2015
WINTER

11

No.

特集

さまざまな分野と連携する「次世代航空イノベーションハブ」～航空安全技術における最新の取り組み～≪座談会≫ D-SENDプロジェクト その先へ

「次世代航空イノベーションハブ」

2 0 15 W IN T E R No .

11

今号は2015年4月から動き始めた次世代航空イ
ノベーションハブ体制や産学官連携について、その中で航空安全技術の研究開発に注目します。
また、
2015年7月の飛行試験による計測結果発表を終えた
D-SENDプロジェクトチームのメンバーが集まり、
D-SENDプロジェクトの成果を振り返ります。

特集

P. 3-7

さまざまな分野と連携する「次世代航空イノベーションハブ」〜航空安全技術における最新の取り組み〜

P. 8-11≪座談会≫

D-SENDプロジェクト その先へ
航空技術部門へのメッセージ

P. 12-13
子供に夢を与えるような、革新的技術の研究開発を

富士重工業株式会社
航空宇宙カンパニー 航空機設計部長 若井洋氏
航空宇宙カンパニー 航空機設計部 滞空型無人機設計係長 奈良橋俊之氏 インタビュー

リレーインタビュー

P. 14

第７回
「常に新しい挑戦がある、
刺激的な実験装置です」

構造・複合材技術研究ユニット 主任研究員 熊澤寿
ソラの技

P. 15

「二軸疲労試験機編」
FLIGHT PATH Topics

P. 16

・ 能登空港で実験用航空機「飛翔」の騒音源計測試験を実施
MRJ初飛行に協力
・「飛翔」、
・「FLIGHT PATH」
アンケートのお願い

表紙写真

離着陸判断
摩擦係数データの提供
モニタリングデータの提供

滑走路面
モニタリングデータ
データベース （雪氷の分布、量、雪質）

状況モニタリング

さまざまな分野と連携する「次世代航空イノベーションハブ」〜 航空安全技術における最新の取り組み 〜

2015年4月からJAXA航空技術部門に「次世代航空イノベーションハブ」という組織を置き、日本の航空研究開発の拠点となるべく、
オールジャパン体制を目指しています。
この新たな体制が目指すものや産学官連携の今後について伊藤文和ハブ長に、またイノベー
ションハブで進められている航空安全技術の研究開発について神田淳主任研究員に聞きました。

伊藤文和

次世代航空イノベーションハブ
ハブ長――次世代航空イノベーションハブができたのようなことが期待されていますか。

背景をお話しください。

伊藤 一つは研究開発体制の強化です。
産学IATA（国際航空運送協会）の2013年のレ

伊藤 内閣府は2014年6月に「科学技術イノ

官の垣根を乗り越え、
異分野・異業種との連携

ポートによると、
航空機による死亡事故の主

ベーション総合戦略2014」
を発表しました。

を進めます。
もう一つは産業・社会に対して役要因の45％を視界不良や乱気流などの気象関

この中ではわが国のイノベーションの加速の立つ成果を生み出すことです。
JAXAの研究開連が占めています。
これにパイロットのヒュー

重点的に取り組むことにしました。

ために「研究開発法人を中核とした国際的な発は近年、社会のニーズを重視して進めるよ

マンエラーや整備不良といった副要因が重な

産学官共同研究拠点」
を形成し、「人材流動化うになってきました。
今後はさらに社会実装まり事故が起こるわけです。
一方、気象が副要因の促進のための制度の導入と活用」
を図るとでのスピード感が大事だと思います。
航空イになっているケースもあるわけです。従って述べています。
また、
2014年8月には「戦略的ノベーションハブの目指すところをまとめる

主要因あるいは副要因に気象が関係している

次世代航空機研究開発ビジョン」
が文部科学

とすれば、
「産業・社会に役立つテーマ」「、オー

ケースはかなり多いことになり、気象による影省から発表され、「イノベーション、
インパク

プン・イノベーション」「、ハイ・インパクトな成響を低減させていけば、結果としてかなり多くトのある成果」
や「わが国の航空機産業の世界

果」ということになります。
これらによって、
わの事故は起こりづらくなります。
私たちが行っ

シェア向上」
を目指すとされました。

が国の航空機産業の競争力強化、航空輸送のた運航会社各社へのヒアリングでも、日本の変革を実現する社会価値の創造を実現してい場合には特に冬季の特殊な気象条件が、航空

2015年4月に国立研究開発法人となった
JAXAはこのような動きを受けて、JAXA相きます。

機の事故を引き起こす大きな問題であること

模原キャンパスを中心とした「宇宙探査イノ――次世代航空イノベーションハブでは、
具体がわかりました。

ベーションハブ」と、
調布航空宇宙センターを的にどのような研究開発を行っていきますか。

――この「気象影響防御」の研究はどのように中心とした「次世代航空イノベーションハブ」

伊藤

行っていきますか。

が動き始めました。
イノベーションハブでは航全」「、スカイフロンティア」という三つの軸で伊藤

空宇宙分野だけでなく、広く異分野の人材や研究開発を行い、それらを「基礎・基盤技術のるために、多大な時間と努力が費やされていJAXA航空技術部門では「環境」、「安

運航会社では気象影響事故を防止す

知を糾合し、
開かれた研究開発体制をとって研究」が支えるという体制をとっています。
三ます。
事故を起こさないよう、安全面を優先さいくことになります。

つの軸ではそれぞれ次のプロジェクト候補がせての欠航や、出発を遅らせたり、
ダイバート――次世代航空イノベーションハブには、
ど動いていますが、今回、次世代航空イノベー（目的地を変更し、別の空港に着陸すること）
をションハブでは、しています。
その結果、乗客の利便性が損なわ

