POLARIS スペースシャトル社、3D プリントされたエアロスパイク ロケット エンジンをテスト

POLARIS スペースシャトル社、3D プリントされたエアロスパイク ロケット エンジンをテスト
Antarctic Bear の紹介:従来、宇宙打ち上げは、ミッション完了後に廃棄される使い捨ての垂直打ち上げロケットに依存していました。しかし近年、再利用可能なロケット推進の「スペースシャトル」コンセプトの出現により、宇宙輸送の分野に大きな変化がもたらされました。


2019年末、ドイツのブレーメンに拠点を置く航空宇宙スタートアップ企業、Polaris Spaceplanesが3DプリントされたAerospikeロケットエンジンのテストに成功し、重要なマイルストーンを達成しました。このテストは、航空宇宙産業における 3D プリント技術の重要性が高まっていることを浮き彫りにしています。 POLARIS社は、MIRA IIプロトタイプが早ければ2028年に商業運用開始されると予想している。

△全長5メートルのMIRA IIプロトタイプは、液体酸素/ケロシンロケット推進剤を使用しています
3Dプリントを通じてエアロスパイクエンジンをさまざまな方法で最適化

3D プリントのラピッドプロトタイピング機能により、エンジニアは新しい設計の反復を迅速に作成してテストできるため、最適化プロセスが高速化され、開発サイクルが短縮されます。 MIRA II プロトタイプは、以前の MIRA デモンストレーターをベースに構築されました。 MIRAデモンストレーターは2024年5月の試験飛行中に墜落した。 POLARIS はその事故以来、大きな進歩を遂げました。新しい試作機は滑走路で3時間のエンジンテストを完了し、バルト海上空での無人飛行テストに合格した。最終テストでは、デモンストレーターは4基のターボジェットエンジンを搭載してペーネミュンデ空港から離陸した。点火後、AS-1 エンジンは 3 秒間燃焼し、900 ニュートンの推力と 4 m/s² の加速度を生み出しました。

3D プリントにより、複雑な内部構造やトポロジーが最適化されたコンポーネントの作成が可能になり、構造の完全性と強度を維持しながら材料の使用量と全体の重量を削減できます。さらに、革新的なロケットエンジンであるエアロスパイク エンジンは、ベル型ノズルを備えた従来の設計よりも高い効率を実現します。 MIRA II で使用されているダーツ型ノズル設計には、コンパクトで軽量な構造による重量軽減など、いくつかの利点があります。さらに、このエンジンはさまざまな飛行高度や環境圧力に適応できるため、さまざまな条件下で最適なパフォーマンスを確保し、飛行状況に応じて推力を効果的に調整できます。

△墜落したMIRA第一世代実証機 しかしながら、エアロスパイクスラスタの大きな課題は、動作中に発生する大量の熱であり、複雑な冷却システムが必要となる。この課題を克服するために、POLARIS Spaceplanes は AM Global の高度な積層造形技術を活用しました。同社はエアロスパイクエンジンの最適化を継続する予定で、実際の運用における3Dプリント技術の性能と信頼性を徹底的に評価するための詳細な飛行試験計画を策定した。

△エアロスパイクは、従来のベル型ノズルとは異なる構造を持つ特別に設計されたロケットエンジンです。
スペースシャトルの開発

欧州宇宙機関(ESA)の将来の欧州宇宙輸送投資プログラム(FESTIP)などの研究プロジェクトでは、スペースシャトル技術に関する詳細な研究が行われ、この乗り物が将来の宇宙飛行に費用対効果の高いソリューションを提供することが確認されました。スペースシャトルの設計の多様化と、より効率的なエンジン、より軽量な材料、より高度な飛行制御システムなどの技術の進歩が、この分野の成長を促進しています。

まとめると、スペースシャトルは革新的な宇宙輸送手段であり、コスト効率が高く、運用が柔軟で、安全であり、将来の宇宙輸送の主流となることが期待されています。技術の継続的な進歩と関連研究の深化により、スペースシャトルの潜在力と応用範囲はさらに拡大すると予想されます。



航空宇宙、エンジン、ロケット、航空機

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