H-IIAロケットの比推力

質問

H-IIAなどのロケット本体にブースターロケットがついているようなロケットで、ブースターロケットと第一段ロケットが一緒に噴射しているときの比推力ってそれぞれのロケットの比推力がわかっている場合どうやって計算したらいいんですか？
また、ロケットの燃料は一定の速度で減っていくのでしょうか？
わかりにくい質問だと思いますが、わかる方ご解答お願いします。

回答No.3

ElectricGamo · ベストアンサー

比推力の定義に従えば求めることができます。

今、ブースターの推力を F_B、比推力を Isp_B、第一段のエンジンの推力を F_L、比推力を Isp_L とします。ブースターの推進剤流量を m_B、第一段エンジンの流量を m_Lとすると、重力加速度を g として、

　　m_B = F_B / (g×Isp_B)
　　m_L = F_L / (g×Isp_L)

が成り立ちます。

比推力とは、推力を推進剤流量と重力加速度で割ったものなので、2つのエンジンを合わせたものの比推力は、合計推力(F_B+F_L)と合計の推進剤流量(m_B+m_L)を用いることで、

　　Isp = (F_B + F_L) / g / (m_B + m_L)

と書けます。先ほどの式を用いると

　　Isp = (F_B + F_L) / (F_B / Isp_B + F_L / Isp_L)

なので、これより

　　Isp = (F_B + F_L) / (F_B×Isp_L + F_L×Isp_B)×Isp_B×Isp_L

となります。

ロケットの燃料は一定の速度で減るかについては、推力の大きさを積極的に変えるメリットがない限り、設計点とその近傍で作動させるのが自然なので、概ねそうでしょう。

お礼

とてもわかりやすい説明ありがとうございました。

回答No.4

noname#77472

＞とてもわかりやすい説明ありがとうございました。

そうか。
理解したか。＾＿＾

そこまで行ったら次はこれやれ。　つ＾＿＾）つ

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%84%E3%82%A3%E3%82%AA%E3%83%AB%E3%82%B3%E3%83%95%E3%82%B9%E3%82%AD%E3%83%BC%E3%81%AE%E5%85%AC%E5%BC%8F

回答No.2

noname#77472

高度１００ｋｍの人工衛星の位置エネルギーはｍｇｈで出せます。
このエネルギーを人工衛星に与えねばなりません。

更に、運動エネルギー（約８ｋｍ/ｓ）落ちてしまいますので
位置エネルギー＋運動エネルギーを与えねばなりません。

それとブースター質量分のエネルギーを与えねばなりません。

まず、目標を決める。
これが大切です。

仮に高度５０ｋｍで切り離すとすれば、
質量計算はここで変えれば良いです。
計算目標高度が５０ｋｍであっただけです。

この間で燃料質量：消費率（/Ｓ）で質量を変えながら計算しても良いっです。

推力はＮ単位で計算して下さい。
ｍｇ（Ｎ）－推力＝余剰出力

後は余剰出力（Ｆ）＝ｍａです。

お礼

素早い回答ありがとうございました。

回答No.1

chie65536

＞それぞれのロケットの比推力がわかっている場合どうやって計算したらいいんですか？

http://www.asahi-net.or.jp/~zq9j-hys/JavaScript2.htm
によると「比推力というのは簡単に言ってしまうとロケットエンジンの燃費である。」らしい。

定義は「推力／（推進剤流量・重力加速度）」で、単位は「秒」らしい。

と言う事は「ある一定量の燃料を燃やしてある加速度を保つと４００秒燃えるロケットと、同じ量の別の燃料を燃やして同じ加速度を保つと６００秒燃えるロケットを２つ使ったらどうなるか？」を考えれば良い。

＞ロケットの燃料は一定の速度で減っていくのでしょうか？

液体ロケットでは、燃焼量を自在にコントロール可能。

個体ロケットでは、燃料固体の形状を複雑にする事により、途中で燃焼量が変わるように作る事が可能。燃料は「端っこから燃えて行く」ので途中を細くすれば燃焼断面が減るので燃焼が減る。逆に、途中を太くすれば燃焼が増える。

お礼

素早い回答ありがとうございました。