推力重量比

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
移動: 案内検索

推力重量比(すいりょくじゅうりょうひ)とは、瞬間推力の(地球の表面での)重量に対する比率である。推重比(すいじゅうひ)ともいう。ロケットエンジンジェットエンジンや、それらのエンジンで推進する乗り物(ペイロードを含めた打ち上げ機全体やジェット機)などの特性を示す無次元のパラメータである。エンジンや乗り物の設計において、定量比較するための性能指数として使われる。

エンジン単体の推力重量比の方が、打ち上げ機全体での推力重量比よりも大きい。あるエンジンと付属構造物と最小限の推進剤からなる機体が理論的に達成しうる最大の加速度を、そのエンジン単体の推力重量比から求めることができる。

翼を使わない純粋な推力だけでの離昇では、その機体の推力重量比は1以上でなければならない(地上からの打ち上げの場合。月面からでは0.1654以上である)。一般に、推力重量比は機体が発生できる加速度 (G) と等しく、加速度がその場所の重力を上回っていれば、そこから垂直に離昇することができる。

推力重量比はさまざまな要因に影響され、一般的には飛行中にもわずかに変化する。確かな比較を行なうには、管理された状態で推力を測定しなければならない。推力に影響を及ぼす主な要因には、自由流の気温圧力密度、組成などがある。エンジンや機体にもよるが、実際の性能は、燃料消費の進行(推力重量比が大きくなる)や浮力やそこでの重力の強さに影響されることが多い。

[編集]

ロッキード・マーティンアトラスVロケットで使われているロシア製のRD-180ロケットエンジンは、海面での推力が3,820kNで乾燥重量が5,307kgである。重力加速度を9.80665m/s²とすると、海面での推力重量比は次のように求めることができる(1kN = 1000N = 1000kg•m/s²)。

\frac{T}{W}=\frac{3,820\ \mathrm{kN}}{(5,307\ \mathrm{kg})(9.807\ \mathrm{m/s^2})}=0.07340\ \frac{\mathrm{kN}}{\mathrm{N}}=73.40\ \frac{\mathrm{N}}{\mathrm{N}}=73.40

航空機の場合[編集]

機体 T/W 状況
コンコルド .373[要出典]
イングリッシュ・エレクトリック ライトニング 0.63[要出典] 最大離陸重量、アフターバーナーを使用せず
F-15 1.04[1] 通常の装備時
F-16 1.096[要出典]
ホーカー・シドレー ハリアー 1.1[要出典]
ラファール 1.13[要出典]
MiG-29 1.13[要出典]
ユーロファイター タイフーン 1.18[要出典]
イングリッシュ・エレクトリック ライトニング ~1.2[2] 最大
スペースシャトル 1.5 離陸 [3]
F-15 ~1.6[2] 最大
スペースシャトル 3 ピーク時 (宇宙飛行士の快適さのためにスロットルを戻した場合)[4]

注:エンジンのダクトが上にある航空機は推力重量比が最大離陸重量での離陸時に大きくなる。ロケットの場合はそのような事はない。

エンジンの場合[編集]

エンジン 乾燥重量(kg) 推力(kN) 推力重量比
RD-0410熱核ロケット(英語版[5][6] 2000 35.2 1.794
プラット・アンド・ホイットニーJ58
SR-71のジェットエンジン)[7][8]
2722 142 5.319
オリンパス 593英語版
コンコルドのジェットエンジン)[9][10]
3175 169.2 5.434
RD-0750ロケット
液体水素液体水素ケロシン混合推進剤[11]
4621 1413 31.179
RD-0146ロケット[5] 260 98 38.5
RD-180ロケット[12] 5393 4152 78.503
F-1ロケット(サターンV第1段)[13] 8391 7740.5 94.063
NK-33ロケット[14] 1222 1638 136.68

特記しない限り、ロケットの推力は真空時の推力である。上記の式に従い、重力加速度を9.807とする。

脚注[編集]

  1. ^ F-15 Eagle Aircraf
  2. ^ a b [1]
  3. ^ Thrust: 6.781 million lbf, Weight: 4.5 million lb [2]
  4. ^ [3]
  5. ^ a b Wade, Mark. “RD-0410”. Encyclopedia Astronautica. 2009年9月25日閲覧。
  6. ^ «Konstruktorskoe Buro Khimavtomatiky» - Scientific-Research Complex / RD0410. Nuclear Rocket Engine. Advanced launch vehicles”. KBKhA - Chemical Automatics Design Bureau. 2009年9月25日閲覧。
  7. ^ Aircraft: Lockheed SR-71A Blackbird
  8. ^ Factsheets : Pratt & Whitney J58 Turbojet”. National Museum of the United States Air Force. 2010年4月15日閲覧。
  9. ^ ROLLS-ROYCE SNECMA OLYMPUS - Jane's Transport News”. 2009年9月25日閲覧。 “With afterburner, reverser and nozzle ... 3,175 kg ... Afterburner ... 169.2 kN”
  10. ^ [4]
  11. ^ «Konstruktorskoe Buro Khimavtomatiky» - Scientific-Research Complex / RD0750.”. KBKhA - Chemical Automatics Design Bureau. 2009年9月25日閲覧。
  12. ^ RD-180”. 2009年9月25日閲覧。
  13. ^ http://www.astronautix.com/engines/f1.htm
  14. ^ Astronautix NK-33 entry

関連項目[編集]