特集

若手研究者が挑む〜第４期中長期計画スタートから1年半〜

特集

航空技術部門へのメッセージ

〜第４期中長期計画スタートから1年半〜

若手研究者が挑む

統合解析は、
まさに世界が目指している目標
それに一歩先行しているのがJAXAの強み

ソラの技

リレーインタビュー「高速回転翼機編」

スマートフライトで空の交通の最適化を目指す

む
挑
が
者
究
若手研
半〜
〜第４期

から1 年
ト
ー
タ
ス
画
中長期 計

FLIGHT PATH No. 2 2 で JAXA 航空の第 4 期中長期計画に込めた考えを語った戦略ワーキンググループメンバー。この考えを現実の「技術のかたち」に仕上げ、国内外航空産業につないでいくためには、若手研究者の挑戦が鍵を握っています。主な 4 事業分野の最前線で活躍する若手研究者、彼らをまとめ現場をけん引する中堅研究者に登場してもらい、
計画スタートから1年半を経た現状、研究開発という仕事への向き合い方などを語ってもらいました。発言を改めて聞いたマネージャーの一言コメントも紹介します。

テーマ

コアエンジン技術実証（En-Core）プロジェクト

シャーというより、
プロジェクト化で終了時期

これまで以上に注意しなければなりません。

が明確になって、試験計画などのスケジュー加藤

ルがタイトになったという印象です。

存設備も高温高圧に対応する改修ができ、

山本

En-Coreプロジェクトはこれまでに実よりエンジンの実環境に近い環境下で試験施してきたグリーンエンジン技術の研究などできるようになったこともプロジェクト化の恩で開発した燃焼器やタービンの技術をさらに恵かと。新規導入された設備、改修された設

新しい設備が導入されたことや、既発展させるものなのでそういう印象となってい備を外部の方々に使ってもらえるようにするるのでしょう。ですが、プロジェクト化したこと

ことも、JAXAの使命だと思います。

で変化もあったと思います。

メーカーが振り向く高い開発レベルを目指して

鈴木

予算が大きくなりました。エンジンの研究では、供試体（試験のための試作品）にとても費用がかかります。高温高圧に耐える

山本

FJR※以降、残念なことに日本のエン要素を扱うEn-Coreプロジェクトではなおさら

ジン技術において大規模な研究プロジェクです。予算が増えたことで、供試体製作の申トは行われなくなってきました。En-Coreプロ

請も通りやすくなりました。一方で、En-Core

ジェクトは、国際市場で競争力のある航空機

プロジェクトは、各々の要素技術を研究する

エンジン技術の確立が目的の一つですね。

だけでなく、それを組み合わせたシステムズエ

加藤En-Coreは2018年8月からのプリプ

ンジニアリング的な面も強く求められることがいますが、これまで蓄積した技術を活用してロジェクトを経て、2019年4月にプロジェクト

あり、
安全管理や品質管理といった部分にもいけば、届かない目標ではないと思います。

プロジェクト化でスケジュー
ルがタイトになった印象
山本化しました。
それから8カ月が経ちましたが、今の気持ちを教えてください。
鈴木

プロジェクトという実感はあまりなくて、今までの研究を続けている感じです。
もちろん成果を出すというプレッシャーはあります

技術的には非常に高い目標だと思

鈴木 技術成熟度レベル
（TRL）
でいえば、
国際市場で競争力のある航空
機エンジン技術の確立が EnCore プロジェクトの目的

JAXAの一般的なエンジン研究はレベル3〜
4程度ですが、En-Coreプロジェクトはレベル4〜5、
つまりエンジン実証の一歩手前を目指しています。
そのくらいのレベルでなければ、
メーが、それは他の研究でも同じことです。

カーに振り向いてもらえません。高温高圧の加藤

要素に取り組むのは相当ハードですが、堅実

私も同じです。プロジェクト化する

前からずっと燃焼器の研究を続けているので、特に気持ちに変化はありません。プレッ※：実験用ターボファンエンジンFJR710

山本 武
コアエンジン技術実証（En-Core）
プロジェクトチーム
サブマネージャにプロジェクトを進めていければと思います。
山本

En-Coreプロジェクトは、JAXA航空

若手研究者が挑む

高温高圧要素に取り組むのは相当ハードだが、堅実にプロジェクトを進めたい鈴木 正也
コアエンジン技術実証（En-Core）
プロジェクトチーム
主任研究開発員環境下（高温高圧下）でのレーザー計測技術とは山ほどありますが、手が回らないのが悩の確立です。高温高圧環境下では、火炎とみです。

周囲ガスの間に急な温度勾配があるために山本

光の屈折率が変わってしまい、
ぼやけた燃焼ている姿は見ています。プロジェクトは2〜3

器内の画像しか撮れない難しさがあります。
そ年目ぐらいまでが要素技術の研究開発、それを正確に撮って知り得た独自の情報をプロの後は実証が中心のフェーズに移行します。

ジェクトの技術開発に役立てたいですね。

できれば自分の研究も活かしてもらい、一緒

鈴木にプロジェクトを進めていきたいですね。

私はEn-Coreプロジェクトを含め、部署を三つ兼任していて、自分の研究をする時
間が、全くないです。外注ばかりで自分の手技術部門の中でもメーカーと接する機会がを動かさないというのは嫌ですし、
やりたいこ

