2017.7.23 10:00갱신
【클로즈 업 과학】
차세대 로켓 H3, 주엔진 연소 시험 시작되는 유럽 아리안이나 미 스페이스 X에 코스트로 도전한다
차세대 대형 로켓 H3의 심장부인 제1단 엔진 「LE9」의 연소 시험이 시작되었다.종래의 개발 사상을 전환해, 저비용화를 중시한 설계가 특징이다.대형 로켓의 개발 경쟁이 세계적으로 진행되는 중, 독자적인 기술을 무기로 시장에 도전한다.(초하켄 남편)
개발은 절정에
H3는 현행의 H2A 로켓의 후계기로, 우주 항공 연구 개발 기구(JAXA)와 미츠비시중공업이 2020년도의 발사를 목표로 하고 개발을 진행시키고 있다.운용 개시부터 16년이 경과한 H2A는 인공위성의 대형화로 능력 부족하게 되어 있어 발사 비용도 약 100억엔과 고액으로 국제 경쟁력이 저하.이 때문에 H3에서는 고성능화와 비용 반액이 목표다.
제1단의 LE9는 발사로부터 약 5분간, 기체를 상승시키는 주엔진이다.추진력은 약 3할 올라가 국내 최대로, 위성의 크기에 따라 2~3기를 탑재한다.금년 4월부터 다네가시마 우주센터(카고시마현)에서 연소 시험이 시작되어, 이번 달 12일에 초기 단계의 시험을 끝냈다.
개발을 통괄하는 JAXA의 오키타 코우이치 펑션 매니저는 「시동이나 정지등의 기본 동작을 확인해, 필요한 데이터를 취득 성과 」(이)라고 가슴을 쓸어내린다.가을 이후는 성능이나 수명, 제조비등을 판별하기 위한 연소 시험을 실시해, 개발은 절정을 맞이한다.
일본 독자적인 니이가타식
H2A의 제1단 엔진은 미 스페이스 셔틀과 같은 고효율의 「2단 연소식」이지만, LE9에서는 일본이 독자적으로 개발한 「expander 브리드식」을 채용한다.H2A의 제2단 엔진으로 실적이 있는 방식이다.
어느 방식도, 연료의 액체 수소와 액체 산소를 펌프로 가압하고 연소실에 보내, 발생한 연소 가스를 분사 노즐로부터 내고 추진력을 얻는 기본 구조는 같지만, 니이가타식은 구조를 큰폭으로 간소화했다.
종래는 수소를 우선 부연소실로 태워, 그 가스로 펌프를 구동시킨 후, 연소실에 보내 2 단계에서 태우고 있었다.연료를 낭비 없게 사용하기 위해 연비는 좋지만, 제어는 복잡하다.
이것에 대해 니이가타식은, 연소실의 열로 팽창(확장)시킨 수소로 펌프를 움직인다.부연소실이 불필요하게 되어 부품수가 2할 이상 줄어 들기 위해, 코스트 삭감과 신뢰성 향상으로 연결되어, 이상시에 폭발할 우려도 큰폭으로 저하한다.
또, 펌프를 움직이는데 사용한 수소는 연소실에 보내지 않고, 분사 노즐로부터 유출(브리드)시킨다.연비를 약 3/`탑]생으로 하는 대신에, 제어가 간단하게 되는 것이 이점이다.
격화하는 국제 경쟁
일본의 대형 로켓의 주엔진은 1970년대에 미국으로부터의 기술 도입으로 시작되어, 독자 기술과 국산화를 목표로 해 걸어 왔다.
94년의 순국산기 H2로부터 2단 연소식을 채용.타네가시마의 발사장은 근린에 민가가 있어, 기체의 대형화로 폭발 사고의 피해가 생기지 않도록 하려면 , 연료가 소량으로 끝나는 고효율의 엔진이 필요했기 때문에다.
그러나 H2는 99년에 주엔진의 파손으로 쏘아 올려에 실패해, 중지되었다.후계의 H2A에서는 배관의 궁리나 용접 부분의 삭감으로 신뢰성을 높여 합계 34회의 발사로 엔진이 원인의 사고는 일어나지 않지만, 코스트를 얼마나 억제할지가 큰 과제가 되어 왔다.
로켓의 저비용화는 세계적인 흐름이지만, 그 손법은 다양하다.차세대기에서는 유럽이 아리안 6의 제조 체제를 쇄신 해, 러시아는 복수의 기종으로 기체의 공통화를 진행시키고 있다.저가격을 무기로 시장쉐어를 늘리는 미국의 파르콘 9는 기체의 재사용에 성공해, 한층 더 가격을 내린다고 한다.
2020년대에는 각국의 차세대기가 등장해, 위성의 발사 업무를 민간등에서 수주하는 상업타인상 비즈니스의 경쟁이 격화하는 것은 불가피하다.JAXA의 숲유사 계획 매니저는 「 제1단의 개발 사상을 고성능으로부터 저비용에 대전환한 것은 살아 남기 위해다」라고 밝힌다.
