• ベストアンサー

四酸化二窒素/モノメチルヒドラジンのスラスタについて

 四酸化二窒素/モノメチルヒドラジンのスラスタについて質問したいのですが、四酸化二窒素/モノメチルヒドラジンのスラスタを推力20tを最大推進力と設計し、構造物に設置するようにした場合、スラスタの大きさはどのくらいにすればよいのか考える為にはどうすれば良いのですか?計算式などがありましたら教えてください。  又、四酸化二窒素/モノメチルヒドラジンのスラスタを使用し、その噴射のon-offを瞬時に行う場合どのような方法がありますか?

  • 科学
  • 回答数5
  • ありがとう数4

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • First_Noel
  • ベストアンサー率31% (508/1597)
回答No.3

サットン以外で使えそうな教科書です. ・「宇宙航行の理論と技術」河崎俊夫編著(地人書館) ・これは外部に出ていないのかも知れません,とても簡易製本ですが,  「ロケットシステム」田辺英二著(ET)  航空宇宙関係の図書館にあるかも? どうしても本が見付からない場合,使えそうな式 ・比推力=推力÷(質量流量×重力加速度) ・推力=有効排気速度×質量流量 ・∴比推力=有効排気速度÷重力加速度 ・排気速度∝1/√(分子量) ・排気速度∝√(プレナム室温度) ・ノズル効率が1なら,有効排気速度=理想排気速度 ・ノズルについては,熱力学か流体力学の教科書の,  ノズル理論のところに詳細あるかと思われます. とかとか... スラスタ設計の最適解はあるでしょうけど,ある程度は えいや!で良いのではないかなとも思います. (最適設計だとそれ自体で大変そうなので.)

narituka
質問者

お礼

ありがとうございました. 参考文献は探してみます.スラスタの設計は難しいですね~.  そういえば比推力のことで単位が秒で表されているのですが教授に話をしたら単位が付くはずはないと言われたのですがどうなんですか?

その他の回答 (4)

回答No.5

ほとんどFirst_Noelさんが回答されてるので、それ以外のところを。 >市立の図書館から大学の図書館まで探したのですが見つかりません・・・.いったいどうしたらよいでしょうか・・・ 私の限られた経験上、ロケットの本で比較的に容易に手に入るのがサットンの本です。近くになければ思い切って買ってみるのはどうでしょうか?身近において損はありません。私もよく利用してます。先ほどhttp://www.amazon.com/で調べてみたのですがすぐ出てきますよ。 それから横からですみませんが >教授に話をしたら単位が付くはずはないと 比推力に単位がつかないという話は聞いたことがありません。失礼ながらその教授大丈夫なのかなと思います。教授にロケットの本を買ってもらって一緒に勉強してもらうのがいいかも知れません。

narituka
質問者

お礼

ありがとうございます。 本を買うかどうか考えてみます。 比推力については今度教授に反論してみます! 教授がなんと答えるか楽しみ(?)です^^

  • First_Noel
  • ベストアンサー率31% (508/1597)
回答No.4

今まで単に「推進剤流量」とか「質量流量」とか書いていたことに 起因しているかも知れません.すみません. 比推力は,推力を「単位時間」の推進剤重量(質量ではなく)で 割ったものなので, (推力)÷(単位時間の推進剤重量) =(推力)÷(単位時間の推進剤質量×重力加速度) =N÷((kg/s)×(m/s2)) =(kg×(m/s2))÷((kg/s)×(m/s2)) =s となり,「秒」の単位が付きます. 注意すべきは単位時間の推進剤質量はkgではなく,kg/sと言う点でしょうか. 語弊がある言い方かも知れませんが,同じだけの推進剤があって, 同じ推力が出せるスラスタがある場合,推進剤を消費するのに かかる時間・・・とも言えます.

narituka
質問者

お礼

 回答ありがとうございます。 私も本で調べてみたのですが同じようなことが書かれていました・・・。 教授に詳しく話してみたいと思います。

  • First_Noel
  • ベストアンサー率31% (508/1597)
回答No.2

#1さま書かれておりますサットンの本は, 推進系のバイブル的な本ですので,ぜひお読み下さい. ノズル効率等の実際的な損失分は代表的な値をえいや!と使うとすれば, 推力と比推力とから,プレナム室の温度・圧力から求まる排気速度, 推進剤質量流量が決まります. この辺のスラスタは,大きな学会や展示会でIHIのものなどが 展示される場合がありますので,もし出かけられるのでしたら, 学会かメーカーに尋ねて見学したい旨を伝えれば, 悪いようにはならないかと思います. 電磁バルブや遮断弁で推進剤供給ON-OFFするくらいでしょうか. 例えば映画「アポロ13」で,機械船が ふらふらしているとき,プシュッ!プシュッ!と姿勢制御用スラスタが パルス的に噴いている様子が描かれています.