中小・中堅
・大企業

大学

三つの軸のうち、

れ、
運航会社のコストにも影響していきます。

「安全」の「航空機「気象影響防御」
では、乗客の利便性を損なわ事故防止技術」分

ない運航安全技術の確立を目指しています。

研究開発法人
大学

ベンチャー
企業

野において、「気

私たちは、
この気象影響を防ぐという課題

象影響防御技術」

に対して
「予測」
「
、検知」
「
、防御」
の三本柱で取と「ヒューマンエ

り組もうと思っています。
予測に関しては近ラー防止技術」を年、
気象観測機器の性能向上や予測技術の進研究開発法人を中核とした国際的な産学官協同研究拠点の形成「内閣府：科学技術イノベーション総合戦略2014（概要版）（2014.6.24）」
を参考にイラスト書き起こし

放球を待つD-SENDプロジェクト試験機。スウェーデン・エスレンジ実験場にて。

02

03

「次世代航空イノベーションハブ」
歩があります。
これらの技術を使えば、航空用です。
運航会社から早期実現を望む声を聞いますが、なかなか難しいですね。
一つの例とし途の高精度な予測ができるのではないかと

ています。
しかし、
この研究開発にあたって、ては、ある期間を決めてパイロットの操縦を考えています。
検知というのは、機体などの点

まず雪氷を検知する原理を解明し、次にセンチェックする人を乗せるというようなことを検・整備を指しています。
機体が安全であるこサーを試作して室内で実験する。
次に屋外でしていますが、いわば抜き取りでのチェックとを検査するには時間と人手がかかるのが現の試験で実用化に関わる課題を解決し、
最後

であるし、
コストも非常にかかります。
そこで

実です。
従って、
精度が高く、
しかも作業効率に滑走路で実証するといった段階を踏む方法

JAXAでは、
そういうことをもう少し効率良くが良い技術が求められています。
防御というで進めていくと、
長い時間がかかるわけです。

できないかと考えており、
まずはパイロットののは、
機体に雪が付かないようにする、あるい

ある程度原理が分かったら、仕事を併行してエラーの予兆を見つけるために、飛行データは雷でも壊れない材料で機体を作るといった進めた方が良いと私は考えています。

の中のどのようなパラメータに着目すれば良本質的な防御技術のことです。

――JAXAの航空技術部門ではこれまでもいかを知るところから研究しています。
運航会――具体的にはどのようなことが研究課題に出口を見据えた研究開発をしてきました。
イ

なりますか。

ノベーションハブでは、何を重視しますか。

運航会社（ユーザー企業）

メーカー（サプライヤ企業）
重工業、
塗料メーカー、
センサーメーカーなど

研究機関
気象、
土木など

ビジョン共有
研究協力

大学
雪氷物理、
材料化学、
電磁気学などJAXA航空技術部門
次世代航空イノベーションハブ
幅広い技術分野と連携した体制で、ビジョンを共有し相互の研究協力を実現

アイデアが出てくるか

は、
私一人が走ってもダメで、みんなで考えなもしれないし、あるいければいけないわけですが、そのようなことをは自分のところでも協すでに行っています。

力できるといった、個――JAXAには基盤研究の体制ができてい別の共同研究にはないます。
また風洞をはじめ実験施設もそろって

プラスアルファの効果います。
こうした点は研究開発にかなり役にが出てくるようになる

立つとお考えですか。

と思います。

伊藤 非常に役に立つと思います。
ここには―― イノベーション

低速から極超音速までほとんどのタイプの風ハブで成果を出すた洞があります。
さまざまな研究開発に応えるた社から実際の飛行データを頂いて分析をしてを併行して研究を進めれば、基礎研究をやりめに、工夫していることはありますか。

めの、そういったインフラはそろっていると思いるところです。

ながら実験もできます。
イノベーションハブ

伊藤 優秀な人材を集めるには、
柔軟な給与

います。
それからCFD（数値流体力学）ですね。

伊藤 日本特有の気象条件として、
雪氷、雷、

伊藤 ニーズを考えた研究をしていても、
実――気象影響防御、ヒューマンエラー防止。
こでは2016年度までに「フィールド検証」
をす

体系が必要です。
またクロスアポイントメン

コンピュータ・シミュレーションも相当な力を火山灰での対策が必要になります。
雪氷の検際に社会実装するとなると、研究者の考えだ

うしたテーマを取り上げることに関し、運航ることにしています。
滑走路を実際に使うのト制度も有効です。
大学の先生などが大学でもっています。
連携して研究開発をする上で知の例としては、
滑走路の積雪モニタリング

