ラバール・ノズル
ノズルにガスが入ると、音速以下の速度で進む。ノズルが狭まっていくためガスが圧縮され、加速され、断面積が最小の部分で速度が音速となる。その後断面積が広がるとガスが膨張し、速度は超音速になる。
ノズルから出てくる排気ガスの速度は次の式で計算できる。
V e = T R M ⋅ 2 k k − 1 ⋅ [ 1 − ( P e / P ) ( k − 1 ) / k ] {\displaystyle V_{e}={\sqrt {\;{\frac {T\;R}{M}}\cdot {\frac {2\;k}{k-1}}\cdot {\bigg [}1-(P_{e}/P)^{(k-1)/k}{\bigg ]}}}}
燃料別のロケットエンジンの典型的な排気ガス速度 Ve は次の通り。
1.7 - 2.9 km/s (3,800 - 6,500 mph) - 一液式の液体燃料
2.9 - 4.5 km/s (6,500 - 10,100 mph) - 二液式の液体燃料
2.1 - 3.2 km/s (4,700 - 7,200 mph) - 固体燃料
なお、Ve を計算するとき、排気ガスは理想気体と仮定するため、これを「理想排気気体速度 (ideal exhaust gas velocity)」とも呼ぶ。