3Dプリンターで作るエアロスパイク・ロケットエンジン

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aerospike
プロジェクトの起案者、アメリカ人のNadir Bagaveyevさんはナノ衛星打ち上げ装置を作ろうとしています。そういった打ち上げ装置ができれば、個人でも衛星を打ち上げられるのではないかということです。Kickstarterにはいろいろなプロジェクトがありますが、これはなんだか壮大ですね。
このプロジェクトでは、打ち上げ装置の前に、まずエンジンを作ろうという計画です。
JAXA(日本の宇宙開発機関)でも、エンジン単体などパーツごとに分けて研究していますね。
3285ニュートンの推進力を持ち、液体プロパンと酸素を燃料とするロケットで、2段階ロケットの2段階目の部分になる予定とのことです。
これを3Dプリンターで作ろう、ということです。

エアロスパイクエンジンとは?

エアロスパイクエンジンというのは、通常のロケットで使われるベル型ではなくて、エンジンの先がとんがった形のものです。
エアロスパイクエンジンは周りの空気が薄くなっても推力が得られやすいという点が、ベル型に比べたメリットです。
ロケットの2段階目は高度が高く、そのために空気が薄いです。
そこでエアロスパイクエンジンを使おうということです。
ただ、商用ロケットなどで実用化されているものはまだありません。
3Dプリンターでロケットエンジンというだけでも野心的ですが、さらに輪をかけて野心的ですね。
さすがにここまで野心的になると若干不安にもなりますが・・・。

打ち上げ装置の計画

起案者の方は、衛星打ち上げ装置をつくるにあたって、まず中心となる推進装置から手がけようとしています。
燃料を燃やすロケットエンジンと、燃料と酸化剤をポンプで送る燃料供給装置です。
このエンジンはエキスパンダーサイクルという機構で動作します。加熱した燃料がエンジンを動かし、そのエンジンが燃料ポンプを動かすという仕組みです。
プロジェクトで集められた資金は、エンジンができあがるまで試作を繰り返すために使うとのことです。
確実に点火し、必要な推力が得られ、燃料と酸化剤を適切に燃焼室に送るというところが完成地点です。
2014年半ばまでに推進システムを完成させるのが目標です。
2014年終わりにロケットの打ち上げることも目指しています。
ものすごい急ピッチですね。
ただ、軌道に到達するまでは2段階ロケットの1段階目のエンジンを作る必要があります。
これは現在作っている2段階目の10倍の大きさと、10倍の推力が必要です。
地表近くの方が重力が大きいからですね。
起案者の方は、1段階目の開発に2015年を割り当てる予定です。

試作の過程

起案者の方はいろいろと試作されています。
苦労がうかがえます・・。
第一世代:
燃料と酸化剤の混合で失敗
rocket1
第二世代:
推力は得られたが、燃焼室が小さすぎたため、燃料が完全に燃焼できなかった。
rocket2
第三世代:
燃焼室を大きくして推力を改善した。ただニトロ酸化物+プロパン燃料のロケットはこれで最後になった。
rocket3
第四世代:
最初の液体燃料エンジン。酸素+プロパンに切り替え。軌道に到達したいならば、まず間違いなく液体酸素を使うしかない。成功ではあったが、推力がまだ不足している。
rocket4
2014/1/30時点で、目標額$125,000(約1300万円)に対して、$325のみあつまっています。
まだ28日あるので今後に期待でしょう。
非常におもしろい計画だと思います。
実際に燃焼試験をしている点もすごいと思います。
Kickstarterでもなかなかこういうのはないと思います。
支援したい方はKickstarterへどうぞ!
https://www.kickstarter.com/projects/1108292587/3d-printed-aerospike-rocket-engine

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