スペースシャトルのメインエンジンって？

[1] yoshio_55 - 2005/07/30 21:05

固体燃料ブースターの豪快な火柱とは対照的に、
３基のメインエンジンの炎は、透明で何とも涼しげです。

液体酸素と液体水素燃料のロケットでも豪快な炎が見えますが、
シャトルエンジンは何かが違うのでしょうか。

[2] titan - 2005/07/30 23:33

yoshio_55様　はじめまして

エンジンという事で私は車のエンジンが得意なのですが、最近少しロケットにも関心がありますので、発言させてください。
酸素と水素の燃焼はガスコンロの様にクリーンな燃焼で色も多少青白い炎が出ますが、無色に近いです。また、煙はほとんど水分です。ですから基本的には国産ロケットＨ-�UＡと同じ構造です。
シャトルの場合も打ち上げ時の推力のほとんどは固体ロケットブースターが占めています。

[3] yoshio_55 - 2005/07/30 23:57

titanさん、どうも。
液体燃料のアポロ（サターン５）の発射をリアルで見ていたのですが、
ものすごい火柱（100m以上）が立っていました。
それに比べればシャトルのメインエンジンの炎はあまりにクリーン過ぎます。

[4] 削除 - 2005/07/31 00:08

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[5] コメト（＾０＾） - 2005/07/31 00:12

国産ロケットで液酸+液水ロケットはＨ−�UＡからの採用で、それまでは猛毒のヒドラジン
（Ｎ2Ｈ4）+酸素燃料ロケットでした。燃焼による生成物も有毒なのでロシアの打ち上げ場
近くでは人体への影響が問い正されております。
固体ロケットの主要燃焼成分はなんでしょう？（黒色火薬ではない筈。。冗談冗談。。苦笑）
現在、液酸+液水ロケットはアメリカと日本だけが採用している方法で、それによって得られる
推力は最大ですが、高燃焼温度の管理と附属支援モータ等の難しさがあり、日本を問わず苦労
の種のエンジンらしいです。 (°°;)

[6] titan - 2005/07/31 08:57

yoshio_55さん　サターン５の発射をリアルで、それは貴重な経験ですね。私はＨ−�UＡの一段エンジンＬＥ−７Ａの地上燃焼試験を生で見たことがあります。その直後、大空に虹がかかりクリーンなエンジンであることが分かりました。

コメト（＾０＾）さん　よろしくお願いします。
ヒドラジンまで飛び出すとはかなりハイレベルな掲示板で驚きです。前回のコロンビアの事故で大量のヒドラジンが約2千キロに渡ってアメリカ本土にばら撒かれてしまい、多くの人が焼けどをおいました。しかし、衛星の姿勢制御用スラスターなどのほとんどは今でも猛毒なヒドラジンが使われています。（代替推進薬も開発中です）

＞固体ロケットの主要燃焼成分はなんでしょう？
スペースシャトルやＳＲＢ−Ａで使用しているコンポジット推進剤は、酸化剤としてAP、ゴムの基剤としては末端水酸基ポリブタジエン(HTPB)が用いられており、AP/HTPB系コンポジット推進剤といいます。ＳＲＢ−Ａの場合HTPBが14%、Alが18%、APが68%と酸化鉄など若干の添加物から成っています。推進薬は固体といっても製造時は半液体のドロドロした状態にＦｅやＡｌの粉末を入れてミキサーに入れて練って作ります。

[7] コメト（＾０＾） - 2005/07/31 13:30

titanさん固体燃料の成分から製法までお教え下さり、ありがとう御座います。（＾０＾）
かつて、ニ○サンの追浜工場に設備見学に行った時、カッパーロケットにその固体燃料を装填する
研究をしている方々の所へ伺ったことがありましたが成分までは教えてくれませんでした。

また、埼玉県下には吉田町と言うところが『農民ロケット』と言うノロシを上げる祭事を例年やって
おり（全国各地にもあるが。。）それの燃料が黒色火薬です。グォーと言う轟音の元、大空高く
打ちあがり、なかなかに勇壮です。但し、Ｈ-�UＡと同様に失敗も沢山あります。(°°;)

