第1章 ロケットの歴史 1 |
1.1 世界のロケット 1 |
1.2 日本のロケット 7 |
参考文献 9 |
第2章 ロケットの分類 11 |
第3章 ロケット推進の原理 15 |
3.1 ロケットの推力 15 |
3.2 比推力 16 |
3.3 特性排気速度c 17 |
3.4 質量比 18 |
第4章 ノズル理論 21 |
4.1 圧縮性流体力 21 |
(1)熱と仕事 21 |
(2)内部エネルギー 21 |
(3)全熱エネルギー(エンタルピー) 22 |
(4)比熱 22 |
(5)状態方程式 23 |
(6)等温変化 23 |
(7)断熱変化 24 |
(8)エネルギー方程式 24 |
(9)全温,静温 25 |
(10)音速 25 |
(11)マッハ数 26 |
(12)非粘性ガスの管内の流れ 26 |
(13)ファノ(Fanno)方程式(単位面積当たりの流量) 7 |
(14)縮小管 7 |
(15)縮小拡大管(ラバールノズル) 29 |
4.2 ノズルを通る流れ 30 |
(1)断面積とマッハ数 30 |
(2)ノズル流出速度 31 |
(3)推力および推力係数 32 |
(4)特性排気速度(c) 36 |
4.3 高度補償型ノズル 37 |
第5章 液体ロケット推進薬 44 |
5.1 液体推進薬の特性 44 |
(1)経済性 44 |
(2)性能 44 |
(3)腐食性 44 |
(4)爆発 44 |
(5)自然発火 45 |
(6)比重 45 |
(7)蒸気圧 45 |
5.2 液体推進薬各論 47 |
(1)液体酸素(O2) 47 |
(2)過酸化水素(H2O2) 47 |
(3)硝酸(HNO3) 48 |
(4)四酸化窒素(N2O4) 49 |
(5)液体水素 49 |
(6)炭化水素 49 |
(7)ヒドラジン(N2O4) 49 |
5.3 推進薬性能 50 |
参考文献 54 |
第6章 液体ロケットシステム 55 |
6.1 ガス加圧供給サイクル 55 |
6.2 ターボポンプ供給サイクル 56 |
(1)ガス発生器サイクル(Gas Generator Cycle) 57 |
(2)タップオフ・サイクル(tap of Cycle) 58 |
(3)クーラント・ブリード・サイクル(coolant bleed cycle) 59 |
(4)エキスパンダ・サイクル(expander cycle) 59 |
(5)二段燃焼サイクル(staged combustion cycle) 59 |
第7章 液体ロケットエンジン設計 62 |
7.1 全体システム 62 |
(1)エンジン流量 62 |
(2)圧力のバランス 62 |
(3)動力のバランス 63 |
7.2 推力室の設計 63 |
(1)燃焼室およびノズルの設計 63 |
7.3 冷却 67 |
(1)再生冷却 67 |
(2)フィルム冷却 68 |
(3)アブレーション冷却 69 |
(4)放射冷却 69 |
7.4 噴射器の設計 69 |
7.5 ターボポンプの設計 72 |
参考文献 85 |
第8章 固体ロケット 86 |
8.1 固体推進剤の燃焼速度 86 |
(1)燃焼速度と圧力の関係 87 |
(2)燃焼速度と温度の関係 89 |
(3)侵食による燃焼速度の増加 89 |
(4)その他の原因による燃焼速度の増大 90 |
8.2 基本性能関係式 90 |
8.3 推進剤グレイン形状 93 |
8.4 ロケットモータの構造 95 |
8.5 ノズルの構造 96 |
8.6 ノズル・ジンバリング機構 98 |
参考文献 101 |
第9章 固体推進剤 102 |
9.1 固体推進剤が備えるべき特性 102 |
9.2 固体推進剤の構成 103 |
9.3 ダブルベース推進剤 105 |
9.4 コンポジット推進剤 106 |
9.5 固体推進剤の組成と性能 107 |
9.6 機械的特性 107 |
9.7 固体推進剤の製造法 110 |
参考文献 111 |
第10章 飛行性能 112 |
10.1 重力および空気抵抗のない場合の基礎式 112 |
10.2 重力および空気抵抗の影響 114 |
10.3 運動の基礎式 116 |
10.4 基礎式の積分 119 |
10.5 多段ロケット 123 |
参考文献 129 |
第11章 電気推進 130 |
11.1 電気推進の分類 130 |
(1)電気推進のミッション 133 |
11.2 電気推進の基本的パラメータ 133 |
11.3 DCアークジェット 135 |
(1)推力の測定 138 |
(2)DCアークジェットの性能 139 |
11.4 イオンロケット 142 |
(1)一次元の基本式 142 |
(2)イオンスラスタの分類 144 |
(3)電子衝撃型スラスタ 145 |
(4)接触電離型 146 |
(5)イオンビームの中性化 146 |
(6)加速・減速のコンセプト 147 |
(7)イオンロケットの性能 147 |
(8)わが国の研究の現状 148 |
11.5 MPDスラスタ 149 |
(1)MPD加速器内の電磁ガスダイナミクス・モデル 152 |
(2)わが国の研究例 155 |
(3)軌道上での推力測定 156 |
参考文献 161 |
索引 163 |