スクラムジェットエンジンの燃料について

質問

一般にスペースプレーン等の燃料として
よく「水素」が取り上げられてるのですが、
これが、さっぱりよく分かりません。
これって一番軽い元素ではないですか。
ＭＶ＝Ｍ’Ｖ’という運動量の方程式から言って、
もっと「重い」元素を使った方がいいと思うのですが。
特にマッハ５～１５あたりのスクラムジェットエンジンに
なんで「水素」を使うのかさっぱり理解できません。
そんな軽いもの使ったらバックファイヤーになるの
当たり前じゃないですか。
超音速下においての物性を考えたら「水素」はダメと思うのですが、
なんで「水素」にこだわっているのか
理由を知っている方いましたらお知らせください。

尚、Ｎ＋Ｏ→ＮＯｘというのもあり、な気がします。
（環境的には問題ありますが）
たいした推力にはならないでしょうが
この場合、燃料はいらないですね。

回答No.4

mazeran

Ｎｏ，１，３です。

＞「経済的な壁」でしょうか？
「物理的な壁」と書きましたが、「技術的な壁」の方が正確かも知れません。
やはり超音速の流れの中で、安定した燃焼をさせるのは大変に難しいようです。
空気抵抗の方が大きくなり、「正味推力」がなかなか出せないなどの問題があるようです。

御存知かと思いますが、「科学技術」と言うのは日進月歩で常に変化しており、主に「学者」や「技術者」を中心としたチームが行っています。
ですから今日は「常識又は証明された理論」であっても、明日は「間違い又は新しい理論が発見される」と言うことは少なくないです。
ですから科学技術は絶対に過信してはならないわけです。
そういう意味で、今は壁となる問題も、明日は解決できているかも知れないわけで、みんな動いているんです。
可能性がマイナス１００パーセントでない限り、明日は明るいです！。

水素については、燃料としてのメリットがある、及びそれしかないと判断されてしまえば、あとの問題はなんとかしようと言う方向へ動きます。
ですから実用化されれば、「水素」と言えども安全性を確保された管理・運用方法となります。
但し、今の技術ではまだ難しい技術ではありますが・・・。

最後の質問についてはその通りです。
燃料を燃焼させるのは、高温・高圧のガスを作り出すためで、その圧力と流速の反作用で推力を生むわけです。
その高温・高圧のガスを、超音速の流れの中で作るための技術開発がされているんです。

従って燃料の質量と言うのは、推力を生む過程で大きな影響は与えていないと言うことです。

お礼

mazeran様、
再々再度のご回答、本当にどうもありがとうございます！！
お手数をおかけしてどうもすみませんでした；；

＞可能性がマイナス１００パーセントでない限り、明日は明るいです！。

この言葉はうれしいです！なんだかホッとします。希望が持てます。
「０パーセントでない限り」でなくて「マイナス１００パーセントでない限り」が実に良いですね！

「推力」に関して・・の部分は、まだ続きが合ったのですが、
長くなりそうなので、もし回答がありましたら書いてみようかと思っていました。

「飛行体よりも速いスピードの分子を作り出す」ためには、
もし、気流が、マッハ１５で流れていたとすると、
マッハ１５以上の速度（秒速５kmくらい）で、爆発（分子の拡散）が起きなければならないということになりますね？
で、調べ方が悪いのか、はっきり良く分からなかったのですが
水素：酸素の混合気体でも、爆速は秒速３kmくらい、水素：空気のだと、秒速２kmくらいに見受けられたりしたのですが；；

それから「メタン等に比べると水素は燃焼速度が１桁大きい」とか書かれたりしていますが、
そういうのは、常温、常圧、無風の場合の話ですよね？
秒速５kmで、常時空気分子が衝突してくる空間ですと、
電子がバラバラに剥ぎ取られてしまっても、おかしくないんではないかと思い、
もしそういうことが起きているとすれば、
炭素だったら水素の６倍のクーロン力でもって、再結合（燃焼）が行われるのではないかと、
つまり、そういう環境だったら、物質の燃焼速度もかなり変わってくるんではないかと思ったりしました。

などと言う事を考えたりしております。
もっとも、そういった関係の仕事は一切しておりませんので、
いつも「考えるだけ」で終わっておりますが；；；
どうもすみません；；；