韓国型発射体は10月

ところで大気圏を突破して宇宙まで飛行するロケット用バルブと、地上で使用するバルブはまさに天と地ほどの違いが大きいです。 昨冬、厳しい寒さで水道弁が凍って水の供給を受けられない家が続出したというニュースをたくさん接したはずです。 その時の温度が-10℃前後でした。 韓国型発射体に酸化剤として使われる液体酸素温度はおよそ-183℃に達します。 莫大な高温や振動、圧力も耐えなければなりません。 そんな弁が一度や二個でなく、なんと600個も入ります。

液体(灯油、液体酸素)供給系、気体(窒素、ヘリウム)供給系に入る弁は、大人の指だけの大きさから頭の大きさしたものもあります。 軽いのは約50gに過ぎないが、、あるバルブは27kgが超えます。 外国の大型ロケットの場合、このような弁が1,000個あまりに達するものもあります。

このように多くのバルブは手動(水道弁のように手で開くか閉じる)でなく、全て自動と作動します。 結局、弁の信頼度が発射体の性能を左右します。 バルブは宇宙発射体発射過程で問題が生じた時、最も多い原因と目されもします。

それでバルブ製作に関与した研究陣は韓国型発射体液体推進機関とロケットエンジン試験の過程で誰よりも緊張をひもを離せません ぬれぎぬを受ける時も少なくないですね。 他のところに問題があっても最も先に疑われているところが弁だからです。 

研究陣がさらに緊張する理由がまたあります。 韓国型発射体に入る弁が、いずれも独自技術で製作されたからです。 大小の弁600個をすべて国産化に成功したのです。 韓国独自技術で作ったという自負心も大きいが、それほど問題が発生してはならないという負担感も大きいというのが研究陣の説明です。

韓国型発射体開発全体がそうだが、、液体ロケット弁の国産化の過程は容易ではありませんでした。 1998年、国内最初の液体推進ロケットKSR-Ⅲを開発し、弁の国産化も開始されます。 しかし、当時弁の信頼度は100%を基準とすれば50%程度に過ぎなかったのです。

弁の国産化を向けた技術開発は大きく二つの方向で進められました。 第一に、最初から品物を買ってきて分解して逆に設計すること。先行開発初期の話です。 弁を求めず、地団太を踏んでいたところにある研究員が偶然に海外の発射体に使用された弁を求める機会がありました。 バルブを分解した後、再び設計して国内のメーカーを通じて最大限同じように作ってみます。 国産化に向けた研究陣の切実さがどの程度だったか推し量れる部分です

第二に、設計を海外に預けた後、この設計図面を国産化。翻訳をしてそのまま作ってすればいいんじゃないって? 　どういたしまして。 経験がない状態で設計図だけ見て製作することは容易ではありません。 

米国でこんなことがありました。 代表的な発射体であるアトラスシリーズを開発する際にだった。 ロシアから液体ロケットエンジン設計図を購入して同様に作ってみようとしました。 5年間、試みたが、失敗。結局、ロシアRD-180液体ロケットエンジンを持ち込んで発射体を完成することになります。 

このようにバルブを輸入して分解して、設計図面を輸入して設計図自体を国産化し、時にはそれこそ'地面のヘディング'に挑戦し、弁一つ一つを征服しました。 数多くの弁の中でも最も難しかったのは酸化剤充填排出バルブ、酸化剤ベント・リリーフバルブなど酸化剤系のバルブでした。

バルブに主に使われる素材はステンレス製ですが。 長さ1mのステンレス鋼を-183℃の極低温の液体酸素につけると約3mm程度が収縮します。 ロケットエンジン及び推進機関の性能を高めるためには、圧力を維持しなければなりません。 そのためには漏水を防ぐ氣密も非常に重要です。 水道弁で1mmの隙間から漏水が生じても大きな問題が発生するが、ロケットエンジンで3mmは想像したくもない数値です。 それで酸化剤用バルブはこのような収縮まで考慮して設計・製作することになります。

また、一つの研究陣を苦しめたのは重さ・大きさとの戦いでした。 極低温、高温、高圧などを耐えながらも、1gでも減らす必要があります。 本体を精密に削った後、再びテストする過程を数えきれないほど繰り返すようになります。 流れる流体の量は同じだが厚さが0.5mmに過ぎなかった弁もあります。 地上で使用するバルブと規格は同じものにも関わらず重さは10分の1に過ぎなかった弁もあります。

国産化の過程では産業体の努力も欠かせません。 発射体に使用される極限の環境条件で作動するバルブを作った経験がなかったため、多くの試行錯誤を経験しなければならなかったです。 弁だけで試験した場合は問題がなくても、組み立ての後システムレベルでは問題が発生する場合も多かったです。 しかし、研究陣との持続的な協業の末に国産化に成功することができました。 この過程で、産業体の技術力も以前より向上しました。 弁の一部はすでに産業用からも波及して使われたりもして、技術移転を受けている産業体もあります。

まだ韓国のロケット開発が量産段階まで入ったものではないために産業体が大きな利潤を得ることはできないが、大韓民国独自ロケット開発という大きな目標達成に向けて産業企業が研究開発に積極的に参加しています。

これからもすることが多いです。 今年10月に打ち上げが計画された試験発射体に使用する75トン級液体ロケットエンジンには計49ヵ所、その他の推進剤供給系には、計55個のバルブが入るのです。 昨年末に実施した試験発射体用エンジニアリングモデル、総合テストでは3つのバルブに補完が必要な部分が発見されました。

エンジニアリングモデル、総合テストは成功裡に完了されたが、実際に発射の成功率を高めるためには、信頼度をもっと高めなければなりません。 試験発射体はもちろん、韓国型発射体本発射まで原因を診断し、性能と品質をアップグレードする作業を繰り返すことになります。