ヴァルター機関

ヴァルター機関：革新的な熱機関の歴史と応用

ヴァルター機関は、1930年代から第二次世界大戦末期にかけて、ドイツのヘルムート・ヴァルターによって開発された、高濃度過酸化水素の分解を利用する熱機関の総称です。主に軍事目的で研究が進められ、ロケット推進や潜水艦の動力源として実用化が試みられました。

作動原理

ヴァルター機関は、高濃度の過酸化水素（約80%）を触媒と反応させることで、大量の熱と水蒸気、酸素を発生させます。この過酸化水素は、機密保持のため「インゴリン」または「Tストフ（T液）」と呼ばれていました。T液は非常に不安定で、有機物や特定の金属に触れると爆発的に分解するため、安定剤を添加し、専用の容器で厳重に保管されました。

ヴァルター機関には、大きく分けて低温式と高温式の2種類があります。

低温式ヴァルター機関: T液を触媒と反応させ、発生する水蒸気と酸素の混合ガスをそのまま作動流体として利用します。V1飛行爆弾の発射カタパルトやV2ロケットの燃料ポンプ駆動などに用いられました。
高温式ヴァルター機関: T液の分解によって発生した酸素と、軽油やメタノールなどの燃料を混合して燃焼させ、高温高圧のガスを作動流体として利用します。低温式に比べて経済的で出力制御も容易なため、潜水艦の動力源など、比較的長時間の使用に適していました。

作動流体の利用方法としては、ロケットのように直接噴射して推進力を得る方式と、タービンを回転させて軸出力を得る方式がありました。

主な応用例

ヴァルター機関は、その特性から様々な分野に応用されました。

航空機・ミサイル: メッサーシュミットMe163Bや秋水といったロケット戦闘機、Hs293誘導ミサイルなどに搭載されました。また、V1飛行爆弾の発射カタパルトにも利用されました。
潜水艦: ヴァルター機関は、非大気依存推進（AIP）システムとして潜水艦に搭載され、水中での高速航行を可能にしました。UボートXVIIB型やXXVI型などが代表例です。
魚雷: 海軍の72式魚雷（G-5B型）など、一部の魚雷の動力源として使用されました。
その他: ロケットベルトや磁気浮上式鉄道の推進など、特殊な用途にも応用されました。

ヴァルター潜水艦

ヴァルター機関は、潜水艦の水中動力として特に注目されました。酸素を外部から供給する必要がないため、潜航状態での長距離・高速航行が可能になるからです。試作艦V-80は、潜航中に26ノットの最大速度を記録しました。

しかし、ヴァルター潜水艦には以下のような問題点もありました。

燃料費が高価であること
低速航行が困難であること
潜航深度が深くなると出力が低下すること
過酸化水素の取り扱いに危険が伴うこと
排気ガスがソナーに探知されやすいこと

これらの問題点を解決するため、ヴァルター博士は間接式ヴァルター・タービンを考案しましたが、実用化には至りませんでした。

戦後のヴァルター機関

第二次世界大戦後、宇宙開発では液体酸素を酸化剤とするロケットが主流となり、潜水艦では原子力潜水艦が普及したため、ヴァルター機関は次第に衰退しました。しかし、シンプルなシステム構成と大出力という特徴から、特殊な分野での応用が試みられました。例えば、アメリカ陸軍のワンマンヘリや、ベル社のロケットベルトなどが挙げられます。

主なヴァルター機関の種類

ヴァルター R 1-203
ヴァルター HWK 109-500
ヴァルター HWK 109-507
ヴァルター HWK 109-509
特呂二号原動機
ネイピア スコーピオン
デ・ハビランド スプライト
デ・ハビランド スペクター
アームストロング・シドレー ベータ
アームストロング・シドレー ステンター
ブリストル・シドレー BS.605
ブリストル・シドレー ガンマ
ロールス・ロイス ラーチ

まとめ

ヴァルター機関は、第二次世界大戦中に革新的な技術として登場しましたが、燃料の安全性や経済性などの問題から、主流の技術とはなりませんでした。しかし、その原理は現代のロケット技術や潜水艦技術にも影響を与えており、その歴史的意義は大きいと言えるでしょう。

もう一度検索