カコイイ大気圏突入方法
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194 ：オーバーテクナナシー：2005/07/31(日) 19:07:00 ID:RgzUE+4E
>>190
初速0で落下したとすれば、空気抵抗を無視すれば100km落下で1.4km/sに達する。
濃い大気に突入する前にどこまで加速してしまうかが問題かな。
100km上空で大気密度は1/10^5で、平衡速度は8km/sになってしまうので、
たぶんこのへんまでは加速を続けてしまう。
50km上空でも1/100、平衡速度は800m/s程度なので、多分150kmからの落下だと
1km/s程度の速度では突っ込んでしまいそうだね。マッハ3.
X-Prizeの宇宙往還機並みの突入速度。
SR-71とかのマッハ3を出す航空機の温度がどうなのかを考えると、
ちょっとやばそうだな。70kmからの落下ならそれほど速度が乗らない前に
平衡速度に抑えられるのでたいしたことなさそうだが。
初速0で落下したとすれば、空気抵抗を無視すれば100km落下で1.4km/sに達する。
濃い大気に突入する前にどこまで加速してしまうかが問題かな。
100km上空で大気密度は1/10^5で、平衡速度は8km/sになってしまうので、
たぶんこのへんまでは加速を続けてしまう。
50km上空でも1/100、平衡速度は800m/s程度なので、多分150kmからの落下だと
1km/s程度の速度では突っ込んでしまいそうだね。マッハ3.
X-Prizeの宇宙往還機並みの突入速度。
SR-71とかのマッハ3を出す航空機の温度がどうなのかを考えると、
ちょっとやばそうだな。70kmからの落下ならそれほど速度が乗らない前に
平衡速度に抑えられるのでたいしたことなさそうだが。
195 ：オーバーテクナナシー：2005/07/31(日) 20:05:12 ID:RgzUE+4E
EXCELでシミュレートしてみました。
大気密度は25km上がる毎に1/10として、
空気抵抗はスカイダイビング時人間の平衡速度（落下時空気抵抗と釣り合う速度)
から、だいたい1.5e-3*速度^2(N/kg)程度としました。
その結果、150kmから装備込み100kgの質量の人間が初速0で落下すると、
時間 高度km 速度 空気抵抗熱(kW)
0 150 0 0
45 140 443 0
64 130 626 0
78 120 767 1
90 110 885 4
101 100 989 15
111 90 1081 49
120 80 1162 152
128 70 1225 448
136 60 1257 1210←最大速度
144 50 1216 2744
153 40 1028 4117←最大摩擦熱
165 30 630 2329
191 20 244 339
249 10 132 136
347 0 81 41
最大速度は60km上空で1.26km/s、
最大摩擦熱は40km上空で4MW(!) 1MW以上の熱を40秒受けます。
総熱量は高度差と初速終速ででます。147MJを10分弱で受け、平均423kW。
やっぱり煮えちゃうんじゃないかなあ。
大気密度は25km上がる毎に1/10として、
空気抵抗はスカイダイビング時人間の平衡速度（落下時空気抵抗と釣り合う速度)
から、だいたい1.5e-3*速度^2(N/kg)程度としました。
その結果、150kmから装備込み100kgの質量の人間が初速0で落下すると、
時間 高度km 速度 空気抵抗熱(kW)
0 150 0 0
45 140 443 0
64 130 626 0
78 120 767 1
90 110 885 4
101 100 989 15
111 90 1081 49
120 80 1162 152
128 70 1225 448
136 60 1257 1210←最大速度
144 50 1216 2744
153 40 1028 4117←最大摩擦熱
165 30 630 2329
191 20 244 339
249 10 132 136
347 0 81 41
最大速度は60km上空で1.26km/s、
最大摩擦熱は40km上空で4MW(!) 1MW以上の熱を40秒受けます。
総熱量は高度差と初速終速ででます。147MJを10分弱で受け、平均423kW。
やっぱり煮えちゃうんじゃないかなあ。
196 ：オーバーテクナナシー：2005/07/31(日) 20:09:44 ID:RgzUE+4E
70kmからの落下で計算すると、
最大速度44kmで610m/s、
最大発熱34kmで0.98MW
まあ、考えてみると発熱量の大部分は通り過ぎる大気が持っていくのでしょうけど、
それでも予想以上だったな。
最大速度44kmで610m/s、
最大発熱34kmで0.98MW
まあ、考えてみると発熱量の大部分は通り過ぎる大気が持っていくのでしょうけど、
それでも予想以上だったな。