もっとも多い部署だと思います。民間との違いを感じたりしたことはありますか。
鈴木

時間がない中で工夫しようと苦労し自分の研究をプロジェクトへ活かしたい加藤 昂大

私の印象としては、メーカーは実利、

コアエンジン技術実証（En-Core）プロジェクト
チーム
研究開発員

すぐに社会に出る研究をしたい。JAXAも同
じ部分はあるのですが、どちらかといえば、
その先を見据えた研究をしたい。やりとりの中で、そうしたギャップを感じることはあります。

En-Coreプロジェクトについて詳しくは

個人研究もプロジェクトを視野に入れて取り組む

燃焼器（写真上）内部における燃焼現象の様子（写真下）

山本 二人ともEn-Coreプロジェクト全般に「それぞれの研究の方向性とプロジェクトの目指すところに大きな違いがないとの話に少し関わっていますが、並行して自分のやりたい

安心しました。この機会をパートナー企業との協力関係強化や、将来の研究の種のこと、あるいは自分の研究はできていますか。

発掘に活かすという視点で取り組んでくれることを期待します」

加藤

山根 敬

何とか時間を絞り出して、自分の研究にも取り組んでいます。テーマは、
エンジン実

コアエンジン技術実証（En-Core）プロジェクトチーム

プロジェクトマネージャ

航空機設計を、地上試験、飛行試験によっ取り組んでいます。

て精度検証したシミュレーション技術による

石田バーチャルベースに変えていく試みです。実す。ある特定の条件下で機体表面の空気

現するとバーチャルベースの航空機設計に流が乱れて機体に振動を発生させる現象

私はバフェット現象を研究していま一歩近づきます。ISSACにはバフェット、
フ

で、その現象理解と抑制の方法を探っていラッター、水跳ねなどの重点領域があり、計ます。通常の飛行状態では起きにくい現象

算と実験の専門家混成グループで研究を進ですが、これを解決できないと完全なシミュテーマ

めています。

レーションはできません。

統合シミュレーション
技術（ISSAC）

津島

窪田

ターの解析に取り組んでいます。
フラッターと

私は空力弾性という分野で、
フラッ

これで墜落する航空機もありました。これをな模型を使い、壊さないようフラッター寸前

現在の技術では難しい巡航以外の の臨界状態で風洞試験を続ける必要があり飛行状態をシミュレーションする ます。解析と同時に３Dプリンターを駆使した安価な模型製作技術を開発していて、
いかISSACは、模型などを用いた従来のまった雨水が跳ねて機体やエンジンに影響

は翼が飛行中に自励振動する現象で、昔は風洞試験で再現するのはとても難しく、高価

中北

雨天での離着陸の際、滑走路にたに安くたくさん壊すか（笑）
というミッションにメンバーの思いの強さで、ISSAC 当初の計画を超える成果に期待

中北 和之
空力技術研究ユニット
研究領域主幹しかねません。私はその影響を予測するため組めるのは大きな醍醐味です。

の数値解析に取り組んでいます。航空機をメーカーでもほとんど例がない市場に出す上で水跳ねの影響評価は必須

新しい流体解析の技術を機体開発に活かすですが、メーカーでもほとんど研究例がありません。萌芽的な研究なのでISSACのテーマに選ばれた時は、
正直「え、
いいの？」
と感じま
したが、別の研究で用いた解析手法をこの研究で活かせるので、感謝しつつ取り組んで
います。
古賀

窪田 健一
数値解析技術研究
ユニット
研究開発員

私は窪田とともに水跳ねの研究に

航空産業の発展をサポートする手法やツールを成果に
中北 まだ計画はありませんが、多分野統合、異分野連携から全く新しい技術が生まれることも考えられます。
津島

以前いたアメリカは航空機が身近で、学生にも大手メーカーとのコラボレーショ
ンなど実機につながる研究の道がありました

取り組み始めましたが、解析ツールを開発す

タ取得がいかに大変か身をもって経験しましが、日本国内だと少ないです。ISSACに関る上で重要な高精度の検証データを取る

た。今は取れるデータと取れないデータが分わって、実機や航空産業の開発力アップに

プレッシャーを感じています。
どのような実験

かってきて、実験的な視点も養われてきたと寄与するという、航空研究者としての夢がか

データが必要かというところから数値解析と思います。

なうと感じています。今後は空力弾性の解実験とでしっかり連携しなければなりません

窪田

水跳ねの研究もゼロからの取り組み

析技術に３Dプリンターの技術をコンバインが、窪田とは同期入社ということもあり、うまくで、どのようなデータが取れるかを実験チーム

して、より複雑な解析が可能になる新しい手進められていると思います（笑）
。

と議論を重ねながら、装置を作るところから法を見いだしたいです。

一緒に進めています。
古賀
メーカーの開発現場で「なくてはならない」
ツールを作りたい石田 崇
数値解析技術研究ユニット研究開発員

違う畑の人材とアイデアを出し合う醍醐味
中北

いろいろな人とのコミュニケーションの中で新たな気付きがあります。現在、水跳ね研究は試行錯誤の状態ですが、アイデ
アを出し合いながら進め、実験がうまくいくと

日本であまり取り組まれていない空力弾性で新しい手法を見いだしたいハッピーです。
津島

私の専門は日本でほとんど取り組まれていなかった分野ですが、その分、自分が支えなければとも感じます。流体だけでなく機体のことも学べ、実際の航空機作りにつながっていく点にやりがいを感じています。
石田JSS（JAXAスーパーコンピュータ・シ

