثير تغييرات التصميم الأساسي على المحرك، كزيادة نسبة الضغط مثلا، و درجة حرارة الدخول للتربينة. كما نتناول أيضا طرق زيادة نسب الضغط. و في جزء"النموذج العابر" يتم تناول تأثيرات التزود بالوقود الزائد عن الحد و المنخفض عن الحد، و الذي يحدث تغييرات في الدفع المطلوب.
أداء المحرك النفاث تصفح للمقالة
كما سيكون هناك تفسير لمخطط هاسك التوضيحي، الذي يعتبر طريقة موجزة لتلخيص أداء المحرك. و يتقيد الدفع المتاح بحدود درجة حرارة التربينة عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، كما هو موضح في أجزاء "تقييم الأداء"
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
يُستخدم عادة مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي، لتوضيح دورة محركات التربينات الغازية. حيث يمثل الأنتروبي درجة عدم انتظام أو عشوائية الجزيئات في المائع. و يميل الأنتروبي للزيادة عندما تتحول الطاقة بين أشكالها المختلفة مثل الكيميائية والميكانيكية.
مخطط درجة الحرارة و الانتروبي السابق، هو لمحرك نفاث توربيني أحادي العمود الدوار، حيث يقوم عمود دوار واحد بوصل التربينة والضاغط معا.
يتم استخدام ضغط الركود و درجة الحرارة الركود ‏ في الحسابات عند النقاط المختلفة للمخطط، بغض النظر عن النقطة 0 و 8s. و تمثل النقطة 0 الحالة المحيطة من حيث الظروف الجوية (الضغط ودرجة الحرارة). تُستخدم عادة القيم الكلية (سواء للضغط أو درجة الحرارة) في دراسات دورة ا لتربينة الغازية، بسبب عدم الحاجة لمعرفة سرعة تدفق المائع.
تتكون الاجراءات الموجودة في المخطط السابق من:
في المثال السابق، تكون الطائرة ثابتة على الأرض، لذلك تنطبق نقطة 0 (الحالة المحيطة بالطائرة من حيث الضغط ودرجة الحرارة) مع نقطة 1 (حالة الدخول للمحرك)، و هنا لم تبين نقطة 1 على الرسم.
في المثال السابق، يتم فرض عدم وجود فقد في ضغط الدخول، لذلك تنطبق نقطة 1 و 2.
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
يظهر الإجراء المثالي بشكل رأسي على مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي. بينما يظهر الإجراء الحقيقي بشكل مائل، بسبب تعرض المائع للاحتكاك، و الاضطراب، و ربما مفاقيد نتيجة موجة صادمة. كل هذا يجعل درجة الحرارة عند نسبة ضغط معينة أكبر من درجة الحرارة في الحالة المثالية. و لذلك، كلما زاد ميل خط الإجراء بشكل موجب على مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي، كلما أصبح إجراء الانضغاط أقل كفاءة.
يتم إضافة الحرارة للمائع (بحرق الوقود غالب) لرفع درجة حرارته. و يكون هناك فقد في الضغط في هذا الاجراء، لا يمكن تجنبه.
يشير ارتفاع درجة الحرارة في الضاغط على أنه سيكون هناك فقد في درجة الحرارة في التربينة (شغل أقل). في الحالة المثالية يكون الاجراء رأسيا على مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي. بينما، في الاجراء الحقيقي، يؤدي احتكاك و اضطراب المائع إلى زيادة الفقد في الضغط عن الحالة المثالية. أي أنه كلما زاد الميل السالب على مخطط درجة الحرارة و الانتروبي، كلما أصبح تمدد المائع خلال التربينة أقل كفاءة (شغل أقل).
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
في هذا المثال، الأنبوب النفاث قصير جدا، لذلك لا يوجد فقد في الضغط. و بالتالي تنطبق الحالات 5 و 8 على مخطط درجة الحرارة والإنتروبي.
تقع هاتين النقطتين معا في حلق الفوهة (المتقاربة). حيث تمثل الحالة 8s الحالة الساكنة للضغط و درجة الحرارة. و لايظهر إجراء التمدد من الفوهة للضغط المحيط، على مخطط درجة الحرارة والإنتروبي.
