ヴァルター機関

作動原理

80%濃度の過酸化水素は、比重1.36、淡黄色、刺激臭の芳香を持つ液体で、機密保持上「インゴリン」（または、Tストフ=T液）と呼ばれた。
この液体は、有機化合物、鉄さび、銅、鉛などに接触すると、激しく反応して分解するため、安定剤として少量のオキシキノリンおよび二リン酸ナトリウムを混合し、アルミニウム、陶器、ステンレス、ポリ塩化ビニルなどで作られた容器に入れて保管される。
この液体は触媒に触れると 552 kcal/kg の熱を出して酸素ガスと水蒸気（水）に分解する。触媒としては、過マンガン酸ナトリウムや過マンガン酸カルシウムの水溶液、通称Zストフ（Z液）を用いる。
低温式ヴァルター機関は、この高濃度過酸化水素と触媒とを反応させ、分解時に発生する酸素と水蒸気の混合ガスを作動流体として利用するものである。
高温式ヴァルター機関は、発生した酸素と燃料（軽油、メタノール、水和ヒドラジンなど）とを混合して燃焼させ、発生する高温高圧ガスを作動流体として利用するものである。低温式よりも経済的で出力の制御も可能であるため、比較的長時間の使用に適している。また、燃焼ガスの温度は必要に応じて水を加えることにより調整する。
これら作動流体の利用形態としては、直接噴射してその反動を利用するロケット式と、タービンを駆動させて軸出力に変換するタービン式の2種類があり、用途に応じて使い分けられた。

戦後のヴァルター機関

第二次大戦後、宇宙分野では酸化剤として液体酸素を使用する液体燃料ロケットが、潜水艦では原子力潜水艦が主流となり、ヴァルター機関は完全に忘れ去られた過去の存在となった。しかし比較的シンプルなシステム構成と大出力という特長から、特殊な分野においてはしばしば適用が試みられていた。
1950年代、アメリカ陸軍は偵察、連絡、軽戦闘用に1人乗りVTOL機の開発を進めていたが、それらの中に低温式ヴァルター・ロケットを使用するワンマンヘリ（一人乗りの超小型ヘリコプター）があった。
ロータークラフト社のRH-1ピンホィールはその中のひとつであるが、機体をパイロット自身が身に付け、パイロットの足がスキッドを兼ねるという極めてシンプルな構造であった。通常のエンジンに相当するものはなく、過酸化水素分解で発生する水蒸気をローター先端から噴射し、その反動でローターを回転させる仕組みになっていた（翼端噴流式）。自重75kg、最大速度100km/hであったが、作動時間の短さが弱点となって試作のみで終わっている。
ヴァルター機関適用の成功例としては、1961年に米国ベル社のムーア技師が開発したロケットベルト (Bell Rocket Belt) が唯一である。ロケットベルトは、ロケットエンジンと高濃度過酸化水素の推進剤タンクをバックパックとしてまとめ、パイロットが背負うことで飛行するという簡便な個人用飛行装置である。低温式ヴァルターロケット方式により、過酸化水素の触媒による分解で生じた酸素と水蒸気の混合ガスを直接噴射し、その反動を制御する事でパイロットは飛行することができる。最高速度は時速95キロ、飛行高度20 - 30mという性能を発揮できるものの、人間が装備するという制約などから、航続距離250m、作動時間はわずか20秒程度に過ぎないため、これまでのところは単なるデモンストレーション用途の域から出る事が無い。1965年公開の映画『007 サンダーボール作戦』で秘密兵器として登場したほか、1984年に開催されたロサンゼルスオリンピックの開会式でのビル・スーパー操縦によるデモフライトは特に有名である。その後、1985年の国際科学技術博覧会でもジャンボトロンの前で飛行実演された。他にヴァルター機関によるロケットエンジンとしてイギリスのアームストロング・シドレー・ステンター、アームストロング・シドレー・ベータ、ブリストル・シドレー・ガンマ、ブリストル・シドレー・605、デ・ハビランド スプライト、デ・ハビランド スペクター等があった。
また、1972年に日本の海上自衛隊に配備された72式魚雷（G-5B型）は、動力源に高温型ヴァルター・タービンを使用しており最高速力50ノットを出すと言われていた。他にもイギリスの21インチ マーク12魚雷やソビエトの65型魚雷や53-61、53-65魚雷で使用された。マーク12魚雷はHMS Sidon、65型魚雷はクルスクでそれぞれ推進剤の高濃度過酸化水素に起因すると見られる事故を起こして搭載艦が沈没している。
今日の魚雷は対潜水艦戦を第一に想定しているが、ヴァルター・タービンには深度によって速力が大きく変化する欠点があるため、これを克服する技術革新が無い限り、ヴァルター・タービン魚雷が再登場する可能性は低いと見られている。
また、1974年、メッサーシュミット・ベルコウ・ブローム社が開発した磁気浮上式鉄道KOMET (Komponentenmeßtrager) の実験で推進に用いられ、時速401.3kmを達成した。限られた距離の実験線では当時のリニア誘導モーターでの加速では限界があり、推進にヴァルター機関が用いられた。