けでは限界があります。
しかし、
イノベーショ

会社からの反応はいかがですか。

が難しいので、道路などで行おうと考えてい50％仕事をし、残りの50％をJAXAで仕事を非常に良い環境だと思います。

があります。
この問題は降雪量の多い北海道・ンハブでは最初から企業も参加していますか伊藤

期待は大きいと思いますね。それだます。
こういう検証を行えば、運航会社も本気するといったケースです。
このようなことがで――動き始めた次世代航空イノベーションハ

東北・北陸地方では相当に厳しく、
滑走路の状

ら、
開発された技術の実装を企業が引き取っ

けに、安全に運航するための技術をきちんとになってくれて、滑走路で実証してみようときる制度を準備しています。
それから知財関ブに、どのような抱負をお持ちですか。

態がよく分からないために、運航会社は安全て行うことができます。
実用化を目指すという作っていかないといけないということで、プいう動きになり、実装されるタイミングも早連ですね。
これに関しても、企業からJAXAへ

伊藤 「産業や社会に役立ったね」と言われた側に考えて欠航にしたり、ダイバートをせざ

ことは、ニーズを知るだけではなく、そのニー

レッシャーもありますね。

くなるのではないかと思います。

出向している研究者が行った発明に関して、いですね。
次世代航空イノベーションハブは、るを得なくなります。
したがって、滑走路の雪

ズを出口の側から見て、開発すべき技術にブ――イノベーションハブの特徴は何ですか。

――幅広い連携の効果が出てくるわけですね。

出向元に対する優遇措置などがあります。
さ

航空技術部門の特区だと思うのです。
研究開

氷を検知することは非常に重要な研究課題とレイクダウンするという方法が必要なわけで伊藤 イノベーションハブには大学、研究機

伊藤 JAXAでも大学や企業との共同研究は

まざまな参加機関からイノベーションハブに発のいろいろなやり方を試している。
そういなっています。

す。
イノベーションハブは、
まさにそれをしよ

関、企業が参加します。
雪氷センサーの研究でずいぶん行ってきました。
しかし従来は個別

参加しやすいよう、
人事面や知財面でいろい

うところで一つでもいいから、早く結果を出うとしているのです。

は、それぞれの活動をみると、大学は数値モの大学、あるいは企業とのテーマごとの共同

ろなしかけを作っているのです。

したいと思います。
小さくてもいいから、ヒッ

しているかどうかを検知するセンサー技術が――ヒューマンエラー防止技術に関しては、

デルなどを作って基礎的な研究を進めます。

研究だったのです。
活動全体を皆で話し合う――こうした新しい体制での研究開発をトを打ってみる。
その結果、「やっぱりあの仕あります。
機体に氷が付いているかどうかは、どのように進めますか。

JAXAはモニター方法のアイデア出しや実験という機会はあまりありませんでした。
イノ

JAXAで実現できる目論見はありますか。

掛けはいいかもしれない」と関係者が思って着氷の検知の例としては、
機体に氷が付着安全な運航に影響が出るため、運航会社はか伊藤

先ほど申しましたように、事故が起こなどを進めるとともに、全体のマネジメント

ベーションハブでは、さまざまな研究機関、運伊藤 非常にあると思いますね。
研究者には

くれれば、
研究は加速して、
おのずとまわり始なり気を遣って確認しています。
防御技術でる場合には必ず主要因と複数の副要因とがあを行います。
企業は試作品などの設計・製作を

航会社、
メーカー、
大学に参加していただき、すごく柔軟に考えてもらっています。
マネー

める。
研究開発はもっと良くなります。
そうい担当します。
こうした個々に行っている活動

ビジョンを共有し、相互の研究協力を実現しジャークラスが集まってチームを作り、検討しうことを加速するのが、私の役目と思っていていきます。
例えば「気象影響防御」
というビ

ましたし、
現場の研究者とも話をしています。

ますので、そこまでぜひ推進していきたいでジョンを皆が共有することによって、より良い

これまでの研究の仕方を変えるというのいいますと、
氷が付かないようにすればいいのります。
いくつかの要因がそろってしまうと事で、機体やエンジンなどの防氷コーティング

