ヴァイキング
1954年5月7日に飛行したヴァイキング10号
機能観測ロケット
製造グレン・L・マーティン・カンパニー
開発国アメリカ合衆国
大きさ
全高49 ft (15 m)
直径32 in (810 mm)
段数1
積載量
へのペイロード
打ち上げ実績
状態退役
射場ホワイトサンズ・ミサイル実験場 (1?3号、5?12号)
USS ノートン・サウンド (赤道付近、4号)
総打ち上げ回数13
成功7
失敗2
部分的成功4
初打ち上げ1949年5月3日
最終打ち上げ1955年2月4日
1 段目
エンジンリアクション・モーターズ XLR10-RM-2
推力92.5 kN (20,800 lbf) (海面高度)
110.5 kN (24,800 lbf) (真空中)
比推力179.6秒
燃焼時間109 秒
燃料エタノール / 液体酸素
ヴァイキング・ロケットはグレン・L・マーティン・カンパニー(現在のロッキード・マーティン)によってアメリカ海軍研究所
(NRL)の監督下で設計、製造された一連の観測ロケットである。1949年から1955年にかけて12機のヴァイキングロケットが打ち上げられた[1]。冷戦初期の頃のロケットとしては珍しく海軍の主導により、兵器としてではなく科学観測用として開発された。ヴァイキングにより、高層大気に関する多くの科学的・工学的知見がもたらされた。ドイツから接収されたV2号を元に開発されたが、様々な新機軸が導入され、現在も用いられているロケットの標準的な要素がこのロケットの開発を通じて確立された。第二次世界大戦後、アメリカはヘルメス計画の一環として鹵獲したドイツのV2ロケットの実験を行った。これらの実験を元に、アメリカは1946年にネプチューンと呼ばれる独自の大型液体燃料ロケットの設計・開発を決定した。これにはアメリカが接収したV2号を使い尽くした後もヘルメス計画を継続するために独自のロケット開発能力を獲得することと、科学研究により適したロケットに切り替えるという2つの目的があった。海軍は、大気の調査や艦隊に影響を及ぼす悪天候の予測のために実用的なロケットを必要としていたのである。名称は後にヴァイキングに変更された。
V2は兵器として設計され、1トンの高性能炸薬を載せて高高度の希薄な大気で反転降下する仕様であった。一方、高高度観測ロケットのペイロードである科学観測装置の運搬にはV2号の能力は過剰であり、V2を研究観測に使用する場合は飛行安定性を確保するために鉛の錘を積む必要があった[2]。このため、科学観測に必要な小型のペイロードであれば本来到達可能であったはずの高度や速度が得られないという課題があった。
海軍研究所(NRL)では先進的な観測ロケットを製造するためにアメリカロケット協会(ARS)の会員に働きかけた[3]。
ヴァイキングは当時アメリカで開発中の最も先進的で大きい液体燃料ロケットだった[4]。 ヴァイキングはV2とほぼ同じ高さで直径は半分、重量や出力も半分程度となった。どちらも外部誘導式で、推進剤も同じ (エタノールと液体酸素) であり、ターボポンプで駆動される1基の大型燃焼室を備える。89 kN (20000 lbf)の推力を生み出すリアクション・モーターズ XLR10エンジンは当時アメリカで開発された最大の液体燃料ロケットエンジンであった。V2と同様に、ターボポンプは過酸化水素の分解によって生成された水蒸気で駆動された。 ヴァイキングはV2を凌駕する重要な革新技術を取り入れ、ロケット開発において先駆的な役割を果たした。特に顕著なものは推力偏向方式であり、現在でも使われるジンバル機構を初めて取り入れた。V2では当時の工作技術の制約から、黒鉛製の推力偏向板を用いてエンジン排気を偏向させていたが、ヴァイキングではエンジンをジンバルで支持することでピッチ軸とヨー軸の2軸制御が可能になった。ジンバルはジャイロスコープを慣性基準として制御されており、第二次世界大戦の開戦前にロバート・ゴッダードが考案し、部分的に成功を収めていた[5]。ロール軸はターボポンプ排気を用いて翼面を駆動する姿勢制御システムで制御された。主エンジン停止後には圧縮ガスを噴射して機体を安定化させるようになっており、現在の大型ロケットや宇宙船でも同様の装置が使用されている。また、初期型ではエタノールタンク、後には液体酸素タンクが軽量化のため外皮と一体化された。構造材もV2では鋼が使用されたのに対して大半がアルミニウム製となり、軽量化に貢献した。 ヴァイキング1号から7号はV2よりも長かった (およそ15 m, 49 ft)が、まっすぐな円筒形の機体は直径32インチ(81 cm)と細く、V2に似た大型の安定翼を備えていた。ヴァイキング8号から14号では機体が拡大され、直径は45インチ (114 cm)となる代わりに全長は13 m (42 ft)に短縮された。また、安定翼は大幅に小型化され三角形になった。直径を拡大して推進剤を増やしたため重量も増えたが、満載重量と空虚重量の比は約5:1となり、当時最高の水準だった。
設計の特徴
