Rocketの推進は、ロケットが加速し操縦する方法を理解するために、ニュートンの運動の法則に依存しています。 これらの原則を適用することにより、エンジニアは効率的な推進システムを設計し、飛行中にロケットの動作を予測することができます。 この記事では、これらのアプリケーションを実証する現実的なケーススタディと計算を探求します。

ロケット推進におけるニュートンの第三次法

ニュートンの第三の法則は、あらゆる行動に対して、等しく反対の反応があることを述べています。ロケットでは、高速で質量を暴露すると、車両が前方に突き当たる推力を生成します。生成された力は、質量流量と排気速度によって異なります。

例えば、ロケットが1秒あたりのプロペラ10kgのプロペランスを3,000m/sの排気速度で加速すると、推圧は次のように計算できます。

[]推圧 = 質量流量×排気速度 = 10 kg/s × 3,000 m/s = 30,000 N]]

ニュートンの第二法を適用

ニュートンの第二の法則は、質量時間加速(F = ma)を等しくする状態です。ロケット物理では、質量の変化が加速にどのように影響するかを判断するのに役立ちます。燃料が燃焼すると、質量が減少し、ロケットの加速の影響を受ける。

例えば、500,000kgの塊と30,000Nの推圧を持つロケットは、以下の加速を持っています。

[a = F / m = 30,000 N / 500,000 kg = 0.06 m / s2]

ケーススタディ:サターンVロケット

サブロミッションで使用したサターンVは、ニュートンの法則をアクションで実行します。起動時に約34万ポンドの推圧を生成します。エンジンは、大量のプロペラを高速で爆発させ、地球の重力を克服するために必要な推力を作り出します。

新規トンの法則が、上昇中の加速と軌跡を予測する方法を、その推力と質量表示に基づいて計算します。ロケットの設計は、目的のパフォーマンスを達成するために質量流量と排気速度を最適化しました。

主要テイクアウト

  • ニュートンの第三の法律は、質量が推圧する方法を説明する。
  • ニュートンの第二の法律は、推圧、質量、および加速を関連づけています。
  • リアルワールドロケットは、その原理を最適性能に合わせた設計です。
  • 計算は、異なる飛行フェーズでロケットの動作を予測するのに役立ちます。