故になってしまいまの研究があります。
これと同じような研究を、す。事故が起こる場

雷や火山灰に対しても行っています。

合、気象とヒューマ―― 先ほどおっしゃった研究開発のスピー

ンエラーの組み合

ド感については、
どのように考えていますか。

わせというのは非常

伊藤 滑走路の雪氷検知でいいますと、高精に多いのです。
しか度な着陸距離を想定することができれば、欠し、このうちどちら

航やダイバートを減らせます。
離着陸判断に使かを防止できれば、うことで、オーバーラン事

事故を回避できる

故も減るでしょう。除雪のです。そういう意のタイミングや離陸前、

味で、
ヒューマンエ

機体に塗る除雪剤の量ラーの防止は非常

も分かります。
より安に重要と考えていま全な運航を行う

04

すね。

ために 、いろい

ヒューマンエラー

ろ役に立つことをなくす努力は、運

産業・社会に役立つテーマハイ
オープン・インパクトなイノベーション
成果●日本の航空産業の競争力強化

耐雷構造●航空輸送の変革（社会価値の創造）

着氷気象センサ

次世代航空イノベーションハブの目指すところ

現行のプロジェクト（成果を重視）雷（強）
次のプロジェクト候補（成果+もっとイノベーティブ）

環境・ジェットエンジン燃費向上（aFJR）
・機体騒音低減（FQUROH）

・燃費・騒音低減（エコウィング）・コアエンジン・低騒音（GreenEngine）

安全・運航システム（DREAMS）
・乱気流事故防止（SafeAvio）

・気象影響防御技術・ヒューマンエラー防止技術

スカイフロンティア・超音速機の騒音低減（D-SEND）
・電動航空機（FEATHER）

・静粛超音速機技術

・基盤先端技術研究
・施設設備の維持・運用及びその整備

雷気象（強）回避

着氷
着氷気象 回避があるので 、か航会社でいろいろ基盤研究取り組んでおられ

次世代航空イノベーションハブの主要テーマ

着氷センサ

火山灰

着氷モニタリング

防氷コーティング

回避

エンジンエロージョン防止（火山灰防御）

滑走路雪氷モニタリング
滑走路ブレーキアクション同定

雷（弱）滑走路雪氷センサ

雷気象（弱）通過

滑走路雪氷

横断的基盤領域

なり重要な技術

雷気象センサ

すね。

機体損傷モニタリング

・航空機関発に役立つ基盤を応用した技術研究

気象影響防御に対する取り組み（イメージ）

雷撃損傷センサ05

自然に積もった雪を使用した
フィールド実験の様子。

「次世代航空イノベーションハブ」
冬季の空港を悩ませる問題の一つに、滑走路上の積雪があります。
積雪によって着陸時のオー

雪氷

バーランや欠航、
ダイバート（目的地変更）などが発生しています。
雪氷モニタリングセンサー
は、
リアルタイムで雪の状態を検知する技術であり、実用化されれば、航空機の安全・運航の効率化に貢献できる技術です。

雪氷モニタリングセンサー
雪に当たった散乱光の広がりや強さから、雪氷の厚さや雪質を検知した。

積雪によって航空機の運航効率が低下する日本

合、滑走路に雪のない状態よりも摩擦が小さくなるため着陸距離が長くなってしまいます。
特光によって雪氷の状態を検知する
雪氷モニタリングセンサーに日本の雪は海外の雪に比べると水分が多く、次世代航空イノベーションハブでは、
航空機摩擦が極端に小さくなる性質があります。
加え

雪氷モニタリングセンサーの原理は、
比較的の安全運航に関わる技術の研究開発を進めてて、山間部の多い日本では、
長い滑走路を持つ

簡単です。
レーザーなどの光源から照射した光います。
その中の一つが、
滑走路上の雪や氷の空港は少なく、
2,000ｍ～3,000ｍの比較的短を氷や雪に当てて、その散乱光を受光部で捉え状態を計測する雪氷モニタリングセンサーのい滑走路がほとんどです。
こうした気象や地理ることで光の強度を計測、散乱光の強度分布か研究です。

的な状況から、
オーバーランやスタック（動けなら雪氷の厚さや雪質を検知します。
積雪が少な

雪氷モニタリングセンサーの研究が開始されくなること）が発生しています。
また、
オーバー

ければ光も透過しやすく散乱光は少なくなり、たきっかけについて、
次世代航空イノベーショ

ランなどの危険を回避するために、積雪や雪氷

積雪が多ければ散乱光も多くなります。
雪の粒

ンハブ航空安全技術研究チームの神田淳主任

による欠航やダイバートが発生しています。
北の大きさでも散乱の仕方は変わってきます。
こ

研究員は、「エアラインからの要望が大きいです

海道の新千歳空港に着陸する国内線だけでも、のように光によって雪氷の状態を判断する技ね」と話します。
エアラインにとって必要不可欠

欠航は年間数百便、ダイバートも年間数十便発術は世界初となる技術で、すでに特許も出願済

な気象観測技術の中でも、雪氷モニタリングセ

生しています。
このような欠航やダイバート、

みです。

ンサーは早急に実現してほしい技術の一つなの

オーバーランといったトラブルを減らし、
航空

現状、
積雪時における滑走路の滑りやすさです。
その背景には、
日本の冬季における固有の機をできるだけ効率的に運航するために、
雪氷

は、特殊な計測車両を使って行われています。

気候条件が関係しています。

モニタリングセンサーの実用化が求められてい計測車に取り付けられたタイヤの抵抗値を計るのです。

測する方法ですが、計測のためには安全を考え

雪の積もった滑走路に航空機が着陸する場て空港を閉鎖しなければなりません。
また、
計
測用タイヤは摩耗するため交換が必要になり
ますし、
計測車両自体も高価なため導入や運用

離着陸判断に掛かるコストも馬鹿になりません。
道路に積もった雪の深さを検知する超音波センサーも摩擦係数データの提供

存在しますが、雪の深さしか検知できない上に、モニタリングデータの提供

路面の上方に超音波などの発生装置が必要になるため航空機用滑走路では使用できません。
滑走路面
モニタリングデータ
データベース （雪氷の分布、量、雪質）

状況モニタリング

雪氷センサーは、
滑走路に一定間隔で埋め込んで使用します。
センサーの上面はガラスになっていて、下から当てた光で雪氷の有無や積雪の厚みなどを常時モニターします。
モニター

