燃料消費率

燃料消費率（SFC）についての考察

燃料消費率、またはSpecific Fuel Consumption（SFC）は、熱機関の効率を評価するための指標です。この指標は、主に航空機や宇宙船におけるエンジン性能を表すために利用され、通常は「g/PS・h」や「g/kW・h」といった単位で示されます。

ターボジェットおよびターボファンエンジン

これらのジェットエンジンにおいて、SFCは推力を基に計算されるため、「thrust specific fuel consumption（tsfc）」と呼ばれます。tsfcは、エンジンが定格推力で1時間運転した際に消費される燃料の量を定格推力で割ることで算出され、単位は「kg / (kgf・h)」となります。エンジンメーカーは、通常離昇時と巡航時の推力データを提供し、特に離昇時のtsfcは他のエンジンとの比較において重要な指標です。一方、巡航時のtsfcは、航空会社などの運用者にとってはより重視されるポイントとなります。この巡航時の値は、高度や飛行速度などの巡航条件によって変動するため、注意が必要です。

ターボプロップエンジンおよびターボシャフトエンジン

ターボプロップエンジン及びターボシャフトエンジンでは、SFCの表示方法がいくつかあります。これらのエンジンでは、エンジンとプロペラ（またはローター）のメーカーが異なるため、プロペラの推進効率が考慮されていません。

• - S.F.C：これは1時間定格運転した際に必要な燃料の消費量を軸馬力で割った値です。単位は「LB / (shp・h)」または「kg / (shp・h)」です。この数字は、エンジンの性能を定量的に示すものとなります。

• - esfc：ターボプロップエンジンでは、後方に排気が出る際、ジェット推力も考慮する必要があります。この推力を飛行条件に基づいて馬力に換算し、軸出力に加算した値を用いて計算されるのがesfcです。単位は「kg / (ehp・h)」です。一般的に、esfcの値はSFCよりも5〜10%低くなることが多いですが、飛行条件による変動も影響します。なお、ターボシャフトエンジンではこのesfcは適用されません。

ロケットエンジン

ロケットエンジンの場合、燃料消費率は比推力として表現されます。具体的には、1kgの燃料で1kgfの推力を何秒間出せるかを示したもので、数字が大きいほど高性能なロケットとなります。また、航空エンジンにおけるSFCは、ロケットでのSFCの逆数に3600を掛けた値として解釈されます。SI単位では、1Nの推力を1秒間出し続けるために必要な燃料の量（kg）が燃料消費率とされていますが、実際には航空エンジン分野ではあまりこのSI単位が使われていないことが多いです。

参考文献

本稿では、吉中司の『数式を使わないジェットエンジンのはなし』（酣燈社、1990年）を参考にしました。

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