نظريا، يمكن وصف نقطة التصميم لأداء المحرك أنها أي مزيج من ظروف الطيران التي يتعرض لها المحرك وإجراء الخنق. و مع ذلك، و في العادة، ترتبط نقطة التصميم بأكبر تدفق صحيح ‏ عند الدخول لنظام الانضغاط (مثال: أقصى تسلق يكون عند 0.85 ماخ، و 35000قدم، عند الظروف الجوية القياسية).
يمكن تقدير الدفع الصافي عند نقطة التصميم لأي محرك نفاث، عن طريق تحليل دورة المحرك خطوة بخطوة. و فيما يلي نذكر معادلات إجراءات الدورة لمحرك نفاث توربيني أحادي العمود الدوار.
يمكن التعبير عن درجة حرارة الركود (درجة الحرارة الكلية)للتدفق الحر للمائع المقترب من المحرك، باستخدام المعادلة التالية المشتقة من معادلة الطاقة للسريان المستقر:
و يتم التعبير عن ضغط الركود المقابل (الضغط الكلي) بالمعادلة التالية:
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
في حالة عدم وجود شغل أو حرارة مفقودة في مدخل المحرك، و تحت شروط الحالة المستقرة للسريان، تكون:
و مع ذلك، يجب حساب مفاقيد الاحتكاك و الصدمة في نظام الدخول، كالتالي:
يمكن التعبير عن درجة الحرارة الفعلية للخروج من الضاغط، بفرض كفاءة عامة، كالتالي:
يتم عادة فرض درجة حرارة الدخول للتربينة كالتالي:
و يؤدي الضغط المفقود في غرفة الاحتراق لخفض ضغط الدخول للتربينة، كالتالي:
بمساواة قدرة التربينة والضاغط، و باهمال أي قدرة مسحوبة (لتشغيل مولد أو مضخة على سبيل المثال)، نحصل على المعادلة التالية:
في بعض الأحيان، يتم الفرض للتبسيط أن كتلة الوقود المضاف تكون تعويض عن كتلة الهواء المستنزف الضاغط، أي أن تدفق الكتلة ثابت خلال الدورة.
يمكن حساب نسبة الضغط خلال التربينة، بفرض كفاءة عامة، من المعادلة التالية:
بما أنه، تحت شروط الحالة المستقرة للسريان، لا يوجد شغل أو فقد للحرارة في الأنبوب النفاث، فإنه يمكن القول أن:
ومع ذلك ، يجب حساب الفقد في الضغط خلال الأنبوب النفاث، كالتالي:
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
هل تعرضت الفوهة للاختناق؟ تتعرض الفوهة للاختناق عندما يكون رقم ماخ عند حلق الفوهة يساوي 1. و يحدث هذا عندما تصل نسبة الضغط في الفوهة للقيمة الحرجة أو تتجاوزها.
تتناسب الطريقة الحسابية التالية مع الفوهات المختنقة فقط.
بفرض اختناق الفوهة، يتم حساب درجة الحرارة الساكنة للفوهة، كالتالي:
تُحسب سرعة المائع في حلق الفوهة، باستخدام معادلة الطاقة للسريان المستقر، كالتالي:
و تُعطى كثافة الغازات عند حلق الفوهة، من العلاقة التالية:
كما يتم حساب المساحة الفعالة للفوهة، كالتالي:
تتكون معادلة الدفع الكلي للفوهة من شقين، و هما: دفع كمية الحركة المثالي و دفعالضغط المثالي. و يساوي الشق الأخير صفر في حالة اختناق الفوهة فقط.
يستلزم إجراء الحسابات التالية في حالة عدم اختناق الفوهة.
في حالة عدم الاختناق، يصبح الضغط الساكن للفوهة مساويا للضغط المحيط:
و تحسب درجة الحرارة الساكنة للفوهة من النسبة بين الضغط الكلي/ الضغط الساكن للفوهة:
تحسب سرعة المائع في حلق الفوهة، كما سبق، من خلال معادلة الطاقة للسريان المستقر:
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
في حالة أن الفوهة غير مختنقة، يكون دفع الضغط للفوهة مساويا للصفر، لذلك يتم حساب دفع كمية الحركة فقط:
بشكل عام، يكون هناك احتكاك سحب للرام (بالإنجليزية: Ram drag)‏(الرام: ناشر في مدخل المحرك لزيادة الضغط) نتيجة دخول الهواء من مدخل المحرك ، و يتم التعبير عن قوة الاحتكاك كالتالي:
بعد خصم قوة الاحتكاك للرام من قوة الدفع الكلي، يمكن التعبير عن الدفع الصافي بالمعادلة التالية:
لا تتناول المقالة حساب تدفقالوقود في غرفة الاحتراق، لكنه في الأساس يتناسب مع تدفق الهواء الداخل لغرفة الاحتراق، كما أنه دالة في ارتفاع درجة حرارة غرفة الاحتراق.
