『THE BATTLE OF“REAL U.C”』 準備考察

2008年05月04日

宇宙世紀のロケット推進に関する考察1

連邦軍のロケットプロペラント規格(仮)

『RPstd−02〜』
化学燃焼式ロケットの推進剤として用いられるケロシン系燃料。添加剤の違いで数バージョンある。

『RPstd−X1』
酸化剤。液体酸素。

『RPstd−X2』
酸化剤。過酸化なんとか。機密。

『RPstd−03』
単なる水。ただし配管のメンテナンスのコストを下げる為に超純水である。熱核ロケットの推進剤としては民生用途でも一般的である。ジェットプロペラントである『JPstd−003』と同等品。

『RPstd−04』
主にキセノンから成る推進剤。初期の宇宙戦艦の主機であった溶隔塩増殖炉を用いる熱核ロケットに使われた。ミノフスキー・イヨネスコ型反応炉が普及してからは、中性子対策の要求が激減したため、液相化するのに多大なエネルギーを要するために軍用ではあまり使われなくなった。

『RPstd−06』
姿勢制御スラスター用の一液式半固体燃料。一年戦争時より使われている。−40℃〜300℃という広範囲でペースト状を維持し、液体燃料並みの制御性を持つ。燃焼ガスの平均分子量はかなり大きい。発火点が高いため、レーザー点火する必要がある。その特性のため、常温常圧下での取り扱いが容易である。兵装用途では燃料タンクの周りを還元剤で囲い、被弾時の誘爆を防ぐ安全機構が見られる。

『RPstd−11』
ツィマッド社の木星エンジンに使われていた推進剤と同等品。重金属が多く溶解した化学合成液体である。戦後、連邦軍でも同様のエンジンが開発され、加速重視の機体に用いるようになった。

『RPstd−12』
木星圏などの高重力環境下で使用されるプロペラント。ビスマス等の重金属を多量に添加された化学合成物質である。超高出力の熱核反応炉と組み合わせ、水素−酸素の化学燃焼式ロケット並みの噴射速度を与えることで、高い推力と比推力を実現する。高密度のためタンク容積は小さくて済む。ジュピトリス級に使われる「人類史上最強のロケットエンジン」はこの推進剤を使用したものである。

『RPstd−16』
06の改良型。燃焼温度が高く、同じ質量の推進剤からより大きい推力が得られるよう、組成を改良されている。ただし、更に点火し難くなっているので、点火レーザーの強度が要求される(つまりジェネレーター出力の向上によって使用可能になった)。

 

 

こーゆーのはどんなマニアも普通は設定しないので、密かにスキにやらせてもらおうw



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2008年04月06日

高高度迎撃機 フライダーツ

フライダーツ

 

 

 

 

フライダーツ

高高度迎撃任務のために開発されたリフティングボディ機。
リニアカタパルトを用いて秒速200m程度まで加速された後、固体ロケットモーターで高度100kmまで上昇、ブースター切り離し後、本体の液体ロケットエンジンに点火し更に加速、低軌道に到達する。
初速を得るのにリニアカタパルトを用いることで、ブースターを大幅に小型化できたが、それでも制約は大きく、全長が2kmもあるようなマスドライバーを持つ基地でしか運用できない。また、リフティングボディ機の欠点である、失速速度の高さから、着陸には非常に長い滑走路が必要となる。
リニアカタパルトのない基地では、更に大型の固体ロケットブースターを抱える格好で垂直発射する方式が検討されていたが、運用上の制約が多すぎて実用化はされていない。ただ、この程度のペイロードを低軌道まで運べるロケットブースターは旧世紀からたくさんあり、戦時には以外と柔軟な運用も可能であろうと考えられていた。

また、デプロックに吊り下げ式に搭載し、空中発射する方式もテストされた。この場合、機体下部にはスクラムジェットエンジンを用いたブースターが装着される(再利用可能)。これでマッハ10程度まで加速され、大気が薄すぎてジェットエンジンが機能しなくなる高度まで上昇、その後は自前の液体燃料ロケットに点火して低軌道に到達する。



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2008年04月01日

荒野の支配者ヒューマンガス!!

