人口衛星軌道投入用サブオービタルプレーン「流星号SSOP」の計画設計進行中です。
サブオービタルプレーンの推力は48トンとなります。
＜今日の流れ＞
午前中は設計作業で、午後は来客での打ち合わせです。
新設計1軸式ロケットターボポンプの計画設計関係図です。
次図は液体酸素ポンプの3次元CADスケッチ機能による計画です。
次は燃料ポンプの断面計画図です。
そして最後は、液体酸素ポンプと燃料ポンプの計画図が並んだ状態です。
この計画図にタービン部の計画図を付け加えます。
それとシール部と軸受け部も付け加えます。
ロケットターボポンプで回転動力を発生する燃焼ガス駆動の速度複式衝動タービンを性能流体解析した結果図です。
次図は速度複式衝動タービンの流れ平均円筒面上での流れの流蹟を示しています。色分布は速度を示します。
上図の流れ状態を見ると、1段目ノズルでの流入・流出は滑らかで拡大ノズルからの噴射速度は毎秒１０００ｍ以上を得られています。
1段目動翼の流れでは気になる点があり、動翼入口超過角がほとんど無いことと、動翼出口角度が大きい、つまり動翼転向角が小さくトルク発生が小さくなっている。それと翼間での流速の減速が中央付近で顕著であることから翼型を変更する必要があることです。
2段目の流れ転向静翼では翼間流れは滑らかなので、もう少し静翼入口出口転向角を増やせそうです。
2段目の動翼を見ると、入口は流れ転向静翼からの相対流入角度に合っていますが、静翼を変更すればもう少し回転と逆方向に入口角を変更出来て翼転向角を増やしてトルクを上げられます。さらに、動翼出口では回転と同方向の旋回流がありトルク発生が少なくなっているので出口角度をより寝かせてどちらかといえば回転と逆方向の旋回流を残してトルクを大きくします。
＜今日の流れ＞
朝はゆっくりと起きて、それからは新設計1軸式ターボポンプの計画設計を行っています。
ブラブラしながらの設計なので、進捗ペースは低いのです。
でも少しづつ進めているので良しと思っています。
先週の土日は月曜日提出の計画設計が有ったのであまり休めなかったのですが、それでか一昨日の金曜日の午後は仕事をすることが非常にきつくなり、じっとしていることも苦痛に感じたことから、昨日の土曜日はずっと休んでいました。今は普通に戻っています。
人工衛星を軌道に投入するためのサブオービタルプレーンとして「流星号SSOP」と名付けたロケットの計画設計を開始しました。
このサブオービタルプレーン計画は次図のようにロケット流星号の１段目を２台並べて、その上に２段目ロケット背負った構成を持ちます。
翼の付いた１段目機体は、そのまま地上に帰還します。
打ち上げ時は通常のロケットと同様に、次図のように垂直に打ち上げられます。
この計画設計は、新卒入社２年目の最近メキメキと設計技術を上げてきた若い女性エンジニアが担当して行っています。
＜今日の流れ＞
今日は自宅でのロケット用１軸式新設計ターボポンプの計画設計作業を進めます。
人工衛星用ロケット「流星号」のタンク配置を変更しました。
ロケット１段目の４連ロケットエンジンの直ぐ上は燃料タンクとなり、燃料タンクの上に液体酸素タンクを配置しました。
液体酸素タンクからの４連ロケットエンジンへの液体酸素供給配管は、液体酸素タンク下部から４本のパイプを付け、燃料タンクの外部を通ってターボポンプの液体酸素ポンプ入口に通じています。
２段目ロケットでもタンク配置を入れ替え、下側が燃料タンク、上側が液体酸素タンク配置にしています。
ロケットタンク配置を変更した理由は、配管取り回しの短縮化、液体酸素タンク低温の燃料への影響を減らす、飛行時重心位置の変化を少なくするなどとなっています。
＜今日の流れ＞
今日は計画設計を進める一日となりそうです。
人工衛星用３連ロケット「流星号ヘビー」の飛行時流れ解析の結果図です。
ロケット飛行速度はマッハ１程度です。
ロケット機体が受ける最大動圧点付近での飛行状態です。
飛行解析用の解析領域は次図のように設定しています。
＜今日の流れ＞
午前中は少々体調不良で自宅にいましたが、午後から来客での打合せがあるので会社に出てきました。
小型人口衛星を軌道に投入する小型ロケット「流星号」の飛行性能流体解析を次のように開始しました。
全長１７ｍほどの実寸としたロケット流星号の流体解析モデルの廻りに風洞のような外部空間を次図のように生成して、ロケット前方から毎秒１２００ｍの空気が流れてくる状態を構成しています。
次はロケット飛行時流体解析計算の開始直後での解析モニタリング画面です。
ロケット軸断面での流れを見ていますが、マッハ数分布断面では局所的にマッハ４近い部分もあり、ロケット先端から上下に分かれる流体のマッハ数分布が見られます。
このロケット飛行数値風洞解析では、まだロケットエンジンからのジェット噴射は無い状態で解析計算を行っていますが、次はなるべく４連ロケットエンジンからの燃焼ガス噴射を再現したロケット飛行性能解析にしてみます。
＜今日の仕事予定＞
ロケットエンジンターボポンプ用液体酸素ポンプの新設計を行います。
以前の液体酸素ポンプ設計には不適な部分がかなりあり、今回はそれら問題点を解決する設計を進めます。
たぶん大きく形状が変わった新液体酸素ポンプとなるでしょう。
人工衛星を軌道に投入するための３連ロケットである「流星号ヘビー」の計画設計がほぼ完成しました。
３連ロケットの１段目総推力は７２トンとなります。
積載する人工衛星の大きさは底辺８００×８００ｍｍで高さ１５３０ｍｍとなります。
このロケット設計はあくまでも概念設計なので、もちろんこれがそのまま作れる訳ではありません。
これらロケット関係の最近の設計は、ロケットという流体機械の設計方法の練習を行っていることになります。
＜今日の流れ＞
今日は朝から会社に出ていて、急ぎの計画設計の続きの作業をしています。
計画設計作業は順調に進んでいます。
予定よりも早く完成するかもです。
オリジナルロケットエンジンの設計例です。
1軸式ターボポンプが付いている液体ロケットエンジンです。
大きさはかなり小型です。
ターボポンプを回転させるタービンの排気はそのまま外気に排出される方式です。
２つのサーボシリンダーによりロケットエンジン全体が推力の向きを変更出来ます。
＜今日の仕事＞
一日中急ぎの計画設計を行います。
少し大きい人工衛星用のロケット設計として、「流星号ヘビー」の計画設計途中です。
中央のロケットの上部にある２段目ロケットの直径を拡大調整中です。
４連クラスターロケットエンジン推力２４トン×３台＝総推力７２トンのロケットになります。
＜今日の流れ＞
今日は期限が近い計画設計に集中しなければなりません。