ヴァルター R 1-203

1938年に試験用エンジンとして開発された。高温ヴァルター機関が元になった。燃焼室がある。T液（過酸化水素）とM液（メタノール）が使用される。エンジンはターボポンプを断続することで制御された。このポンプはT液とZ液（過マンガン酸ナトリウムまたは過マンガン酸カリウムの水溶液）によって生成された蒸気で駆動された。最大推力は500kgf (4.9 kN) で60秒間維持された。試作エンジンは世界で最初の運用可能なHe 176ロケット飛行機の動力として搭載された。このエンジンを元により強力なロケットエンジンであるHWK 109-509が開発された。

ヴァルター HWK 109-500

内燃機関というよりも化学反応により低温ヴァルター機関として作動する。T液（過酸化水素）とZ液（過マンガン酸ナトリウムまたは過マンガン酸カリウムの水溶液）が推進剤として使用される。このエンジンはロケットの打ち上げ支援の為に燃料コンテナと組み合わせて使用された。約500kgf (4.9 kN) の推力を30秒間生み出した。1937年から重爆撃機やグライダーが離陸時に補助推進器として使用し、使用後はパラシュートで回収された。

ヴァルター HWK 109-507

HWK 109-507液体燃料ロケットエンジンはHs 293誘導爆弾の動力として使用する為に開発された。
このエンジンは燃焼室を備え、燃料タンクと燃料を圧送する為の圧力容器が備えられていた。姿勢を安定させる為にノズルは推力が機体の中心を通るように下向きになっていた。
T液（過酸化水素）とZ液（過マンガン酸ナトリウムまたは過マンガン酸カリウムの水溶液）が推進剤として使用された。この二種類の推進剤を混ぜることによって化学反応が生じるが、燃焼ではなく低温モードとして知られるモードだった。推力は590kgf (5.78kN) を10秒間維持した。

ヴァルター HWK 109-509

メッサーシュミットMe163やBachem Ba 349に搭載された。

特呂二号原動機

濃度80%の過酸化水素から構成される甲液を酸化剤に、メタノール57%/水化ヒドラジン37%/水13%の乙液を混合させる事により化学反応をさせるというシステムで秋水に搭載された。

ネイピア スコーピオン

ネイピアが開発したRATO用の推力4,000 lbf (17.8 kN)のロケットエンジンで1956年と1957年にイングリッシュ・エレクトリック キャンベラに搭載されて高高度記録を樹立した。実戦配備されず。

デ・ハビランド スプライト

3Vボマーやデ・ハビランド DH.106 コメットの離陸補助用として開発が進められたものの、ジェットエンジンの急速な性能向上により配備には至らなかった。

デ・ハビランド スペクター

サンダース・ロー SR.177に搭載するために開発が進められたが、計画は中止された。

アームストロング・シドレー ベータ

HWK 109-509を原型として超音速飛行用に開発された。1948年10月に試験機は高度35,000 ftを930 mph (マッハ1.5)で飛行した。

アームストロング・シドレー ステンター

ブルー スティール ミサイルでの加速と巡航に使用された。

ブリストル・シドレー BS.605

南アフリカ空軍の高山地帯で運用するためにRATOとしてブラックバーン･バッカニア S.50で使用された推力4,000 lbf (18 kN) のエンジン。

ブリストル・シドレー ガンマ

ロールス・ロイス・リミテッドで生産された過酸化水素とケロシンを推進剤とするブラックアローロケットのロケットエンジン。

ロールス・ロイス ラーチ

ブラックアローロケットの改良型としてロールス・ロイス・リミテッドで開発された過酸化水素とケロシンを推進剤とするロケットエンジン。