ステム）など豊かな計算機設備を駆使でき、

津島 夏輝
構造・複合材技術研究
ユニット
研究開発員

ISSACでは数値解析と実験など、自保有するレファレンスデータにも直ちにアク分の研究する畑とは違う専門家との連携がセスできるのは、数値計算に関わる者として

石田 現在は高速に流体を解析するプログ重要です。取り組みの中で、どのような部分

幸せです。バフェットの解析は世界的にも難ラムである「FaSTAR」
でJSSを使っても、計にやりがいとか楽しさを感じますか。

しいテーマで、JAXAの数値解析のいわば算時間が数週間かかる場合がありますが、

石田

ISSACに参加して実験に関わるよう

一丁目一番地と捉えています。JAXAが培っ

私は新しい手法での高速化を考えていまになり、数値計算の検証に必要な実験デーてきたノウハウを活かして現象の理解に取りす。ISSACの範囲にとどまらず、「なくてはならない存在」と言われるような、使いやすくて優れたツールを作りたい。例えば航空機メー
カーに「JAXAの素晴らしい技術があったからこれができた」と言ってもらえる、
そういう出口を目指して頑張ります。
古賀

ISSACで多分野統合の研究としての可能性を感じています。いろいろな分野に関わることで、視野を広げ多角的な視点を持
ち、自分の研究に活かす。ゆくゆくは大学時主翼で発生するバフェット現象のメカニズムを可視化

飛行機のタイヤによる水跳ねの走行試験（図左上）と数値シミュレーションの比較代に研究していた極超音速機や地球と宇宙を結ぶ機体へも挑戦したいですね。

若手研究者が挑む
窪田 水跳ねを含め、
航空機メーカーがコスな分野って結構あると思います。JAXAは研中北

トをかけにくいけれども市場に出す上で重要究に投資できる機関ですから、そうした分野力にして、統合シミュレーションがどんどん進での成果で航空産業の発展をサポートして化してISSAC当初の計画を超える成果を出いきたいです。例えば再使用ロケットの液体せるよう期待しています。

ISSAC で多分野統合の研究としての可能性を感じる

古賀 星吾

燃料挙動解析や宇宙往還機の着水解析な

超音速旅客機

統合シミュレーション技術について詳しくはど、航空分野を超えた応用もできればさらにいいですね。

「ISSAC のロゴ（右図）は、3 色で表された多様な能力を持つ 人財が手を取り合って協力する 多様性を活かした統合 を表現しています。

空力技術研究
ユニット
研究開発員

テーマ

関わるメンバーの思いの強さを推進

この理念を現場でも実践してくれていることは、この上ない喜びです」

青山 剛史

数値解析技術研究ユニット ユニット長

徴的な流線型が好きで、自分で航空機の形

せん。
もう少し時間が必要でしょう。

が決められるようなポジションにいられたらと赤塚

思っています。

能性を示すことが大事だと思います。私の研中

超音速旅客機ができたら世界はどのよ

究は離着陸時のエンジン騒音の低減や、空うに変わるか、
自分の研究で社会をどう変え

港周辺の騒音を予測・評価することですが、ていきたいかといったビジョンはありますか。

超音速旅客機でも空港周辺での騒音を許

上野

静かな超音速旅客機が成立する可人とモノの移動が、だいぶ楽になる

容されるレベルに抑えられるという可能性をのではないでしょうか。海外製品がすぐ入手示すことが、市場を拓く上で重要と思います。

できたり、海外旅行も楽になったりするでしょ上野

うね。コンコルドは、大西洋は横断できても設計ですが、
これをきちんと完成させることに燃費が課題で太平洋を横断できませんでしこだわりを持っています。できれば、事業の目

私の研究は超音速旅客機の概念たから、飛行可能な距離も広げる必要があ

標を超えるような、いろいろな低抵抗／ソニッ

るでしょう。

クブーム低減機体の形状を示せればと思います。

中 皆さん学生時代から超音速機に関連す

静かな超音速機が飛ばせる可能性を示する研究をしていますが、なぜ超音速機を選ん中

米国ではブーム社やエアリオン社などの交流が増え、視野が広がったと感じていまだのですか。今も超音速機の研究を続けてのベンチャー企業が登場し、2020年代中す。そういった交流から新しい技術がパッといる、
その熱意はどこから来るのでしょうか。

頃に民間超音速機の実用化を目指していま出てくる気付きにつなげたいです。

速い 飛行機への思い

湯原

私は実証機（S4TD）の機体設計を行っている関係で、国内外のメーカーの方と赤塚 私は飛行機の研究を始めてから初めす。
また、国際民間航空機関（ICAO）
でも、

中て飛行機に乗ったのですが、初搭乗でフラ超音速機のソニックブームと離着陸騒音に機の研究開発を始めました。次世代超音速

ンスまで10時間以上もかかり、
とてもつらくJAXAでは1990年代後半から超音速関する国際基準策定の議論が進められてい機の課題である経済性と環境適合性向上

感じました。乗り物としては、
まだまだ開発のます。
このような状況を踏まえ、JAXAはどののため、
NEXST-1とD-SENDの二つのプロ余地があると感じました。より多くの人に飛ようにすべきと考えていますか。