スクエアガススパイクノズル

ガンダムの肩スラスターがそれ。
エアロスパイクノズルの物理的スパイクを高速ガス噴射で代用したようなノズルだが、根本的な作動原理は異なる。空気流がなく、空力的にエアロスパイクノズルの効果が期待できない部位にでも設置できる(できる、ってのもおかしいが、大気中で進行方向と逆向き噴射するエアロスパイクノズル付けても意味薄いから、それと比較すると効果的ってコト)。
スパイクガスの噴射速度は周りを囲う噴射よりも高くないと効果がない為、最小出力がどうしても高くなるという欠点がある。一方、スパイクガスを噴射をしなければ効率が著しく低下し推力として不足するため、排熱のみしたい時には都合良い。
なお、形状は四角くなくても良い。ラウンド型が普通なので、それに対してスクエアと付いてるだけ。
ちなみに作動原理にはウソがあるので詳しい解説は避ける。


ヴァリアブルガススパイクノズル
可動機構を持たず、複数の燃焼室から噴射されるガスの圧力差で推力方向を可変できるノズル。
アクチェーター類不要で軽量に作ることが可能な為、Ζ系MSの主推進器として採用されている。
こっちは形状がスクエアタイプでないと上手く効果が出ない。
作動原理はウソの上にウソを重ねることになるので詳しく書かないが、水道水の流れにスプーンを近付けると水が寄ってくる原理が近い気がする(ベンチュリー効果だっけか?)。真空中だと…まあ、イイや。

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2008年03月27日

ラストシューティングの肩関節

ラストシューティング

 

 

 

 

 

 

ねもサンのトコで話題になった肩関節。こんな感じです。
中にコアファイターがあるので、肩根元関節が胸部外側に逃げちゃいます。
きついパースが付いてるのでなんとなく見られる絵になってますが、正面から見たりしたらあんましカッコ良いモノではなかったりする・・・まあ、リアルを考えると、カッコ良くなくても上が撃てればイイんだけどサ。



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2008年03月11日

宇宙戦艦に関する考察2

宇宙戦艦の武装について。
メガ粒子砲が標準化される以前の宇宙戦艦の主砲は、火装式の実砲だったと聞く。
まあ、それじゃあ、あまりにあまりだから、電磁砲・・・これだと火装式じゃなくなるから電熱化学砲ってことで。弾速(砲の性能の主たる部分だ)でいえば電磁砲のが遥か上だが、なんかレールガンって実用化してない技術なのにすでに陳腐化した感じがしてイヤだ。電熱化学砲のがカッコイイ気分になるので、そっち採用。
まあ、いずれにしろ大質量のものを高速で撃ち出すと反動がヒドい。宇宙でそれはマズいだろ、と思ったが、だからこそそれなりの質量を持つ巨体が必要だったのだと気付く。これが宇宙戦艦がムヤミにデカい理由である。

と思ったが、別に反動軽減の方法はあるんだし、やっぱコロニーに穴開けるだけの火力を地球圏のどこへでも迅速に運ぶにはデカいエンジンが必要で、それに要するプロペラントの入物としての船体はデカくなるんだとしたほうがなんかSF魂が揺さぶられる気がした。このへんの匙加減を見切るには宇宙戦艦の質量を設定し、エンジンの種類を決め、噴射剤を決め、比推力を割り出し・・・なんたらかんたらで軌道計算が必要だが・・・面倒なのでオレはしない。

ここらへんアニメ設定の合理的説明に憑いて廻る憑モノみたいなもんで、なにしろ最初に形状ありきで、それに沿って解釈を進めなくてはならないという縛りである。

ま、それはいい(イイのか!?)
今日の主題はミサイルである。
メガ粒子砲以前、宇宙ではミサイルが主火力だったとは良く聞く話だ。
しかし、ちょっとまて!ミサイルは宇宙でそんなに有効な武器か?

結論から言おう。長距離誘導ミサイルなんて宇宙じゃ使いモンにならんと!

