Bell 8000

Bell 8000 ロケットエンジン

ベル・エアクラフト社によって1950年代から1960年代にかけて製造されたBell 8000は、アメリカ合衆国の初期ロケット開発史において重要な役割を担った液体燃料ロケットエンジンです。元々は、冷戦時代におけるB-58ハスラー超音速爆撃機に搭載される使い捨て動力式核爆弾ポッドのエンジンとして構想されました。しかし、その基本設計は後に多様な宇宙ミッションを支える推進器へと転用され、アトラス、デルタ、タイタンといった主要なロケットの第2段であるRM-81アジェナの上段エンジンとして幅広く使用されました。最終的に合計581基が生産され、初期の人工衛星打ち上げや宇宙探査に貢献しています。

Bell 8000の大きな特徴の一つは、その推進剤にあります。非対称ジメチルヒドラジン（UDMH）と硝酸系酸化剤（初期はRFNA、後に高密度硝酸など）という、混合するだけで自然に着火・燃焼するハイパーゴリック推進剤を採用したことで、複雑な点火装置を不要とし、エンジンの信頼性と簡潔性を高めました。この自己着火性は、特に真空のような極限環境での再始動において大きな利点となりました。

冷却システムにもBell 8000独自の工夫が見られます。V-2ロケット以来一般的な再生冷却方式を採用しながらも、従来の多数の細い管を束ねて冷却通路とするのではなく、アルミニウムのブロックで作られたノズル本体にドリルで直接穴を開けて冷却材を循環させるというユニークな手法が用いられました。これにより、製造プロセスが合理化され、構造的な堅牢性も向上しました。

Bell 8000は、その長い運用期間中にいくつかの派生型が開発され、性能と機能が段階的に向上しました。初期のモデル117（USAF分類XLR81）は、B-58向けのケロシン/RFNAエンジンとして開発が進められましたが、計画中止により実用化には至りませんでした。

アジェナロケットの登場により、Bell 8000は宇宙用エンジンとしての道を歩み始めます。アジェナ-A試作機で使用されたモデル8001（XLR81-BA-3）はモデル117を改良し、ジンバル装架による推力偏向能力などを備えていましたが、JP-4/RFNAを使用し短期間の運用に留まりました。本格的な宇宙用エンジンとなったのは、アジェナ-Aで使用されたモデル8048（XLR81-BA-5、XLR81-BA-5とも）からです。このモデルで推進剤がUDMH/RFNAのハイパーゴリック組み合わせに変更され、真空でのエンジン始動という、当時のアメリカにとっては初めての技術的挑戦に成功しました。モデル8048は信頼性の高い受動式推力調整機構も備えていました。

アジェナ-B向けのモデル8081（XLR81-BA-7）では、真空中での複数回再始動能力が初めて実現されました。これは宇宙空間で軌道変更を行う上で不可欠な技術であり、3個の点火用カートリッジを使用することで2回の再始動を可能にし、後の多回再始動技術の基礎を築きました。推力も71 kNに増加し、性能が向上しています。

アジェナ-Dの主要エンジンとなったモデル8096（XLR81-BA-11/YLR81-BA-11）は、Bell 8000シリーズの決定版とも言えます。ターボポンプによる推進剤供給方式を採用し、アルミ製再生冷却燃焼室とチタン製放射冷却ノズルを組み合わせました。流体素子を利用した推力・混合比制御システムを備え、再始動能力も強化されました。さらに、酸化剤を高密度化（モデル8096-39）、ノズル膨張比拡大（モデル8096A）といった改良により、推力や比推力が着実に向上しました。

特に注目すべきは、アジェナ標的機や上昇アジェナで使用されたモデル8247（XLR81-BA-13）です。このモデルでは、始動用の固体燃料カートリッジに代わり、酸化剤・燃料タンクからの加圧ガスを再利用する革新的なシステムにより、最大15回（実運用では8回）という驚異的な回数の再始動能力を獲得しました。これは、長期にわたる軌道上での精密な運用を可能にする重要な技術革新でした。

また、スペースシャトル用の再利用可能な上段エンジンとして計画されたモデル8096Bや、その中間段階のモデル8096Lでは、推進剤の変更（MMH/N2O4系）や大幅な性能向上、数百回にも及ぶ再始動能力、長時間の燃焼寿命が目標とされましたが、これらは計画段階に留まりました。

Bell 8000シリーズは、1959年の初飛行から1987年まで、アジェナロケットの進化と共に運用されました。1966年以降、より強力なセントール上段ロケットが登場したことにより、アジェナおよびBell 8000エンジンの使用頻度は徐々に減少しましたが、その信頼性と多様な派生型によって、初期の宇宙開発、特に地球軌道へのペイロード輸送や月・惑星探査機の軌道投入において、欠かせない推進器としてその名を刻んでいます。Bell 8000の開発で培われた技術は、後にエアロジェット社で開発されたAJ-10エンジンなど、他の液体燃料ロケットエンジンにも影響を与えています。

もう一度検索