開発ロードマップを考える
最短ルートではなく、最後まで辿り着けるルートを選ぶための地図。
全体像
Step0: 前提条件の整理
Step1: 法規・外部制約の整理
Step2: 燃料・酸化剤の選定
Step3: エンジン詳細設計
Step4: システム設計
Step5: テストスタンドの設計・構築
Step6: コールドフローテスト
Step7: 点火・安全系の単体確認
Step8: 初回スタティックファイアテスト
Step9: 推力調整・ジンバル試験
Step10: 設計改善・再現性評価・再試験
STEP0：前提条件の整理
目的
設計・製作の前に、プロジェクト全体の「境界線」を言葉にする。
スコープが曖昧なまま進むと、規模が膨らみ、危険度が跳ね上がり、最後は法規で詰みます。
このSTEPは、その破綻を未然に防ぐためのものです。
やること
- ゴール定義（推力・燃焼時間・ジンバル動作の有無など）
- スコープ外の明示（今回やらないこと）
- 推進剤の仮決定（安全性・入手性・コスト、最終確定は STEP2 で）
- 成功基準の定義（どうなれば「このプロジェクトは完了」と言えるか）
完了条件
プロジェクト仕様書が存在し、関係者間で合意されている
STEP1：法規・外部制約の整理
目的
「技術的にできること」と「やっていいこと」を分離して把握する。
「知らなかった」では済まされない領域で、後回しにはできません。
やること
- 火薬類取締法・高圧ガス保安法・消防法の適用範囲の確認
- 試験場所に関わる条例・土地利用規制の確認
- 消防署・自治体への事前相談の要否判断
- 個人・小規模開発として越えてはいけないラインの整理
完了条件
法的チェックリストが存在し、グレーゾーンには対応方針が明記されている
STEP2：燃料・酸化剤の選定
目的
「何を燃やすか」を確定させる。
推進剤の選択は、これから先のエンジン設計・配管設計・法規対応・入手計画・テストスタンドすべての前提になります。
STEP0 での仮決定から、ここでの最終確定までを独立した STEP として扱います。
やること
- 候補ごとの理論性能を、計算ツールで比較する
- 候補ごとの入手性を確認する（メーカー・価格・運搬・保管）
- 法規上の取扱区分を確認する（消防法・高圧ガス保安法・毒性）
- 加工性・腐食性・低温取扱の有無を整理する
- 採用理由と、採用しなかった理由を文書として残す
アウトプット
推進剤選定書（候補比較表 + 採用理由 + 入手ルート）
完了条件
- 燃料と酸化剤が確定している
- 入手ルートが見えている
- 選定理由が、共同作業者間で合意されている
STEP3：エンジン詳細設計
目的
確定した推進剤を入力に、エンジン本体の物理設計を確定する。
寸法・形状・材料・冷却方式を決め、加工依頼に出せる仕様書まで持っていく。
やること
計算
- ノズルの寸法と形状を決める
- 燃焼室にかかる熱量を見積もり、冷却の要否を判断する
- インジェクター（推進剤を噴く部品）の設計
設計・選定
- 燃焼室・ノズルに使う材料を選ぶ
- どこで加工してもらうか、どこまでの精度が必要かを決める
アウトプット
エンジン詳細仕様書（推力・圧力・寸法・材料・冷却方式・流量・噴霧パターン）
完了条件
- エンジン詳細仕様が確定し、加工依頼可能な状態
STEP4：システム設計
目的
エンジン本体以外のシステム要素（給送・制御・点火・安全）を、一貫した設計に統合する。
個別のサブシステムを「全体として動く」ように設計し、危険箇所を洗い出す工程。
やること
システムアーキテクチャ
- 推進系・制御系・点火系・安全系のブロック図を描く
- 全システムの配管図を紙に起こす
リスク分析
- 各ブロックが壊れたときの影響と対策を整理する
- 過去の失敗事例を読む（Copenhagen Suborbitals の初期レポートなど）
アウトプット
システム仕様書（ブロック図＋配管図＋故障時対策の初版）
完了条件
- 「どこが最も危険か」の認識が共有されている
- 配管図とブロック図と故障時対策の初版が存在する
STEP5：テストスタンドの設計・構築
目的
エンジンより先に「命を守る装置」を完成させる。
テストスタンドは「測るための装置」ではなく、安全を保証するための装置です。
テストスタンドに必須の要件
| 要件 | 内容 |
|---|---|
| 遠隔操作 | 点火・バルブ・緊急停止がすべてリモートで実行できる |
| 物理的防護 | 試験体との間に遮蔽を設ける |
| 緊急停止 | 一つのスイッチでシステム全体が安全な状態に止まる |
| 計測系 | 推力・圧力・温度・流量を記録できる |
| 排気・排液管理 | 燃焼ガス・未燃推進剤の向きと受け先を設計する |
| 点火確認 | 点火の成否を遠隔で確認できる |
完了条件
- 緊急停止が何度試しても正常に効く
- 計測センサの校正が済んでいる
STEP6：コールドフローテスト
目的
燃やさずに、システム動作を確認する。
このSTEPで問題が出るのはむしろ健全なサインで、燃焼中に出るより安全に対処できます。
やること
- 実際の配管・バルブ・タンクを組み立て
- 水（常温）でインジェクターの流量を測定
- 電磁弁の開閉シーケンスをテスト
- 全継手・溶接部を加圧試験（リーク確認）
- ジンバル動作確認（指令への応答確認）
- 緊急停止シーケンスの確認
ここで発覚するもの
流量不足・リーク箇所・バルブ誤作動・センサ異常
完了条件
全機能がコールドフローで設計通りに動作し、緊急停止で全バルブが確実に閉じる
STEP7：点火・安全系の単体確認
目的
燃焼試験に入る前に、点火系と安全系を独立に動かしてみる。
スパーカーで火花は出るのか、緊急パージは効くのか、想定したシーケンスで動くのか。
燃焼を含めずに確認できることを全部潰しておくフェーズ。
具体的な手順は、コールドフローを通したあとの実機を手に取ってから決めます。
STEP8：初回スタティックファイアテスト
目的
目指すのは「成功」ではなく、安全に異常を検出できることの確認。
中断・失火も重要なデータで、「失敗扱い」しないことを最初の前提に置きます。
いま見えている方針
最初は 0.5秒だけ点火 して止める。
バラして観察、データレビュー、次の条件を決める。
そこから少しずつ燃焼時間を延ばしていくつもりです。
どこで何が起きるかは、走るまで分かりません。
STEP9：推力調整・ジンバル試験
目的
「燃やせる」から「制御できる」へ移行する。
ここが本プロジェクトの核心。
燃焼中にバルブで推力を変える、ジンバルでスラスト軸を振る、それを繰り返す。
動的な制御が成立するかを試すフェーズです。
ここまで来たら、当初の目標はおおむね達成。
STEP10：設計改善・再現性評価・再試験
目的
一発の成功で終わらせず、再現できる設計に近づける。
データをレビューして消耗箇所を直し、もう一度燃やしてみる。
それを何度か繰り返したいけれど、何回が現実的かは、ここに来てみないと見えません。