液体ロケットの構造システム設計

著者名
幸節雄二
価格
定価 3,800 円 (税別)
ISBN
978-4-7985-0110-9
仕様
A5判 並製 256頁 C3053
発行年
2013年9月
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内容紹介

本書は,日本が開発した液体ロケット機体構造のシステム設計について解説したものである。内容は,サターン・ロケット,デルタ・ロケットおよびスペース・シャトルの設計に関して公開されている資料・文献のみを用いてまとめた液体ロケット構造の全段設計技術である。読者として,機械・航空宇宙工学系の学生およびロケットの設計開発に携わる若手技術者を対象とした。また,ロケット開発に関心のある一般の方も対象としている。

目次

 まえがき
 
1章 日本の液体ロケット
 
 1.1 日本の液体ロケットの概要
 1.2 液体ロケット技術の由来
 1.3 H-IIロケットの機体構造
  1.3.1 設計構想
  1.3.2 機体構造
 1.4 各ロケット開発の特徴
  1.4.1 ホ?コ?防止
  1.4.2 部分構造結合法
  1.4.3 設計荷重
 参考文献
 
2章 ロケットの構造設計の基本
 
 2.1 構造設計の基本的考え方
  2.1.1 安全余裕
  2.1.2 制限荷重
  2.1.3 設計荷重と設計係数
 2.2 構造設計基準
 2.3 国内法規
 2.4 NASAの設計基準
  2.4.1 スヘ?ース・シャトルの設計係数と特別係数
  2.4.2 NASAの構造設計基準の概要
  2.4.3 NASAの設計基準8000シリース?
 付録-1 強度の余裕を基準化する意味
 付録-2 NASA-STD-5001の内容(目次を転記)
 付録-3 NASA SP 8000シリース?構造関係の設計基準
 参考文献
 
3章 液体ロケット構造の信頼性
 
 3.1 信頼性とリスク
  3.1.1 構造体の信頼性
  3.1.2 許容されるリスクの基準
 3.2 液体ロケットの構造設計
  3.2.1 設計の基本
  3.2.2 発生荷重の考え方
  3.2.3 許容荷重の考え方
  3.2.4 構造体のリスクと信頼度
 参考文献
 
4章 機体形態の選定
 
 4.1 機体形態の最適化
  4.1.1 飛行安定性の確保
  4.1.2 スロッシンク?の影響
  4.1.3 推進薬タンクの配置
 4.2 空力形状の選定
  4.2.1 先端形状
  4.2.2 空力的安定性の強化
  4.2.3 円錐台形の段間部
  4.2.3 フィン
 参考文献
 
5章 飛行経路の設計
 
 5.1 一般的な衛星の打上け?飛行方式
 5.2 静止衛星の打上け?飛行方式
 5.3 飛行経路の設計
  5.3.1 基本的な考え方
  5.3.2 飛行経路の設計法
 5.4 飛行経路解析の概要
 参考文献
 
6章 制御系の設計
 
 6.1 制御系の概要
 6.2 制御系の初期解析と全段設計
  6.2.1 ロケットの運動
  6.2.2 姿勢制御系のフ?ロック線図
  6.2.3 ケ?インの初期設計
 参考文献
 
7章 荷重全般
 
 7.1 荷重の種類
 7.2 荷重の主な要因
 7.3 設計標定荷重
 参考文献
 
8章 地上風による荷重
 
 8.1 地上風の特性
  8.1.1 計測テ?ータ
  8.1.2 ロケット設計用の地上風速の規定
 8.2 発射台上て?の荷重
  8.2.1 概要
  8.2.2 定常風による荷重
  8.2.3 非定常風による荷重
  8.2.4 予備設計て?の地上風荷重の簡易設定法
  8.2.5 地上風荷重と打上け?作業
 参考文献
 
9章 上空風の特性
 
 9.1 荷重か?発生する機構
 9.2 上空風の特性
  9.2.1 上空風の計測法
  9.2.2 スカラー風速
  9.2.3 ヘ?クトル風の風速と確率楕円
  9.2.4 ロケットに作用する風
 9.3 設計用の風モテ?ル
  9.3.1 風形状のモテ?ル化
  9.3.2 風のシア
  9.3.3 突風
  9.3.4 合成風の作成法
  9.3.5 風の統計的表現
 9.4 打上け?前の風観測
 参考文献
 
10章 大気中飛行時の荷重
 
 10.1 ロケットの運動の扱い方
 10.2 大気中飛行時の静荷重
  10.2.1 ロケットに働く力
  10.2.2 軸力
  10.2.3 曲け?モーメント
  10.2.4 横せん断力
  10.2.5 制御系と構造系の最適化設計
 10.3 大気中飛行荷重の解析手順
  10.3.1 飛行シミュレーション
  10.3.2 荷重計算
  10.3.3 制限荷重の設定
 付録 底面抵抗係数の例
 参考文献
 
11章 振動荷重
 
 11.1 ロケットの構造振動の概要
 11.2 振動荷重解析の概要
 11.3 振動荷重解析の作業手順
 11.4 振動荷重解析の例
  11.4.1 ロケットの振動モテ?ル
  11.4.2 エンシ?ン推力に対する振動応答解析
  11.4.3 突風による振動応答解析
 付録-1 剛体モート?の分離
 付録-2 構造減衰
 付録-3 曲け?振動による横せん断力およひ?曲け?モーメントの計算法
 参考文献
 
索引

著者紹介

幸節雄二(こうせつ ゆうじ)
1974年 名古屋工業大学修了
同 年  三菱重工(株)入社
       N-I,N-II,H-I,H-IIロケット等の開発に従事
1991年 技術士(航空・宇宙部門)
1999年 博士(工学) 東京工業大学
2000年 宇宙開発事業団(宇宙航空研究開発機構に統合)入社
       構造解析技術の研究およびH-IIAロケット等の設計評価に従事
2006年 九州大学大学院工学研究院航空宇宙工学部門教授
2013年 定年退職
著 書  『ロケット工学基礎講義』(共著)(コロナ社,2001)
      『構造振動学の基礎』(九州大学出版会,2010)

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