ベルモデル8000ファミリー
アメリカのアジェナロケットモーター（1963年～1984年）
アジェナDに搭載されたベルモデル8096

ベル・エアロシステムズ社の モデル8000ファミリーは、アメリカの液体燃料 ロケットエンジンです。空中発射ミサイルエンジンとして開発され、宇宙時代に向けた多目的汎用推進エンジンとして完成しました。基本設計は幾度もの改良と改良を経て、長く実用化されてきました。

主にアジェナ上段で使用され、ターボポンプから供給されるUDMHとRFNAを燃料リッチガス発生サイクルで燃焼させた。ターボポンプには、酸化剤と燃料ポンプに動力を伝えるギアボックス付きの単一タービンがあった。推力室はオールアルミニウム製で、燃焼室とスロート壁にドリルで開けられた通路を流れる酸化剤によって再生冷却された。ノズルはチタン製の放射冷却延長部であった。エンジンは油圧作動ジンバルに搭載され、推力偏向によってピッチとヨーを制御できた。エンジンの推力と混合比は、ガス発生器の流路にあるキャビテーションフローベンチュリーによって制御された。エンジンの始動は固体燃料始動カートリッジによって行われた。[1]

変種

ベルモデル117 / XLR81

米空軍の呼称はXLR81。[2]ベル・ハスラー・ロケットエンジンとも呼ばれる。このエンジンはB-58ハスラー動力使い捨て爆弾ポッド用に開発された。開発は成熟期に達し、性能飛行評価試験（PFRT）で性能が確認された。しかし、飛行試験を行う前にプロジェクトは中止された。燃料としてJP-4航空機用ケロシンを燃焼させ、酸化剤として赤色発煙硝酸（RFNA）を使用し、67 kN（15,000 lbf）の推力を発揮した。[1]

ベルモデル8001 / XLR81-BA-3

米空軍の呼称はXLR81-BA-3である。[3]アジェナA試作機に使用された。ベルモデル117をベースにしていた。推力偏向のためにジンバルマウントが必要となり、ジンバルの動きを可能にするためにガス発生器の排気口の位置が変更され、ノズルクロージャが追加されたことが主な改良点である。前身機と同様に、RFNAとJP-4推進薬を使用し、15:1の膨張比で推力67 kN (15,000 lbf)、I sp 265.5 s (2.604 km/s)を達成した。定格持続時間は100秒で、打ち上げは2回のみであった。初飛行は1959年2月28日であった。[1] [4] [5]

ベルモデル8048 / XLR81-BA-5

アジェナAに使用されたベルモデル8048

XLR81-BA-5としても知られる。[3]アジェナAに使用され、推進剤をハイパーゴリックRFNAとUDMHに変更した。混合気が接触すると自然発火するため、エンジンは大幅に簡素化できた。例えば、燃焼室の点火システムが不要になった。最も重要なシステムは受動推力調整システムであった。ガス発生器に一連のベンチュリー穴を使用することで、可動部品なしで67 kN (15,000 lbf)をわずか1.6 kN (350 lbf)の変動で供給できた。また、膨張比が20:1に増加し、 I sp 276 s (2.71 km/s)を達成できた。初飛行は1959年1月21日、最終飛行は1961年1月31日。当時はエンジン始動には大気圧が必要だと考えられていたため、この機体はアメリカで初めて真空エンジン始動を経験するために使用された。[3] [1] [4] [5]

ベルモデル8081 / XLR81-BA-7

このバージョンは、3つの点火カートリッジを使用し、真空始動挙動の徹底的な検証を行うことで、2回の再始動能力を備えた最初の設計でした。推力は71 kN (16,000 lbf)、膨張比は45:1に増加し、I spは293 s (2.87 km/s)でした。USAFの名称はXLR81-BA-7です。アジェナBに搭載され、1960年12月20日に初飛行し、1966年5月15日に最終飛行しました。[6]

ベルモデル 8096 / XLR81-BA-11 / YLR81-BA-11

アジェナDに使用されたベルモデル8096

米空軍の呼称はXLR81-BA-11、後にYLR81-BA-11。[7] [1]アジェナDに搭載された主力量産型。8081にチタンとモリブデンで補強されたノズル延長部を追加し、最大速度280 s（2.7 km/s）を達成した。また、ターボポンプにインデューサーを追加し、燃料タンクの加圧要件を軽減した。1968年には、再始動能力が3回に向上した。[3] [8] [1] [4]

ベルモデル8096-39

これは酸化剤をMIL-P-7254F硝酸タイプIV（HDA（高密度酸）として知られる）に変更したバージョンであり、55％硝酸と44％N 2 O 4の混合物に腐食防止剤としてフッ化水素を加え、標準のIRFNAよりも高い性能を実現しました。[9]推力76 kN（17,000 lbf）、I sp 300 s（2.9 km/s）を達成しました。[4]

ベルモデル8096A

8096-39の改良案では、ノズル延長部のサイズを75:1の膨張比で増加させ、I spを312 s（3.06 km/s）にすることを提案した。[4]

ベルモデル8096B

スペースシャトルのペイロードベイにあるアジェナブースター衛星（1972年の研究）

スペースシャトルのアジェナベースの再使用可能な上段で使用するための提案バージョン。燃料を1.78の混合比でMMHにヘキサメチルジシラゾン（HMZ）とN 2 O 4に切り替え、膨張比100:1のニオブノズルを追加してI spを327秒（3.21 km/秒）に、150:1のノズルで330秒（3.2 km/秒）に増加します。燃料の変更により、ターボポンプを再設計することなく、新しい性能でパワーバランスを実現するために、ガスジェネレータのベンチュリー穴を変更する必要があります。チャンバー圧力は3.35 MPa（486 psi）に低下します。同じアクチュエータ内で、ジンバル角度を3度に増やし、エンジンクロッキングを変更してオイル漏れを減らすことができます。新しい酸化剤はより高い流速で仕様内にとどまることができるため、冷却剤の通路直径が小さくなります。インジェクターは平面型から5本脚のバッフルに変更され、ポンプシールは改良され、酸化剤バルブはトルクモーター設計に変更されました。また、ターボポンプのベアリングの材質変更により、点火後15分から3時間の再始動を妨げる酸化剤の沸騰が解消されました。8247のマルチスタート機能は移植され、最大200回の始動が可能になりました。また、単発燃焼寿命は1200秒に延長されました。[10] [11]