回答No.1

段々と具体的な話になって来ましたね。 計算式を書くと大変なので、例えば、次の本 George P. Sutton , Oscar Biblarz, "Rocket Propulsion Elements, 7th Edition" 邦訳版は、(第7版ではないですが)望月昌監訳“ロケット推進工学”,1995,山海堂 がありますので、これをお読みください。ご質問の答えはそこから探せると思います。

narituka
質問者

お礼

 回答ありがとうございます. 市立の図書館から大学の図書館まで探したのですが見つかりません・・・.いったいどうしたらよいでしょうか・・・.何か変わりになる文献はありますか?

関連するQ&A

  • 五酸化二窒素の分解速度 大学受験範囲

    大学受験範囲です。 「五酸化二窒素2.00molを1.00Lの四塩化炭素に溶解し、 一定温度で分解反応させ、時間t秒後に発生した酸素の体積を測定した。 五酸化二窒素は次式のように分解する。 2N2O5→4NO2+O2 得られた酸素の体積から五酸化二窒素の濃度cを計算したところ、以下のようになった。 ただし生成した二酸化窒素はすべて四塩化炭素に溶解し、酸素は四塩化炭素に溶解せず 溶液の体積変化は無いものとする。 問い1 反応開始後200秒までに生成した酸素は0.115molであったとする。 濃度aを求めよ。 問い2 反応開始後t1 t2秒後の五酸化二窒素の濃度をそれぞれc1 c2としたとき 五酸化二窒素の分解反応速度vを求める式を記せ。 問い3 反応開始後200~400秒後の反応速度v および反応速度定数kを求めよ。 」 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 自分は以下のように解きました 問い1 生成した酸素の物質量より反応開始後200秒の五酸化二窒素の物質量がわかるので それより濃度を求める 問い2 反応速度の定義から求めるだけ 問い3 反応開始後200~400秒後の反応速度vは定義から求めるだけ 反応速度定数の求め方がわからず ここで模範解答を見たところ 「反応開始後200~400秒後の反応速度vと反応開始後200~400秒後の平均の濃度はわかる。 同様にして他のデータから各区間の平均反応速度と平均濃度を求める。 するとv=kcであることがわかる。 よってk=6.30×10^-4/s」とありました ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 質問I 「反応開始後200~400秒後の反応速度vと反応開始後200~400秒後の平均の濃度はわかる。 同様にして他のデータから各区間の平均反応速度と平均濃度を求める」までは理解できます。 そうすると5セットの平均反応速度とそれに対応する平均濃度がわかりますよね そこからなぜ 「v=kcであることがわかる。」のですか? 質問II 問題文の 「ただし生成した二酸化窒素はすべて四塩化炭素に溶解し」の意味はなんですか? 溶液の体積が~~~がある意味は分かるのですが、この文がある意味はわかりません

  • 窒素ガスでのSPHC(t4.0~6.0)の切断に…

    窒素ガスでのSPHC(t4.0~6.0)の切断について トル○プ社のレーザー加工機にてSPHCを窒素ガスで切断しようとしています。 板厚は4.0、4.5、6.0の三種類です。 切断面に溶接を行い、検証をするために 酸化皮膜ができないよう窒素ガスを選んでいます。 最大出力は2700Wから条件出しを行い、 4.0と4.5の板厚はなんとか抜けたもののドロスがひどく、 グラインダーにて滑らかにしています。 6.0の切断も行わなければいけないのですが、4.5でかなり苦戦したので 条件をどのようにしていけばいいのか途方に暮れています。 窒素での厚物加工は厳しいでしょうか また、出力が現在の機械ですと足りないのでしょうか よろしくお願い致します。

  • H-IIAロケットの比推力

    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。

  • 飛行可能時間の計算

    『ドローンの総重量』を加味した飛行時間を出せる計算方法をご存知の方、いらっしゃいましたら計算方法を教えて下さい。 ◎モーター推力に関してはこれかなと思う公式は見つけましたが、重量に関する公式ではないので・・・( ※プロペラサイズ/モーター等変更せず現状での飛行時間として) 【ドローン:ヘキサタイプ】      ドローン総重量(バッテリ含)=4720g バッテリ(6S、22.2V、6000mAh、25C)=790g  モーター1軸当り1軸当り推奨負荷(g)=600g        モーター1軸当り最大推力(g)=1600g   (理論値上) モーター6軸の最大推力(g)=9600g(1600×6)             プロペラサイズ=12.2×4.3               モーター =415rpm/v (90g) ESC =20A OPTO (推力)Thrust=(D/10)^3×(P/10)×(N÷1000)^2×22        T=(12/10)^3*(4.3/10)*(415*23.7/1000)^2*22 1軸当りの推力 =1581.3(g) 6軸当りの推力 =1581.3×6 =9488.1(g) ここから先、飛行可能な状態でのドローン総重量=4720gを加味した上での飛行時間、何分何秒飛べるかの計算方法が分からないです。理論値でも良いので計算方法を教えて下さい(T-T) 飛行禁止区域では飛行させませんし、モラルのある飛行をしたい。墜落させたくないので・・・。