路面

したデータを用いて摩擦力を推定し、他のデー性能向上を目指タとともに航空機に送信され、パイロットによした実験を行い

電磁波

る着陸可否の判断材料として活用されること

ます。
まずは屋内

を目標にしています。

（実験室内）で十

指向性
フィルター

雪氷モニタリングセンサーが実用化されれ分な能力を実証

ば、空港を閉鎖せずにリアルタイムで滑走路のしたのち、2016

状態を把握できるようになります。
また、
タイヤ

年度からは、実使

電磁波透過面
電源

電磁波
発信装置

受信装置
地中
光散乱強度計測センサーのイメージのように接触して抵抗を計測する技術とは異用環境に近い屋

なり、非接触で計測が行われるので部品の消耗

外で、道路に雪氷モニタリングセンサーを埋めどのくらいの距離で離着陸できるのかを判断でも少なく、導入してしまえば運用コストも非常込んだ形での実証を進めて行こうと考えていきるようになります。
雪氷モニタリングセンサーに低く抑えることができます。

ます」（神田主任研究員）。
屋外のフィールド実を設置した空港にとっては、
より安全に効率良くフィールド実験を経て数年後の実用化を目指す

験では、自然環境に大きく影響されますから、
実離着陸できるというアピールポイントになると験室での実験よりも困難が予想されます。
大学

考えられます。

しかし、実用化まではまだいくつかのハードやメーカーとの、より深い協力体制が不可欠と
いえます。

現在、
研究開発を進めている雪氷モニタリン
グセンサーは滑走路面に埋め込むタイプです

ルがあります。現時点では、まだ「研究室の実実験環境の問題以外に、技術的な課題もありが、将来は滑走路の他に航空機の機体に付着し験レベル」（神田主任研究員）の段階なのです。

ます。
例えば、散乱光の強度と積雪量との関係

た雪氷の検知に応用できる可能性があります。

雪氷モニタリングセンサーの研究開発では、

は、実際に野外で実証実験を行うまではっきり

その場合、雪氷モニタリングセンサーは、
空港

JAXAのみならず北見工業大学と光学機器メーしたことは分かりません。
屋外での実証実験をの設備や航空機の尾翼などに配置され、そこかカーの株式会社センテンシアと共同で実験を繰り返し、雪氷の厚みと散乱光の相関データをら機体に光を当てて着氷状態を計測すること進めています。
また、
日本雪氷学会のような、こ蓄積していかないと、正確な計測は困難だと考が考えられています。
また、滑走路に限らず広

れまであまり交流のなかった航空と異なる分

えられます。
「現状では、
雪の厚みが変化するこく道路管理に利用することも検討を始めると野の学会から意見をもらうことがあります。

とは検知できますが、厚みが何ミリであるとい

ころです。
現在、
国立研究開発法人土木研究所

北見工業大学とは、
雪氷モニタリングセン

うような、正確な数値での計測はまだできてい（PWRI）との研究を行うための調整を進めていサーの研究開発が開始された当初から共同研ません。
大きな技術的ハードルですが、検討をます。
道路上に積もった雪の状態が把握できれ究を続けてきたことから、強い連携体制を築い

進めて2016年度の実験では解決して行きたい

ば、
適切な除雪や通行止めのタイミングを知るています。

と考えています」（神田主任研究員）。

ことができます。
他にも、鉄道など雪氷によって雪氷モニタリングセンサー技術の検証にはさらに2017年度頃には、実際の滑走路に雪

氷や雪が必要不可欠ですが、降雪は自然現象で氷モニタリングセンサーを埋め込んだ実証実験

すから、冬季の寒冷地であっても常に降雪があを行い、航空機の着陸時に発生する振動やセン「できるだけ早急に実証実験を実施して、一るとは限りません。
そのため、実験では降雪時

サーのガラス面にタイヤが接触することによる日でも早く雪氷モニタリングセンサーを実用化に集めた雪や人工雪を利用しています。
実験は影響などを検証したいと神田主任研究員は考えさせたいと考えています」（神田主任研究員）。

雪の変化を抑えるため、
マイナス20℃という極ています。
こうした実証実験の低温環境を保持できる北見工業大学の実験室

データを関係省庁に提出し、許認で行われています。
精密な操作を行うため厚手

可を得て実用化へ至ることになの手袋は使用できず、体力的にも厳しい実験とります。

なっています。
この他にも、
数値解析によって雪氷モニタリングセンサーに光が雪の中をどのように散乱するかをシミュ

よって滑走路上の雪がどのくら

レーションできるまでになっていて、いろいろい積もっているのかを知ることな雪の状態の中からあらかじめ有望な実験条ができれば、
エアラインはこれま

件を絞り込むこともできるようになりました。

で蓄積した積雪の計測データか「2015年度は、波長や光量の調節などによるら摩擦力を導き出し、航空機が安全や運行に影響を受ける分野での利用も考えられます。

神田 淳

次世代航空イノベーションハブ
航空安全技術研究チーム
主任研究員「滑走路雪氷モニタリング技術」
システムイメージ

06

07

冨田博史

≪座談会≫

D-SENDプロジェクトチーム
ファンクションマネージャ

D-SENDプロジェクト その先へ

≪座談会≫

D
N
E
D-S ジェクト
プロ 先へ
その2015年7月24日、スウェーデンのエスレンジ実験場において、低ソニックブーム設計概念実証プロジェクト第2フェーズ試験（D-SEND#2）を行い、ソニックブーム
低減設計の実証試験に成功しました。
約２カ月にわたってスウェーデンでの試験に参加したメンバーが再び集
まり、将来の静粛超音速旅客機へと繋がるD-SEND
プロジェクト※を振り返る座談会を開催しました。
出席者●D-SENDプロジェクトチーム ファンクションマネージャ●航空技術実証研究開発ユニット 研究領域リーダ●D-SENDプロジェクトチーム 主任研究員●飛行技術研究ユニット 主任研究員●次世代航空イノベーションハブ 主任研究員

