物理物理学・力学理科

5分で分かる推力と推進力の違い!飛行機とロケットでの意味は?機械系のエンジニアが分かりやすく解説!

よぉ、桜木建二だ。今回は「推力と推進力の違い」について解説していくぞ。
「推力と推進力は何が違うのだろうか」と考えたことはあるだろうか。考えたことがある人は、エンジンや航空機、ロケットなどの勉強をしていた時だと思う。この記事では、推力と推進力を言葉の意味での違い、飛行機とロケットの例を使って説明した。理解が深まると思うので、是非読んでみてほしい。大学では機械工学を専攻とし、現在ではプラント関係の設計を行っているアヤコと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/アヤコ

現役のプラントエンジニア。大学では熱流体分野の研究を行い、就職後もプラントエンジニアとして流体に関係する仕事を行っている。流体力学は多くの人が難しいと思い毛嫌いする分野の半面、身の回りの現象は多い。楽しく理解できるよう解説していく。

「推力」と「推進力」言葉の意味での違い

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推力(thrust)推進力(propulsion)は日本語では「進」が入るだけの違いに対し、英語を見ると全く別の単語を使用しているように見えます。両方の用語に共通している「」という文字はどのような意味でしょうか。

「押す」と「推す」の違いは、「押す」は「物を押す」のように何かに力を加えるの意味ですが、「推す」は、例えば「推測」がおしはかって考えることの意味になりますが、何かを推し出すの意味で使われるようです。物理での推力は、物をの推す力と考えるとよいでしょう。一方推進力は、英語でのpropulsionがproは前にという意味であり、pulsion は突進の意味なので、物が前に進む力突進力と言葉の意味からは考えられます。

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文字の意味から考えると、推力は物を推し出す力、推進力は物が推し進む力だな。これだけでは分かりにくいと思うから具体的な例で考えてみよう。

飛行機の例

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推力と推進力の違いをイメージしやすい例として、飛行機を上げます。大空を飛ぶ飛行機。その機体の構造は主に、胴体、翼、エンジン、コックピット、降着装置です。その中で推進装置となる部品エンジンになります。エンジンが推進装置という理由は、エンジンは空気を吸込み圧縮燃焼し、勢いよく噴射し、その反作用力により飛行機を推進させているからです。

またこの時の反作用力は飛行機を推す力となるため推力となります。初心者向けに説明している本などは推力でなく、推進力と書かれているものもあるのです。しかしエンジンの専門書では、推力とされます。なぜ推進力と言わないのでしょうか。ここでの推力は、エンジンが機体をおす力であり、飛行機が前に進む力は推力だけではないからです。以下でもう少し詳しく説明しましょう。

推進効率について

推進効率について

image by Study-Z編集部

飛行機では推進効率という、エンジンの出力がどのくらい推進に役立つかを表す性能値があります。計算の仕方は、飛行機の速度の2倍飛行機の速度と噴射速度で除した値推進効率です。例えば、飛行機速度が噴射速度と同じ時は、分子は噴射速度の2倍になり、分母も同様となるので、効率100%になります。ただし機体が飛ぶと空気の抵抗力が働くため、ジェット速度よりも飛行速度のほうが遅くなるため、通常では100%はあり得ません。つまり推進力は推力の他に抵抗力などの影響を含めて考えられます。またプロペラなどをエンジンの前に設置した場合は、推進効率の計算ではエンジンの推力に加えプロペラの推力も考えるのです。

まとめると推力はエンジンやファンなどの部品による機体を前に進ませる力を言い、推進力は推力や機械の形状による抵抗力なども含め総合して前に進む力と考えます。計算式から簡単に考えると、推進力は航空機の速度に依存し、推力はエンジンの噴射速度に依存するため、航空機の速度の増加と言えば推進力のことを考え、噴射速度の増加と言えば推力のことを考えると分かりやすいです。

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推力はエンジンやプロペラなどの部品が機体を推し出す力、推進力は推力と抵抗など推力以外の作用力を含めた力によって機体が進む力のイメージだ。推進効率については、飛行機の速度にもよるのだが、ターボジェットエンジンの場合は約1000km/hの時に約65%になるようだ。

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