  • ドローン機体総重量を加味した飛行時間について

    『ドローンの総重量』を加味した飛行時間を出せる計算方法をご存知の方、いらっしゃいましたら計算方法を教えて下さい。 ◎モーター推力に関してはこれかなと思う公式は見つけましたが、重量に関する公式ではないので・・・( ※プロペラサイズ/モーター等変更せず現状での飛行時間として) 【ドローン:ヘキサタイプ】      ドローン総重量(バッテリ含)=4720g バッテリ(6S、22.2V、6000mAh、25C)=790g  モーター1軸当り1軸当り推奨負荷(g)=600g        モーター1軸当り最大推力(g)=1600g   (理論値上) モーター6軸の最大推力(g)=9600g(1600×6)             プロペラサイズ=12.2×4.3               モーター =415rpm/v (90g) ESC =20A OPTO (推力)Thrust=(D/10)^3×(P/10)×(N÷1000)^2×22        T=(12/10)^3*(4.3/10)*(415*23.7/1000)^2*22 1軸当りの推力 =1581.3(g) 6軸当りの推力 =1581.3×6 =9488.1(g) ここから先、飛行可能な状態でのドローン総重量=4720gを加味した上での飛行時間、何分何秒飛べるかの計算方法が分からないです。 理論値でも良いので計算方法を教えて下さい(T-T) 飛行禁止区域では飛行させませんし、モラルのある飛行をしたい。墜落させたくないので・・・。

  • 二酸化炭素の精製

    二酸化炭素(炭酸ガス)を「空気を原料」として精製することは可能でしょうか? 現状では, 他のガス製品を精製するときの「廃棄ガスを原料」としていると聞きます。 もし可能な場合, 炭酸ガス1トンあたり,どのくらいの電力(W)が必要になるか調べたい(計算したい)のですが, なにか参考資料がありましたら教えて頂けませんでしょうか?

  • ペットボトル内圧縮エヤーの推力

    (1)3-4kgs/cm2の圧縮エヤーだけが密閉された1000mlのペットボトル(他の材質でも可)を重量2kgのスケートボードに取り付けて直径2mmのノズルから噴射したらスケートボードは逆方向に瞬間的に移動しますか? 【数字はあくまで仮で厳密な計算も不要ですので理論的な可否のみ知りたい】 そして 噴射時の最大の推力【反作用)を利用すれば1Lのボトル1本で何kgの物体まで理論上は動かせますか? (2) 噴射時のエヤーの速度や量(ノズルの径)等が瞬間の最大推力の算出要素と単純に思いますが? 他にも絶対的な要件は有りますか? (3)勿論噴射の継続時間はボトルの容量、噴出量、速度によると思いますが噴出の経過中に残存のエヤーの圧力は低下しますか?それとも空気が無くなった分は真空状態で噴射の最初から(空になる)最後まで 圧力は変わりませんか? 以上は既にペットボトルロケットや水などの流体でも同様の実証はされていますし私の疑問も実際にテストすれば結果は明白だと思いますが純粋に圧縮エヤーだけのケースでも理論的な裏付けを知りたいので宜しくお願いします。

  • 落下物を瞬時にクランプする。

    縦にしたパイプの中にバネを順々に積み重ねていって、出口側でバネを図のように切出す機構を作ろうと思います。シリンダーを瞬時にon-offし、高速で落下してくるバネを掴み、そして払い出す事は可能なのでしょうか? 検討してみましたので、ご査収をお願い致します。 図のような構造のように、落下してくるバネを瞬時に掴み、掴むア-ムは下の払い出すア-ムに対して半分のストロークを吸収できる構造にします。 ただ、瞬時に落下してくるバネを一瞬離して掴み直す事が可能なのか定かでありません。 分かる方ご教授願います。

  • 反応速度

    五酸化二窒素2.00mol、1.00Lの四酸化炭素に溶解し、一定温度で分解反応させ、時間t秒後に発生した酸素の体積を測定した。五酸化二窒素は次式のように分解する。 2N2O5→4NO2+O2 得られた酸素の体積から五酸化二窒素の濃度c[mol/L]に計算したところ、以下のようになった。ただし、生成した二酸化窒素はすべて四塩化炭素に溶解し、酸素は四塩化炭素に溶けず、液体の体積変化はないものとする。 s、mol/L 0、2.00 100、1.88 200、1.77 400、1.56 800、1.21 反応開始200~400秒後の反応速度vおよび反応速度定数kを求めよ。 平均発生速度の比を利用した解き方で解きたいのですが…どうやって解けばよいですか。 お願いします。

  • 打ち抜き力について教えてください。

    初歩的な質問で申し訳ありませんが、打ち抜き力について教えてください。 通常主に切削機の設計をしていますが、今回設計するラインに打ち抜きの専用機がありま設計することになってしまいました。 打ち抜き穴径Φ8(板厚2mm材質SS)を油圧プレス(新規設計)で穴あけすることに なりました、せん断力から計算もしてみたのですが(約4t)経験がないもので、いまいち自信がありません。 油圧の推力はどれくらい見たらよろしいでしょうか、御経験の方宜しく御願い致します。