ベルモデル8096L

8096Bは推進剤の取り扱いに多大な変更が必要となるため、中間案が提案された。燃料をMMHとヘキサメチルジシラゾン（HMZ）に変更し、酸化剤は8096-39と同じまま、混合比を2.03に変更するというものである。その他の変更点は8096Bと同じだが、冷却チャネルの直径は8096と同じで、燃焼室圧力は3.34 MPa（484 psi）に下げられ、ニオブノズルの膨張比は150:1となる。再始動回数は、認証取得の難易度に応じて10回から100回となる。[12] [10] [13]

ベルモデル8247 / XLR81-BA-13

アジェナ標的車両、ロケットエンジンは左側。

米空軍の型式番号XLR81-BA-13。アジェナ標的ロケットおよびアセント・アジェナの純粋な上段ロケットに使用された。複数回の再起動を可能にする新システムを追加した。このシステムでは、起動カートリッジを酸化剤と燃料タンクの2つの金属製ベローズに置き換え、起動に必要な圧力を供給できるようにした。ターボポンプが最大出力に達すると、出口圧力を利用してベローズを充填し、ベローズを自己充電する。定格は15回の再起動であったが、実際にはジェミニ11号ミッションで8回以上は実行されなかった。[1] [4] [14]

ベルモデル8533

8247の改良型を開発するプログラム。推進剤をUDMHとN 2 O 4に変更し、全体的な性能が向上しました。推進剤の変更は性能向上だけでなく、15日間以上も発射台上で燃料を補給し続けることを可能にしました。[1] [15]

参照

参考文献

  1. ^ abcdefgh Roach, Robert D. The Agena Rocket Engine... Six Generations of Reliability in Space Propulsion (pdf) . 2015年6月17日閲覧。
  2. ^ Grassly, Sarah A. 「序文」. アジェナ航空の飛行履歴（1967年12月31日現在）（PDF） . USAF . p. IX . 2015年6月18日閲覧。
  3. ^ abcd Brügge, Norbert. 「米国アジェナ上段ロケットの推進力と歴史」b14643.eu . 2015年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年6月17日閲覧。
  4. ^ abcdef 「ベル/テキストン宇宙エンジン（1935年～現在）」www.alternatewars.com/BBOW/ . Big Book of Warfare . 2015年6月17日閲覧。
  5. ^ ab “Bell 8048”. Encyclopedia Astronautica. 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年6月17日閲覧。
  6. ^ “Bell 8081”. Encyclopedia Astronautica. 2017年2月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年6月17日閲覧。
  7. ^ 「セクションII - アジェナとサポートシステム」アテナペイロードユーザーハンドブック（pdf） . ロッキード・ミサイル・アンド・スペース・カンパニー. 1971年3月1日. pp.  2– 4. 2015年6月17日閲覧。
  8. ^ “Bell 8096”. Encyclopedia Astronautica. 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年6月17日閲覧。
  9. ^ 「1.1 一般事項」 USAF推進剤ハンドブック 第2巻 - 硝酸/四酸化窒素酸化剤(PDF) 1977年2月1-3ページ。  2015年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2015年6月17日閲覧。
  10. ^ ab Carter, WK; Piper, JE; Douglass, DA; Waller, EW; Hopkins, CV; Fitzgerald, ET; Sagawa, SS; Carter, SA; Jensen, HL (1974-03-15). 「3.3.2 推進システム」. 再利用可能アジェナ研究最終報告書（技術編II）(PDF) . pp.  3– 37. 2015年6月17日閲覧。
  11. ^ Carter, WK; Piper, JE; Douglass, DA; Waller, EW; Hopkins, CV; Fitzgerald, ET; Sagawa, SS; Carter, SA; Jensen, HL (1974-03-15). 「4.5 代替コンセプト」. 再利用可能Agena研究最終報告書（技術編II）(PDF) . pp.  4– 20. 2015年6月17日閲覧。
  12. ^ Carter, WK; Piper, JE; Douglass, DA; Waller, EW; Hopkins, CV; Fitzgerald, ET; Sagawa, SS; Carter, SA; Jensen, HL (1974-03-15). 「セクション3.2.3」. 再利用可能Agena研究最終報告書（技術編II）(PDF) . pp.  3– 8. 2015年6月17日閲覧。
  13. ^ Carter, WK; Piper, JE; Douglass, DA; Waller, EW; Hopkins, CV; Fitzgerald, ET; Sagawa, SS; Carter, SA; Jensen, HL (1974-03-15). 「2.3 シャトル/アジェナロケット上段概念の公称値」 再利用可能アジェナ研究最終報告書（技術編II）(PDF) pp.  2– 4 . 2015年6月17日閲覧。
  14. ^ “Bell 8247”. Encyclopedia Astronautica. 2017年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年6月17日閲覧。
  15. ^ 「付録E」。SP-4212「火星について：赤い惑星の探査。1958-1978」。NASA。465-469ページ 。 2015年6月17日閲覧。
  • B14643.de
  • Nasaspaceflight.com の Agena ドキュメントに関するスレッド。
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