蒸気ロケット(熱水ロケットとも呼ばれる)は、高温の圧力容器に保持された水を使用する熱ロケットであり、その飽和蒸気圧は周囲の圧力よりもかなり高い。水はロケットノズルから蒸気として放出され、推力を発生させる。[ 1 ]
蒸気ロケットは通常、加圧式ですが、太陽エネルギーや原子力エネルギーを利用したより複雑な設計も提案されています。ロケットロケットは、おそらくロケット推進式の自動車やオートバイへの使用で最もよく知られており、アイオロピルにも使用されているタイプです。
水は加圧された状態で高温(約250~500 ℃)に加熱されます。高温の水がノズル(通常はド・ラバルノズル)を通過する際に圧力が低下すると、水は蒸気となってノズルに押し付けられ、高速で噴出します。この反動によってロケットは蒸気とは逆方向に加速します。熱水ロケットのノズルは、高圧、高温、そして熱水の腐食性の高さに耐えられるものでなければなりません。
最もシンプルな設計では、加圧された水タンクで発射前に水を加熱しますが、蒸発潜熱が高いため実際に発生する蒸気はごくわずかで、排気のほとんどが水となるため、排気速度が非常に低くなります。また、高温高圧を用いると、タンクが非常に重くなります。
より複雑な設計では、水をポンプや熱交換器に通したり、原子炉や太陽熱を利用したりすることができます。これらの設計では、195秒以上の比推力I spが得られると推定されていますが、[ 2 ]これは、例えば水素酸素ヴィンチエンジンの 465秒といった、より複雑な設計の基準にはまだ遠く及びません。
太陽熱または核熱を利用した蒸気ロケットは、惑星間旅行での使用が提案されている。性能は低いものの、高い質量分率を容易に達成でき、太陽系周辺に存在する氷の堆積物から水を簡単に抽出・精製できると予想されている。[ 7 ]
蒸気ロケットは、特にスチームパンクなどのSF作品に時折登場する。例としては、2004年の映画『スチームボーイ』や2015年の小説『セブンイーブス』などが挙げられる。