行機を使ってもらうために、
もっと速く快適な

上野 コンコルドから時間が空いています

機体であればと思います。

し、技術が確立してから実際に運用されるま上野

速いものが好きだったから、超音速でのスパンも考慮すると、超音速旅客機の機や極超音速機を研究してきたという感じで実用化はもう少し先かなと思っています。コ

すね。子どもの頃、近くに飛行場があったこと

ンコルドの焼き直しならすぐにでも飛ばせるでもこの道に進んだ理由の一つです。

しょうが、私たちはコンコルドの先、低騒音化

湯原や低抵抗化の実現を目指さなければなりま

私は超音速機や速い飛行機の特技術や知見をメー
カーへどう受け渡
すかがポイント

中 右介
航空システム研究ユニット
主任研究開発員

赤塚 いろいろな人に広く使ってもらえる技

ジェクトを行いました。湯原さんはD-SENDに携わりましたね。
湯原

私はD-SENDの試験で、ソニックブームの計測を担当しました。一発勝負のデータを取るために、マイクの配置をとことん工夫するなど、苦労した記憶があります。
D-SENDの成果はICAOの基準づくりにも反映されていて、海外でも高く評価されてい術になればと思います。超音速機は、超音速飛行可能な場所、航続距離を固有の技術だけでなく、通常の旅客機とも共広げる必要がある

通する技術や課題もあります。F-1の技術が市販車にも適用されることがあるように、超上野 篤史

音速機の技術が超音速機以外の機体にも航空システム研究ユニット
研究開発員

反映されるといいですね。
そのためには、
メー
カーや大学の方々を含め、いろいろな人に関わってもらうことができればと思います。

ます。国際市場でイニシアチブをとるには、
今後も実証実験などを継続していくことが大くのか、
どんな思いで研究されていますか。

中事だと思います。

湯原の超音速機につながるような研究開発や飛仲間を増やしたいと思っていて、メー

カーの方と一緒に実証機設計をして、私たメーカーだけでなく、大学などにも仲間を増やしたい

もらいたいという思いがあります。可能であれ

Cp
0.200

赤塚 純一

-0.200

航空システム研究ユニット
主任研究開発員遮蔽フィン

広く使ってもらえる
超音速旅客機技術を渡されてもメーカーは困るでしょうし、
そこは苦

超音速機の技術で将来のいろいろな機体の可能性を広げられれば

ば、大学まで普及できたらいいなと思います。

湯原 達規

でやったから、後はよろしく』と言って技術を行実証等を行っていきたいですね。

ちの持っている技術をメーカーに受け取って航空システム研究ユニット研究開発員

中 メーカーとの関係では、『 JAXAはここま

私たちの技術が今後の旅客機や将来

機体表面Cp分布
M1.6, CL=0.16, L/D=8

超音速旅客機の技術について詳しくはJAXAが検討する静かな超音速機イメージの一つ。インテークで発生する強い衝撃波（赤色で示したところ）が地面に伝播しないよう主翼で遮蔽するなど、低ブーム化を考慮した機体形状を目指している

労しているのではないでしょうか。
湯原 ゼロから作り出すよりも、
コンコルドの「現場の研究開発を担う若手研究者の皆さんの思いを聞き、これまで JAXA が実施しように飛行実績のある航空機や戦闘機などてきた超音速機プロジェクトに関わってこられた先輩研究者の意志が引き継がれていをプロファイルして、そうした機体に手を加えることを強く感じるとともに、今進めている研究開発の方向性を共有できていることにてソニックブームを低減させることができれ意を強くしました」

ば、メーカーにとっては一番かもしれません。

牧野 好和

中

皆さんの研究がどのように活かされてい航空システム研究ユニット ユニット長

異分野が集結する
ECLAIRコンソーシアム

テーマ

電動航空機

上げの準備会合などでお手伝いをしています。ECLAIRコンソーシアムのオープンフォー
ラムでも、
ロジスティクスを担当しています。

−JAXAは「航空機電動化（ECLAIR）
コ

研究だけでなく、研究を社会に還元していく

ンソーシアム」
を立ち上げ、さまざまな機関やことも重要で、モノを作って世に送り出すノウ

企業と連携しながらオールジャパンでの研究

ハウを持っているメーカーとつながるコンソー

開発を進めています。
またエミッションフリー

シアムの活動はとても大切だと思います。い

航空機の実現も目指しています。個々の航ろいろな分野の方の考え方は、
とても刺激に空機電動化研究に加えて、ECLAIRコン

なります。

ソーシアムとしての活動もされていますね。

飯嶋

西山

は、学生として一般参加していました。開催

ECLAIRの技術開発グループ立ち

昨年の第1回オープンフォーラムに

若手研究者が挑む

日本の電動航空機の動きは、種まきを終え、これから芽吹きの時期

小林 宙
次世代航空
イノベーションハブ
主任研究開発員なので、新しい技術の確立を目指す良いター

けたらいいなと思っています。そうしたいくつ

ゲットだと思っています。

もの技術が、社会に実装されて貢献できれ電動航空機が社会を変える

ばいいですね。

小林

車と電車がけん引してきましたが、電動航空

海外は特に電動航空機に対する移動体の電機技術は、
これまで自動

動きが活発になっていますが、JAXAでは機は新たにその先端に位置づけられるもの

FEATHERなど着実に技術を蓄積してきましです。電機技術の限界にチャレンジする中た。種まきを終え、これから芽吹き始める時期

で確立された新しい技術が、電車や自動車にきています。

に適用されて全部がつながりながら技術レ西山2018年のECLAIRオープンフォー

ラムでは、
コンソーシアムでまとめた将来ビする側になって、
こんなに大変なものなのか

ジョンを報告しましたが、2019年のオープンと感じています。私はまだ航空のことを勉強

フォーラムでは各分野で進んだ、より具体的している最中ですが、航空機を作るというこな検討内容が語られました。

とは、多くの分野が関わっているのだと改め飯嶋て思います。

空機特有の運用や信頼性の思想に基づい小林

技術のレベルを上げるだけでなく、航若い人たちには、自身の専門性を高た議論がどんどん深まっていると感じます。

めることに時間を割いてほしい一方、異業

航空機ではまだ適用されていない電機技術

種・異分野と交流して、多角的な視野を持っが多くあります。
このような、
まだチャレンジでてほしいと思います。異分野との交流で、驚きていない部分に取り組むことも目標の一いた経験はありますか。