冨田 博史
原田 賢哉
川上 浩樹
二宮 哲次郎中右介

2013年7月放球リハーサル時の様子

きでは実験も大規模になるため、
そうそう簡

D-SEND#2では3カ所のBMSサイトそれぞ

単には実験できません。
なるべく早く成果を出れに２名ずつの操作員、管制室に２名、合計８

したいということから、気球から機体を落下さ名の体制でした。D-SENDプロジェクトに関せて超音速の試験を行うというアイデアの検わってきたメンバーばかりではなく今回初め

討が少人数のチームで始まりました。
それがて参加した人もいたので、操作の訓練を行い2008年で、プロジェクトになったのが2010ました。
第2回のD-SEND#2までは、各サイト

年11月でした。
本当は、あと２年早く終わる予に1名ずつの体制だったのですが、今回の試験定でしたから、
かなりスケジュールの短い、集では試験機会を増やすために準備時間を圧縮中して行われたプロジェクトになります。

し、作業も並行して進めるために、
２名体制に

３年間、
夏の２カ月を実験場で過ごすなりました。

するためには、
高度やBMSとの位置関係など

原田 試験実施可否を判断するために、
毎日、

細かい項目がありましたが、ソニックブームの

気象予報データを基に気球の飛翔経路などをデータをより多く取るには、
BMSサイトに対――スウェーデンでは試験開始までどのよう確認していました。
自然現象である気象はどうしてなるべく遠くから飛んだ方がいいことはに過ごされたのですか。

にかできるものではないのですが、
2014年の分っていましたから、できるだけ飛行距離が長川上 私はD-SENDプロジェクト専任ですの試験で気象条件が揃わず延期になった時にはく、
かつ３カ所のBMSサイトをうまく通過すで、スウェーデンの実験場に行ってもプロジェ

実施の時期や期間の設定を誤ったかと、自分るような位置に到達するまで、分離はぎりぎりクトの仕事だけに集中できましたが、他の部に責任があるかのように感じていました。
そのまで粘っていました。
たぶん、周囲の人は、「も署と兼任している試験隊メンバーは、日本から後の検証でも間違っていたことはなかったのう分離可能領域に入っているのになぜ気球か仕事を持ってきてこなしていました。

ですが。

ら機体を分離しないの」とやきもきしていたと

二宮 スウェーデンでもやることはいっぱい

気象条件には、上空の風や地上の風、雨、
そ思いますが、
そのプレッシャーを私も感じながあって、例えば風の強い時にはどうするとか、
分れからBMSサイトへはヘリコプターで移動すら、
我慢してもっとも良いデータが取れるよう離可能領域に入らなかったらどうするかとか、るので、視界も良くなければならない。
そのよなタイミングを狙って分離させました。

様々なケースを考えて検討していましたね。

うなたくさんの条件があって、それぞれ単独で

原田 放球までのカウントダウンに入ってか状況を監視し、
もしも異常な飛び方をしたらそ冨田 飛行中の管制について、想定したさまざは条件に合う日もありましたが、なかなか良いら実際に放球するまでの間、気象条件への適目から、ずっとBMSを担当しています。
2011年の場で強制的に落下させる仕事も担当しましまなケースでの対応を訓練したりもしました。

条件が重ならなかったので、
日々悔しい思いを合を確認して先に進むかどうかの判断を４回に行った第1フェーズ試験（D-SEND#1）と、そた。
飛行安全に関しては、SSC側との対応も行

二宮 なるべくシンプルなルールに落とし込していました。
ですから、気象条件が揃って試行います。
そのために気象予報データや観測――皆さんがD-SENDプロジェクトに参加の後の第3回ABBA試験までは、技術的な部分いました。

んで、天候の変化にもとっさに反応できるよう

験実施が可能であることを示すオールグリー

データを分析し、
SSC側の担当者と議論しました時期と担当を教えてください。

を中心にサポートしていました。
第2フェーズ二宮

結構訓練しました。

ンの状態になった時には、嬉しかったですね。

した。
放球後は気球を運用する管制室に張り

原田 D-SENDプロジェクトの前にスウェー

試験（D-SEND#2）
からは、
BMS班長としてシしていまして、機体班の中のGNCを担当し中 今回の試験期間開始は2015年6月末から嬉しかったし、これだけ良い条件が何回も来付いて、SSCによる気球の運用を支援していデンで行った、
空中でソニックブームを計測す

ステムの改修・改善やメーカーとの調整、機器ています。GNCというのは、航法誘導制御でしたが、私はその1カ月前から現地入りして、ることはないということは分っていたので、何ました。

（Airborne Blimp Boom Acquisition）
る
「ABBA

の準備、
計測手順の決定などBMS関連はすべ（Guidance, Navigation and Control）と言っいくつかの候補地からBMSサイトをどこに設とかこの機会を逃さずに試験したいという気―― 試験が成功した現在の気持ちを教えて試験」の第2回から参加し、
D-SENDプロジェて、
プロジェクトチームやメーカーなど皆さんて、自動的に飛ぶために必要な情報を計算す置するかという調査から始めました。
計測機器持ちでした。

