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ロールプログラムまたはティルト操作は、垂直に打ち上げられた宇宙ロケットの姿勢を変える空力操作である。これは、ロケットの垂直軸の周りの部分的な回転で構成され、その後、ロケットが軌道に向かって適切な方位角をたどるようにピッチングすることを可能にする。 [1]
ロールプログラムは通常、宇宙船がタワーを離れた後に完了する。NASAの有人打ち上げの多くでは、機長がミッションコントロールセンターにロールを報告し、カプセル通信機がそれを確認する。[2]
サターンV
サターン V のロール プログラムは打ち上げ直後に開始され、第 1 段で処理されました。これはオープン ループでした。コマンドは打ち上げ後の特定の時間に実行されるように事前にプログラムされており、クローズド ループ制御は使用されていませんでした。これにより、強風などの予期しない状況を修正できないという代償を払って、プログラムの設計が簡単になりました。ロケットは打ち上げ後適切な時間にロール プログラムを開始し、目的のロール角度が達成されるのに十分な時間が経過するまでロールしました。[3]
サターンVのロールは、ロールとピッチのサーボ機構を使用してエンジンを同時に傾けることによって開始され、車両にロールトルクを発生させる役割を果たしました。[4]
スペースシャトル
スペースシャトルの打ち上げの際、ロールプログラムと同時にピッチ操作とヨー操作も行われました。[5]
シャトルの打ち上げ中にロール プログラムが実行されたのは、次の理由によるものです。
- シャトルをヘッドダウンの位置に置く
- 軌道上に運ぶことができる質量の増加（これが実際には当初の理由でした - より効率的な空力とブースターとメインエンジン間のモーメントバランスによりペイロードが20％増加しました）[6]
- 軌道高度の上昇
- 発射場への帰還中止操作の軌道を簡素化
- 無線見通し伝搬の改善
- シャトルを地面と平行に向け、機首を東に向ける
1971年から1972年にかけてのRAGMOPコンピュータプログラム（ノースロップ）は、逆さまにロールすることでペイロードが約20％増加することを発見しました。150NMの赤道軌道への重量は、約40,000ポンドから約48,000ポンドになり、いかなる制約（最大Q、3G制限など）にも違反しませんでした。したがって、ロールの動機は当初、メインエンジンの推力ベクトルをSRBとより平行に保つことで抗力損失とモーメントバランス損失を最小限に抑え、ペイロードを増やすことでした。[6]
参考文献
- ^ Teitel, Amy (2016年7月1日). 「ロケットが軌道に乗るにはなぜロールする必要があるのか？」Posci . 2024年11月27日閲覧。
- ^ NASA - STS-117 離陸！アトランティス：「ヒューストン、アトランティス。ロールプログラム。」音声 1：「了解、ロール、アトランティス」。
- ^ ガンダーソン、ロバート、ハーディ、ゴードン（1966年）。サターンVロケットの有人誘導と制御。宇宙空間における自動化の平和利用。シュプリンガー。pp.33–50。
- ^ Haeurssurmann, Walter (1970)。サターンロケットのナビゲーション、ガイダンス、制御システムの説明と性能。第3回宇宙における自動制御に関する国際IFAC会議、トゥールーズ。トゥールーズ：エルゼビア。pp. 275–312。
- ^ ジェンクス、ケン。「シャトルはなぜ打ち上げ直後にロールするのか？」
- ^ NASA-CR-129000、TR-243-1078 (1972)より