スーパードラコ

スーパードラコ

スペースXホーソーン施設にあるスーパードラコロケットエンジン2基
原産国	アメリカ合衆国
メーカー	スペースX
応用	発射脱出システム、推進着陸[1]
状態	運用
液体燃料エンジン
推進剤	NTO [2] [3] / MMH [2] [3]
パフォーマンス
推力、海面	71 kN (16,000 lbf)、[4]個別に 32,000  lbf、デュアルエンジンクラスター[5]
チャンバー圧力	6.9 MPa (1,000 psi) [1]
比推力、海面	235秒（2.30km/s）[6]
燃焼時間	25秒[6]
推進剤容量	1,388 kg (3,060 ポンド) [3]
使用される場所
SpaceX Dragon 2 - 乗組員、DragonFly

SuperDraco は、 SpaceXが設計および製造したハイパーゴリック推進剤 ロケット エンジンです。SpaceX Dracoロケット エンジン ファミリーの一部です。8 基の SuperDraco エンジンの冗長アレイは、乗客を運ぶ宇宙カプセルであるSpaceX Dragon 2の打ち上げ脱出システムとして使用するためのフォールト トレラント推進力を提供します。

スーパードラコロケットエンジンは、貯蔵可能な（非極低温）ハイパーゴリック推進剤を使用しており、燃料補給と打ち上げ後、何ヶ月もエンジンを始動することができます。このエンジンは、反応制御システムと主推進エンジンの両方の機能を兼ね備えています。ハイパーゴリック燃料は外部点火源を必要としないため、宇宙船の信頼性が向上します。^[7]

このエンジンは低地球軌道への乗員輸送飛行に使用され、また現在は中止となった火星へのレッド・ドラゴンの突入、降下、着陸制御にも使用される予定だった。

スーパードラコは、スペースXのドラゴン2乗組員輸送宇宙カプセルに使用されており、推進着陸技術のさまざまな側面の飛行試験に使用されたプロトタイプの低高度再使用ロケットであるドラゴンフライにも使用されました。エンジンは73,000ニュートン（16,400ポンド）の推力が可能ですが、ドラゴンフライのテストでの使用中は、車両の安定性を維持するためにエンジンは68,170ニュートン（15,325ポンド）に絞られました。^[6]

2012年2月1日、SpaceXは、より強力な貯蔵式燃料ロケットエンジンの開発を完了したと発表した。このエンジンはSuperDracoと呼ばれる。この高推力ハイパーゴリックエンジンは、 Draco RCSスラスタハイパーゴリックエンジンの約200倍のパワーがあり、ディープスロットリング機能を備えている。 ^{[8] Dracoスラスタと同様に、複数回の再始動が可能で、Dracoと同じハイパーゴリック推進剤を共用する。その主な目的は、SpaceXのDragon宇宙船の}打ち上げ中止システム(LAS)用であった。NASAのプレスリリースによると、このエンジンは点火から最大推力までの過渡時間が100ミリ秒である。打ち上げ中止時には、8つのSuperDracoが最大推力で5秒間点火すると予想された。エンジンの開発は、NASAのCCDev 2プログラムによって部分的に資金提供された。

名前: りゅう座はギリシャ語の「竜」を意味する「drakōn」に由来します。りゅう座 (星座)は、ケフェウス座とおおぐま座の近くの北半球の極地にある星座 (竜) です。

スーパードラコエンジンは、モノメチルヒドラジン^[2]燃料と四酸化二窒素^[2]酸化剤の貯蔵可能な推進剤混合物を使用します。何度も再起動することができ、ドラゴンカプセルの推進着陸中に推力を大幅に減らして正確な制御を行う機能を備えています。 ^[9]

スーパードラコは、スペースXが開発した3番目に強力なエンジンです。ドラコスラスタエンジンの約200倍[10]の強力さです。比較すると、スペースXのファルコン1ロケットの第2段で使用されたケストレル^エンジンの2倍以上、マーリン1Dエンジンの約1/9の推力、スペースXラプターエンジンの1/26の強力さになると予想されています。

