グリッドフィン

グリッドフィン（またはラティスフィン）は、ロケットや爆弾に使用される飛行制御面の一種であり、平面フィンなどのより一般的な制御面の代わりに使用されることもある。1950年代にセルゲイ・ベロツェルコフスキー [ru] ^[1]率いるチームによって開発され、1970年代からSS-12スケールボード、SS-20セイバー、SS-21スカラベ、SS-23スパイダー、SS-25シックルなどのソビエトのさまざまな弾道ミサイルの設計や、N-1 （ソビエト連邦の月計画用のロケット）に使用されている。ロシアでは、そのためベロツェルコフスキー・グリッドフィンと呼ばれることが多い。

グリッドフィンは、ヴィンペルR-77空対空ミサイル、3M-54クラブ（SS-N-27シズラー）巡航ミサイルファミリー、アメリカの大規模爆風爆弾（MOAB）などの通常ミサイルや爆弾にも使用されており、またクイックMEDS送達システムやソユーズ宇宙船の打ち上げ脱出システムなどの特殊な装置にも使用されています。

2014年、スペースXは再利用可能なファルコン9ロケットの第一段実証試験機でグリッドフィンをテストし、 ^{[2] 2015年12月21日には}再突入の高速大気圏部分でグリッドフィンが使用され、商業用ファルコン9の第一段を着陸地点まで誘導し、宇宙飛行史上初の軌道ブースター着陸を成功させた。

中国の民間企業i-SpaceのHyperbola-1ロケットの第1段には、姿勢制御用の操縦可能なグリッドフィンが搭載されていることが2019年7月25日に明らかになった。

2019年7月25日、中国は長征2号Cの改良版を打ち上げました。このロケットは、使用済みのロケット段を近隣の町や都市の人々から離れた場所に制御された状態で再突入させるために、第1段の上にグリッドフィンを備えています。^[3]

従来の平面制御フィンは、小型の翼のような形をしています。対照的に、グリッドフィンは、箱の中に小さな空気力学的表面が格子状に並べられたものです。その外観から、ポテトマッシャーやワッフル焼き器に例えられることもあります。

グリッドフィンは、平面フィンよりも直接的かつコンパクトにミサイルの円筒形本体に対して折り畳んだり、前方（または後方）に傾けたりできるため、兵器をよりコンパクトに収納できます。これは、兵器がチューブから発射される場合や、ステルス機のように内部ベイに兵器を収納する航空機にとって重要です。通常、グリッドフィンは、ミサイルが発射航空機を通過した直後に、本体から離れて前方/後方に傾きます。

グリッドフィンは、実質的には互いに平行に取り付けられた短いフィンのグループであるため、平面フィンよりも翼弦（表面の前縁と後縁の間の距離）がはるかに短くなっています。翼弦が短いため、高速気流によってステアリング機構に及ぼされるトルクの量が減り、より小型のフィンアクチュエータと、全体的に小型のテールアセンブリを使用できます。

グリッドフィンは亜音速および超音速では非常に優れた性能を発揮しますが、遷音速では性能が低下します。流れによって格子内に通常の衝撃波が形成され、空気流の大部分がフィンを通過するのではなくフィンの周囲を完全に通過するため、大きな波抵抗が発生します。マッハ数が高い場合、グリッドフィンは完全に超音速で流れ、平面フィンよりも低い抵抗と優れた操縦性を提供できます。

グリッドフィンは、再使用型ロケットの着陸地点の制御の精度と正確さを向上させるために、ファルコン9ロケットで使用されています。これにより、ロケットが着陸パッドまたは自律型宇宙港ドローン船に正確に、高い精度で着陸できるようになります。グリッドフィンの開発は、 2012年から進行中のSpaceXの再使用型打ち上げシステム開発プログラムの一環です。グリッドフィンを使用した最初の極超音速飛行テストは2015年2月に行われ、その後、グリッドフィンはすべての再使用型ファルコン9実験テスト着陸で使用され、最終的には2015年12月以降、第1段の着陸と回収の成功件数が増加しました。

ファルコン9のグリッドフィンの設計の繰り返しは2017年まで続いた。SpaceXのCEOであるイーロン・マスクは2017年初頭に、ファルコン9のグリッドフィンの新バージョンにより同社の車両の再利用性が向上すると発表しました。ファルコン9ブロック5では、鋳造および切断された新しい^[4] チタングリッドフィンが導入されています。マスクは、オリジナルのファルコン9のグリッドフィンがアルミニウムで作られていることを指摘していました。フィンは再突入および着陸中に最大生存限界近くの温度にさらされるため、アルミニウムフィンはアブレーション熱保護システムでコーティングされていました。一部のアルミニウムグリッドフィンは、再突入および着陸シーケンス中に発火しました。グリッドフィンはチタンバージョンに交換され、これによりロケットの制御性が向上し、ファルコン9がより高い迎え角で飛行できるようになり、ペイロードの軌道投入能力が向上しました。^[5]より大きくて頑丈なチタングリッドフィンは塗装されておらず、2017年6月に初めてテストされました。これらは2017年後半からすべての再利用可能なブロック5ファルコン9第一段階で使用されています。^[6]

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  グリッドフィン（ここではペイロードフェアリングに対して折り畳まれている）は、ソユーズ宇宙船の打ち上げ脱出システムの一部です。
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  長征2号Fの折り畳み式グリッドフィンは、有人宇宙船神舟を輸送するために設計されています。
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  SS-20弾道ミサイルの基部に収納されたグリッドフィン
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  SpaceX ファルコン 9 ロケットのグリッド フィン。着陸時にロケットの第 1 段を誘導します。
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  2015 年 2 月 11 日のFalcon 9 制御降下テスト中に SpaceX が実施したグリッド フィンの最初のテスト。
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  グリッドフィンが展開されたSpaceXスターシップの超大型ブースターセクション

ウィキメディア・コモンズには、グリッドフィンに関連するメディアがあります。

• ミサイル グリッド フィン、Aerospaceweb.org
• 防衛技術情報センター通常兵器技術グループ
• 「これはビッグワンだ」、Aviation Week、2007-09-27 にWayback Machineでアーカイブ
• KLUB (SS-N-27) ASCM、Bharat-Rakshak.com
• 射程距離を延長した小型スマート爆弾、空軍研究所
• 医療用ミサイル、発射準備完了、DefenseTech.org