يُلاحظ أن تدفق الكتلة هو معامل حجمي: أي أنه بمضاعفة تدفق الهواء، يتضاعف الدفع وتدفق الوقود. ومع ذلك، فإن الاستهلاك النوعي للوقود (تدفق الوقود/الدفع الصافي) لا يتأثر بذلك، بفرض إهمال التأثيرات الصغيرة.
يمكن عمل حساباتنقطة التصميم، مشابهة في أنواع أخرى منالمحركات النفاثة، مثل المحرك التوربيني المروحي،المحرك التوربيني ذو المروحة الدافعة، المحرك النفاث التضاغطي، إلخ.
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
طريقة الحساب السابقة المستخدمة هي طريقة أساسية وبسيطة لحد ما، لكنها مفيدة لاكتساب الفهم الأساسي لأداء محركات الطائرات. يستخدم معظم مصنعي المحركات طريقة أكثر واقعية، تعرف بالحرارة النوعية الفعلية. عند المستويات المرتفعة من السرعات الفوق صوتية، سوف تحتاجالضغوط ودرجات الحرارة المرتفعة إلى حسابات غير مألوفة مثل الكيمياء المجمدة وكيمياء الاتزان.
السؤال
أوجد الدفع الصافي لدورة المحرك النفاث التوربيني أحادي العمود الدوار التالي، عند مستوى سطح البحر الساكن، و الظروف الجوية القياسية، مستخدما الوحدات الإمبراطورية للتوضيح:
كمية تدفق الهواء لداخل المحرك = 100باوند/ثانية
(تساوي 45.359 كجم/ثانية عند استخدام نظام الوحدات الدولي)
(عند التعامل بدرجة حرارة رانكن، يتم الضرب في معامل قيمته 1.8، حيث أن كل درجة حرارة كلفينية تساوي 1.8 درجة على مقياس رانكن)
تبلغ نسبة الفقد في الضغط في غرفة الاحتراق 5%، لذلك تصبح نسبة الضغط في غرفة الاحتراق
تبلغ نسبة الفقد في الضغط خلال الأنبوب النفاث 1%، لذلك تصبح نسبة الضغط خلال الأنبوب النفاث
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
(تساوي 1.004646 كيلو وات.ثانية/كجم.كلفن، عند استخدام النظام الدولي للوحدات، و تساوي 0.3395 حصان.ثانية/باوند.رانكن، عند استخدام نظام الوحدات الأمريكية)
(تساوي 1.1462 كيلو وات.ثانية/كجم.كلفن، عند استخدام النظام الدولي للوحدات، و تساوي 0.387363889 حصان.ثانية/باوند.رانكن، عند استخدام نظام الوحدات الأمريكية)
(يساوي 1 عند استخدام وحدات النظام الدولي)
(يساوي 0.287052 كيلو نيوتن.متر/كجم.كلفن، عند استخدام النظام الدولي للوحدات، و يساوي53.3522222 قدم.باوند قوة/باوند.رانكن، عند استخدام نظام الوحدات الأمريكي)
الضغط المحيط 
(حيث أن psia تعني باوند لكل بوصة مربعة، و عند استخدام النظام الدولي للوحدات، يساوي الضغط المحيط 101.325 كيلو نيوتن/متر مربع)
و عند الظروف القياسية عند مستوى سطح البحر، يكون:
(تساوي 518.67 رانكن، عند استخدام نظام الوحدات الأمريكية)
عندما يكون المحرك ساكن، تكون كل من سرعة الطيران 
و رقم ماخ ، مساويا للصفر.
ملاحظة: تم الضرب في 144 بوصة مربعة/قدم مربع، للحصول على الكثافة بوحدة باوند/قدم مكعب.