つで、それがやりがいになっています。

西山

西山

高高度を飛ぶ航空機は、放射線の飯嶋

ベルが上がっていく世界が実現できたらと思います。

モノを作って世に送り出すノウ
ハウを持っているメーカーとつながるコンソーシ
アムの活動は大切

西山 万里
次世代航空
イノベーションハブ
研究開発員

航空機の需要が伸びていく一方で、影響を受けやすいのですが、電機メーカーがCO 2の排出は抑えなければいけない。そこ

まず放射線対策に着目したことは面白いとにエミッションフリーの電動航空機が登場し西山思いました。

て、普通に運用されるようになったら、ゲーム

年は昨年以上に「空飛ぶクルマ」の話題を飯嶋 自動車や電車に用いられるモーター

チェンジというか世界を変えることになるで聞きます。機体だけではなく、運航の航空管や電池は、車体に収めるために小型で大きしょう。電動航空機だからできるということは制的な側面に対する関心、社会的に取り入な出力を出すことが重要でした。航空機では

他にもたくさんありますし、
どんどん発信していれることまで見据えた検討に世の中が向か

いろいろな方とお会いする中で、今い始めているように感じています。

それらに加えて軽量化や信頼性がより重要視されており、異なる観点を感じます。

小林

西山

出力といえば、以前自動車メーカー

ター同士の希少な集まりで、参加される方々

ECLAIRコンソーシアムはコンペティの方に「基本的に車は最大出力を出し続けの思いはさまざまですが、電動航空機実現

ることはない」と聞いて、それに対して飛行機のために同じ方向を向く土壌はできつつあるは離陸の際、
ずっと最大出力を出さなければかなと思います。自分も含め、JAXAが率先しいけないと。同じモーターでも、強く意識するて日本の電動航空機を盛り上げていきたい

点が全然違いますね。

ですね。

飯嶋 電機系の小型化は、
自動車が先行しています。航空機に求められる大電力化の技術では電車や産業機器の方が進んでいます。航空機の電動化は、その両方が必要

航空機の電動化は電機技術にとってチャレンジにあふれた新たなフィールド

飯嶋 竜司
次世代航空
イノベーションハブ
主事

シリーズ ハイブリッド 方 式 による 推 進 の 原 理 。ジェット
エンジンによって生み出された電気を電動モーターに供給し、ファンを回転させる。JAXAを含め、現在検討されている電動
航空機の多くは、
この方式を採用している

ECLAIRコンソーシアムについて詳しくは「電動航空機技術はまだ研究体系も確立しておらず、実機のデータもほとんどありません。
試行錯誤も必要な中、国内業界をけん引する役割も期待され、楽ではないですが、協力者は JAXA の外にも着実に増えてます。一緒に悩みながら進みましょう」

西沢 啓

次世代航空イノベーションハブ ハブマネージャ

航空技術部門へのメッセージ

統合解析は、
まさに世界が目指している目標
それに一歩先行しているのがJAXAの強み）

東北大学流体科学研究所長
航空機計算科学センター長
東北大学教授

大林 茂 氏統合シミュレーション技術（ISSAC）は、JAXA第4期中長期計画において、航空技術部門の柱の一つとなっています。今回は、数値流体力学（CFD）のほか、超音速機の研究などにも幅広く取り組む東北大学の大林茂教授に、CFDやISSACの今後の展望や課題などを伺いました。

非定常状態の解析は、今後
シミュレーションに移行する― 数値流体力学（CFD）における世界の動向はどのような状況ですか。

解析できるようになってきました。

算に取り込むことによって、数値計算の不― 航空機の設計や安全性の評価で、非確定性を減らしていきます。
これを使うこ定常状態のCFDはどのくらい重要なのとで、例えば定常状態で計算に使われていですか。