子どもの頃（もっとも中学で）学生服のカラーをアルミの鉛筆サックに詰めては入り口を潰し、
北海道ならではのストーブに載せ、発火するのを待っては飛び上がると｢ロケットだ！｣と言って
楽しんだものです。しかし、ストーブの燃焼効率が何らかの原因（北風の吹き込みなど）で落ちると
なかなか発火せず、休み時間では燃焼温度に達しないことがあって、そうなると授業中にGO！と
なり、先生も苦笑いの実験？でした。おおらかで良い時代でした。（￣ー￣☆
最近では襟カラーのセルロースも発火の危険性からか用いられなくなり、息子達の学生服を見ると
ただの白い布があてがってあるだけのごまかしです。これでは実験出来ずです。。ブツブツ。。

[8] 削除 - 2005/08/20 08:52

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[9] コメト（＾０＾） - 2005/08/20 17:26

この頃はペンシルロケットが持てはやされているようです。
野口さんが宇宙へ持って行ったり、飛行50周年？とかで沸いてるせいでしょうか？
先日も幕張メッセで公開実験？があったようです。
以前の学生服の襟に使われていたカラーはセルロース（発火性）で、これを鉛筆サック（アルミ製）
に詰めては発火点まで熱して飛ばしていたのですが、時には２０〜３０ｍも飛びました。
日本のペンシルロケットが水平飛行だったそうで、これもほぼ同じで水平飛行でした。
翼も無いのに良く飛んだもんだ！

思うに、鉛筆サック製だからこれもペンシルロケット。。￣ー￣☆ お後が宜しいようで。。

[10] ＬＨ２ - 2005/09/24 20:10

突然ですが気になったことがあります
＞現在、液酸+液水ロケットはアメリカと日本だけが採用している方法で
とあるのですが、ほかにもヨーロッパのアリアン５型第１段、中国の長征３、長征３Ａ，長征３Ｂロケット第３段や、インドのＧＳＬＶ第３段に液体酸素、液体水素エンジンが使われています。そのほかにも、旧ソ連版スペースシャトル「ブラン」打ち上げに使用された、エネルギアロケット第１段も液体水素、液体酸素エンジンでした
参考：
ヨーロッパhttp://hometown.aol.de/_ht_a/b14643/space-rockets/West_Europe/Ariane-5/Description/Frame.htm
中国http://www.calt.com.cn/new/english/
インドhttp://www.bharat-rakshak.com/SPACE/space-launchers-gslv.html
旧ソ連http://hometown.aol.de/_ht_a/b14643/space-rockets/East_Europe_2/Energya/Description/Frame.htm
あと、Ｈ−２までのロケットの推進剤は、第１段がＲＰ−１（ロケットグレード精製ケロシン）と液体酸素、第２段はＮ−１とＮ−２ロケットが非対称ジメチルヒドラジンとヒドラジンの等量混合液と、４酸化２窒素、Ｈ−１ロケット第２段は液体酸素と液体水素、第３段はすべて固体ロケットでした。

[11] コメト（＾０＾） - 2005/09/24 20:42

そんなに在ったんですか・・・
どこぞの報道関係の話しを鵜呑みにしてました。（悪い癖）
して、みんな自前で技術開発なんでしょうか？
良かったらお聞かせ下さい。 m(_ _)m