ください。

クトでは気象と気球運用を担当しました。
日の協力を得ながら進めてきました。
また、
取得

るアルゴリズムです。
いわば、パイロットの役もかなりの量がありましたから、現地に送った―― 試験が開始されてからはどのような作

冨田

本での準備段階では、
過去の気象データを分したデータの整理と解析も担当しています。

割を果たすプログラムですね。
試験では管制

荷物を全部あけて動作確認し、事前にいくつか業をしていましたか。

味では、すっきりした感じです。

析して試験期間やBMS（ブーム計測システ

川上 原田さんと同じく第２回のABBA試験担当として、
機体の位置を示す管制モニターの機器をBMSサイトに配置するなどの作業を二宮

機体のコントロールは、事前に組んだ

二宮 試験が失敗した2013年の時にはとてム）の位置を設定したりしました。
また、気球から参加し、試験計画と安全を担当していま

システムの前で、気球から機体を分離するタ

行って、6月末までに準備を整えました。

プログラムで全部行いますから、当日は分離も辛い思いをしましたが、今回は自分が設計しの運用自体はスウェーデン宇宙公社（SSC）がした。スウェーデンで行った試験では、スケイミングの判断を行いました。

する場所を判断するだけでした。
分離を判断たものが設計通りに飛行してくれたので、ほっ担当したのです

ジュール管理やSSCとの調整を行う試験管理

プロジェ――D-SEND以前の試験も含めて、が、JAXA側の班とソニックブームの計測を行うBMS班を兼クトのこれまでを簡単に教えてください。

短期間で成果を目指した
プロジェクトアバ

中 私は2009年に行ったABBA試験の第1回

担 当として任しました。

冨田 JAXAでは、
長年ソニックブームを抑えSSCとの調冨田 私もプロジェクトの開始当初から参加

た静かな超音速機、
静粛超音速機の研究が続

整を行いま

し、
機体を担当していました。
機体の仕様策定

けられていました。D-SENDプロジェクトのした。

やメーカーとの対応です。機体に関連する作

前には、ロケットで打ち上げて超音速飛行を業ということで、地上で機体をモニターする管行った、「NEXST-1（小型超音速実験機）」の飛制システムも、メーカーと私とで作りました。

行実験の後継となる、エンジン付きの超音速試験では、飛行安全といって試験中に機体の実験が計画されていたのですが、
エンジン付

原田賢哉

08

私もプロジェクトの最初から参加

航空技術実証研究開発ユニット
研究領域リーダB M S 班は試験隊の中でも大所帯で、飛行試験の目標を達成できたという意

プロジェクト年表
（概要）

気球による
超音速試験の
検討開始

2008

9月
ABBA試験
（第1回）
実施

9月
ABBA試験
（第2回）
実施
11月 D-SEND
プロジェクト化

2009

2010

5月
ABBA試験
（第3回）
実施
５月７日、16日
D-SEND#1実施

2011

2012

8月16日
D-SEND#2（第1回）
実施
飛行異常が発生し失敗

2013

8月
D-SEND#2（第2回）
気象条件が揃わず延期

2014

7月24日
D-SEND#2
（第3回）
実施
試験成功

2015

※1 D-SEND＝Drop test for Simplified Evaluation of Nonsymmetrically Distributed sonic boom（
「低ソニックブー
ム設計概念実証」の略）

09

放球準備中の様子

2011年5月
D-SEND#1を行った供試体

中 右介

≪座談会≫

D-SENDプロジェクト その先へ

次世代航空イノベーションハブ
主任研究員

たのかなと思いました。
失敗の後は、見直しの順は何度も訓練していたので、機会をもらったと考えて、途中途中でチェック飛行を中止して試験機を投棄を受けて確認を行いながら進めました。
機体のするスイッチを押すことは自ハードウェアは変えていませんが、制御用ソフ然にできたのですが、一方でトウェアや管制システム、運用方法などを見直「こうなってしまったか」としました。
その1年間は、大変でした。
もっとも大思っている自分がもう一人変だったのは、
GNCチームだと思いますが。

いるような変な感じでした。

川上 誘導制御の改修は大変だったと思いま

川上 D-SENDプロジェクトは、す。
試験計画担当としては、
短いスケジュール

ロケットや衛星のプロジェクトの中で、SSC側と次の試験計画をどのようにするか検討したり、
JAXA内でコンセンサスを得と比べると小規模なイメージで2011年5月
D-SEND#1
放球時の様子すが、実際に現地に行ったメンるための作業をしたりと、試験以外の部分で厳二宮哲次郎

しかった思いがあります。
SSC側もJAXAの仕クトの前に確認しておく必要があるだろうと事だけをやっているわけではなく、ロケット実いうことで、実施したのがABBA試験です。

