わが国における固体燃料ロケット及び液体燃料ロケットについて

しないつぐみC103 日曜東3サ06a @tsugumi_shinai

@ttosaka すみません、ここよくわかってないんですが、ペイロード側のエンジンやキックステージを使わずにロケット本体だけで軌道投入しちゃったんだから、無理というより余力が有るように見えるのですが…

金木犀@日曜東サ-02ab @kin_mokusei

@ttosaka サターンVをお忘れなく！　低軌道120tは無敵です。

guicheng @guicheng

@tsugumi_shinai @ttosaka 余力がありすぎたのが問題っちゃー問題です。最適なエネルギー配分ができてないわけでして。

にゅるるん @jnu_

NASDAはNASAを選んだの前に、液体エンジンの開発に時間がかかりすぎて断念。なのでNASAから技術導入。が抜けてる気がする。

しないつぐみC103 日曜東3サ06a @tsugumi_shinai

@guicheng @ttosaka その表現だとしっくりきます。金星行きの軌道に投入した総質量が多すぎるって事でいいんでしょうか

guicheng @guicheng

@tsugumi_shinai @ttosaka ですです。本来だったら、ロケットの2段目も一緒に飛んでいけるような「無駄」なエネルギーがあってはならんのです。2段目は金星に届かないところで「落ちる」程度にしておいて、残りは衛星の責任くらいがちょうどいいかと。

まこと。 @makoto_maru

@tsugumi_shinai @guicheng @ttosaka 自分のザックリとした例えですが、H2Aのあかつき打ち上げは「コンビニでお昼ご飯を買うのに、1万円分の商品券しかない。お釣りはもらえない。」という状態。如何でしょう、これ。

guicheng @guicheng

@makoto_maru @tsugumi_shinai @ttosaka あー、そんな感じですね。んで、余剰分を埋めるのにあんまり必要でないものも一緒に買うといった感じ。余剰分がIKAROSですね。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

なんだかめがさめてしまた。ぐぬぬ

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

しかたがないので、まとめで書かれている一番重要な、そもそもなんで複数の種類のロケットがあらためてつくられているの？についてちょっとだけ言及しておこう。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

まず重要なのは、ロケットの世界では「大は小を兼ねる・・・・とは限らない事が多い」という事実です。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

ロケットは使い捨ての輸送機関です。その構造や特性から考えると、「毎回バスの購入費用まで支払う必要のある、チャーターバスで輸送する」というシステムのようなものです。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

さて、自動車と決定的に違うところは、「発生させた運動エネルギーは、そのままに影響を与え続ける」点です。自動車（トラックとか）だと、地面との抵抗や空気抵抗などでこのあたりが曖昧になります。ゆえに、ロケットでは、無駄な影響は悪い意味での影響として後々響く可能性が高い」というのがある。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

ゆえに、できれば、ペイロードの規模や内容に合わせて効率の良いものをいくつか用意しておくのが吉。という発想になる。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

で、サイズが違うのが出来る話はわかった。だが、一番重要な「液体があれば固体イランやん」とう流れの水掛け論堂々巡りをどうやって消火するかなんですが・・・、案外簡単なんですよ。これ

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

説明すると長くなるので思いっきり端折りますが、小型のロケットを作る場合は、液体エンジンより固体エンジンのほうが、安くて信頼性が高いシステムが作れます。でも、おっきなロケットエンジンを作ろうとすると、液体エンジンのほうが信頼性が高いものが作れるようになります。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

固体ロケットは、あまり大きなものをいまの技術では作れません。ちなみにエネルギアでは、補助ロケットに関して　「最初は固体を考えたけど、やっぱりでかいの作るのには不安があるので液体にしたッス」という記録が残っているそうです。（どっかの記事で読んだ

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

また固体燃料モータは、液体に比べて非常に振動や音が大きいという問題点があります。この原因は固体が直接気化して燃焼する部分にあるわけですが、なにしろ量が半端じゃない。Ｍ－Ｖの１段目では毎秒１トン以上の固体燃料が燃焼で消えていきます。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

そのため、あるラインで、その振動の問題で積み荷（衛星とか）に最悪破損などの大きな影響を与える可能性がでてきます。液体エンジンではこの問題が（固体に位部手）非常に少ない。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

じゃあ、全部液体でいいじゃん。って発送が出てきそうなのですが、なにしろ液体燃料エンジンは構造が複雑です。したがって、機体重量に対して、エンジン類の重さの比率が上がる事になります。また、複雑である＝金額がはる。ということにもつながります。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

固体はその点なにしろ構造が単純なので、ある程度の規模まではかなりお安く作る事が出来ます。このため、大きさの遷移でどこかで大きさとコストの交差点（損益分岐点）が逆転するところが、液体と固体で存在するわけです。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

そんなわけで、規模に合わせてロケットシステムは、エンジンシステムも変更になるというわけですね。で、結局どっちがいいの？→どっちにも善し悪しがあるんだよ。→じゃあ良いとこ取りしたやつ作ればいいじゃん。ってノリで研究開発が進んでいるのがハイブリッドろけっとですね。

ttosaka／鳥坂 @ttosaka

ああ、流れの関係でうまく書けなかったんだけど、比推力というロケットエンジンの効率を示す指標では、液体エンジンは固体エンジンより非常に高性能にできます。これも、さっきの損益分岐点などに影響をあたえます。