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質量流量からロケット推力

1秒あたりに出ていく推進剤の量に、その速さを掛けると推力になります。100 kg/sで3000 m/sなら300000 Nで、エンジンの規模検討や推進の課題に使える理想値です。ブラウザで無料で使えます。

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計算例

入力した場合

質量流量: 100
排気速度: 3,000

結果

質量流量(ṁ): 100
Ve: 3,000
推力: 300,000
推力(N): 300,000

ロケットやジェットエンジンの推力は、推進剤を後方へ噴射することで機体を加速する力です。教科書や初回ミッション設計で用いる理想的な一定噴射モデルでは、推力は推進剤の質量流量と有効排気速度の積、すなわち F が ṁ と ve の積に等しいと定義されます。本ツールは SI 単位（キログラム毎秒とメートル毎秒）でその二量を受け取り、乗算してニュートン単位の力を返します。エンジン寸法の概算、宿題の確認、単位ミスのない表計算入力に使えます。流量または速度が零のときは正しく推力零になります。単純な積でも請求・記録・文書化は一貫して行われます。

ロケット推力における F = ṁ · ve の意味

ロケット推進では、機体は質量を高い相対速度で後方へ放出することで運動量を得ます。有効排気速度 ve を持つ定常噴流について、エンジンから出ていく運動量の時間当たりは、単位時間に離れる質量と、その質量が機体に対して持つ速さの積です。その運動量流束が推力であり、F は ṁ と ve の積に等しくなります。

有効排気速度はノズル出口速度、出口面の圧力不平衡、関連損失を一つの等価速度にまとめ、単純な積が正味の軸方向力と一致するようにしたものです。質量流量をキログラム毎秒、ve をメートル毎秒で表すと F はニュートンとなり、軌道コードや構造荷重ケースで用いる SI の力の単位そのものです。

比推力 Isp は ve が Isp と g0 の積という関係で同系統に属します。Isp が分かっていれば先に ve へ換算してから本計算機を使い、逆に推力と ṁ から ve を F を ṁ で割って求めることもできます。理想モデルは ve 一定を仮定し、周囲圧力の変化や多相排気構造は扱いません。

桁の概算、宿題、回帰試験には適しますが、フルノズル CFD の代替ではありません。ṁ と ve を与えれば、式と単位ラベル付きの F が返り、ログや UI で結果が自己説明的になります。

質量流量から推力を求めると役立つ場面

航空宇宙の学習者と MOOC 基盤は、F が ṁ と ve の積であるという恒等式について決定的な照合源を必要とします。単位換算の食い違いや負入力の黙認で宿題と自動採点が争わないようにするためです。初期ミッション検討や表計算でのエンジン比較は、目標推力と候補の排気速度から必要質量流量を解く（またはその逆）ことが多いです。

要求を小さく保ち、丸めた推力を試験に固定すれば、自前の大規模推進シミュレーションなしに LMS プラグイン、エッジワーカー、設計スケッチ向けの再現可能なニュートンが得られます。

活用例

宿題と推進授業の検算

学習者が質量流量（kg/s）と有効排気速度（m/s）を送り、教科書の F=ṁ·ve 例題に対してニュートン単位の推力を照合します。

ミッション設計とエンジン比較

ミッション用ノートが候補の ṁ と ve の組を一次ステージ寸法用の推力へ変換し、詳細なノズル表や Isp 表の前段に使います。

試験台とダッシュボードの照合

地上試験ソフトが測定した推進剤流量に有効 ve を掛け、理想的な積モデルのもとでロードセル推力と突き合わせます。

よくある質問

質量流量からロケット推力はどう計算しますか？

理想推力は F = ṁ · ve です。推進剤の質量流量（kg/s）に有効排気速度（m/s）を掛けます。積は SI 単位でニュートン単位の力になります。

質量流量や排気速度が負の場合はどうなりますか？

負の質量流量や負の有効排気速度は拒否され、零は許可されて推力零になります。

比推力とはどう関係しますか？

有効排気速度 ve は Isp と標準重力 g0 の積です。先に Isp を ve へ換算してから F = ṁ · ve を使うか、すでに ve があればそのまま与えてください。

