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基礎技術基盤の研究 LNG推進系

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2009年6月25日 更新

LNG(液化天然ガス)実機型エンジン燃焼試験

6月22日より、LNG推進系開発の一環としてLNG(液化天然ガス)実機型エンジンの設計の妥当性を確認することを目的としたエンジンの燃焼試験をIHI相生事業所で実施しています。

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LNG推進系とは

液体酸素と液化天然ガスを推進剤とした新技術「LNG推進系」

「LNG推進系」とは、LNG(液体天然ガス、主成分は液体メタン)と、液体酸素をロケットエンジンで燃焼させて推力を得る新しい推進系です。

性能は液体水素推進系と固体ロケットとの中間程度ですが、液体水素に比べてLNGは密度が高いため、推進系全体を小さく出来る、宇宙空間での長期間の貯蔵に適している、安全性が高いなどの特性があり、液体水素推進系などと組み合わせることにより将来の多様な宇宙活動に対応した自在な宇宙輸送システムの構築を可能にします。

LNG推進系の特徴

液体ロケットエンジンについて

液体ロケットエンジンは酸化剤と液体燃料を混合し、燃焼させて、推進力を得ます。この酸化剤と液体燃料の組み合わせにより、液体ロケットエンジンの性能、特色が変わってきます。代表的な組み合わせは、液体酸素/液体水素、液体酸素/ケロシン、四酸化二窒素/ヒドラジンなどがあります。現在のH-IIAロケットで使用している第2段エンジンLE-5B-2,第1段エンジンLE-7Aでは、酸化剤に液体酸素を、燃料に液体水素を組み合わせています。(「水素推進系」)
この組み合わせは燃焼ガスがクリーンで、性能がもっとも高いという長所があります。一方で、水素は密度が小さいため、体積がかさばり水素タンクが大きくなります。

LNG推進系のメリット

液体酸素と液化天然ガスを組み合わせた「LNG推進系」は、水素推進系と比べて性能面では劣るものの、以下のようなメリットがあります。

  • 宇宙空間で蒸発しにくく、長期間宇宙で運用する軌道間輸送機や惑星探査機に適する。
  • 推進薬が安価であることから、打ち上げ経費等の低減が可能。
  • 爆発などの危険性が低く、安全性が高い。
  • 高密度のため推進薬タンクがより小型となり、再使用型輸送機などの大型ロケットの1段に適している。

このような特徴を活かし、LNG推進系技術は、再使用型輸送システム等の1段推進系や、月・惑星探査計画における比較的低推力の軌道間輸送機や
惑星探査機に応用することができる可能性を持っており、将来の実用に向けての研究開発を進めています。

エンジン燃焼試験

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