IST、小型人工衛星打上ロケット「ZERO」のエンジン用ターボポンプ熱走試験に成功

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インターステラテクノロジズ(IST)は8月23日、同社が開発を進める小型人工衛星打ち上げロケット「ZERO」のエンジン「COSMOS(コスモス)」用ターボポンプ熱走試験に成功したことを発表した。

ターボポンプは燃焼器に燃料と酸化剤を送るエンジンの心臓部とも言える部分で、ZEROでは推進剤燃料として液化バイオメタンを、酸化剤として液体酸素を採用する予定だが、この燃料ポンプと酸化剤ポンプを一体化させた「一軸式」を採用している。この一軸式は、燃料と酸化剤それぞれでポンプを分ける場合と比べて技術的な難度が高い一方、エンジンシステム全体の小型・軽量化や部品点数の削減による低コスト化につながるというメリットがある。

今回の熱走試験は、実物のターボポンプではなく、長さ42cm、直径19cmというサブスケールモデルのものを使用。材質には耐熱性に優れたニッケル合金)一部にチタン合金およびアルミ合金)を使用したという。

熱走試験は、ターボポンプ開発の最終仕上げともいえるもので、タービン駆動に燃焼ガスを用い、ガスジェネレータ(ガス発生器:GG)と熱交換器(HEX)を組み合わせたシステム全体の性能を確かめることを目的としたもの。試験の結果、目標の回転数で良好に動作していることを確認したと同社では説明している。

また、今回の試験と並行する形ですでにフライトに向けた開発モデルの設計も完了済みで、現在は組立工程へと進んだ段階にあり、2024年の冬に同モデルでの試験を行う計画だという。

ターボポンプはロケット開発の中でも開発が難しい要素の1つと言われている。同社では、ZEROのエンジン用ターボポンプの設計を室蘭工業大学と2019年より開始。その後、2021年9月に荏原製作所を加える形で研究開発を進め、試験についてはIHIエアロスペースの協力のもと、IHIエアロスペース相生試験場にて実施したとしており、設計、製造、試験いずれの過程も国内の知見を取り入れる形で進められ、今後についてもこうした過程で得られた知見を最大限に活用していきたいとしている。

なお、同社ではすでにガスジェネレータ、燃焼器、ターボポンプそれぞれの単体試験を実施済みで、今後はそれらを組み合わせたエンジン統合試験へと進む予定としている。
（小林行雄）