宇宙関連材料強度データシートの発行について

独立行政法人物質・材料研究機構 (理事長 : 岸 輝雄) は、中期計画における知的基盤の充実に向けた取り組みの一環として、国産のロケットに用いられる材料の特性取得と信頼性向上を図り、宇宙関連材料強度データシートを発行した。

今回発行したのは、『No.10 アロイ718鋳造材の破壊靱性および高サイクル疲労特性データシート』および宇宙関連材料の破面写真集『No.F-1 Ti-5Al-2.5Sn ELI合金 (φ180mm Billet)の破面』、『No.F-2 Ti-5Al-2.5Sn ELI合金 (φ160mm Billet)の破面』である。

このプロジェクトは、物質・材料研究機構と、宇宙航空研究開発機構との連携で推進している。今後、ロケットに用いられる先進材料のアロイ718、銅合金、超合金等のデータシートの発行を予定している。

今回発行したデータシートは、H-ⅡAロケットの液体酸素或いは液体水素ターボポンプに使用されている材料と同等の、ニッケル基超合金718 (53Ni-19Cr-5Nb-3Mo -1Ti) (954℃溶体化材)の鋳造材の液体ヘリウム温度 (4 K) 、液体水素温度 (20 K) 、液体窒素温度 (77 K) 、室温 (293 K) と高温 (767 K) にかけての引張特性、衝撃吸収エネルギー、破壊靭性および高サイクル疲労特性データシートおよび発行済みのデータシートNo.1とNo.3に掲載した全てのデータの試験片の破面を掲載した宇宙関連材料の破面写真集『No.F-1 Ti-5Al-2.5Sn ELI合金 (φ180mm Billet)の破面』、『No.F-2 Ti-5Al-2.5Sn ELI合金 (φ160mm Billet)の破面』である。破面集にはPDF化したファイルが記録されたCD-ROMが付加される。なお、今回発行する破面集は、国内に限定して配布される。

液体ロケットエンジンの信頼性を向上させるためには、エンジンの過酷な環境 (高温・高圧、極低温、熱衝撃、水素) での設計余裕を高い精度で把握して、設計の改良につなげるとともに、設計余裕を配慮した製造・検査の工程を設定する必要がある。既に得られたデータは、H-ⅡAロケットの第1段エンジンLE-7Aと第2段LE-5Bの設計評価やエンジンの動作条件の確認に使用され、H-ⅡAロケットの打上げに大きく寄与している。

今回のデータシートでも、国内で初めて公表する実際に使われる国産材料の液体水素温度を含む使用温度における諸特性を掲載している。