YF-75

YF-75エンジン

中国宇宙開発の歴史において、YF-75は重要な役割を果たした液体燃料ロケットエンジンの一つです。このエンジンは、高効率な液体水素と液体酸素を推進剤として使用し、主に長征3号ロケットシリーズの第3段に搭載されました。推力は8トンクラスで、静止軌道へ通信衛星などの大型ペイロードを打ち上げる能力を大幅に向上させることに貢献しました。

開発の背景と歴史

中国では、1960年代初頭から極低温推進剤を用いるロケットエンジンの開発に着手していました。その成果の一つとして、推力4トンクラスの液体水素/液体酸素エンジンであるYF-73が1984年に実用化され、長征3号の初期型に採用されています。

YF-75の開発は、より大型の人工衛星打ち上げに対応するため、1982年に始まりました。当時の長征3号の打ち上げ能力は静止トランスファ軌道へ約1.5トンでしたが、YF-75を搭載することで、その能力は約2.6トンまで向上しました。これにより、中国はより大型で高性能な通信衛星などを静止軌道へ投入することが可能となり、宇宙開発における重要な一歩となりました。YF-75は、より強力なYF-77エンジンが登場するまでは、中国で最もパワフルな極低温推進剤エンジンでした。

技術的な特徴

YF-75エンジンは、酸素と水素を質量比でおよそ5対1の割合で燃焼させます。長征3号A、B、Cといった改良型ロケットの第3段には、通常2基のYF-75が搭載され、連携して作動します。エンジンの基本的な構成は、それぞれが独立したガス発生器とターボポンプを持つ2つのユニットからなります。

燃焼室は、銅合金とジルコニウムを組み合わせた構造を持ち、内部には冷却材が循環するための溝が形成されています。ノズルは螺旋状の管を並べて形成され、燃焼室に接合されており、ここにも冷却材が流れることでエンジンを保護しています。燃焼室内の圧力は約37.6バール、ノズルの膨張比は80です。これにより、真空中での比推力は437秒という高い性能を達成しています。エンジンの推力は7トンから8トンの範囲で調整可能です。搭載された2基のエンジンは、それぞれ推力方向を調整するジンバル機構を備えており、2本の油圧シリンダーによって制御されます。これにより、ロケットの姿勢制御を行うことができます。燃焼時間は最大470秒で、軌道投入の際に1回だけ再着火が可能です。

個々のエンジンのサイズは、全高約2.8メートル、最大幅約1.5メートルで、重量は約550キログラムです。ターボポンプの回転速度は毎分42,000回転に達します。

派生型：YF-75D

YF-75の技術を発展させた派生型として、YF-75Dが存在します。このエンジンの開発は2006年に開始され、次世代大型ロケットである長征5号の第2段用として計画されました。YF-75Dは、元のYF-75と比較して性能が向上しており、推力は8トンから9トンに増強されています。また、より柔軟な運用が可能になりました。

最大の変更点の一つは、エンジンサイクルにあります。YF-75がガス発生器サイクルを採用していたのに対し、YF-75Dはより効率の高いエキスパンダーサイクルを採用しています。これにより、エンジンの性能が向上し、多回数の再着火能力を獲得しました（YF-75は1回のみ）。さらに、推力に応じて燃料と酸化剤の混合比を調整する機能も備わっています。水素ターボポンプの回転速度も向上し、毎分65,000回転となっています。

これらのエンジンの製造は、中国の航天推進技術研究院（AALPT）が担当しています。YF-75とその派生型YF-75Dは、中国の液体ロケットエンジン技術、特に極低温エンジンの進化において重要な役割を果たし、中国の宇宙開発能力の向上に大きく貢献しました。

もう一度検索