重力ターン：迎え角ゼロに沿って向きを変える方法

これは、ロケットの安定性によって異なります。ロケットが空気力学的に安定している場合、つまり圧力の中心が重心の後ろにある場合、ロケットは空気力学だけで速度ベクトル（迎え角ゼロ）に変わる可能性があります。

重力ターンは、手動操作を最小限に抑えるように最適化されています。完全な重力ターン以外の発射軌道は、迎え角を追加することによってロケットの速度ベクトルを強制的に変更する際に、いくらかのエネルギー（スラスター燃料またはフィンからの抗力）を消費します。打ち上げ直後に、ターンの方向にわずかに垂直から外れる最初の小さな操作があります。重力による加速度は、時間の経過とともにロケットの速度ベクトルを回転させます。理想的には、これにより、目的の軌道の境界で水平姿勢になります。通常、風、乱気流、およびその他の外乱を補償するために、いくつかの操作が必要です。ここに含まれる自由変数は、開始操作の最終姿勢、ロケットの推力曲線、ロケットの空力特性などです。

特定の重力ターンの回転速度を決定するための正確な計算はわかりません。 、しかし、それはロケットの地球中心の慣性フレームの総加速度の単位方向を取得し、それをロケットのbody-yz（body-xは前方）平面に投影し、角速度の余弦を行うことを含むに違いありません。

ロケットが空力的に不安定で、CoPがCoMの前方にある場合、またはCoPがCoMに非常に近い場合、わずかに安定している場合は、重力ターンを維持するためにアクティブな制御が必要です（通常はコンピューターガイダンス）。これには、不安定な空気力学による自発的な外乱を修正するために、スラスターまたはフィンからのより多くのエネルギーが必要です。不安定になるほどエネルギーが増えることを意味します。

ロケットが不安定な場合は、次のように説明します： https://www.rocketryforum.com/threads/open-rocket-stability-number.122399/ 、「ウェザーコック」効果、つまり風に変わる傾向があるため、コース修正にさらに多くのエネルギーが必要になる場合があります。大きなフィンが横風で飛行中に突然打たれたダーツと、それが飛行経路にどのように影響するかを考えてみてください。

ロケット安定性フォーラムの投稿からの抜粋：

私は通常1.0の安定性を目指しています。安定性1は、重心（CG）が圧力中心（CP）の前方にある1口径（ボディチューブの直径）です。 1未満のものはわずかに安定していると見なされ、1.0を超えるものは安定しすぎていると見なされます（iirc）。不安定なロケットは通常、さまざまな程度でコックを風化させたい（風に変わる）ので、わずかに安定したロケットはまっすぐ飛ぶ以外は何でもできます。

コメント

• 実際の軌道ロケットは空力的に不安定ではありませんか？この議論の多くは、重力ターンを実行しないモデルロケットに当てはまるようです。
• ありがとう！少し掘り下げた後、大気の下から円軌道を達成することは簡単な操作ではないようです。空気のない惑星では、垂直推力が重力抗力から角加速度を引いたものをキャンセルするように回転します。速度ベクトルが接線方向の場合、軌道は円形であり、推力をカットできます。一方、重力ターンはそれ自体では円軌道につながるようには見えません。または、'何かが足りません。
• @Elmore通常、低高度で過ごす時間が少ないことを説明するために、通常の地球軌道の重力ターンからの偏差があります。 （高抗力）、およびその他の車両性能と安全要件。 「重力ターン」の必要性は、迎え角を最小化することによって抗力を最小化する必要性から来ています。月のような空気のない世界では、数秒間上向きにブーストして近くの地形をクリアし、すぐに軌道の高さを上げるための最も効率的な姿勢である水平に向きを変えることができます。
• @OrganicMarbleわかりません空力的に不安定なロケットの数。 「どの軌道ロケットが打ち上げ構成で空力的に安定しているのか」という重複はないと思います。必要に応じて、その質問を投稿できます。
• I '答えが"なし"。