ラザフォード（ロケットエンジン）

ラザフォード
海面ラザフォードエンジン
原産国 アメリカ合衆国ニュージーランド 
デザイナーロケットラボ
メーカーロケットラボ
応用第一段階と第二段階
状態アクティブ
液体燃料エンジン
推進剤LOX / RP-1
サイクル電動ポンプ給水
パンプス2
構成
チャンバー1
パフォーマンス
推力、真空
  • オリジナル：24 kN（5,500 lbf）
  • 更新：26 kN（5,800 lbf）
推力、海面
  • オリジナル：24 kN（5,500 lbf）
  • 更新：25 kN（5,600 lbf）
推力重量比72.8
比推力、真空343秒（3.36 km/s）
比推力、海面311秒（3.05 km/s）
寸法
直径0.25メートル（9.8インチ）
乾燥質量35 kg（77ポンド）
使用場所
エレクトロン、ヘイスト
参考文献
参考文献[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

ラザフォードは、航空宇宙企業のロケットラボ[ 8 ]によって設計され、カリフォルニア州ロングビーチで製造された液体燃料ロケットエンジンである[ 9 ]。このエンジンは、同社の自社ロケットであるエレクトロンに使用されている。推進剤としてLOX（液体酸素）とRP-1 （精製ケロシン）を使用し、電動ポンプ供給サイクルを使用する最初の飛行可能なエンジンである。このロケットは、ファルコン9と同様のエンジン配置、つまり第1段に9基の同一エンジンのクラスターを使用し、第2段に長いノズルを備えた真空最適化バージョンの1基を使用する2段式ロケットを使用している。この配置はオクタウェブとしても知られている。[ 10 ] [ 5 ] [ 6 ]海面バージョンは24.9 kN（5,600 lbf）の推力を生み出し、比推力は311 s（3.05 km/s）です。一方、真空最適化バージョンは25.8 kN（5,800 lbf）の推力を生み出し、比推力は343 s（3.36 km/s）です。[ 11 ]

最初の試験発射は2013年に行われました。[ 12 ]エンジンは2016年3月に飛行資格を取得し[ 13 ]、2017年5月25日に初飛行を行いました。[ 14 ] 2024年4月現在、このエンジンは合計47回のエレクトロン飛行に動力を与えており、飛行したエンジンの数は369個で、そのうち1個は2回飛行しました。[ 15 ]

説明

ラザフォードは、ニュージーランド生まれの著名な科学者アーネスト・ラザフォードにちなんで名付けられました。これは小型の液体燃料ロケットエンジンで、製造が簡単で安価に設計されています。第1段と第2段の両方のエンジンとして使用できるため、物流が簡素化され、規模の経済性が向上します。[ 5 ] [ 6 ]コストを削減するために電動ポンプ供給サイクルを採用しており、この種のエンジンとしては初めて飛行可能なエンジンです。[ 4 ]大部分は3Dプリンティングで製造されており、レーザー粉末床溶融結合法、より具体的には直接金属レーザー凝固法（DMLS®）と呼ばれる手法が用いられています。燃焼室、インジェクター、ポンプ、メイン燃料バルブはすべて3Dプリントされています。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

他のポンプ給油エンジンと同様に、ラザフォードは回転動力ポンプを使用してタンク内の圧力を燃焼室に必要な圧力まで高めます。[ 4 ]ポンプの使用により、高圧を保持できる重いタンクや、飛行中にタンクを加圧するために必要な大量の不活性ガスが不要になります。[ 19 ]

電動ポンプ給油エンジンのポンプ（燃料用と酸化剤用）は電動モーターで駆動されます。[ 19 ]ラザフォードエンジンは、デュアルブラシレスDC電動モーターとリチウムポリマーバッテリーを使用しています。これにより、一般的なガス発生サイクルの50%から95%に効率が向上するとされています。[ 20 ]しかし、バッテリーパックはエンジン全体の重量を増加させ、エネルギー変換の問題を引き起こします。[ 19 ]

