推進力のある質量比を計算することは、効率的なロケット段階の設計に不可欠です。 必要な量を、必要に応じて、受荷と構造的な質量に相対的に必要な量を決定します。 この記事では、さまざまなロケット段階の推進力のある質量比を決定する上で関与する基本的な概念と計算について説明します。

強力な質量比率の理解

推進力のある質量比(PMR)は、ロケットのステージの総初期質量に対するプロペラントの質量の比率です。ロケットの回転数の重要な要因であり、ロケットの速度の変化を予測できます。より高いPMRは、ドライマスに対するより推進力を示し、より大きな速度変化を可能にします。

計算のプロペラント質量比

Tsiolkovskyロケットの式は速度(Δv)の変化を有効な排気速度(ve)および質量比(MR)に変換します:

Δv = ve * ln(MR)]

質量比を見つけるために並べ替え:

MR = e ^(Δv / ve)

どこ:

  • MR]:初期質量/ドライマス
  • Δv]:速度の必要な変更
  • ve]:推進剤の有効な排気速度

Rocket Stagesへの応用

異なるロケットのステージは、飛行プロファイルの自分の位置に基づいて、Δvの要件が異なります。 最初のステージは、通常、最高Δvが軌道に到達する必要があります。 一方、上段は少ない。 各ステージの推進量比率を計算すると、燃料の使用量と全体的な効率を最適化するのに役立ちます。

例えば、ステージが9,300m/sのΔvを必要とし、排気速度が4,500m/sの場合、質量比は次のとおりです。

MR = e^(9300/4500) ≈ 6.8

これは、初期の質量が、希望する速度変化を達成するために、乾燥質量約6.8倍である必要があります。