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  • 序文

2009年05月23日

ロケットの燃料にふさわしい物質は何か

 ロケットの化学反応においてはさまざまな燃料が使われています。
 ロケットでは大気圏での打ち上げと真空中での航行では噴射速度に差が生じます。
 ですがそれは大気圧とロケットエンジン内部の燃焼圧の差からくるものであり、推力は噴射物質の重さに左右されると考えてもいいでしょう。逆にロケットの速度は噴射速度で上下します。

 ごく初期の燃料では過酸化水素が使用されていました。
 これは宇宙に行くためではなく、高速の戦闘機として実用化された機体のものなのですが、自然に分解されやすい上に人体にはひどく有害な液体なので早々に実用ロケットから外れます。
 次に普及され始めたのは石油から精製される灯油などの化石燃料、炭化水素でした。
 これは全体的な性能から見ると上々なものであり、噴射速度と噴射質量もなかなかバランスが取れたものでした。この燃料を使うロケットは推力が高く設定でき、打ち上げには適しているといっていいでしょう。
 逆に液体水素と液体酸素の組み合わせのロケットエンジンは噴射速度が大きく、真空中での速度増加が期待できます。
 これらをかんがみると、打ち上げにはケロシン系の燃料を使うロケットエンジンを使用し、宇宙空間に出た場合は液体水素を燃料にしたロケットエンジンが理想でしょう。
 ノズルでも工夫次第では大気圏内でも宇宙空間でも推力があまり変わらずにゆけることが可能ですが、一般にはエンジンの燃料と反応熱で推力や速度を決定させます。
 ですが、これはあくまで直接化学反応を起こして噴射させるエンジンの話であるので、熱で暖めて噴射剤を噴射する方法では噴射する物質の質量とあたためる熱で噴射速度が決まるため、化学反応などはあまり気にせずにすみます。
 

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