た乱流モデルの信頼性を上げて、別のケー

従来はシミュレーションした結果を風スの計算に使えるようになるかもしれま

航空機の設計にCFDを使う研究はか洞実験や実際の飛行実験で確認するといせん。
データ同化によって新しい設計技術なり進み、巡航状態を正しく評価する技

うのが研究の流れでした。
しかし、
非定常

を作れるのではないかと考えています。

術も成熟してきました。
また、
その技術を

状態の風洞実験はかなり難しく、飛行実― データ同化は、すでに天気予報で使った最適設計の考え方も進んできてい験を行うにしても、巡航状態の飛行限界

使われていますね。

ます。現在の課題は、これまでCFDではを超えた条件を飛ぶことになるのでリス

まさにその技術を工学に持ち込もうと困難と言われていた非定常状態の解析でクが上がります。
従って、飛行実験のリス

しているのです。
それからもう一つは、磁す。スーパーコンピューター（スパコン）

クが高いケースや離着着の際の解析は、

力支持天秤です。風洞実験で使う模型をの性能が上がり、非定常状態を解析する

今後は大部分をシミュレーションで行う

磁気の力で支持する装置です。私たちはLES（Large Eddy Simulation）
といったことになってくると思います。

もともとJAXAで開発された磁力支持天技術も開発され、新たなブレークスルー― 他には何か動きはありますか。

秤装置を大型化し、世界最大規模の測定が生まれるのではないかと期待されてい

一つは、
最近、
私たちが大きな研究テー部を持つ1m-磁力支持天秤装置（MSBS：ます。CFDでは空間をメッシュにして計マにしているデータ同化という技術です。

Magnetic Suspension and Balance

算しますが、LESはメッシュサイズ以下

これまではCFDの結果を風洞実験や飛行

System）を作りました 。私たちはこのについて何らかのモデルを使って計算す実験の結果と単純に比較していましたが、

1m-MSBSを、CFDによる非定常状態の解る手法です。これでかなりのところまで

データ同化ではそうした実験値を数値計

析結果の評価に使おうと思っています。
単

に模型を磁力で支持するだけではなく、磁す。
航空機の材料は今、複合材にどんどん

力で模型自体を動かし、非定常状態を再現

置き換わっています。
複合材は中に炭素繊

むしろこれからの大きな課題は何かとする実験をするのです。磁力支持天秤の維が通っていて、それをプラスチックの樹

いうと、せっかくこれだけのものを作っがら進んでいけばいいと思います。

こうした使い方にはアメリカ航空宇宙局

脂が固めています。
この複合材の構造を、ているのですから、産業界がこれを使い（NASA）
も注目しています。

これからは分子レベルで繊維と樹脂の絡こなせるように、JAXAと産業界の連携を

CFDの最終目標は、航空機を再現すること

まりはどうなっているかという辺りまで進めることではないでしょうか。

解析しなければなりません。
推進、制御に― 国立研究機関としてのJAXAの役関しても、今のCFDは航空機が止まった

割ということですね。

― こうした世界の流れの中で、JAXA

形でシミュレーションしているので、実

先日、オーストラリアのメルボルンでのCFDの強みはどこにありますか。

は航空機は飛んでいないのです。
しかし、航空関係の国際学会がありました。今回

JAXAの数値計算技術は、非常に高いレ

実際の航空機は重心があって、主翼や尾翼のテーマは「デジタル・トランスフォー

ベルにあると思います。JAXAの強みは、があって、運動して空を飛んでいるわけでメーション」でした。これは、デジタル技

古くから流体解析に特化したスパコンのす。
今後、非定常状態の計算をするのであ術の利用で企業の活動が根底から変わっ開発と並行して研究をしてきたことでれば、推進、制御の方たちと一緒に、例えばてしまうという意味です。航空産業の世す。特に1990年代にNWT（数値風洞）と飛行実験とCFDを並行して進めながら、

界でも、
今日では
「インダストリー4.0（第いうスパコンが入ったのは、とても大きシミュレーションの信頼性を高めていく

4次産業革命）」とかデジタル・トランス

いと思います。
そうした点からJAXAの数ことが必要になります。CFDの最終目標

フォーメーションがいろいろなところで

値解析のコアは流体解析なのですが、現は、航空機の飛行を再現するということで注目を浴びています。
しかし、
この学会に

在は統合解析という、まさに世界が目指す。航空機の要素は、構造、推進、制御、そ

日本企業からは誰も参加していませんでしている目標に向かって一歩先行していして空力です。JAXAは人材も豊富ですかした。
日本の航空産業が、世界の中でそれるように思います。

ら、構造や推進、制御の方たちと連携しななりの地位を目指すのであれば、やはり― 統合シミュレーション技術（ISSAC）

航空分野の研究を行う部門が力を付けるですね。

ことが必須だと思います。

これは今や当然やらなければいけない

それから、この学会では「データは誰のことで、JAXAは踏み出すべき時に踏み出ものか」ということも話題になりました。

したと思います。世界の航空宇宙産業界

個々の企業でデータを集めても、
全体とし

は皆、
ここを狙っています。

てインテグレートされなければ役に立ち― そのISSACについて、先生はどのよません。
この問題で国際的な合意に至るにうな課題があるとお考えですか。

はまだ時間がかかるかもしれませんが、こ構造と推進、制御の研究者がこれからどれだけコミットしてくるかだと思いま

磁気で模型の姿勢を制御する1m直径の磁力支持天秤装置（画像提供：東北大学）

ういうところでもぜひJAXAにイニシアチブをとってもらいたいと思います。

ソニックブームを大幅に低減する超音速複葉翼機「MISORA」
大林教授は、CFDに加えて、複葉翼（二枚翼）による超音速機「M ISORA（MItigatedSOnic-boom Research Airplane）」の研究も行っています。
飛行機が超音速で飛行す
ると、機体によって押しのけられて圧縮された空気が衝撃波となって地上に伝わり、落雷のように激しい騒音（ソニックブーム）を発生させます。
しかし機体を複葉翼にすれば、2枚の翼から生じる衝撃波がお互いに干渉し合って打ち消されるというのです。
複葉
翼自体は、もともと1935年にドイツの航空技術者アドルフ・ブーゼマンが提案したコンセプトに基づくものですが、2004年にボーイング社の楠瀬一洋博士が東北大学
流体科学研究所に滞在してブーゼマン複葉翼機の研究開発に意欲を燃やし、東北大学の研究者が集まって革新的な超音速機の提案に結びつきました。
もし主翼の中に胴超音速複葉翼機「MISORA」の機体イメージ（画像提供：東北大学）

