RD-8

RD-8エンジン

RD-8エンジンは、ウクライナのユージュノエ設計局（Yuzhnoye Design Office）によって開発されたロケットエンジンです。このエンジンの主な役割は、ゼニットロケットの第2段における姿勢制御を担うことにあります。打ち上げから軌道投入、そして軌道上での飛行フェーズにおいて、ロケットの正確な姿勢を維持・制御するために不可欠なコンポーネントです。

エンジンの構成と特徴

RD-8エンジンは、いくつかの特徴的な構成要素から成り立っています。主要な部分として、4基の燃焼室と、それらを駆動するための1台のターボポンプが挙げられます。

角度可変燃焼室

特筆すべきはその燃焼室の設計です。合計4基の燃焼室が備えられており、それぞれが独立して角度を変更できる「ジンバル機構」を持っています。これにより、推力方向を細かく調整することが可能となり、ロケットの姿勢を正確に制御することができます。各燃焼室は、1軸方向に±33°の範囲で可動します。この広い可動範囲は、精度の高い姿勢制御を実現する上で大きな利点となります。

配置

これら4基の燃焼室とノズルは、ゼニットロケット第2段の主エンジンであるRD-120エンジンの周囲を取り囲むように配置されています。このような配置は、限られたスペースの中で効率的に姿勢制御能力を持たせるための設計であり、主エンジンの推力軸に対して横方向のモーメントを発生させることで、機体のロール、ピッチ、ヨーといった様々な軸周りの姿勢制御を行います。

ターボポンプ

推進剤を燃焼室に供給するためのターボポンプは1台のみで構成されています。このターボポンプが、推進剤である液体酸素とケロシンを高圧で燃焼室に送り込みます。

推進剤と性能

RD-8エンジンが使用する推進剤は、液体酸素（LOX）とケロシンの組み合わせです。これは多くのロケットエンジンで採用されている信頼性の高い組み合わせです。

エンジンの性能諸元は以下の通りです。

真空中の推力: 78.5 kN（キロニュートン）
真空中の比推力: 342秒

推力はエンジンが発生させる推進力であり、比推力は推進剤の燃焼効率を示す指標です。真空中で342秒という比推力は、ケロシンを燃料とするエンジンとしては比較的高い効率を示しています。

画期的な特徴

RD-8エンジンは、その基本性能に加えて、いくつかの画期的な特徴を備えています。

軌道上待機能力

このエンジンは、軌道上で再着火し、長時間の待機が可能であるように設計されています。最大4000秒（約1時間6分）もの間、軌道上でシステムを維持し、必要に応じて再始動して推力を発生させることができます。この能力は、ミッションプロファイルの柔軟性を高め、複数回の燃焼による軌道変更や精密な軌道投入などを可能にします。

高信頼性

ロケットエンジン、特に有人宇宙飛行や高価なペイロードを輸送する際に使用されるエンジンには、高い信頼性が求められます。RD-8エンジンも、この要求を満たすべく、高信頼性を目指して設計されています。

二段燃焼サイクルの採用

RD-8エンジンの最も特筆すべき技術的特徴の一つは、二段燃焼サイクル（Staged Combustion Cycle）を採用している点です。二段燃焼サイクルは、推進剤を主燃焼室に送る前に、一部を予燃焼させてタービンを駆動するという方式で、他のサイクル（例えばガス発生器サイクル）に比べて高い燃焼効率と比推力を実現できます。通常、このサイクルは大型の高性能エンジンに用いられることが多いのですが、RD-8は小型の上段用エンジンとしては初めてこの先進的なサイクルを採用したことで知られています。この技術的選択は、エンジンの高性能化と小型化の両立に貢献しており、当時の技術水準において先進的な取り組みであったと言えます。

まとめ

RD-8エンジンは、ゼニットロケットの第2段で姿勢制御という重要な役割を担う、技術的に洗練されたエンジンです。4基の可変ノズルによる精密な姿勢制御、液体酸素とケロシンを推進剤とする堅実な設計、そして軌道上待機能力や小型エンジンとしては先駆的な二段燃焼サイクルの採用など、その特徴は多岐にわたります。これらの要素が高効率かつ信頼性の高いゼニットロケットの飛行を支えています。

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