Условимся считать, что направление и применительно к осевой турбинной ступени соответствует окружному вращению лопаток, а направление соответствует оси турбины. Усилие потока, действующего на рабочую лопатку в направлении и, создает полезный крутящий момент на валу турбины. Воздействие потока на лопатку в направлены через диск и вал турбины создает осевое усилие, которое передается на упорный подшипник. Сопловая решетка неподвижна, и усилия от действия рабочего потока на сопловые лопатки передаются на корпус турбины. Главные векторы полных усилий на лопатки со стороны потока рабочего тела равны векторной сумме действующих сил. Для определения усилий на лопатки в главных направлениях воспользуемся уравнением изменения количества движения. Процесс расширения пара связан с преобразованием потенциальной энергии в кинетическую: энтальпия пара понижается — скорость течения возрастает. Из термодинамики известно, что в идеальном случае истечения пара из сопла (без учета теплообмена с внешней средой, потерь энергии на трение и вихревые движения) преобразование потенциальной энергии пара в кинетическую подчиняется уравнению энергии. Опыты в теоретические исследования показали, что расширение пара при его истечении из суживающегося сопла может происходить только до некоторого давления, называемого критическим давлением. Отношение критического давления, которое устанавливается в горле сопла, к начальному давлению перед соплом называют критическим отношением. Возрастание скорости пара в соплах и каналах направляющих лопаток, как отмечалось, происходит за счет понижения энтальпии и, следовательно, сопровождается снижением давления пара.