デルタVはロケットの質量とペイロードの質量に依存していますか?

Jan 15 2021

たとえば、デルタVは固定または一定である(デルタVからLEO = 10km / s)ことを多くの参考文献で読みました。彼らは、ペイロードの質量や推進剤の質量については言及していませんでした。また、その近似結果についても言及していませんでした。私の読書から、私はデルタがミッション距離にも依存していないことを期待しています。誰かが私に明確な答えを持っていますか?!!

回答

7 kimholder Jan 15 2021 at 01:06

デルタVからLEO = 10 km / sの別の言い方は、次のとおりです。

  • 軌道上にあるためには、物は少なくとも7.8 km / sの速度で水平に移動する必要があります
  • 軌道に乗るには、物を運ぶロケットがその速度に到達し、大気圏から抜け出す必要があります。
  • その間、重力と空気抵抗からの抗力により、7.8 km / sではなく10km / sまでの速度であるかのように大きな力を加える必要があります。

使用しているロケットの種類が何であれ、ペイロードが何であれ、エンジンの推力が十分に硬く、十分に長く、ペイロードをその最終速度に到達させ、軌道にとどまる位置に置くかどうかを計算する必要があります。

これを行うには、ツィオルコフスキーロケット方程式を使用します。

ミッション距離について考えることは、あなたが行きたい場所にたどり着くためにどれだけの重力を克服しなければならないかについて考えるという観点からよりよく行われます。宇宙に着いたら、速度を落とすような摩擦*がないので、宇宙に到着したときと同じ速度で進み続け、コースは重力の影響を受けるだけです。

しかし、LEOの例を見てみましょう。物事が軌道に乗った後、通常、それはまだそれが望む軌道にありません。そのため、エンジンを正しい軌道に移動するには、しばらくの間エンジンを再び作動させる必要があります。それを2回行う必要があるかもしれません。そして、それが本当にする必要があるのは、適切な軌道に到達するために、適切なタイミングで適切な量だけ速度を変更することです。何をする必要があるかを計算するために、それはあなたが知る必要がある最初のことです、そしてそれからあなたはそれをするために使われているエンジンがどれくらいの燃料を必要とするかを理解します。

*さて、実際にはLEOにはまだほんの少しの空気があり、時間が経つにつれて物事が遅くなります。したがって、たとえば、ISSを適切な高度に保つために、ISSを時々ブーストする必要があります。

5 Slarty Jan 15 2021 at 02:04

特定の軌道を達成するための単純な理論上のデルタVは一定ですが、実際には(またはより詳細な分析では)デルタVはいくつかの理由で一定ではありません。

  • 月または惑星の表面からの打ち上げの場合、デルタVは理論値よりも大きくなります。理由は次のとおりです。

    ロケットはすぐに軌道に乗ることができず、数分間加速する必要があり、その間に重力によってエネルギーが失われ、デルタVが増加します。

    地球のように大気が存在する場合、これはロケットを減速させ、ロケットの空気力学に応じて必要なデルタVを増加させる抵抗も提供します。

  • 発射が回転体からのものである場合、デルタVは発射場所と発射の方向にも依存します。赤道発射サイトは、回転方向(順行)で発射する場合はより少ないデルタVを必要とし、反対方向(逆行)で発射する場合ははるかに多くを必要とします。極軌道打ち上げサイトには、中間デルタVが必要です。

ある惑星または月の軌道から別の惑星または月の軌道に移動するためのデルタVの計算も、複雑になります。

それは出発時の惑星の配置に依存します。一部の出発日は他の日付よりも多くのデルタVを必要とし、これも年ごとに異なる場合があります。惑星や月自体がロケットと同じ平面を周回していない場合、これはさらに複雑になります。