TR-106
TR-106、通称Low Cost Pintle Engine (LPCE)は、2000年代初頭に米国の宇宙技術企業であるTRW社が、NASA主導のスペース・ローンチ・イニシアチブ計画の一環として開発を進めた液体燃料ロケットエンジンです。このエンジンの最も重要な目的は、将来的な宇宙への打ち上げや宇宙飛行にかかる費用を大幅に削減することにありました。推進剤には液体酸素と液体水素という一般的な組み合わせを用い、計画では最大で約2,892 kN（約650,000 lbf）という、開発当時としては最も強力な部類に入る推力を発揮する能力を持たせることを目指していました。
このエンジンの開発目標は、単に強力であるだけでなく、「大型でありながらも、より安価で容易に製造できるブースターエンジン」を実現することにありました。この目標達成のために、TR-106にはいくつかの特徴的な設計思想が取り入れられました。推進剤を燃焼室へ噴射する装置には、構造がシンプルで堅牢性が高く、なおかつ推力調整能力に優れる「単エレメント同軸ピントル式噴射装置」が採用されました。このピントル式噴射装置は、アポロ計画で使用された月着陸船の降下エンジン（Lunar Module Descent Engine: LMDE）でも実績があるように、推力出力を広範囲にわたってスムーズかつ精密に制御できるという大きな利点があります。また、燃焼室やノズルといった高熱に晒される部分は、製造コストが高価になりがちな再生冷却方式ではなく、部材が燃焼・蒸発することで熱を吸収・放散する「アブレーション冷却」方式が採用されました。これにより、エンジンの全体的な製造コスト削減が図られています。
TR-106、特にLPCEの開発プロジェクトを技術面で主導したのは、後のSpaceX社の共同創業者の一人となる著名なロケットエンジニア、トム・ミューラー氏でした。2000年の夏、LPCEの実機試験がミシシッピ州にあるNASAのジョン・C・ステニス宇宙センターで行われました。この試験では、エンジンの設計目標推力である100パーセント出力での運転に加え、推力を65パーセントに絞った状態での運転試験も成功しました。一連の試験を通じて、TR-106は幅広い推力範囲や異なる推進剤混合比率の条件下でも安定した燃焼を維持できる性能を持つことが実証されました。エンジニアたちは、ピントル式噴射装置の性能を詳細に評価するため、試験中に噴射装置の構成を3回変更して広範な試験条件でデータを取得しました。また、アブレーション冷却の耐久性や運用性を確認するため、試験台上で一度アブレーション燃焼器を交換するという試みも行われ、その交換作業が比較的容易であることも示されました。
しかし、TR-106の開発計画は、その基盤となっていたスペース・ローンチ・イニシアチブ計画そのものの中止という事態を受けて、一時的な中断を余儀なくされました。さらに、2002年にはTRW社が大手防衛・航空宇宙企業であるノースロップ・グラマン社に買収されるという組織的な再編が発生しました。TRWのエンジン開発チームは、TR-106で培った技術と経験を活かし、後継となる液体酸素/RP-1（ケロシン）推進剤を用いるTR-107エンジンの開発など、NASAの将来的なニーズに応えるための技術開発を継続していきました。
TR-106計画は、直接的にロケットの打ち上げに使用されるには至りませんでしたが、そこで得られた貴重な技術的知見、特にピントル式噴射装置に関する開発経験は、その後のロケットエンジン開発に大きな影響を与えました。TRW社の推進部門でTR-106の開発に深く関わっていたトム・ミューラー氏をはじめとする主要なエンジニアたちの多くが、2002年にイーロン・マスク氏と共に設立されたSpaceX社に移籍したことは、この技術伝承における重要な出来事でした。彼らはTR-106で得た経験を基に、SpaceX社の主力ロケットであるファルコンシリーズで使用されるマーリンエンジン（マーリン 1Cなど）の開発を推進しました。マーリンエンジンもTR-106と同様にピントル式噴射装置を特徴としており、その設計思想にはTR-106の遺伝子が色濃く受け継がれています。また、TRWが開発していたFastracエンジン計画から派生したBarber Nichols社製のターボポンプ技術も、SpaceXのエンジンに活用されたと言われています。これらの経緯から、ノースロップ・グラマン社がSpaceX社に対して、旧TRWの企業秘密や特許を侵害したとして訴訟を起こす事態も発生しました。TR-106計画は、実用化には至らなかったものの、その先進的な設計思想と開発を通じて得られた知見は、今日の商業宇宙輸送を支える低コスト高性能ロケットエンジンの実現に不可欠な貢献を果たした、重要な開発プロジェクトであったと言えるでしょう。関連技術としては、RS-88なども挙げられます。
