Difference between revisions of "Asparagus staging/ja"

Latest revision as of 08:32, 6 September 2018

全エンジンが、最初にS4、次にS3、という順で燃料を消費していく

アスパラガス・ステージングとは、とても効率の良いロケットのステージ設計である。デフォルトで入っている機体としてはKerbal Xがこれを使っている。

名称

「アスパラガス」という名称はKSPプレイヤーの創作ではなく、1997年に出されたTom Logsdonの著書『Orbital Mechanic: Theory and Applications』144ページで、Ed Keithという航空エンジニアが述べている「アスパラガス茎ブースター」が由来である。

機能

Kerbal Xのシークエンス

ひとつのロケットにつき、たくさんの燃料タンク付きロケットエンジンを並行してつけ、それらのエンジンを同時に燃焼させるというものであるが、ミソとなるのは、それぞれのエンジンが自身のタンクの燃料を消費していくのではなく、最も外側のタンクから供給される燃料を消費していくことである。最も外側のタンクが空になると、それを分離し、まだ満タンの次のタンクを消費していく。こうすることでロケットは、タンクが空である状態を最小限にしつつ、そのとき搭載している全てのエンジンを使用できる。

この方式は燃料パイプでタンク同士を接続し、消費していくタンクの順序をつくることで初めて可能となる。燃料パイプには移送方向があり、複数のタンクを接続した場合、最も遠い供給元タンクの燃料から優先的に消費していく性質を利用している。

高い推力重量比が求められる重いペイロード、特に燃料そのものなどを効率良くを打ち上げたい際に有用である。

欠点

上部から見た大規模なアスパラガス・ステージングの例

最大の欠点は、複雑ゆえ作成が面倒くさいことである。より重たいものを打ち上げようとすれば、さらに多重構成にする必要があり、その分パーツ数も増える。また、多重構成にする場合、デカプラーでタンク同士を大量に接続するため、強度不足によって飛行安定性に支障をきたす恐れがある。

現実には不可能であり存在しない設計であることに加え、多重構成にしたアスパラガスは、さながら空飛ぶシンデレラ城の様で、不格好なことこの上ない。

0.24でパーツ価格が改定されたことにともない、場合によっては固体燃料ブースターを採用したほうが簡素かつ安上がりになることもある。

空気抵抗

version 1.0から現実的な空気抵抗と空力モデルが導入されたことによって、アスパラガス方式はさらに難しくなり、効率性も損なわれた。しかしKerbal Xにみられるような限定的な使用なら依然として非常に高効率である。

現実での応用

正確には推進剤クロスフィードシステムであるアスパラガス・ステージングは現在のところ、Kerbal Space Programの中だけの存在である。もともとのアイデアはTom Logsdons氏の「Orbital Mechanics」という本で提案されたブースター設計から来ている。この本によると、Ed Keithというエンジニアが、推進剤クロスフィードを用いた打ち上げロケットに「アスパラガス茎ブースター」という名前を付けたという。^[1]　ファルコンヘビーでは、1層のみではあるものの、初期段階からこのシステムが採用される計画であったが、イーロン・マスクはその後、クロスフィードシステムは現在、少なくとも初号機では実装する計画はないと発言した。アスパラガス・ステージングの問題は、エンジンへの燃料移送そのものがすでに複雑であるということだ。これにポンプを追加してタンク同士で燃料を移送しようとすると、さらに複雑化せざるを得ず、信頼性の低下を招きかねない。また、もうひとつ非常に重要な点は、パイプとバルブの増加によって圧力が失われることだ。これが推進剤ポンプの追加を必要とし、アスパラガス・ステージングの効率性を損なう。

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