ملاحظة: تم الضرب في 144 بوصة مربعة/قدم مربع، للحصول على المساحة بوحدة بوصة مربعة.
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
يمثل الشق الأول من المعادلة دفع كمية الحركة، حيث يمثل معظم الدفع الكلي للفوهة. و حيث أن الفوهه اختنقت، فلا يكون الشق الثاني من المعادلة مساويا للصفر.
في هذا المثال، تساوي قوة احتكاك السحب في الرام صفر، لأن المحرك ثابت و بالتالي سرعة الطيران تساوي صفر.
تفترض الحسابات السابقة أن كمية الوقود المتدفقة لغرفة الاحتراق تعوض كمية الهواء المستنزفة من عند الضاغط، لتبريد التربينة. هذه الفرضية غير دقيقة، نظرا لأن الهواء المستنزف يُفرض أنه تم التخلص منه مباشرة (بمروره فوق فوهة الدفع) و لايكون قادرا على المساهمة في قوة دفع المحرك.
في نموذج أداء أكثر تطورا، يمكن اهمال هواء التبريد للصف الأول من ريش التوجيه للتربينه (تقع بعد غرفة الاحتراق مباشرة) بشكل آمن، نظرا لعدم وجود تأثير له على درجة حرارة الدخول للتربينة أو على قوة الدفع الناتجة. و مع ذلك، فإنه يجب تضمين هواء تبريد التربينة في هذا النموذج.
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
يتم استخراج هواء التبريد من الضاغط، ثم يمر في ممرات ضيقة قبل أن يتم حقنه في قاعدة الريش الدوارة للتربينة. و يمرالهواء المستنزف بالعديد من الممرات المعقدة داخل الريشة لاستخراج الحرارة منها، قبل أن يتم إلقائه في سريان الغاز المجاور لسطح ريشة التربينة.
في نموذج أداء متطور، يتم فرض أن هواء التبريد يخمد سريان الغاز الخارج من التربينة بتقليل درجة حرارته، لكنه أيضا يزيد تدفق كتلته.
يتم معاملة هواء تبريد أقراص التربينة بنفس الطريقة التي يعامل بها هواء تبريد الريش. حيث يُفرض أيضا أن هواء تبريد أقراص التربينة لا يشارك في دورة المحرك حتى يمر من خلال صف واحد من الريش (أي أن كتلة هواء التبريد لا يتم أخذها في الحسابات إلا بعد مرورها من صف واحد من ريش التربينة).
و بطبيعة الحال، تُخصم أي كمية هواء يتم استنزافها من كمية الهواء الكلية عند نقطة الاستنزاف في الضاغط. كما أنه يجب تعديل حساب القدرة التي يستهلكها الضاغط عند استنزاف بعض الهواء من بين مراحل الضاغط (كتلة الهواء في الضاغط هتقل فالبتالي هتقل القدرة المستهلكة).
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
يؤدي زيادة نسبة الضغط الكلي للضاغط إلى زيادة درجة حرارة الدخول لغرفة الاحتراق. لذلك، عند تدفق ثابت للوقود والهواء، تزداد درجة حرارة الدخول للتربينة أيضا. و برغم أن ارتفاع درجة الحرارة خلال الضاغط يؤدي إلى انخفاض كبير في درجات الحرارة خلال التربينة (الانخفاض في الفرق بين درجة حرارة الدخول و الخروج، أي استهلاك الضاغط لقدرة أكبر، و ليس انخفاض لدرجة حرارة الخروج من التربينة لأنها ثابتة، بينما الارتفاع يحدث في درجة حرارة الدخول)، إلا أن درجة حرارة الفوهة لا تتأثر لأنه يتم اضافة نفس كمية الحرارة للنظام الكلي. و مع ذلك، يكون هناك ارتفاع في نسبة الضغط في الفوهة، لأن نسبة التمدد في التربينة تزيد بقليل عن نسبة الضغط الكلي، و بالتالي يزداد الدفع الصافي و يؤدي لانخفاض الاستهلاك النوعي للوقود (تدفق الوقود/الدفع الصافي).
لذلك تستطيع المحركات النفاثة تحقيق استهلاك أفضل للوقود من خلال زيادة نسبة الضغط الكلي ودرجة حرارة الدخول للتربينة بشكل متناسب.
