ロケット質量比

航空宇宙工学において、ロケット質量比、または単に質量比とは、ロケットの効率を示す指標です。これは、推進剤を充填した状態のロケットの質量が、充填していない状態のロケットの質量よりもどれだけ大きいかを表します。つまり、ロケットの湿潤質量（機体、内容物、推進剤の合計）と乾燥質量（機体、内容物の合計）の比です。より効率的なロケット設計では、特定の目標を達成するために必要な推進剤が少なくなるため、質量比は低くなります。しかし、同じ効率であれば、質量比が高いほど、一般的にはより大きなデルタV（速度変化量）を達成できます。

質量比はロケットの概算計算に役立つ量です。これは、以下のいずれかの値から簡単に導き出せます。$\displaystyle \Delta {v}}$ロケットと推進剤の質量から算出されるため、両者の便利な橋渡しとなる。また、ロケットの大きさを把握するのにも役立つ。例えば、質量分率が92%と95%の2つのロケットは似ているように見えるかもしれないが、対応する質量比が12.5と20であることから、後者のシステムの方がはるかに多くの推進剤を必要とすることが明確にわかる。

一般的な多段式ロケットの質量比は8から20の範囲である。例えば、スペースシャトルの質量比は約16である。

この定義は、ツィオルコフスキーのロケット方程式から自然に導き出される。 $${\displaystyle \Delta v=v_{e}\ln {\frac {m_{0}}{m_{1}}}}$$ どこ

• Δvはロケットの速度の望ましい変化量である。
• v _eは有効排気速度です（比推力を参照）。
• m₀は初期質量（ロケット本体＋内容物＋推進剤）である_。
• m1_は最終質量（ロケット本体と内容物の合計）です。

この方程式は、以下の同等の形式で書き直すことができます。 $${\displaystyle {\frac {m_{0}}{m_{1}}}=e^{\Delta v/v_{e}}}$$

この式の左辺にある分数は、定義上、ロケットの質量比である。

この式は、Δvが${\displaystyle n}$排気速度の倍数には質量比が必要${\displaystyle e^{n}}$例えば、車両が${\displaystyle \Delta v}$排気速度の2.5倍の質量比は${\displaystyle e^{2.5}}$（約12.2）。速度比は${\displaystyle n}$質量比を必要とする${\displaystyle e^{n}}$。

サットンは質量比を逆数として次のように定義している。^{[ 1 ]}$${\displaystyle M_{R}={\frac {m_{1}}{m_{0}}}}$$

この場合、質量分率の値は常に1未満となる。

• ロケット燃料
• 推進剤質量分率
• ペイロード比率

ズブリン、ロバート（1999）。宇宙への進出：宇宙航行文明の創造。ターチャー/パットナム。ISBN 0-87477-975-8。