垂直上昇
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/11/17 07:04 UTC 版)
地上に対し80度～90度の角度で、機体を射出する。機体を宙返りさせずに上昇させるためには、独特の機体設計と高度な機体調整の技術が必要である。
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垂直上昇
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/03/27 06:04 UTC 版)
垂直上昇段階中の時刻 t {\displaystyle t} と t + 1 {\displaystyle t+1} における速度ベクトルを示した図。ロケットの速度は、前時刻の速度と推力による加速度、重力加速度とのベクトル和により決まる。より正確には次式により決定される。 V t + 1 = V t + ( a thrust + a gravity ) ⋅ Δ t {\displaystyle V_{t+1}=V_{t}+(a_{\text{thrust}}+a_{\text{gravity}})\cdot \Delta t} 重力ターンは、スペースシャトルなど、垂直に発射するロケットにおいて広く一般的に使用されている。ロケットはまずまっすぐ上に上昇し、垂直速度と高度の両方を上げる。この段階においては、重力加速度がロケットの推力による加速度から直接減算され、ロケットの垂直方向への加速度を低下させる。この加速度損失は重力損失（英語版）と呼ばれ、ピッチオーバーマニューバと呼ばれる操作をできるだけ早く実行することで最小限に抑えることができる。また、機体への大きな空力負荷を避けるためにも、ピッチオーバーは垂直速度が小さいときに実行する必要がある。 ピッチオーバーは、ロケットエンジンをわずかにジンバルして、推力の一部を片側に向ける（推力偏向）ことにより達成される。この力により機体にはトルクがかかり、向きが垂直方向から変わる。ピッチオーバー角度はロケットによって異なり、ロケットの慣性航法装置に入力されている。わずか数度とするロケットもあれば、数十度という比較的大きな角度とするロケットもある。ピッチオーバーが完了すると、エンジンは再度ロケットの軸に沿った方向に戻される。理想的な重力ターン軌道投入においては、操舵目的で推力を用いる必要があるのはこの段階のみである。ピッチオーバーマニューバには2つの目的があり、1つはロケットをわずかに回転させて飛行経路を垂直から逸らすことである。2つめは、軌道投入に向けてロケットを正しい方向に向けることである。ピッチオーバーの後は軌道投入完了まで、ロケットの迎え角はゼロに調整される。これにより横方向の空力負荷を低減でき、上昇中の揚力も無視できる。
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