宇宙ではあらゆる運動にプロペラントを消費する。アニメみたく自由自在な軌道を描き飛翔するミサイルなんざ有り得んのだと!もっとブザマに、進行方向とは明後日の方向に頭を向けるため姿勢制御スラスターが噴射される。頭がお目当ての方向に向くと初めて推力方向が変わり軌道が変わるのである。MSも同じだ。姿勢制御スラスター吹かしただけで横っ飛びにスライドするような動きなどありえん。あくまでもまずは姿勢を変え、主推進器の噴射方向を変えることで運動方向が変わるのである。サインコサインなんたらの数式より(数学は致命的にダメだオレ)進行方向と90度の方向に同じ推力を向けても45度しか運動方向は変わらないのは分かるよな?ジグザグに進むとなると、一体どれだけプロペラントを消費するのやら!ああ!アニメの中ではいとも簡単に運動方向が変わるが、現実は厳しい。余りに厳しい。ああ真空!

真っ直ぐ飛んで来るミサイルなんて、迎撃は簡単である。
多少の運動性を持っていても、前述のように宇宙では運動性に縛りがあるから、やはり迎撃はわりと簡単である。なにしろ見通しの良い宇宙空間で想定される交戦距離に対しミサイルの飛翔速度は遅すぎる。着弾まで20分とかかかったら、相手にもそれだけ迎撃するチャンスがあるってコトだ。



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2008年03月10日

宇宙戦艦に関する考察1

宇宙戦艦の動力

熱核反応炉(この場合はミノフスキー・イヨネスコ型ではない従来型の核融合炉)は炉に付随する補器類で非常に容積・重量が大きくなる。これは宇宙船を構成するシステムから外せないペイロードの内に含まれるものとなるので、余り大きいと熱核ロケットのメリットを殺してしまいかねない(理論的に少量の物質から多くのエネルギーを取り出せるのが核融合のメリットだが、その高効率な反応をさせるための装置がデカくなりすぎるってこと)。

そこで溶隔塩増殖炉(一種の分裂炉であり、液体の核燃料を使う)を使った、原子力ロケット推進を使う。推進剤を軽水(普通の水)とし、冷却剤代わり減速材代わりに用いた放射化された水を推力として空間に投棄してしまうのだが・・・
宇宙空間を放射性物質で汚染するのはなにか問題があるのだろうか?
また、推進剤に重い分子を使うと噴射速度を高くできないという問題もある。

問題は多そうだが、補器込みで500tの核融合炉を使うよりも補器込み100tの分裂炉(1950年代アメリカで原子力飛行機に載せるための炉の設計を試算した時は200tだったらしい)があったら、システム全体の効率が上がる場合もあり得るって思ったので、ミノフスキー・イヨネスコ型反応炉登場以前の宇宙戦艦の動力についてもうすこし考察してみる。

そういや初期のチベ級は化学ロケット推進だったか・・・水素・酸素?

前マゼラン級戦艦



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2008年01月21日

MSに関する考察2

MSで被爆?

いや、しねーだろ。
核っていうとすぐ放射能を思い浮かべるのはヒロシマ効果?
だいたい、コクピットのすぐ横とか下とか上とかに放射性物質の核燃料が積んであるヤバめのロボットは健康に良くないので南極条約で禁止されています。たぶん。
ミノフスキー・イヨネスコ型核反応炉の燃料はヘリウム3と重水素らしい。産He星の木星はヘリウムマネーで社会福祉が充実し、市民は全て裕福…ってコトはないらしいけど。漫画みてーな木星帝国以前のシリアス木星圏の様子を描いた作品とかないのかな?すごくSF色が強くなりそうで好みなんだけど。
ともあれD-3He反応だと中性子が発生せず、かわりに発生エネルギーは荷電粒子が持ち出してくれるので、熱に変換せずに直接発電が可能となって非常効率が良いし、別途発電用タービンがいらんので装置の小型化が可能となる。



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MSに関する考察1

ミノフスキー・イヨネスコ型融合炉って核爆発すんの?