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
و مع ذلك، يتطلب الأمر أيضا مواد أفضل تصنع منها التربينة، و تبريد أفضل للريش حتى تتحمل الزيادة في كل من درجة حرارة الدخول للتربينة و درجة حرارة الغاز الخارج من الضاغط. كما تتطلب زيادة درجة حرارة الخروج من الضاغط، استخدام مواد أفضل لصناعة الضاغط. قد تؤدي أيضا زيادة درجة حرارة الاحتراق إلى زيادة انبعاثات أكاسيد النيتروجين، التي ترتبط بحدوث الأمطار الحامضية بعد ذلك.
عندما تضاف مرحلة أخيرة للضاغط لزيادة نسبة الضغط الكلي، لا يتطلب ذلك زيادة سرعة العمود الدوار، لكنه يؤدي لخفض حجم المحرك، و يتطلب تغيير التربينة لأخرى تتناسب مع الانخفاض في كمية الغاز المتدفق، الأمر الذي يكون مكلفا.
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
على النقيض، عند إضافة مرحلة صفرية للضاغط (تضاف في مقدمة الضاغط) لزيادة نسبة الضغط الكلي، سيتطلب ذلك زيادة في سرعة العمود الدوار (لتحقيق نفس رقم ماخ عند قمة الريش في المراحل الأساسية للضاغط، لأن درجة حرارة الخروج من هذه المراحل تكون أكبر من المرحلة الأولى، و عندما ترتفع درجة الحرارة تزداد سرعة الصوت فيقل رقم ماخ، لذلك يجب زيادة سرعة المائع المتدفق بزيادة سرعة الدوران للمحافظة على ثبات قيمة رقم ماخ). و تؤدي الزيادة في سرعة دوران العمود الدوار إلى زيادة الاجهادات الناتجة عن قوى الطرد المركزي على كل من ريش و قرص التربينة. و مع زيادة درجة حرارة الغاز الساخن و هواء التبريد القادم من الضاغط، يؤدي كل ذلك إلى قصر العمر الافتراضي للتربينة، أو تطوير المواد المصنوعه منها لكي تتحمل درجات الحرارة. يؤدي أيضا إضافة مرحلة صفرية للضاغط، إلى زيادة كمية الهواء المتدفق للمحرك، مما يؤدي لزيادة الدفع الصافي.
أداء المحرك النفاث نقطة التصميم
في حالة انه تم زيادة نسبة الضغط الكلي باستخدام الديناميكا الهوائية (تحسين في تصميم الريش من وجهة نظر الديناميكا الهوائية)، قد يكون من المحتمل تطلب ذلك زيادة سرعة دوران العمود الدوار ، مما سيؤثر أيضا على الاجهادات الواقعة على ريش وقرص التربينة، و على العمر الافتراض لموادها.
تتشابه صيغ حسابات نقطة التصميم للأنواع الأخرى من محرك التربينة الغازية مع الحسابات السابقة للمحرك النفاث التوربيني أحادي العمود الدوار.
تحتوي حسابات نقطة التصميم للمحرك النفاث التوربيني ثنائي العمود الدوار، على شقين لحسابات الانضغاط، أحدهما يختص بمراحل الضغط المنخفض في الضاغط ، و الآخر يتعامل مع مراحل الضاغط ذات الضغط المرتفع. و بالمثل في حسابات التربينة يوجد شقين، أحدهما لمراحل الضغط المنخفض من التربينة و الآخر لمراحل الضغط المرتفع.
في المحرك التوربيني المروحي ثنائي العمود الدوار الغير مختلط (في المحركات التوربينية المروحية الغير مختلطة، تستنزف كمية من الهواء في البداية، تُسمى بنسبة الالتفافية، و تمر في مجرى خارجي في هيكل المحرك أي أنها لا تمر بالضاغط ولا غرفة الاحتراق ولا التربينة، ثم تمر في من فوهة تُسمى بالفوهة الباردة أو فوهة نسبة الالتفافية، فتزود الدفع لأنها تسببت في زيادة كمية التدفق، و تقلل استهلاك الوقود) تُستبدل حسابات المراحل ذات الضغط المنخفض في الضاغط، بحسابات الانضغاط عند مركز و قمة المروحة. و تستمد هذه الأجزاء قدرتها من مرحلة الضغط المنخفض من ا لتربينة. بعد ذلك، يتم حساب الضغط المفقود في القناه التي تمر فيها نسبة الهواء الالتفافية. و يتم حساب قوة الدفع الصافي بخصم قوة احتكاك السحب للرام عند مدخل المحرك من مجموع قوى الدفع للفوهة الساخنة (الفوهة التي تمر فيها الغازات الخارجة من التربينة) و الدفع الناتج عن نسبة الهواء الالتفافية.
