ロケット工学において最も重要な用語といっても過言ではないといえる比推力。
ロケットの設計における最重要パラメータです。
しかし，この用語の意味を調べようとすると各Webサイト・書籍によって様々な意味の解釈がされており，初学者が比推力の意味を理解するのは意外と苦労します。
そこで2つの視点から比推力の意味について解説を行います。
Point
比推力の意味
- 比推力は単位時間・単位重量当たりに発生できる推力
- 比推力とは単位重量当たりに単位推力を発生されられる秒数
比推力の定義
まずは比推力の定義を簡単に解説します。
推力を\(F\)，燃焼時間\(t\)秒間に発生する総推力を\(I_{t}\)とすると以下の式で表すことができます。
$$I_{t}=\int_0^t F dt\tag{1}$$
また，比推力は単位重量当たりの総推力と定義することができます。
$$I_{sp}=\frac{F_{t}}{mg_{0}}\tag{2}$$
ここで，燃焼中ずっと推力\(F\)を一定に発生し続けているとすると
$$I_{t}=Ft\tag{3}$$
式(3)を式(2)を代入すると
$$I_{sp}=\frac{Ft}{mg_{0}}=\frac{F}{\frac{m}{t}g_{0}}=\frac{F}{\dot{m}g_{0}}\tag{4}$$
となります。また，有効排気速度\(c\)を用いると
$$I_{sp}=\frac{c}{g_{0}}\tag{5}$$
と表すこともできます。式(5)の導出は有効排気速度に関する説明が必要となるためここでは省略します。
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