地球への動力着陸のためのスーパードラコスラスタの使用に加えて、NASAエイムズ研究センターは、 2017年までドラゴン由来の火星着陸船の科学的調査の実現可能性を研究していました。 ^[11] 2011年の予備分析では、最終的な減速は逆推進スーパードラコスラスタの能力の範囲内であることが示されました。^{[11] [12]}

スーパードラコは、最大推力の100%から20%まで、高度にスロットル制御可能な設計となっている。 ^[8]これは、ドラゴンV2宇宙船の 精密制御推進着陸に使用される予定であった。

スーパードラコエンジン開発プログラムには、数年にわたる大規模なテストプログラムがありました。2012年12月現在^{[アップデート]}、スーパードラコ地上テストエンジンは合計58回点火され、合計点火時間は117秒でした。スペースXは、テスト結果がエンジンの当初の要件を上回ることを期待しています。^[13]

2013年にはエンジンの2番目のバージョンが開発され、このバージョンは従来の鋳造技術ではなく3Dプリントで製造されました。2014年7月までに、3Dプリントされたエンジン燃焼室は80回以上点火され、合計300秒以上燃焼し、同様に完全な適格性テストを完了しました。^[8]

スーパードラコは2014年5月に認定試験を完了した。この試験には「複数回の始動、長時間の発射、極端な公称外の燃料流量と温度など、さまざまな条件での試験」が含まれていた。^[9]

2015年1月までに、スペースXはテキサス州マクレガーでスーパードラコエンジンポッドの完全な機能を実証しました。これらのエンジンポッドはそれぞれ2基のスーパードラコエンジンを搭載しており、ドラゴン2有人宇宙船で使用されます。^[14]

2015年4月、スペースXとNASAは、ドラゴン2のスーパードラコエンジンを発射台からの脱出試験で試験する期限を設定しました。この試験は最終的に2015年5月6日にケープカナベラル空軍基地 SLC-40の試験台で実施されました。^[15]そして成功しました。^[16]

2019年4月20日、DM-1で使用されたスペースXのクルードラゴンカプセルは、ランディングゾーン1でのスーパードラコエンジンのテスト中に破壊されました。^[17]

2013年9月5日、イーロン・マスクはEOS 3D金属プリンターから出てくる再生冷却式スーパードラコロケットチャンバーの画像をツイートし、それがインコネル超合金で作られていることを示唆した。^[18]これは後に飛行レベルのエンジンの製造技術であることが判明した。

2014年5月、飛行可能なスーパードラコエンジンが、初の完全3Dプリントロケットエンジンであることが発表された^。特に、エンジン の^燃焼室は、直接金属レーザー焼結法を用いて、ニッケルと鉄の合金であるインコネルでプリントされており、非常に高い温度で6,900キロパスカル（1,000psi）のチャンバー圧力で作動^する。エンジンは、エンジン故障の際に障害の伝播を防ぐため、プリントされた保護ナセルに収められている。^{[ 1] [19] [20 ]}

複雑な部品を3Dプリントする能力は、エンジンの軽量化という目標を達成するための鍵でした。イーロン・マスクによると、「これは非常に複雑なエンジンであり、冷却チャネル、インジェクターヘッド、スロットル機構のすべてを形成するのは非常に困難でした。非常に高強度の先進合金をプリントできることは、スーパードラコエンジンを現状のまま作成するために不可欠でした。」^[21]

スーパードラコエンジンの3Dプリントプロセスは、従来の鋳造部品に比べてリードタイムを大幅に短縮し、「優れた強度、延性、耐破壊性を備え、材料特性の変動性が低くなっています。」^[8]

イーロン・マスク氏によると、3Dプリントによるコスト削減も重要であり、特にSpaceXは壁全体が内部冷却チャネルで構成された砂時計型の部屋を印刷できるため、これは積層造形なしでは不可能であるとのことである。^[22]

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