質量流量や排気速度をゼロにできますか？

できます。どちらかがゼロなら推力もゼロになり、エンジンを止めた慣性飛行の区間を表すのに便利です。受け付けないのは負の値だけです。

推力が分かっているとき、排気速度はどう求めますか？

推力を質量流量で割ります。たとえば毎秒100キログラムの推進剤で300000ニュートンなら、有効排気速度は毎秒3000メートルです。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/astro/thrust-from-mass-flow

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/astro/thrust-from-mass-flow \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"mass_flow_rate":100,"exhaust_velocity":3000}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/astro/thrust-from-mass-flow", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "mass_flow_rate": 100,
    "exhaust_velocity": 3000
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/astro/thrust-from-mass-flow",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "mass_flow_rate": 100,
    "exhaust_velocity": 3000
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/astro/thrust-from-mass-flow", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"mass_flow_rate":100,"exhaust_velocity":3000}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"mass_flow_rate":100,"exhaust_velocity":3000}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/astro/thrust-from-mass-flow", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "mass_flow_rate": 100,
  "exhaust_velocity": 3000
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "astro.thrust_from_mass_flow",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

負の質量流量や負の有効排気速度は、黙っておかしな力を返すのではなく invalid_input で拒否します。

ロケット推力における F = ṁ · ve の意味

本エンドポイントは積のみを実装します。

入力契約、単位、エラー時の挙動

いずれかが負の場合ハンドラは要求を拒否します。負の質量流量はここでは標準の推力定義に合わない推進剤方向の逆転を意味し、負の有効排気速度はミッション文脈なしに力の符号を反転させるため、符号付き推力ではなく厳密エラーとします。零はどちらの入力でも許可され、推力零となり、コースト区間や境界試験に有用です。例として ṁ が百キログラム毎秒、ve が三千メートル毎秒なら三十万ニュートンです。POST で JSON 本体に、有限の必須数値を二つ送ってください。mass_flow_rate（別名 mdot、m_dot、mass_flow、propellant_flow）はキログラム毎秒、exhaust_velocity（別名 ve、v_e、v_exhaust、effective_exhaust_velocity）はメートル毎秒です。各欄は JSON 数値でも数値文字列でも構いません。欠落、空文字列、非有限値はフィールド名付きの invalid_input で失敗します。成功時は整理済みの mass_flow_rate と mdot、exhaust_velocity と ve、同一数値の thrust と thrust_N、式文字列 F = ṁ · ve、数値を代入した方程式文字列、kg/s・m/s・N を示す units オブジェクト、SI 積を述べる短い message を返します。検証失敗は課金されず、成功呼び出しは公開の基本価格 $0.002 を用います。

質量流量ベースの推力 API が役立つ場面

詳細ノズル表を開く前に、小さな parse API があればノートごとに検証を再実装せずに済みます。推進実験室や地上試験ダッシュボードは、測定質量流量と推定 ve を本エンドポイントへ送り、理想モデル内でロードセル推力を照合してから周囲圧力や計測バイアスの補正を適用できます。実装は純粋 parse の tier A のため、成功呼び出しごとに公開の $0.002 のみがかかり、モデルトークンも外向き通信もありません。

技術的な質問

質量流量と排気速度にはどの単位を使えばよいですか？

mass_flow_rate にはキログラム毎秒、exhaust_velocity にはメートル毎秒を使ってください。推力はニュートン（N）で返されます。

質量流量からロケット推力を求める計算機の料金は？

ブラウザ版は無料です。API 要求は前払い KIT 残高で成功呼び出しごとに $0.002 です。無効入力は課金されません。

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質量流量からロケット推力

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計算例

ロケット推力における F = ṁ · ve の意味

質量流量から推力を求めると役立つ場面

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宿題と推進授業の検算

ミッション設計とエンジン比較

試験台とダッシュボードの照合

よくある質問

関連ツール

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エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

エラー

技術的な注記

ロケット推力における F = ṁ · ve の意味

入力契約、単位、エラー時の挙動

質量流量ベースの推力 API が役立つ場面

技術的な質問

ありがとう