국산 로켓은 H3로 대형 위성을 옮기는 파워와 저비용을 양립해, 국제 시장에서 수주를 확대할 수 있는 것인가.LE9의 개발의 성공 여부가 그 열쇠를 잡는다.
http://www.sankei.com/premium/news/170723/prm1707230017-n1.html
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「일본이 독자적으로 개발한 방식」
시나축이나 한국인의 자칭 독자 개발과 달리,
일본은 정말로 독자 개발인걸.
능숙하게 가면 좋다.
( ′-ω-)
2017.7.23 10:00更新
【クローズアップ科学】
次世代ロケットＨ３、主エンジン燃焼試験始まる 欧アリアンや米スペースＸにコストで挑む
次世代ロケットの心臓部
次世代大型ロケットＨ３の心臓部である第１段エンジン「ＬＥ９」の燃焼試験が始まった。従来の開発思想を転換し、低コスト化を重視した設計が特徴だ。大型ロケットの開発競争が世界的に進む中、独自の技術を武器に市場に挑む。（草下健夫）
開発は山場へ
Ｈ３は現行のＨ２Ａロケットの後継機で、宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）と三菱重工業が２０２０年度の打ち上げを目指して開発を進めている。運用開始から１６年が経過したＨ２Ａは人工衛星の大型化で能力不足になっており、打ち上げ費用も約１００億円と高額で国際競争力が低下。このためＨ３では高性能化と費用半額が目標だ。
第１段のＬＥ９は打ち上げから約５分間、機体を上昇させる主エンジンだ。推力は約３割アップし国内最大で、衛星の大きさに応じて２～３基を搭載する。今年４月から種子島宇宙センター（鹿児島県）で燃焼試験が始まり、今月１２日に初期段階の試験を終えた。
開発を統括するＪＡＸＡの沖田耕一ファンクションマネージャは「始動や停止などの基本動作を確認し、必要なデータを取得できた」と胸をなで下ろす。秋以降は性能や寿命、製造費などを見極めるための燃焼試験を行い、開発は山場を迎える。
日本独自の新方式
Ｈ２Ａの第１段エンジンは米スペースシャトルと同じ高効率の「２段燃焼式」だが、ＬＥ９では日本が独自に開発した「エキスパンダーブリード式」を採用する。Ｈ２Ａの第２段エンジンで実績のある方式だ。
いずれの方式も、燃料の液体水素と液体酸素をポンプで加圧して燃焼室に送り、発生した燃焼ガスを噴射ノズルから出して推進力を得る基本構造は同じだが、新方式は仕組みを大幅に簡素化した。
従来は水素をまず副燃焼室で燃やし、そのガスでポンプを駆動させた後、燃焼室に送って２段階で燃やしていた。燃料を無駄なく使うため燃費は良いが、制御は複雑だ。
これに対し新方式は、燃焼室の熱で膨張（エキスパンド）させた水素でポンプを動かす。副燃焼室が不要になり部品数が２割以上減るため、コスト削減と信頼性向上につながり、異常時に爆発する恐れも大幅に低下する。
また、ポンプを動かすのに使った水素は燃焼室に送らず、噴射ノズルから流出（ブリード）させる。燃費を約３％犠牲にする代わりに、制御が簡単になるのが利点だ。
激化する国際競争
日本の大型ロケットの主エンジンは１９７０年代に米国からの技術導入で始まり、独自技術と国産化を目指して歩んできた。
９４年の純国産機Ｈ２から２段燃焼式を採用。種子島の発射場は近隣に民家があり、機体の大型化で爆発事故の被害が生じないようにするには、燃料が少量で済む高効率のエンジンが必要だったからだ。
しかしＨ２は９９年に主エンジンの破損で打ち上げに失敗し、打ち切られた。後継のＨ２Ａでは配管の工夫や溶接部分の削減で信頼性を高め、計３４回の打ち上げでエンジンが原因の事故は起きていないが、コストをいかに抑えるかが大きな課題になってきた。
ロケットの低コスト化は世界的な流れだが、その手法はさまざまだ。次世代機では欧州がアリアン６の製造体制を刷新し、ロシアは複数の機種で機体の共通化を進めている。低価格を武器に市場シェアを伸ばす米国のファルコン９は機体の再使用に成功し、さらに価格を下げるという。
２０２０年代には各国の次世代機が登場し、衛星の打ち上げ業務を民間などから受注する商業打ち上げビジネスの競争が激化するのは必至だ。ＪＡＸＡの森有司計画マネージャは「第１段の開発思想を高性能から低コストへ大転換したのは生き残りのためだ」と明かす。
国産ロケットはＨ３で大型衛星を運ぶパワーと低コストを両立し、国際市場で受注を拡大できるのか。ＬＥ９の開発の成否がその鍵を握る。
http://www.sankei.com/premium/news/170723/prm1707230017-n1.html
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『日本が独自に開発した方式』
支那畜や朝鮮人の自称独自開発と違って、
日本は本当に独自開発だものね。
上手くいくと良いねぇ。
（ ´－ω－）