体が入ってしまう全翼機に採用できれば、ソニックブームを従来型の超音速機に比べて最大85％カットできるとの計算結果が出ており、
その利点をかなり活かせます。
「MISORA」
は、
衝撃波による騒音を大幅に減らし、かつ燃費も向上できる サイレント
超音速機 として期待されています。

『高速回転翼機編』
固定翼の航空機にない垂直離着陸や空中での静止（ホバリング）などの機能を持つヘリコプター(回転翼機）
は、
ドクターヘリや災害救助などの分野で活躍しています。
大きな課題の一つが速度です。
JAXAは高速化に向けた独自の機体コンセプトを提案するとともに、次世代高速ヘリの実現に必要な要素技術を研究しています。
巡航速度500km/hを目指す
次世代高速ヘリし、
固定翼機のような主翼の両端に（ローター

世界各国で研究開発が進む次世代高速ヘ

ローターの駆動から独立した機構なので、
構

リは、
従来型ヘリの約2倍の時速500km前後

による機体回転を打ち消すための）アンチト
ルク電動ファンを配置します。
電動ファンは造がシンプルで軽量化が可能です。

の巡航速度を目指しています。
実現すれば、日

シングルローターのコンパウンド・ヘリ

本においてはドクターヘリが15分で到着では、垂直から水平飛行への移行時、ローターのきる範囲がほぼ国内全域に広がります。
従来

傾きに合わせた細かい速度調整を要するティ型ヘリでは、
高速飛行時にローター（回転翼）

ルトローターなどの方式に比べ、安全性が高の前進側で抵抗が著しく増大し、後退側で対いと考えられています。
四つの回転翼（メイン

気速度が低下して揚力が失われます 。この

ローター、主翼両端の電動ファン、
機体後方の

近づくと衝撃波ができ始め、急激にローター

構造上の問題を解決するため、ティルトロー

推進プロペラ）を有する機体で高速化の実現

ブレードへの空力抵抗が増えます。
ローター

ター式
（飛行中にローターの傾きを変える）
なを目指します。

の前進側で対気速度が音速に近づかないよ※

どの高速回転翼機方式が開発されましたが、機構が複雑で、整備など運用面の課題もあります。
そこでJAXAは、
次世代ヘリの機体コン
セプトにコンパウンド方式を提案し、開発を

四つの回転翼を有するコンパウンド・ヘリ機体まわりの空気の流れをCFD解析により立体的に可視化う、
メインローターの回転数を20％程度遅く

より効率の良い主翼配置とローターブレードを開発することで、
よりローターの後退側での逆流域が増えます。従来型ヘリでは難しい、高い

コンパウンド方式で課題となるのは、
ロー

前進率（前進速度とローターの先端速度とのターと主翼の間を通る空気の気流干渉（空力

割合を前進率μという）に最適なハイミュー干渉）です。
機体とローターを前傾させて推進ローターが必要となります。
JAXAでは、CFDする従来型ヘリと違い、コンパウンド・ヘリ（数値流体力学）
解析ツールで膨大なパラメー

は固定翼機のようにほぼ水平姿勢で飛行しター解析を行い、高いホバリング性能と高速

コンパウンド・ヘリは、メインローターにます。
ローターと主翼の空力干渉が大きくな飛行に必要な前進性能を併せ持つ、
全く新し

加え、
前進飛行時は固定翼の揚力で自重を支ると、推進効率の低下につながるため、ローいブレード形状の最適ハイミューローターをえつつ、機体後部の推進プロペラで進みます。

ターと主翼の干渉の少ない最適な配置が必開発中です。
このメインローターの新形状開ローターと推進プロペラをエンジン駆動と要です。また、ブレードの対気速度が音速に

発は、
高速飛行に欠かせない要素技術です。

進めています。

JAXAは次世代ヘリに
コンパウンド方式を提案

複雑な機体まわりの流れをCFD解析することで最適値を見いだすことも進めています。3Dによる可視化技
術を使えば、
気流干渉の状態を立体的に確認することも
できます。
現在、
これらの検討を踏ま
μ＝0.4

μ＝0.6

えたスケールモデルによる飛行試験のほか、2019年11月には、ホバリング時のメイン

JAXAが提案するコンパウンド・ヘリコプターのイメージ

ローターと主翼の干渉を低減する大型フラップ機構などのアイデアを盛り込んだ模型で
μ＝0.8

従来は直線的で細長い形状だったが、曲線的で先端が幅広い形状に最適化したハイミューローター概念図（特許出願済み）

μ＝0.9

CFD解析で検討したローターの前進率と流れ場の関係。前進率（μ）の値により、前進側と後退側で流れが変化し、ローターの飛行効率が大きく変わる※：ブレードが進行方向に向かって回転する側が前進側で、進行方向から戻る側が後退側となる。

風洞試験も行いました。
コンパウンド・ヘリの
概要はこちらリレーインタビュー 第20回

スマートフライトで空の交通の最適化を目指す
次世代航空イノベーションハブ
スマートフライト・装備品技術チーム
研究開発員

アンドレエバ森アドリアナ
1982年ブルガリア生まれ。2007年3月、東京大学工学部航空宇宙工学科卒業。
2009年3月、東京大学大学院工学系研究科修士課程修了。2012年9月、東京大学大学院工学系研究科博士課程修了。2013年、宇宙航空研究開発機構
入社。大学での研究テーマは燃料消費削減のための最適到着順に関する研究。
入社後も、最適な運航に関する研究を行っている。

