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真空比推力とは?

しんくうひすいりょく

真空比推力とは、ロケットエンジンが真空中で推進剤を燃焼させたときの燃料効率を表す指標で、数値が大きいほど少ない燃料で多くの推力を得られます。

真空比推力(しんくうひすいりょく、英: Specific impulse in vacuum, Isp)とは、ロケットエンジンの燃料効率を示す基本的な性能指標です。単位質量の推進剤を消費したときに得られる力積(力×時間)を表し、通常は「秒(s)」で示されます。

真空中では大気圧の影響がなくなるため、ノズル出口付近でガスをより効率よく膨張させることができます。その結果、同じエンジンでも大気中より真空中のほうが比推力は高くなります。これが「真空比推力」と「海面比推力」を区別して議論する理由です。

比推力の値は推進剤の種類とエンジン設計に大きく依存します。

  • 液体水素+液体酸素:約450秒(最も効率が高い部類)
  • ケロシン+液体酸素:約330〜350秒
  • 固体燃料:200〜280秒程度
  • イオンエンジン:数千秒以上(推力は小さい)

ロケット工学では、比推力が高いほど同じ燃料搭載量でより大きな速度変化(デルタV)を得られるため、衛星打ち上げや惑星探査ミッションの設計において最重要パラメーターの一つとされています。

使い方・例文

ロケットエンジンの性能比較を行う際に真空比推力が用いられ、たとえばH-IIAロケットの第二段エンジンは真空比推力が約448秒と高効率であることが知られています。

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