黄華堂☆星空ブログ

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宇宙開発裏話 Vol.19 〜日本海軍の固体ロケット〜
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    このコーナーでは、宇宙開発(ロケットや人工衛星)に関する裏話を紹介していきます。

    戦前のロケット開発の中心が、平塚の海軍火薬廠(かやくしょう:兵器の工場のこと)にあったことはあまり知られていません。太平洋戦争が終結する昭和20年までの36年間、火薬廠は海軍の火砲発射薬やロケット用推進薬の開発・生産拠点となり、ダブルベース推進薬を用いたロケットモータも作られました。
    モータ成形の要となる圧出機を設計したのが、火薬廠の研究部に勤めていた村田勉です。村田は、糸川教授の呼びかけによって戦後のロケット開発にも参画し、ペンシルロケットからはじまる日本の宇宙開発を支えました。今回は戦前の固体ロケットについて取り上げましょう。


    糸川英夫

    昭和6年頃から、海軍火薬廠では火薬燃焼の幾何学的関係が調べられ、昭和8年には黒色火薬の推力を計測する初めてのロケット実験が実施されました。

    昭和11年からは「火薬の申し子」と呼ばれた村田勉が責任者となり、黒色火薬からダブルベース火薬へ切り替わりました。
    当時主流だった内面、外面から同時に燃焼する管状火薬に限らず、様々な形状の火薬が試され、固体ロケットの基本的なパラメータについて明らかにしたのです。内側から燃える「内面燃焼」や、端から燃える「端面燃焼」といった、現代のロケット工学でも用いられるこれらの燃焼形式は、村田によって命名されました。
    しかし、宇宙ロケットに応用するアイデアはなく、大砲に変わるロケット兵器の開発が目的でした。

    昭和12年、村田は大きな60kgの爆弾をロケットへ改良するように命じられました。
    このロケットは、燃焼実験中に爆発事故を起こしてしまいます。当時、ロケット推進薬は爆発成分と安定化剤などを混ぜて脱水後、加熱して可塑化(ゲル化)されていました。可塑化後は圧出成形機で圧力が加えられ、型枠に沿って所望の形状に成形されました。ただし、圧出機には少量の火薬しかに装填できなかったため、大型の火薬は熱延した火薬を積み重ねて成形する、別の製造方法が採用されました。
    爆発原因は、火薬の圧着が不十分であったため、火炎が隙間に入り込み、燃焼面積が急増したためでした。大きなロケット推進薬を作るには、大量の火薬を圧出できる新しい機械が必要でした。

    昭和13年、村田は製造部に移り、大型成形薬の研究に着手しました。
    火薬成形について徹底的な実験を行い、圧出機の筒の断面積と型枠の穴の断面積との比が、火薬の密度と関係していることを突き止めたのです。また、この比がある値以上でなければ火薬に気泡が残ってしまうことも力学的に解明しました。
    これらの結果をもとに、村田は圧出成形機の設計を大幅に変更し、装填量を2.5倍および5倍とした大型圧出機を新規開発しました。大型の圧出機では噴進弾(ロケット弾)が生産され、戦況が悪化した昭和19年には有人ロケット特攻機 「桜花」も作られました。


    ロケット特攻機「桜花」

    by FUJII
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