2021年10月19日午前11時30分、中国が自主開発した世界最大の推力、最高の推力対質量比、そしてエンジニアリング可能な応用能力を備えたモノリシック固体ロケットエンジンが西安で試験に成功し、中国の固体搭載能力が実質的に達成されたことを示しました。このアップグレードは、将来の大型・重量級ロケット技術の発展を促進する上で重要な意義を持ちます。
固体ロケットモーターの開発成功は、数え切れないほどの科学者の努力と知恵を体現しているだけでなく、タングステンやモリブデン製品など多くの化学物質の貢献なしには実現できません。
固体ロケットモーターは、固体推進剤を用いる化学ロケットモーターです。主にシェル、グレイン、燃焼室、ノズルアセンブリ、点火装置で構成されています。推進剤が燃焼する際、燃焼室は約3200度の高温と約2×10^7barの高圧に耐える必要があります。宇宙船の部品の一つであることを考慮すると、モリブデン基合金やチタン基合金など、より軽量で高強度の耐熱合金材料を使用する必要があります。
モリブデン基合金は、モリブデンを母材とし、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、タングステン、希土類元素などの元素を添加して形成される非鉄合金です。耐高温性、耐高圧性、耐腐食性に優れ、タングステンよりも加工性に優れています。また、重量が軽いため、燃焼室での使用に適しています。しかし、モリブデン基合金の耐高温性などの特性は、通常、タングステン基合金ほど優れていません。そのため、ロケットエンジンの一部の部品、例えばスロートライナーや点火管などは、依然としてタングステン基合金材料で製造する必要があります。
スロートライニングは、固体ロケットモーターノズルのスロート部分のライニング材です。過酷な使用環境下で使用されるため、燃料室材料や点火管材料と同様の特性を持つ必要があります。一般的にはタングステン銅複合材料が用いられます。タングステン銅材料は、自発的な汗冷却型金属材料であり、高温下での体積変形や性能変化を効果的に回避できます。汗冷却の原理は、合金中の銅が高温で液化・蒸発し、大量の熱を吸収することで材料表面温度を下げるというものです。
点火管はエンジン点火装置の重要な部品の一つです。通常は火炎放射器の銃口に取り付けられますが、燃焼室の奥深くまで到達する必要があります。そのため、構成材料には優れた耐高温性と耐摩耗性が求められます。タングステン基合金は、高融点、高強度、耐衝撃性、低体積膨張係数といった優れた特性を有しており、点火管の製造に適した材料の一つとなっています。
固体ロケットエンジンの試験運転の成功には、タングステン・モリブデン産業が貢献したことが明らかです。Chinatungsten Onlineによると、今回の試験運転に使用されたエンジンは、中国航天科技集団公司第四研究所が開発したもので、直径3.5メートル、推力500トンを誇ります。ノズルなどの数々の先進技術により、エンジン全体の性能は世界トップレベルに達しています。
今年、中国が2回の有人宇宙船打ち上げを実施した点は特筆に値します。2021年6月17日9時22分、長征2号Fロケットが神舟12号有人宇宙船を搭載して打ち上げられ、聶海生、劉博明、劉博明の3人が無事に打ち上げられました。唐宏波は3人の宇宙飛行士を宇宙に送り込みました。2021年10月16日0時23分、長征2号Fロケットが神舟13号有人宇宙船を搭載して打ち上げられ、翟志剛、王亜平、葉光復の3人を無事に宇宙に送り込みました。
投稿日時: 2021年12月19日