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ロケット·宇宙機周りの流れ：柔構造周りの超音速流れと膜面エアロシェル宇宙輸送機

机译：火箭和宇宙飞船周围流动：超声流洪水和膜表面航空壳空间运输机

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摘要

宇宙輸送機において大気圏飛行時に発生する空力特性を理解し上手に利用していくことは，運航の安全性や信頼性の確保に必須である．その一方で，高速で大気圏を飛行する際に発生する空力加熱の問題を解決することも求められる．これまで空力加熱に関しては，予測（いかに精度よく予測するか）と防御法（いかに高温まで耐えられるようにするか）に関する研究に重点が置かれてきた．しかし，それさは別に，空力加熱そのものを低下させる方法を探る努力も必要であろう．再使用型宇宙輸送システムの実現において，最も厳しいハードルのひとつは，再突入時の空力加熱に対する再使用型熱防御システムの開発である．次世代再使用型宇宙輸送システムではコストの激減と信頼性，運用性の大幅向上が達成されていなければならない．スペースシャトル コロンビア号の事故をみても，頑丈な熱防御システム(TPS)構築には，C/C材やタイルではなく金属TPSの全面使用が望ましいと考えられる．そのためには，金属TPSの使用が可能となるレベルまで再突入時の空力加熱を下げなければならない．空力加熱を下げる最も直接的な方法は，再突入時の機体の弾道係数を小さくし，より高高度で減速を行うことであろう．機体重量はミッションによってある程度決まってしまうので，弾道係数を下げるには機体の面積を大きくする必要がある．上昇時に空気抵抗の増大を招かないためには，やわらかな膜面で空カシェルを作り，打ち上げ時にはコンパクトに収納しておいて，再突入前に展開して使用すればよい．このような膜展開型宇宙往還機（図1）は次世代型宇宙輸送システムの候補のひとつとして，検討する価値があろう．
机译：必须确保理解空间运输飞机中大气飞行中发生的空气动力学特征的操作的安全性和可靠性。另一方面，还需要解决高速飞行时产生的空气动力学加热问题。重点是关于预测的研究（如何准确预测）和防御方法（如何承受高温）。但是，分别努力了解如何减少空气动力学加热本身。在实现可重复使用的空间运输系统中，最严重的障碍之一是在重新进入时为空气动力学加热的再利用热保护系统的开发。在下一代可重复使用的空间运输系统中，成本清晰度和可靠性，并且必须实现操作的操作改进。即使您查看航天飞机哥伦比亚的事故，也认为金属TPS的整个表面使用是理想的，以构建重型热保护系统（TPS）。为此，重新进入可用于金属TP的水平时的空气动力学加热必须降低。降低空气动力学加热的最直接方法将在重新进入时降低飞机的弹道系数，以减少更高的高度和减速。由于飞机重量在某种程度上通过任务确定，因此必须增加飞机的面积以降低弹道系数。为了在上升时不会增加空气阻力，空壳体在软膜表面上进行，并且在发射时，可以在重新进入之前紧凑地存储和使用。这种薄膜开发的空间圆角（图1）值得考虑作为下列一代型空间传输系统候选者之一。

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