科学技術と共に歩む

1.　打上げロケットとはなにか
1.1　ロケットとはなにか…1
1.2　ロケットの歴史…3
1.3　打上げロケットの構成と特色…5
1.4　打上げロケットの評価…10
練習問題…15

2.　物理・数学的準備
2.1　ロケット推進…17
2.2　重力ポテンシャルと重力加速度…21
2.3　ロケットに働く空気力と高層大気…24
2.4　座標系と座標変換…29
　2.4.1　座標系…29
　2.4.2　座標変換…30
練習問題…34

3.　ノズルの理論
3.1　理想ロケット…35
3.2　熱力学の基礎理論…36
3.3　ノズルを通る流れ…39
3.4　特性排気速度と推力係数…44
3.5　ノズルの不足膨張と過膨張現象…47
練習問題…50

4.　固体ロケット推進システム
4.1　固体ロケットと液体ロケット…52
4.2　固体ロケット推進系の構成…55
4.3　固体ロケット推進薬…56
4.4　固体ロケット推進システムの設計…58
4.5　固体ロケット推進システムの実例…62
練習問題…63

5.　液体ロケット推進システム
5.1　液体ロケット推進システムの構成…64
5.2　ガス押し式エンジンとターボポンプ式エンジン…68
5.3　液体ロケット推進系の性能…70
　5.3.1　液体ロケット推進薬の性能…70
　5.3.2　混合比と燃焼圧の選定…71
　5.3.3　液体ロケットエンジンサイクル…76
5.4　液体ロケットエンジンの実例…85
5.5　液体ロケットエンジンのコンポーネント…89
　5.5.1　代表的な液体ロケットエンジン技術…89
　5.5.2　液体酸素・液体水素ターボポンプ…90
　5.5.3　主噴射器…93
　5.5.4　主燃焼室…96
　5.5.5　高膨張ノズル…97
　5.5.6　プリバーナ…97
　5.5.7　バルブ・制御機器…99
　5.5.8　配管・シール類…100
練習問題…101

6.　ロケットの運動の基礎
6.1　ロケットの運動方程式…103
6.2　人工衛星となる条件…105
　6.2.1　角運動量の保存…106
　6.2.2　エネルギーの保存…107
　6.2.3　運動の軌跡…108
　6.2.4　ロケットに要求される機能…110
6.3　上昇の運動方程式…110
6.4　ロケットの増速能力…115
6.5　ロケットのサイジング…119
　6.5.1　単段式ロケットのサイジング…119
　6.5.2　多段式ロケットのサイジング…120
　6.5.3　軌道到達に必要な理想速度増分…123
6.6　実用ロケットの飛行経路…124
練習問題…126

7.　ロケットの航法
7.1　航法の方式…128
7.2　慣性航法…129
　7.2.1　慣性航法の基本原理…129
　7.2.2　ステーブルプラットフォーム方式…131
　7.2.3　ストラップダウン方式…134
7.3　航法センサ…137
　7.3.1　加速度計…137
　7.3.2　ジャイロ…138
　7.3.3　慣性センサの性能…147
練習問題…148

8.　ロケットの誘導と最適化
8.1　誘導の方式…149
8.2　誘導の基礎概念…151
8.3　最適化と誘導則…155
　8.3.1　最適化…155
　8.3.2　開ループ誘導による打上げ軌道生成…156
　8.3.3　閉ループ誘導…160
8.4　誘導計算機…167
練習問題…168

9.　ロケットの姿勢制御
9.1　姿勢制御の方式…170
9.2　機体ダイナミクスとシステム構成…173
　9.2.1　機体ダイナミクス…173
　9.2.2　ジンバル制御システム…176
　9.2.3　ガスジェット制御システム…179
　9.2.4　誘導制御システム全体構成…181
9.3　姿勢制御機器…182
練習問題…186

10.　ロケットの構造
10.1　ロケット構造の特徴・種類と具体例…187
　10.1.1　ロケット構造の特徴…187
　10.1.2　ロケット構造の種類…189
　10.1.3　ロケット構造の具体例…191
10.2　ロケット構造設計の考え方…193
　10.2.1　構造設計の基本的な考え方…193
　10.2.2　構造体の破壊モード…194
　10.2.3　強度設計…194
　10.2.4　設計荷重…195
　10.2.5　材料特性…196
10.3　ロケット構造設計の実際…197
　10.3.1　ロケットの構造設計の流れ…197
　10.3.2　制限荷重の解析法…198
　10.3.3　液体推進薬タンク構造の概略設計…202
練習問題…214

11.　ロケットの電気・電子システム
11.1　電源系…215
　11.1.1　序論…215
　11.1.2　電池…216
　11.1.3　電力およびシーケンス分配…218
　11.1.4　電磁適合性設計…221
　11.1.5　電気艤装…223
11.2　電子・電気部品…224
11.3　計測システム…226
　11.3.1　計測項目…227
　11.3.2　計測方法…227
　11.3.3　テレメータRFリンク…232
11.4　追尾・指令破壊系統…234
　11.4.1　追尾システム…234
　11.4.2　指令破壊システム…236
練習問題…237

付録
１．よく使う数値と単位変換…238
２．世界の主要打上げロケットデータ…238
３．世界の打上げ射場…245
４．世界の液体ロケットエンジン主要目表…246

参考文献…248
練習問題略解…254
索引…261