#2020/09/17 縦割りが生じるくらい、『行政機関』はたくさん分かれていたりします。

液体燃料ロケットエンジン

技術要素
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この用語のポイント

・液体の燃料を使ってロケットを飛ばすエンジンだよ

簡単にいうと…

液体燃料ロケットエンジンとは

 液体燃料と酸化剤をロケット内部で燃焼反応させ、この燃焼ガスの噴射の勢いで空を飛ぶ

技術個体です。

その名の通りロケットや、ミサイルなどの推進機関として広く利用されています。

ここではロケットをモデルに説明します。

詳しくいうと…

構造

下図が、液体燃料ロケットの内部構造です。

上から順に下記要素が実装されています:

ペイロード

  …人工衛星、探査機など。

・液体燃料 …液体水素など。

・酸化剤  …液体酸素など。

・ポンプ  

  …液体燃料と酸化剤を流量調整。

燃焼室

  …ここへ液体燃料と酸化剤が送り込まれ、燃焼反応が起こる。

 

離陸・飛翔

離陸時はまず、液体燃料と酸化剤がそれぞれ燃焼室へ流れ込み、おおきな燃焼反応が起きます。

この燃焼室内での燃焼により、高温高圧の燃焼ガス流がノズルを通じて下方へすごい勢いで噴射。

反作用の力で、ロケット機体ごと上方へ飛ばされます。

こうして液体燃料ロケットは地球を離れ、宇宙へ旅立つことができるのでした。

 

 

液体燃料のメリット

液体燃料を用いることで、ポンプによるその流量調整、つまり燃焼量=推進力の調整が可能になります。

これにより、こまかな推進制御ができ、効率よく燃料を利用することができます。

液体燃料ロケットのほうが、固体燃料ロケットよりも広く利用されている理由のひとつです。

 

他方、デメリットとしては、液体燃料や酸化剤の保管が大変だという点です。極低温で保存してあげなくてはならなかったり、蒸発によって毒性気体が充満したりで、管理やメンテナンスが何かと大変です。

これが理由で、「明日発射するから準備しとけ!」と急に言われても、準備に時間がかかるためむつかしいです。

ロケット内部の構造も、固体燃料ロケットエンジンに比べて複雑になるため、どうしてもコストがかかります。

 

・液体燃料ロケットエンジンは、液体の燃料と酸化剤を燃焼反応させ、その噴射の反作用を利用して空を飛ぶよ
・ポンプで流量を調整することで、燃焼=推進のこまかな制御ができるよ
・管理が大変、かつ構造も複雑になり、固体燃料ロケットエンジンに比べてコストがかかるよ
 

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つまり…

液体燃料ロケットエンジンとは

 液体燃料と酸化剤を、ポンプで調整しつつ燃焼反応させ、その燃焼時の反作用の力によって空を飛ぶ

技術個体というわけです。

 

「今日の不可能は、明日可能になる」

 

 ―ツィオルコフスキー『反作用利用装置による宇宙探検』(1903)

歴史のツボっぽくいうと…

1903年 ロシア帝国の物理学者・数学者ツィオルコフスキーが、

     液体燃料ロケットエンジンを構想する論文を発表する。

1926年 アメリカのロバート・ゴタートが

     はじめて液体燃料ロケットエンジンの飛行を成功させる。

1942年 ドイツがV2ロケットミサイルの発射に成功する。

     宇宙空間へ到達したはじめての人工物体となる。

1958年 ソ連がスプートニクロケットの発射に成功する。

 

<参考文献>(2018/09/14 visited)

ロケット - Wikipedia
液体燃料ロケット - Wikipedia
宇宙情報センター / SPACE INFORMATION CENTER :固体ロケットと液体ロケット
「宇宙情報センター」は、人類と宇宙への関わり合いを大切にしながら、さまざまな情報をどんどん吸収して、みなさんにお伝えしていきます。
コンスタンチン・ツィオルコフスキー - Wikipedia
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