このエンジンの開発目標は、単に強力であるだけでなく、「大型でありながらも、より安価で容易に製造できるブースターエンジン」を実現することにありました。この目標達成のために、TR-106にはいくつかの特徴的な設計思想が取り入れられました。推進剤を燃焼室へ噴射する装置には、構造がシンプルで堅牢性が高く、なおかつ推力調整能力に優れる「単エレメント同軸ピントル式噴射装置」が採用されました。このピントル式噴射装置は、アポロ計画で使用された月着陸船の降下エンジン（Lunar Module Descent Engine: LMDE）でも実績があるように、推力出力を広範囲にわたってスムーズかつ精密に制御できるという大きな利点があります。また、燃焼室やノズルといった高熱に晒される部分は、製造コストが高価になりがちな再生冷却方式ではなく、部材が燃焼・蒸発することで熱を吸収・放散する「アブレーション冷却」方式が採用されました。これにより、エンジンの全体的な製造コスト削減が図られています。
TR-106、特にLPCEの開発プロジェクトを技術面で主導したのは、後のSpaceX社の共同創業者の一人となる著名なロケットエンジニア、トム・ミューラー氏でした。2000年の夏、LPCEの実機試験がミシシッピ州にあるNASAのジョン・C・ステニス宇宙センターで行われました。この試験では、エンジンの設計目標推力である100パーセント出力での運転に加え、推力を65パーセントに絞った状態での運転試験も成功しました。一連の試験を通じて、TR-106は幅広い推力範囲や異なる推進剤混合比率の条件下でも安定した燃焼を維持できる性能を持つことが実証されました。エンジニアたちは、ピントル式噴射装置の性能を詳細に評価するため、試験中に噴射装置の構成を3回変更して広範な試験条件でデータを取得しました。また、アブレーション冷却の耐久性や運用性を確認するため、試験台上で一度アブレーション燃焼器を交換するという試みも行われ、その交換作業が比較的容易であることも示されました。
しかし、TR-106の開発計画は、その基盤となっていたスペース・ローンチ・イニシアチブ計画そのものの中止という事態を受けて、一時的な中断を余儀なくされました。さらに、2002年にはTRW社が大手防衛・航空宇宙企業であるノースロップ・グラマン社に買収されるという組織的な再編が発生しました。TRWのエンジン開発チームは、TR-106で培った技術と経験を活かし、後継となる液体酸素/RP-1（ケロシン）推進剤を用いるTR-107エンジンの開発など、NASAの将来的なニーズに応えるための技術開発を継続していきました。
TR-106計画は、直接的にロケットの打ち上げに使用されるには至りませんでしたが、そこで得られた貴重な技術的知見、特にピントル式噴射装置に関する開発経験は、その後のロケットエンジン開発に大きな影響を与えました。TRW社の推進部門でTR-106の開発に深く関わっていたトム・ミューラー氏をはじめとする主要なエンジニアたちの多くが、2002年にイーロン・マスク氏と共に設立されたSpaceX社に移籍したことは、この技術伝承における重要な出来事でした。彼らはTR-106で得た経験を基に、SpaceX社の主力ロケットであるファルコンシリーズで使用されるマーリンエンジン（マーリン 1Cなど）の開発を推進しました。マーリンエンジンもTR-106と同様にピントル式噴射装置を特徴としており、その設計思想にはTR-106の遺伝子が色濃く受け継がれています。また、TRWが開発していたFastracエンジン計画から派生したBarber Nichols社製のターボポンプ技術も、SpaceXのエンジンに活用されたと言われています。これらの経緯から、ノースロップ・グラマン社がSpaceX社に対して、旧TRWの企業秘密や特許を侵害したとして訴訟を起こす事態も発生しました。TR-106計画は、実用化には至らなかったものの、その先進的な設計思想と開発を通じて得られた知見は、今日の商業宇宙輸送を支える低コスト高性能ロケットエンジンの実現に不可欠な貢献を果たした、重要な開発プロジェクトであったと言えるでしょう。関連技術としては、RS-88なども挙げられます。
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