たぶん現在考えられてる核融合の原理の発展型ならばしません。核融合を起こすには外部から莫大なエネルギーの供給が必要となるので、それが止まると途端に炉の運転は停止します。よほど上手く燃料に弾丸が命中しても核爆発は起きません。核融合が始まる条件は砲弾の着弾などで得られるエネルギーごときでは達成しようがなく、非常にエネルギー密度の高い環境を人為的に作り出す必要があるからです。たとえば封じ込め型(Iフィールドでプラズマ封じ込めをするミノフスキー炉はこのタイプと思われる)は炉本体が破損しますとプラズマが急速に拡散して核融合を起こせる条件が揃わなくなり運転停止しますし、レーザー核融合等の慣性式でも装置が破壊されると「非常に燃え難い燃料」が漏れるだけです。
壊れるとなにも起こらず停止する。このことが核融合炉最大の安全装置になっています。放っておいたら燃料自体が連鎖反応して暴走する可能性のある核分裂炉と大きく違うトコです。平たく表現しますと、勝手に燃える燃料の量を調整して恐る恐る制御してんのが核分裂炉。非常に燃え難い燃料に膨大なエネルギーを注いでムリヤリ燃やすのが核融合。無論、入力されるエネルギーが莫大であっても、出力されるエネルギーはそれを遥かに上回るからエネルギー源になるワケですが。

で、ガンダムが初陣でザクを撃破した時、起こった爆発は核爆発か?
否。あれは推進剤(この時のザクは戦闘行動が目的ではなかったため、作戦行動時間を鑑みて比推力の高くなる水素を推進剤に選択していたとか。熱核ロケットであれば、用途・目的に合わせて推進剤を色々選択してそうです)の爆発であるとするほうが妥当でしょう。もしくはあの描写丸ごとアニメの演出で、『現実の宇宙世紀』ではガンダムは初陣でザクなんか撃破してねーよとか(←それは言いすぎ



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2007年12月09日

パブリク

パブリク

 

 

 



パブリク

ソロモン攻略戦などで使用されたソーラーシステム運用に際し、敵長距離ビーム兵器を無効化するビーム攪乱幕を任意の空間に形成するために、宇宙攻撃艇をベースに急遽開発された「艦載攻撃艇」。胴体下に大型のビーム拡散ミサイルを2発吊り下げ式に搭載する。機体全長ほどもあるミサイルを垂直に並列配置したのは、母艦での収納スペースの問題からだが、これにより推進方向の軸重心が原型機から大きくずれることとなった。これを解決するため、またミサイル搭載の重量増により不足する推進力をかせぐ為、4発の増速用ブースターをオフセットして装着している。このブースターはミサイル発射後に投棄し、帰還時には元からあるエンジンを使用することとなる。機体左右に張り出したメインエンジンナセル前部は一見エアインテークのように見え、一部に大気圏内での運用も可能とする資料があるが、これはスラストリバーサであり、メインエンジン燃焼室の前部を開放して強制的に逆噴射する仕組みとなっている。緊急機動用であり常用はしない。



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2007年05月12日

ネオガンダム

ネオガン

 

 

 

 

 

 

 

本機の機動性は最大稼動時のF91を超えるものとなったが、それに比例し発熱量もサナリィ製MSを上回る。しかしながら技術上の問題から冷却機構にMEPE方式を採用できなかったため、機体表面に冷却材を吹付けることで同様の効果を持たせ発熱に対処している。胸部や肩アーマー部などに見られるスリットが冷却材の排出口である。F91に見られた「質量を持った残像」という副次効果はほぼ期待できないが、運用上このことが問題となることはなかった。RX−99が狙ったコンセプトというのは特殊技能を持ったパイロットによる特別な状況下における高性能ではなく、通常の運用でそれらスペシャルな機体の理想性能を上回る基本性能を発揮することにあった。スペシャリティの普遍化は、例えるなら旧世紀の戦闘機が獲得した「超音速巡航」にも匹敵するエポックであり、この機体で実現された非常に高い基本性能は次期主力MS群である「ネオセンチュリーシリーズ」に引き継がれることとなった。



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