Missiel Datcomは飛翔体の空力や性能の予備設計や解析のために広く使われている半経験則的なデータシート集の様なツールです。20年以上USAFや米国防衛企業によって無償で提供されていますが、ITAR規制品なので、米国内外へ輸出入のできないものです。日本では使えないので、MISSILE DATCOM User’s Manualを見ながらソフト内部でやってることを研究します。これはマニュアルを読むためのまとめです。なお、配布されている実行ファイルはexeファイルのようですが、Linuxなどnix系であってもWineなど使えば実行可能とのこと。使い方は至って簡単で、実行ファイル（MD***.exeなど、例えばMD0311.exe）と一緒に計算したい条件を入れた入力ファイル(for005.dat)を同じフォルダに入れておき、実行ファイルを実行すれば出力ファイルが出てきます。

Introduction意訳

飛翔体の予備設計迅速かつ経済的に飛翔体の構成設計において幅広い空気力学的な推定をする必要があります。
最終的な計上や空力性能はサブシステムつまりペイロードサイズや推進システム、打上げ機構に大きく依存します。
設計者は幅広い構成において正確に予測できる必要があります。
このソフトの基本的な目的は予備設計において正確に予測を行うことや、ユーザーに特定のアプリケーションにフィットする
代替方法を見つけさせる空力設計ツールを提供することです。

入出力の14ファイル

ファイル名	使い方	サブルーチン
for002.dat	for008.datから読み込まれた入力Namelist	READIN
for003.dat	空力データのプロットファイル	PLOT3,PLTTRM,PLTUT9
for005.dat	ユーザー入力ファイル	CONERR
for006.dat	プログラムアウトプットファイル	PRINTS,PRIIOM
for008.dat	for005.datをエラーチェックしたもの	CONERR
for009.dat	Bodyの幾何データ	SBODY
for010.dat	迎角によるBodyの圧力係数データ	SOSE,VANDYK,HYPERS
for011.dat	フィンの圧力係数データ	FCAWPF
for012.dat	ゼロ迎角・局所マッハ数のBodyの圧力係数データ	SOSE
for020.dat	力・モーメント等, Adaptive Modeling Language format	PLOT20
for021.dat	力・モーメント等、Aviator Visual Design Simulator format	PLOT21
for022.dat	Tecplot互換の幾何ファイルBodyとフィンのみ。インレット等は無し	TECGRD
for042.csv	全ての標準データ	PLOT42
for043.csv	フィンデータ	PLOT43
vpath*.dat	PRINT VORTEX コントロールカードのオプション選択時のみ出力。Tecplot互換の出力ファイル。Paraviewなどで可視化可能。ファイル名は“vpath_a4.00_m1.60.dat”のようになり下記条件に相当 α = 4, Mach = 1.6	VPRINT

for006.datとfor042.datは常に出力されるファイル。
for022.datは可視化ソフトTecplotのASCIIフォーマットで、Paraviewなどフリーのソフトで可視化が可能。

Namelist

Namelist	定義するもの	任意かどうか
$FLTCON	飛翔条件
$AXIBOD or $ELLBOD	Body
$FINSET[1-9]	[1-9]番目のフィン
$PROTUB	突起
$INLET	インレット
$REFQ	reference quantities	任意
$DEFLCT	panel incidence(deflection angles)	任意
$TRIM	trim case	任意
$EXPR	experimental input data	任意

データ

（引用：AFRL-RB-WP-TR-2011-3071）

記号	定義	座標軸
$C_N$	法線力係数 Normal Force	body axis
$C_L$	揚力係数 Lift	wind axis
$C_M$	ピッチングモーメント係数	body axis
$X_{cp}$	圧力中心
$C_A$	軸力係数 Axial Force	body axis
$C_D$	抗力係数 Drag
$C_Y$	横力係数 Side Force	body axis
$C_n$	ヨーイングモーメント係数	body axis
$C_l$	ローリングモーメント係数	body axis
$C_{N\alpha}$	迎角で微分した法戦力係数
$C_{m\alpha}$	迎角で微分したピッチングモーメント係数
$C_{Y\beta}$	横滑り角で微分した横力
$C_{n\beta}$	横滑り角で微分したヨーイングモーメント係数	body axis
$C_{l\beta}$	横滑り角で微分したローリングモーメント係数	body axis

BodyだけもしくはBodyとフィンの組み合わせの場合は下記も計算されます。全てbody axis

記号	定義
$C_{Mq}$	ピッチ角で2階微分したピッチングモーメント係数
$C_{Nq}$	ピッチ角で2階微分した法戦力係数
$C_{Aq}$	ピッチ角で2階微分した軸力係数
$C_{M\dot{\alpha}}$	迎角で2階微分したピッチングモーメント係数
$C_{N\dot{\alpha}}$	迎角で2階微分した法戦力係数
$C_{lp}$	ロール角で2階微分したローリングモーメント係数
$C_{np}$	ロール角で2階微分したヨーイングモーメント係数
$C_{Yp}$	ロール角で2階微分した横力係数
$C_{lr}$	ヨー角で2階微分したローリングモーメント係数
$C_{nr}$	ヨー角で2階微分したヨーイングモーメント係数
$C_{Yr}$	ヨー角で2階微分した横力係数

