速報！！
「火星1４」の射程を分析する
Top page 戻る 「火星12」へ 「火星14-02」へ
タンク容積は、第1段：23.04㎥ 、第2段：2.72 ㎥
酸化剤：四酸化二窒素、燃料：A-50(ヒドラジン・UDMH混合)として、その平均比重 1.2 を、それぞれの容積に乗じて、
推進剤質量は、第1段：27.65 ton、第2段：3.27 ton
推進剤搭載率（段の推進剤質量/段の全質量）を、0.9 と見積もると、
各段の質量は、第1段：30.72 ton、第2段：3.63 ton
小数低下を、四捨五入すると、
第1段：31ton、第2段：4 ton、全質量：35 ton
（注）「推進剤搭載率」を、0.85 及び 0.80 と見積もれば、全質量は、それぞれ、36 ton 及び 39 ton になる。
推進剤の比推力（Isp）は、真空中で、305 [s]、海面高度で240[s]（真空中の78%）、燃焼秒時（Burn Time）は、平均推力（トン）が燃焼初期の総質量（トン）の2倍程度になるように設定する。ここでは、第1段：100 秒、第2段：110 秒とする。 設定値の細部は下表のとおりである。
| 表２－１ プログラム入力設定値 | |||
| Parameters | Unit | Stage 1 | Stage 2 |
| Initial Velocity | m/s | 0 | - |
| Delay Before Ignition | s | 0 | 0 |
| Burn Time | s | 100 | 110 |
| Stage Dry Weight （*） | kg | 3,100 | 400 |
| Stage Fueled Weight | kg | 27,900 | 3,600 |
| Isp Stage | s | 240 | 305 |
| Stage Diameter | m | 1.75 | 1.75 |
（*）燃焼終了後の空虚重量
発射位置：舞水端里（N 40°51' 21"、E 129°39' 58"） 発射方位：44°30’（北東）
Payload Mass（弾頭質量）500、600、700 、・・・、1200 [㎏]、弾頭径：1.3 [m]
３ ペイロード対最大射程・飛翔時間、バーンアウト速度・最大弾道高
| 図２-１ ペイロード対 最大射程・飛翔時間 |
|
|
| 図２－２ ペイロード対 バーンアウト速度・最大弾道高 |
 |
第1章で、EMTを使って、「火星14」の発射弾道の初速を推定し、そこから、試験に使われた「火星14」の最大射程を 6,500 ±500 [㎞] と推定した。その様子を下図のグラフに示す。
| 図２－３ エネルギー最少弾道（EMT）の有効性の検証 |
 |
| 記号「× 〇 ◎ △」は、第1章の「表2 最大射程の分析結果」に対応 |
EMTの初速（ブースト段を有する弾道のバーンアウト速度に相当）は、図に示したように、同一射程の通常の弾道より大きくなる。この例では、430 [m/s] 大きくなっているが、ミドコース（中間）弾道で比較的大きく速度が落ちるので、全弾道を通した平均速度は、あまり変わらない。これによって、「エネルギー最少弾道」によるアプローチの有効性が保証されるのである。
実は、「エネルギー最少弾道」の表が計算されていて、弾道の初速が EMT から推定できれば、立ちどころに、最大射程がわかります。その表の一部を示します。
| 表2-2 エネルギ最少弾道（EMT) | |||||
|
最大射程 [km] |
最大弾道高 [km] |
飛翔時間 [s] |
初速度 {km/s] |
中点速度 [km/s} |
ロフト角 [deg] |
| 6000 | 1,098 | 1394 | 6.249 | 4.544 | 31.51 |
| 6100 | 1,109 | 1409 | 6.282 | 4.572 | 31.29 |
| 6200 | 1,120 | 1424 | 6.314 | 4.600 | 31.06 |
| 6300 | 1,130 | 1439 | 6.346 | 4.628 | 30.84 |
| 6400 | 1,140 | 1454 | 6.377 | 4.655 | 30.61 |
| 6500 | 1,150 | 1469 | 6.407 | 4.682 | 30.39 |
| 6600 | 1,159 | 1483 | 6.437 | 4.709 | 30.16 |
| 6700 | 1,169 | 1498 | 6.467 | 4.735 | 29.94 |
| 6800 | 1,177 | 1513 | 6.495 | 4.761 | 29.71 |
| 6900 | 1,186 | 1527 | 6.524 | 4.787 | 29.49 |
| 7000 | 1,195 | 1542 | 6.552 | 4.813 | 29.26 |
| 7100 | 1,203 | 1556 | 6.579 | 4.839 | 29.04 |
| 7200 | 1,211 | 1570 | 6.606 | 4.864 | 28.81 |
| 7300 | 1,218 | 1584 | 6.632 | 4.889 | 28.59 |
| 7400 | 1,225 | 1598 | 6.658 | 4.914 | 28.36 |
| 7500 | 1,233 | 1612 | 6.684 | 4.938 | 28.14 |
| 7600 | 1,239 | 1626 | 6.709 | 4.963 | 27.91 |
| 7700 | 1,246 | 1640 | 6.733 | 4.987 | 27.69 |
| 7800 | 1,252 | 1654 | 6.757 | 5.011 | 27.46 |
| 7900 | 1,258 | 1667 | 6.781 | 5.035 | 27.24 |
| 8000 | 1,264 | 1681 | 6.805 | 5.059 | 27.01 |
５ エネルギー最少弾道（EMT）と通常の弾道との比較
ペイロード 800 [㎏] に対応する最大射程 6,527 [㎞] の弾道の高度及び速度を、同一射程を満足する EMTのそれらと重畳して、以下に示す。
| 図2-4 エネルギー最少弾道（EMT）と通常弾道との比較 |
 |
EMT と通常弾道の初速（赤目盛）はそれぞれ、6.41 [km/s]及び 6.00 [km/s]で、EMT の方が、410 [m/s] 高いが、中点（弾道の頂点）では、それぞれ、4.00 [km/s] 及び 4.86 [km/s] で、EMT の方が、860 [m/s] 低くなっている。
EMT と通常弾道は、同一射程（6, 527 [km]）を、それぞれ、1, 476 [s] 及び 1, 540 [s] で、飛翔しているから、それらの平均速度は、それぞれ、4.422 [km/s] 及び 4.238 [km/s] となり、EMT の方が、0.184 [km/s] （184 [m/s]）だけは早い（飛翔時間にして、１分程度。比率にして、4 ％ ほど早くなるが、推定値としては無視できるオーダーである）
６ Payload をパラメータにとって弾道を見る
| 図2-5 射程対弾道高 |
 |
| 図2-6 飛翔時間対弾道高 |
 |