[12] ＬＨ２ - 2005/09/24 21:11

中国、ヨーロッパ、そして旧ソ連は独自開発です。また、インドは当初、ロシアから液体水素上段エンジンＫＶＤ−１Ｍを導入していましたが、ＧＳＬＶ−Ｍｋ２からは、自主開発したＣＳエンジンを使用するようになり、独自開発に成功しています。（詳しいことは[10]のリンク先をお読みになってください）
それから、液体水素、液体酸素エンジンで高いのは推力というよりは「比推力」です。
比推力(Specific impulse、Isp)とは推進薬重量の単位あたり総推力のことで、この値が高ければ高いほど同じ重量の推進剤から大きな全力積を得ることができます。
参考、さまざまなロケット推進剤http://www.astronautix.com/props/index.htm
比推力はエンジンの使用推進剤薬種や推進剤混合比、燃焼室圧力、ノズル開口比、エンジンサイクルなどによって異なります。
Ｈ−２Ａの第１段エンジンＬＥ−７や、スペースシャトルメインエンジンＳＳＭＥは、２段燃焼サイクルと呼ばれるエンジンサイクルを採用しています。もしかするとこれを液体水素を使っているのは、、ということと勘違いされたのかもしれません。
ただし、２段燃焼サイクルは旧ソ連では幅広く実用化されていて、水素の２段燃焼サイクルを使ったエネルギアロケットのＲＤ−０１２０以外にも、ケロシンを使ったゼニットロケット第１段、第２段エンジンＲＤ−１７１とＲＤ−１２０、それからヒドラジン系推進剤を使うプロトンロケット第１段、第２段第３段エンジンＲＤ−２５３，ＲＤ−０２１０そしてケロシンを使う上段ロケットＢｌｏｋ−ＤＭのエンジンＲＤ−５８Ｍはすべて２段燃焼サイクルでした。

つまり、２段燃焼サイクルかつ液体水素エンジンという組み合わせは、日本、アメリカ（そしてあまり話題に上らないロシア）だけだという子度だろうと思います。（くわしいことはリンク先を読んでください）

[13] 削除 - 2005/09/27 00:18

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[14] コメト（＾０＾？ - 2006/07/01 20:42

シャトルの打ち上げが再開されるらしいです。
どうも国際宇宙ステーションの建設計画が遅れている影響で、やらなけりゃならんハメとか
報道では言っとった。。。ダイジョウブだらうか？

前回と言わず、その前から問題となってる外部燃料タンクの断熱材を不必要？なとこは取っ払って
しまい、上昇速度を押さえるとかの処置をもするらしい。
断熱材はこれ以上の改良は無理と判断したと言うから、諦めも？必要なようです。

思うに、最初から耐熱タイルの接着を日本に外注する話が出た時から（女性記者の発言）やっときゃ
良かったかもしれないとつくずく感じるのです。真実に迫る良い発想だと思う。。（’’；）
とか、最近の民間ベースの安上がり打ち上げ計画も発想が豊かです。
と言うより、どこか本筋をビックプロジェクトは見落としている感じを否めない。

安全性とか、確実性とか考えちゃうんだろうけど、自己責任においてチャレンジする分には
構わんのじゃないかナァ。。。それ無くしては大航海時代は来なかったんだらうし、飛行機も
空を飛ぶことは無かった訳だし、時速30kmを超えると人間は絶えられないと思っていたとかで、
実際やってみたらそんなこと無く、、、車が発明された。

まぁ、地震予知だって『外れが多いから確実じゃない』と思って、100％を期待し過ぎ、、、
所詮、及び腰にならざる得ないとなると年配者は宇宙旅行、生きてる内は無理だらうな。
100回ちょいの打ち上げで2回の死亡事故。。。乗り物として捕らえると危なくて乗れんのですが、
冒険？としては成立してます。貴方は乗ってみたい？￣へ￣?

[17] コメト（＾０＾）半端残業 - 2006/07/06 17:44

毎日新聞によると、ディスカバリーが今夜、日本上空で見られそうとのことです。以下、

　スペースシャトル「ディスカバリー」は日本時間の６日午後１１時５０分ごろ、
国際宇宙ステーションとドッキングする。その直前の午後８時前後に相次いで
日本上空を通過する予定で、天気さえよければ、ステーションとシャトルの姿が
肉眼で見られそうだ。
　横浜こども科学館の天文課指導員、山田陽志郎さん（５１）によると、
ステーションの見える方角と高さは▽札幌＝南西、約２７度▽仙台＝南西、約６３度
▽東京・横浜＝北東、約６６度▽大阪＝北東、約３５度▽福岡＝北東、約１８度。
街なかでも十分に見え、上空を１、２分程度、飛行機が飛ぶように動く光の点として見える。
１等星より明るく、望遠鏡を使えばぼんやり形も見えるという。

日本で晴れていそうなとこと言えば今夜は。。。無いなぁ(~へ~；