各エンジンには2つの小型モーターが搭載されており、 40,000rpmで回転しながら37kW（50馬力）の電力を発生します 。[ 20 ] 9基のエンジンのポンプに同時に電力を供給する必要がある第1段バッテリーは、1MW（1,300馬力）を超える電力を供給できます。[ 21 ]

このエンジンは再生冷却方式を採用しており、噴射前に冷たいRP-1の一部が燃焼室とノズル構造に埋め込まれた冷却チャネルを通過して熱を奪い、最終的に燃焼室に噴射されます。

参照

参考文献

  1. ^ "Electron" . Rocket Lab . 2017年7月24日閲覧。
  2. ^ 「ロケットラボ、ラザフォードエンジンのテスト発射500回を達成」。
  3. ^ Brügge, Norbert (2016年7月11日). 「アジアの宇宙ロケット液体推進エンジン」 . b14643.eu. 2016年8月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月20日閲覧。
  4. ^ a b c「推進力」。Rocket Lab。2016年9月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年9月19日閲覧。
  5. ^ a b c Brügge, Norbert. "Electron NLV" . b14643.eu. 2016年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月20日閲覧。
  6. ^ a b c Brügge, Norbert. 「電子推進」 . b14643.eu. 2016年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月20日閲覧。
  7. ^ 「ロケットラボ、電子ペイロード容量を増強、惑星間ミッションと再利用を可能に」ロケットラボ。 2020年8月6日閲覧。
  8. ^ 「Rocket Lab、宇宙への商業打ち上げ向け初のバッテリー駆動ロケットを発表 | Rocket Lab」Rocket Lab . 2017年5月25日閲覧。
  9. ^ Knapp, Alex (2017年5月21日). 「Rocket Lab、7,500万ドルの資金調達ラウンドで宇宙ユニコーン企業に」 . Forbes . 2017年5月25日閲覧。
  10. ^ 「Meet the Octaweb – SpaceX」 . blogs.nasa.gov . 2020年9月18日閲覧。
  11. ^ “Electron” . Rocket Lab . 2021年5月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年2月1日閲覧。
  12. ^ “Rocket Labに関する10のこと” . 2017年5月27日. 2021年5月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年11月25日閲覧。
  13. ^ 「ラザフォードエンジン、飛行資格を取得」。Rocket Lab 。2016年3月。 2016年4月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月19日閲覧。
  14. ^ 「ニュージーランドの宇宙打ち上げは民間施設からが初」 BBCニュース、2017年5月25日。 2017年5月25日閲覧。
  15. ^ @RocketLab (2023年8月23日). 「260,399基のラザフォードエンジンが宇宙へ打ち上げられる」 (ツイート) – Twitter経由。
  16. ^ブラッドリー・グラント（2015年4月15日）「ロケットラボ、世界初のバッテリーロケットエンジンを発表」ニュージーランド・ヘラルド紙。 2016年9月20日閲覧。
  17. ^ Grush, Loren (2015年4月15日). 「3Dプリントのバッテリー駆動ロケットエンジン」 .ポピュラーサイエンス. 2016年1月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月20日閲覧。
  18. ^ "Propulsion" . Rocket Lab . 2015年9月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月19日閲覧。
  19. ^ a b cラチョフ、パブロ;タッカ、エルナン。レンティーニ、ディエゴ (2013)。「液体推進ロケット用の給電システム」(PDF)。推進力と動力のジャーナル。29 (5)。AIAA : 1171–1180 .土井: 10.2514/1.B34714 。2016 年9 月 16 日に取得。
  20. ^ a b Morring, Fr​​ank Jr.; Norris, Guy (2015年4月14日). 「Rocket Lab、バッテリー駆動のターボ機械を発表」 . Aviation Week & Space Technology. 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月16日閲覧。
  21. ^ 「Rocket Lab Introduction」（PDF） . Rocket Lab . 2016年9月20日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2016年9月20日閲覧。
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