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2020/11/25 0:58

66回答

ICBMとかは、一旦、大気圏外に出てから再突入しますよね?その時、空気抵抗で減速しないのですか?

回答(6件)

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ICBMの弾道高度は 最低でも約150kmです。 一方、空気抵抗が発生するのは 高度約80km以下ですが 実際には高度が高いほど空気抵抗は弱く 低くなるほど抵抗が増してゆきますので 実質的な減速になるのは 高度で30km以下あたりからです。 ICBMは最高速度がおよそ 7.8km/秒(時速2万8千km/マッハ23)です。 仮にこの速度で大気圏に 垂直に(に近い角度)再突入した場合 高度80kmから地上までは約10秒 空気抵抗が増す高度30kmからでは たった4秒弱です。 実際に垂直には落下してきませんが 要するに大気圏に再突入してから 地上までの到達時間は あって数十秒程度です。 仮にこの間に空気抵抗で速度が 1/3くらいまで(2.6km/秒≒マッハ7.6)減速しても 地上命中までの時間差は数秒単位しか変わらない ・・・という事ですね。

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空気抵抗が強いのは地表近くの空気が濃い領域だけで、地表から離れるほど空気が薄い分空気抵抗がなくなり、重力加速度でどんどん速度が速くなる。 というより、加速させるのに空気抵抗が邪魔だから、わざわざ一度大気圏外に出してから改めて再突入させている。 この時の最高速度は秒速5kmぐらい。 一応地表近くになれば減速が始まるけど、これだけ速いと減速するころにはもう地表に着弾している。

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マッハ10〜20位で落下して来るらしいけど。

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ICBMは、地球が丸い事が全く無視できない射程ですので、高校の物理ではその解法は難しいです。数値計算も難しいのなら、単純に防衛省のサイト: https://www.mod.go.jp/j/approach/defense/bmd/ などより、射程は10,000km以上とします。地球の半周は20,000kmですから、此れより長い事は有りません。 最高高度は低めに見て、射程の2割程とすると、2,000km以上です。 国際宇宙ステーション(ISS)は、地上から約400km上空の熱圏を秒速約7.7km(時速約27,700km)で飛んでいますが、ICBMの弾頭は、其れよりも5倍以上も高い高度より加速されて落下してきます。 強い空気抵抗が始まる対流圏は高度約11km以下ですので、ほぼ真空中の宇宙空間を、ICBMの弾頭は地球の重力に従って、最高高度2,000km以上より、ほぼ空気抵抗を受けずに、その99.4%の高さを自由落下して来ます。 弾頭が対流圏に突入する際には、その落下速度はほぼISSの飛行速度と同じです。 その後、たったの1秒ちょっとで対流圏を突き抜けて地上に到達します。 これが無害な速度でしょうか?

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