出力ファイルfor042.csvの中身

ヘッダ	中身
CASE	実行されたCase番号
RAD?	単位系定義がラジアンか度か(0 = degrees, 1 = radians)
TRIM?	trimするかどうか (0 = not trim, 1 = trim)
MACH	マッハ数
RE	レイノルズ数
ALT	高度
Q	動圧
BETA	横滑り角
PHI	ロール角
SREF	参照面積
XCG	ノーズから重心の距離
XMRP	直径を1とした時のノーズから重心の距離の数
LREF	縦方向の参照長さ
LATREF	横方向の参照長さ
ALPHA	迎角
CN	法線力係数
CM	ピッチングモーメント係数
CA	軸力係数
CA_0B	ベースとなる抗力を含まない軸力係数
CA_FB	ベースとなる抗力を含む軸力係数
CY	横力係数
CLN	ヨーイングモーメント係数
CLL	ローリングモーメント係数
CL	揚力係数
CD	抗力係数
CL/CD	揚抗比
X-C.P.	重心から圧力中心までの距離を機体長さLREFで割った値。頭側だと＋、オシリ側だと―
CNA	Normal Force Coefficient change wrt Angle of Attack
CMA	Pitching Moment Coefficient change wrt Angle of Attack
CYB	Side-force Coefficient change wrt Sideslip Angle
CLNB	Yawing Moment Coefficient change wrt Sideslip Angle
CLLB	Rolling Moment Coefficient change wrt Sideslip Angle
CNQ	Normal Force Coefficient change wrt Pitch Rate
CMQ	Pitching Moment Coefficient change wrt Pitch Rate
CAQ	Axial Force Coefficient change wrt Pitch Rate
CNAD	Normal Force Coefficient change wrt Angle of Attack change Rate
CMAD	Pitching Moment Coefficient change wrt Angle of Attack change Rate
CYQ	Side-force Coefficient change wrt Pitch Rate
CLNQ	Yawing Moment Coefficient change wrt Pitch Rate
CLLQ	Rolling Moment Coefficient change wrt Pitch Rate
CYR	Side-force Coefficient change wrt Yaw Rate
CLNR	Yawing Moment Coefficient change wrt Yaw Rate
CLLR	Rolling Moment Coefficient change wrt Yaw Rate
CYP	Side-force Coefficient change wrt Roll Rate
CLNP	Yawing Moment Coefficient change wrt Roll Rate

コントロールカード

コントロールカードはプログラムのオプションを決める1行コマンドです。入力ファイルに必須ではありません。おおよそ、下記のように分けれられます。

中間計算を出力するかどうか
単位系の定義
複数のcaseの定義、入力したnamelistのデータを引き継ぐかどうか等
caseタイトルやコメント
横方向の空力を計算しないやフィンで分けられた渦の効果を計算しないなど

コマンド	引数	説明
BUILD
CASEID	xxxx	caseタイトル。72文字まで
DAMP		微係数の出力
DELETE
DIM	IN,FT,CM,M	システムの単位系、インチ、フィート、センチ、メートル
DERIV	DEG,RAD	微係数の単位がdegかradか
HYPER		マッハ1.2以上でbodyをニュートン流法を選ぶかどうか
NACA		翼型
NAMELIST		for002.datを出力
NEXT CASE		複数caseを計算。条件の最後に書く
NOGO		計算しない
NO LAT		横方向の微係数を計算しない
NO VORTEX		フィンの後流の渦を計算しない
PART		空力データ一部のみ出力
PLOT		for003.datの空力データが出力される
PRESSURES		for010.dat,011,012の圧力データが出力される
PRINT AERO
PRINT GEOM
PRINT VORTEX		vpath*ファイルを出力
SAVE
SOSE		Second-Order Shock Expansion methodを選択
SPIN
TRIM
*		*を付けるとコメント行

SOSEコマンドは超音速領域でbodyにSecond-Order Shock Expansion methodを使うかどうか。マッハ数2.0以上では推奨。SOSEもHYPERも選択しなかった場合、Von Dyke Hybrid methodが使われる。この場合、先端が尖っていない場合は計算が失敗します。

DIMコマンド

DIMコマンドは基本的にインチ、フィート、センチメートル、メートルの単位系を設定できますが、下記はそれぞれの単位系になるので注意

Namelist	変数	DIM IN	DIM FT	DIM CM	DIM M
FLTCON	REN	1/ft	1/ft	1/m	1/m
FLTCON	ALT	ft	ft	m	m
FLTCON	VINF	ft/s	ft/s	m/s	m/s
FLTCON	PINF	lbf/ft2	lbf/ft2	N/m2	N/m2
FLTCON	TINF	ランキン	ランキン	ケルビン	ケルビン
REFQ	ROUGH	in	in	cm	cm

ft:フィード
lbf:ポンド
in:インチ