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比推力とは?

ひすいりょく

比推力とは、ロケットや航空機エンジンの燃料効率を表す指標で、単位質量の推進剤で得られる推力の持続時間を秒で示します。

比推力(ひすいりょく、specific impulse、略称Isp)とは、ロケットエンジンや噴射推進システムの燃料(推進剤)効率を示す物理量です。単位質量の推進剤を消費したときに得られる力積(推力×時間)の大きさを表し、単位は「秒(s)」で表されます。

比推力の定義式は「Isp = 推力 ÷ (推進剤質量流量 × 重力加速度)」で与えられます。比推力が大きいほど少ない推進剤で同じ推力を長時間維持でき、燃料効率が高いことを意味します。たとえば比推力450秒のエンジンは、比推力300秒のエンジンに比べて同じ推進剤量でより遠くまで飛べます。

代表的なエンジンタイプの比推力の目安は以下のとおりです(真空中)。

  • 固体ロケット:250〜290秒程度
  • 液体ロケット(ケロシン系):310〜360秒程度
  • 液体ロケット(水素系):430〜450秒程度
  • イオンエンジン:1,000〜10,000秒以上

比推力はロケット設計において軌道投入可能な質量(ペイロード比)を左右する根本的な指標であり、新型エンジンの性能評価や宇宙ミッションの計画立案で広く参照されます。ツィオルコフスキーのロケット方程式と組み合わせることで、目標軌道に到達するための必要推進剤量を計算できます。

使い方・例文

宇宙開発の解説記事やロケットエンジンの性能比較表に「このエンジンの比推力は450秒」というかたちで登場します。

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