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2009年11月13日

ARCA ヘレンロケット

ARCA のヘレンロケット(テザーで3機のロケットと、ペイロードを繋ぎ、気球から打ち上げる計画)に関する考察
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@Cosmodrome

ARCAのヘレンの設計思想は、まず各段を紐で結ぶ事で段間部の開発が省け、また分離も紐を切るだけで楽(何本ものボルトを一瞬で切断するよりは)、おまけに各段がバラバラなので運び易い、さらに引っ張り上げる形にする事でゴダードの最初のロケットの様に安定し易い、という理解で良いのだろうか。

2009-10-26 06:57:54
@Cosmodrome

つまり、予算も時間も限られた中で、単に実験機器を高度的な意味での宇宙空間に飛ばすだけという目的のみに絞って開発する際、今すでにあるロケットを大きな改造を施す事無く組み合わせた結果があの形というのは、非常に合理的ではあると言えるのでは無いだろうか。

2009-10-26 07:03:26
鈴木 順 / アナウンサー(フリー) @junsan_on_bass

@Cosmodrome ロケットの噴射に耐えるテザーって、材質は何なんでしょう?

2009-10-26 07:53:45
yossi @nyossi

うぬぬ、肝心のロケット、ヘレンについて触れていなかった(^^;。 3段式で各段はテザーで結ばれ、気球で上空14,000mまで運ばれて発射、通常のロケットと異なり、1段目が先頭に立って上昇し、残りの段を引っ張り、燃焼終了後はテザーの連結を解き、次の段が上昇を始めるスタイル。

2009-10-26 12:12:49
yossi @nyossi

計画のCG映像では、弾道飛行の為か?真っ直上昇していたけれど、軌道に乗せる際には旨く付いて来てくれるのだろうか?後、通常型より全長が長くなる為、風による影響が大きそうだけれども、その辺りもどうなんだろう?しかし、スケールメリットを追求しなければ、設備負担を抑えた打ち上げが出来そう

2009-10-26 12:21:34
yossi @nyossi

更に、加速度がテザーのテンションで緩和され(その分、効率は落ちる)たり、振動条件が緩和されたりすると、ペイロード側の制限も緩くなり、通常型に対するアドバンテージになる得るかも?

2009-10-26 12:32:33
大貫剛 @ohnuki_tsuyoshi

@nyossi どう考えても、ヘレンが大気圏外で振動を収束する方法がわからない。振り子運動したらそのまま減衰しない気がするのですが。

2009-10-26 13:17:39
yossi @nyossi

@ohnuki_tsuyoshi テザーがアレス1のダンパーの様に、振動を吸収してくれればと思ったのですが、テザーの長さや振動数によっては、却って振動が酷くなる事も考えられますよね。

2009-10-26 15:24:29
@Cosmodrome

@junsanonbass 私が探した限り、具体的な素材の資料は見つからないのですが、例えばケブラーに、噴射が当たる部分にアブレーション剤を塗るという方法なら行けると思います。またヘレンは過酸化水素の一液式ロケットで、噴射ガスの温度が低いため、使える素材はいくつもあると思います。

2009-10-26 15:34:35
@Cosmodrome

@junsanonbass ヘレンに関連してちょっとお尋ねしたいのですが、ゴダードの最初のロケットのような、ロケットの先端部分にモータを付けたタイプのモデルロケットが打上げられた例ってご存知ありませんか?

2009-10-26 15:57:56
鈴木 順 / アナウンサー(フリー) @junsan_on_bass

@Cosmodrome ちょっと記憶にないですね。推力がぎりぎりなんでデッドウエイトになる部分が辛いかも。でも歴史的な意義は大きいんで、作って見ようかなぁ、、、。ペンシルは作ったんですがね。

2009-10-26 16:05:48
鈴木 順 / アナウンサー(フリー) @junsan_on_bass

@Cosmodrome ヘレンとは全然違いますが、胴体が何段にも細かく分かれていて、それが短いロープでつながっているため、上空でバラバラになって連なって落ちてくる、というオモシロロケットのキットならESTESが出してました、というかうちにあります。

2009-10-26 16:18:39
@Cosmodrome

@junsanonbass ありがとうございます。実は、どうやらゴダード式の引っ張り上げる形式は本質的に安定しないという資料を見つけまして、誰か実際にモデルロケットで実験していないだろうかと思ったのですが…。 http://twurl.nl/p5mvxw

2009-10-26 16:26:05
鈴木 順 / アナウンサー(フリー) @junsan_on_bass

@Cosmodrome 「安定しない」というより「安定に上昇させる為の形状だとしたら残念ながら見当違い」だったのです。安定した上昇に必要なのは「機体の重心が風圧中心より充分上にあること」です。そうすれば横風に対しての固有安定が生まれます。

2009-10-26 16:33:54
鈴木 順 / アナウンサー(フリー) @junsan_on_bass

「横風」じゃないな。「上昇角の傾き」というほうがいいのかな?

2009-10-26 16:38:04
鈴木 順 / アナウンサー(フリー) @junsan_on_bass

「横滑り」に対して、かも。だんだん自信が、、、。w いずれにしても先の条件が守られていないと、打ち上げた途端にUターンして観客席に突っ込むと言う事態になります。

2009-10-26 16:45:47
@Cosmodrome

@junsanonbass ええ、そうです。なので例えば適切な大きさのフィンを付ければちゃんと飛ぶと思います。問題は、もし先ほどのページの理屈通りなら、ヘレンが大気の薄い領域を飛行中に、ぶら下がっている2段目以降が安定化を邪魔して、最終的に回転する事になるのではないか、と。

2009-10-26 16:48:58
鈴木 順 / アナウンサー(フリー) @junsan_on_bass

@Cosmodrome なるほど。しかしそれなら上部ロケットの推力方向で動的にコントロールすれば解決できるのでは?私の理屈はあくまで大気中を飛ぶフリーフライトのモデルロケットの固有安定についてですから。

2009-10-26 16:58:00
鈴木 順 / アナウンサー(フリー) @junsan_on_bass

先の私の投稿は「そうすれば上昇中の姿勢の乱れに対する固有安定が生まれます。」と訂正します。

2009-10-26 17:02:07
yossi @nyossi

@Cosmodrome @ohnuki_tsuyoshiさんからも、同様の指摘を戴きました。RT どう考えても、ヘレンが大気圏外で振動を収束する方法がわからない。振り子運動したらそのまま減衰しない気がするのですが。

2009-10-26 17:00:24
大貫剛 @ohnuki_tsuyoshi

@nyossi あのあと考えたんですが、共振周期はテザーの長さと加速度で決まるので、推進剤を消費して加速度が上がるにつれて周期が連続的に変化するから共振しない、とか・・・

2009-10-26 17:06:35
@Cosmodrome

@junsanonbass ところが、エンジンはノズルが可動するジンバル制御では無いんですね。それどころか開発者側は、ぶら下がっている下部のおかげで、重力の作用で安定する、と言ってまして。(9月9日の所を参照してください) http://twurl.nl/bb1sj2

2009-10-26 17:08:13
@Cosmodrome

うーん、やはり。 RT @nyossi: @Cosmodrome @ohnuki_tsuyoshiさんからも、同様の指摘を戴きました。RT どう考えても、ヘレンが大気圏外で振動を収束する方法がわからない。振り子運動したらそのまま減衰しない気がするのですが。

2009-10-26 17:12:05
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