JAXAは増加する空の交通量の課題解決を目指すスマートフライト技術の研究に取り組んでいます。次世代航空イノベーションハブのアンドレエバ森アドリアナ研究開発員は、このスマートフライトにおいて交通流管理の最適化に関する研究を担当しています。
―― 現在の研究「スマートフライト」 ―― なぜ航空の道に進まれたのです
について教えてください。
か。

―― これから取り組みたい研究や将来の夢は何ですか。

一言で言うと、これからさらに増えることが予想される空の交通量の課題解決に向け、環境負荷の少ない運航を実現するた
めのパイロットや管制官の判断を支援す
る運航技術の研究開発です。空の交通量
は15年ごとにおよそ倍増していくことが予想され、空港・空域の容量不足、環境負荷の増大、航空機事故の増加といった問題が出てきています。私たちは、これらの問題に対して地上と機上両方の視点からアプ
ローチすることが課題解決につながるのではないか、という考え方でこの研究に取り組んでいます。私は、交通流管理の最適化に関する研究を担当しています。
この研究のコンセプトは「時間管理」です。
簡単に言うと、
現在は飛行経路を変更することで到着時間を管理していますが、今後は飛行経路は変えずに速度を調整することで時間管理しよう、とするものです。
これを「4D運航」と呼んでいます。
JAXAは「適応
型時間管理」を提案しています。機体性能、
天候や航空交通流の状況に応じて時間管理を動的に変更し、容量拡大と燃費低減を両立することが目的です。
将来的に4D運航が普及すれば空域が拡大し、結果的には最大4%の低燃費化が可能となるとのシミュ
レーション結果が出ています。

さまざまな機体の管制です。
これからの時代は、
空飛ぶクルマや無人航空機、
さらに超音速航空機など、機体の種類が増えてきます。
機体によって管制の方法は変えなければ先ほどお話ししたスマートフ
なりませんが、ライトの時間管理というコンセプトは、
どんな機体にも応用できるのが魅力なので、それを実用化させたいと思っています。

両親がエンジニアで、子どもの頃はよくエアショーに連れていってもらったり、家では機械を分解して遊んだりしました。それで数学と理科が得意だったので理数系の高校に進みました。その頃から航空宇宙に興味がありました。そうすると進むべきところが限られてきます。世界的に見ても航空系が強い国というのは、実はあまりないんです。高校卒業後、「行ってみて万が一ダメだったら、また違うところに行けばいい」と割と気軽に日本に来ました。
その頃は、ま
さかそのままずっと日本で仕事をすることになるとは想像もしていませんでしたね。

―― 研究をしていて行き詰まったことなどはありますか。
研究をやっていると日々挫折や壁にぶつかることの連続です。自分で何かやってもどうにもならない、自分一人ではもう前に進むことができない、ということがよくあります。
そういう時の唯一の解決方法は、誰かと相談することだと思います。自分だけで物事を見ていると、どうしても視野が狭くなってきます。
誰かと話すことによって、その場で解決策が出てきたり、話の中で解決のヒントになることが出てきたりします。

―― 最後に、JAXAを目指す方々へメッセージをお願いします。
どんなに研究が好きでも24時間ずっと研究できませんし、長く仕事をすればいいとは限りません。疲れがたまると効率が悪くなり、ミスが生まれることもあります。
大事なのはメリハリをつけて働くことです。
JAXAはワークライフバランスをとりやす
く、
仕事の仕方の自由度も高いです。
また、航空技術部門で働くのに、必ずしも航空系の学部を出なければならないということはありません。
研究には、さまざまな知識や視点を持つことが大事です。
いろいろなバックグラウンドの人が集まって、初めて良いものができると思います。
数学でも、
物理
でも、
何でもいいので、他の人とは違う自分の強みを持って、少しでも航空への興味があればJAXAで活躍できると思います。

スマートフライト技術の研究概要は→

ジェットエンジンのファンに着氷が発生するとファン効率や推進力の低下、氷の剥離による損傷などが起こり、航空機の運航に影響が出ます。この写真の右側にあるのは、
マイナス5℃〜マイナス25℃の空気を流す着氷風洞で、中央に置かれているのが試験供試体（高さ約19cm）です。風洞からの液滴を含んだ冷たい空気を受けた供試体の右側に氷が付着しています。付着する氷の性質は、気流中を流れる液滴の大きさや流れる空気の温度条件によって、写真のような硬く透明な氷になったり、不透明で柔らかい氷になったり、その二つが混合した状態になったりします。
こうした試験結果は、
JAXAが進めるエンジン防除氷技術の研究に役立てられます。

エンジン防除氷技術の着氷風洞試験
気象影響防御技術（WEATHER-Eye） http://www.aero.jaxa.jp/research/star/safety/weather-eye/index.html

Cover Photo：
次世代高速ヘリ（コンパウンド・ヘリコプター）の機
体まわりの流れの解析結果をMR（ Mixed Reality）
技術を用いて立体的に表示したもの。ローターから発生する複雑な空気の渦の流れも、実際の三次元空間に本当に存在す
るかのように体 感できるので、計算結果を詳しく検証することができる。
MRの動画は

発行：国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（JAXA）航空技術部門
JAXA航空マガジン
発行責任者：JAXA航空技術部門事業推進部長 西澤 敏雄
FLIGHT PATH No.24 〒182-8522 東京都調布市深大寺東町7丁目44番地1
TEL 050-3362-8036 FAX 0422-40-3281
2019年12月発行
ホームページ http://www.aero.jaxa.jp/【禁無断複写転載】JAXA航空マガジン「FLIGHT PATH」
からの複写もしくは転載を希望される場合は、航空技術部門までご連絡ください。