テーマ:ロケット

H-IIBロケット2号機のフライトプランをグラフにしてみました。

宇宙ステーション補給機「こうのとり」2号機(HTV2)を搭載したH-IIBロケット2号機の飛行計画をグラフにしてみました。データが粗いので、スムーズなカーブではありませんが、大要は分かると思います。このロケットは、当初、2011年1月20日に打ち上げを予定していましたが、天候不良で延期になっています。打ち上げ成功を祈ります。 …
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衝撃波Shock wave の形状は飛行速度により変化します。流体力学のお勉強。(その27)

高速飛行する物体の周囲にできる衝撃波shock wave は、物体の飛行速度によって変化します。代表的な衝撃波の形状を次に示します。これは、翼のような2次元形状でも、ロケットのような軸対称形状についても適用されます。 (4) 飛行マッハ数 M > 1 のとき 音速をすこし超えて飛行するばあいの衝撃波の形状は添付のようなもの…
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第三宇宙速度を知っていますか。太陽系からの脱出速度です。

第一宇宙速度は地球の衛星となる速度。第二宇宙速度は地球の重力圏からの脱出速度。第三宇宙速度は太陽系からの脱出速度です。どんな値になっているのか確認しましょう。 1.第一宇宙速度           V1 = Sqrt(GM/R) = Sqrt(g/R) に           g = 9.8 (m/sec^2)      …
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第二宇宙速度の不思議。脱出は天王星へ行くより簡単。

第一宇宙速度、第二宇宙速度はご存知ですね。第一宇宙速度は、人工衛星が地球も回りを回る速度で、          V1 = Sqrt( GM/R ) = Sqrt( gR ) で与えられます。ここに、G は万有引力定数、Mは地球の質量、Rは地球の半径、gは地上での重力加速度です。 第二宇宙速度(脱出速度)は、地球から無限…
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天王星に行く方が海王星に行くよりエネルギが必要。ホーマン軌道の不思議

惑星間航行にはホーマン軌道(Hohmann transfer orbit)を使うのが、エネルギを最小にする意味で、最適です。しかし、面白いことに、天王星(AU=20)に行く方が、それより遠い海王星(AU=30)に行くよりエネルギが必要なのです。計算で確かめて見ましょう。 地球の軌道を円と仮定し、その半径を a1 とします。外惑星の…
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米国GPS衛星とロシアGLONASS衛星の軌道投入精度

離心率と軌道傾斜角を比べると、ロシアの衛星打ち上げ能力の方が高いようです。離心率も軌道傾斜角も、ロシアの方のばらつきが小さいようです。もっとも、軌道要素を統一する(精度高く一定値に値に近づける)必要性はあまりないと思いますが。 ++++++++++++++++++ GPS人工衛星の軌道要素(2)離心率、軌道傾…
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ロシアのロケット打ち上げ失敗原因。酸化剤を2トンも余計に積み込んだ???

2010年12月5日にロシアはGlonassの衛星3機を打ち上げたが、途中で軌道からはずれ、太平洋に落下した。その原因が、酸化剤を1.5から2トンも余計に積み込んだためだと言われている。 http://en.rian.ru/russia/20101210/161721918.html http://en.rian.ru/russ…
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金星探査機「あかつき」の軌道計画を参考に、惑星へ行こう。冬休みの自由研究にどうぞ。

金星探査機「あかつき」は金星への周回軌道根の投入に失敗したが、宇宙航行の夢は膨らんだ。太陽系の色々な惑星への探査計画をみんなで立ててみよう。 1.惑星間の軌道計画は、ケプラーの第三法則を使うだけ。簡単だ。すなわち、    a^3/P^2 = const. の式を使うだけ。ここに、a は平均の軌道半径、P は周期。単位を…
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「あかつき」の金星周回軌道投入失敗の原因。事故報告書を読む。

「あかつき」の金星周回軌道投入失敗に係る原因究明と対策について(その2)」なる報告書が12月27日に発表されました。素人なりに読んでみた解釈を以下に記します。 想定される事象。 1.燃料系統の逆止弁が固着して途中から「閉」状態となり、燃料がOMSの燃焼室に行かなくなった。 2.そのため、酸化剤と燃料の比率が酸化剤過剰となり、燃…
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「あかつき」の金星周回軌道投入失敗の原因。燃料系統のバルブが候補とJAXAは言う。

「あかつき」の金星周回軌道投入失敗の原因について、JAXAが調査結果を発表しました。やはり、一番に心配されていたバルブ系統が原因候補です。バルブは難しいですね。 http://www.jaxa.jp/press/2010/12/20101227_sac_akatsuki_2.pdf
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インドの人工衛星打ち上げ用ロケット

インドのロケットについては情報があまりありませんが、今回の打ち上げ失敗の記事から拾い上げてみました。 1.2トンから2.5トンの衛星を静止軌道に打ち上げる能力がある。 2.3段式。全長51メートル。 3.1段目は、固体ロケットの回りを4本の液体ロケットをつないでいる。 4.2段目は、液体エンジン。 5.3段目は、cryog…
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超音速で飛行する時の衝撃波形状。流体力学のお勉強。(その25)

写真は超音速で飛行する物体のまわりにできる衝撃波の形状の例。 1.とがった先端から斜め衝撃波が発生する。飛行物体の速度が十分速く、先端が十分とがっていれば、斜め衝撃波が先端に付着してでき、この衝撃波の下流は超音速が維持される。 2.物体の形状が円錐から円筒に変化するところで、膨張波が発生する。写真で明るくなっているところであ…
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衝撃波とマッハ・コーンとは別物。流体力学のお勉強。(その24)

(その23)で、マッハ・コーンと衝撃波を混同するな、といった。補足しよう。 1.マッハ・コーンは物体の大きさに関係しない。マッハ数だけの関数としてコーンの頂角が与えられる。 2.それに対し、斜め衝撃波の角度は、物体の大きさに関係する。具体的には、例えば2次元のくさびを考えると、生成される斜め衝撃波(2次元)の頂角は、流れのマ…
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