أما في المحركات التوربينية المروحية ثنائية العمود الدوار المختلطة، تتشابه حسابات نقطة التصميم بشكل كبير مع حسابات حالة عدم الاختلاط (في المحركات المختلطة، تخرج نسبة الالتفافية عند مدخل الفوهة و تختلط مع تدفق الغاز القادم من التربينة)، فيما عدا أن حساب فوهة نسبة الالتفافية يستبدل بحساب خلاط (النقطة التي يخلط عندها تدفق نسبة الالتفافية مع تدفق الغاز الرئيسي)، حيث يتم فرض تساوي الضغط الساكن لكل من تدفق نسبة الالتفافية و التدفق الرئيسي عند سطح الاختلاط.
أداء المحرك النفاث خارج التصميم
يقال أن المحرك يعمل خارج نقطة التصميم لو حدث التالي:
1)تغيير اعداد الخنق.
2)تغيير الارتفاع
3)تغيير سرعة الطيران.
4)تغير الظروف الجوية.
5)تغير حالات التشغيل للمحرك (كزيادة ضغط الدخول).
6)تغير شكل المحرك.

ومع ذلك، فإن كل نقطة خارج التصميم تنطبق عليها حسابات نقطة التصميم، و تكون الدورة الناتجة (غالبا) لها نفس أبعاد التربينة والفوهة مثل التي في نقطة التصميم. و بكل وضوح، لا يمكن أن يزداد أو ينخفض تدفق المائع عن الحد المسموح به في الفوهة النهائية، و تنطبق هذه القاعدة أيضا على ريش التوجيه للتربينة، التي تتصرف كانها فوهات صغيرة.
تتم حسابات نقطة التصميم عادة باستخدام برنامج حاسوبي. و يمكن أن يُستخدم نفس البرنامج لخلق نموذج مبسط لنقطة خارج التصميم، عن طريق إضافة دورة حساب تكرارية.
أداء المحرك النفاث خارج التصميم
في الحسابات التكرارية، يتم إجراء الحساب بأخذ قيم تخمينية للمتغيرات. و في نهاية الحساب، يتم تحليل قيم شروط المعادلة، ثم يتكرر الحساب لتحسين القيم و تقليل الخطأ. و يتم تكرار الحساب باستخدام القيم الجديدة للمتغيرات التي تم الحصول عليها، و يستمر التكرار حتى تقل نسبة الخطأ إلى القيمة المسموح بها (1% على سبيل المثال). (تسمى هذه الطريقة رياضيا بأسلوب المحاولة و الخطأ، أي أنك تقوم بفرض قيم للمتغيرات ثم في نهاية الحسابات تستخدم القيم الجديدة و تكرر الحساب مرة أخرى حتى تصل للدقة المطلوبة).
الثلاثة متغيرات التالية هي المتغيرات اللازمة لاجراء عملية حساب تكرارية لمحرك نفاث توربيني أحادي العمود الدوار، و تعتبر مفتاح متغيرات التصميم:
1)دالة لتدفق الوقود في غرفة الاحتراق، و على سبيل المثال قد تكون مرتبطة بدرجة حرارة الدخول للتربينة.
1) رقم ماخ الذي يعمل عليه المحرك، و أثر ذلك على قوة الدفع أو كتلة الوقود أو درجة حرارة الدخول للتربينة، و يرمز لهم بالرموز التالية على الترتيب.  ,
يجب تحقيق آخر شرطين لأنهما شروط فيزيائية، بينما الشرط الأول هو مجرد قياس للخنق.
أداء المحرك النفاث خارج التصميم
ملاحظة: التدفق الصحيح هو التدفق الذي كان سيمر في جهاز ما، لو تساوى ضغط الدخول و درجة الحرارة مع الظروف المحيطة عند مستوى سطح البحر، في يوم قياسي.