バーだけでも総勢40名ほどもいり実施したりしています。

る、航空技術部門としては大き原田 私も元の業務に戻っています。
現在は、いプロジェクトです。SSCの方

無人機の研究を担当しており、これからも飛ソニックブームは地上でも計測できますの使ったBMSがそのまま採用されることはな

も含め大勢の人間とコミュニケーションを図行試験に関わると思います。
その時、
D-SENDが、地上に置いたマイクロホンで計測した音

いと思います。
より実用的な計測方法へと進化りながら、一つの成果を出せたことは、良い経

プロジェクトで得た沢山の知識や経験を活かしたが、SSCはいろいろと親身になってなるべのデータは、地上付近の対流や放熱など大気させるべく、
現在検討を行っています。

験だったと思います。

せるように、
今回の成果をしっかりとまとめてく要求に応えようとしてくれました。
一例を挙乱流の影響で変形してしまい、
細かい波形の―― プロジェクトを通じて印象的だったこ

二宮 私もコミュニケーションの大切さを経おきたいと思っています。

験など他機関の試験も並行して行っていますから、
スケジュールなどのすり合わせは大変でとしました。
しかし個人的には、飛行試験は飛ばしたことが成果ではなく、飛ばした結果からいかに有用なデータが得られるかが課題だとげると、JAXAからゴンドラの重量を重くした変化が分かり難くなり、意図した波形のソニッとを教えてください。

験できたことが、すごく大きかったと思いま

二宮 2015年度中は、
D-SENDの解析を続け捉えています。
プロジェクトとしては2015年

いと頼んだ件があります。
試験機の機体には、クブームが発生しているのかどうかの検証が原田 長く関わったので、印象に残っているす。機体の制御は、
機体設計やBMS計測などる予定ですが、設計から関わっているGNCに飛行技術研究ユニット 主任研究員

度で一旦終了しますが、
D-SENDプロジェク

最適な分離高度が設定されていて、あまり高いできなくなります。地表近くの大気の乱れやことはたくさんありますが、一つ挙げるなら、から様々な仕様や条件を渡されて、
淡々と設

関しては、
2016年度末までに成果のとりまとトの最大の成果である低ソニックブームの解位置で切り離すと成功率が下がってしまいま

地表での音の反射といった影響を避けるため

ABBA試験で係留気球が割れたことでしょう

計していくのですが、実際には関係する担当

めを行います。
ただ、そればかりをやっている析結果を、今後の研究や実機の開発に役立てす。
気球の到達高度は吊り下げているものの総には、上空で計測する必要がある、
という考え

か。
破裂の原因を調査したり、対策を講じたり者と密接に関わる必要があって、1回目の試験

訳にも行かないので、今、声を掛けられている

るということが大事だと思っています。

重量で決まるため、高度を最適に保つようにゴがBMSのコンセプトです。
テザー※2にいくつした経験が、D-SENDプロジェクトに深く関では，コミュニケーションがうまく行っていな

いくつかのプロジェクトのいずれかに参加す原田 昨年試験できなかったのは気象条件を

ンドラを１t重くしてほしいとSSCにお願いしかの計測機器を付けた係留気球を飛ばすこと

与することになったきっかけみたいなものでかったことも失敗の一因だったと思います。

ることになると思います。

満たす日が来なかったから。
気象担当として、

たのです。
しかし、
重くなるとゴンドラを含めたで、いくつかの高度の計測データを取得できすから。

冨田 試験のためにいろいろな分野の人が集

中 試験後は、
基本的にデータの整理・解析をできる限りの対策をとって臨んだ訳ですが、そ気球システムの地上でのハンドリングが難しることが、BMSの特長と言えます。

中

D-SEND#1は春、４月から５月にかけまってきているのですが、分野が違うと使って行っています。
現地では、どのくらいデータがれでも天気のことなので確実とは言い切れず

くなりますし、試験機を分離した後ゴンドラを

川上 ABBA試験では、JAXAで組んだ計測器て実施したのですが、人生で初めてヘリコプ

いる用語が違っていたり、同じ用語でも少し取れているか、
どんな波形があるかといった不安でした。
ですので、まず気象条件が整って地上に戻すパラシュートも大きくしなければを気球で空に上げ、上空を通過する超音速機

ターに乗って連れて行かれたところが一面意味がちがっていたり、
極端にいえば言葉がことをざっと整理をして、
帰国後に、
それらの

試験ができたことでほっとしました。
また、気なりません。
少し無茶な要求でしたが、SSCはのソニックブームを測りました。
ABBA試験で真っ白な何もない雪原で、降りたとたん腰ま通じない部分もありました。

データをきちんと解析しているところです。
ソ

球が目標としていた空域に入ったことで、安堵要求を入れてゴンドラを重くしてくれました。

空中でのソニックブーム計測の実効性を判断で埋まって身動きできなくなったことを、非常

二宮 なまじ理解した気になって、後から本ニックブームのデータは、1本のマイクを一つしました。
これも最後まで不安でしたので。
こ

中 BMSサイト周辺に大量の蚊がいて、最初して、D-SEND#1からはBMS用にメーカーでに鮮明に覚えています。
もう一つ、
今回の試験

当は通じていなかったと知ることが、一番良くと数えると200弱のデータが取れたことは確れで自分の任務は全うできたわけですが、嬉しの頃は作業のモチベーションが下がったり、作成してもらった計測器を使いました。
少しずでBMSが計測したデータにきちんとソニック

なかったですね。

認していますが、
データはソニックブームだけ

さはありませんでしたね。
飛行やブーム計測が集中力が切れたりして大変でした。
日本製のつ改良を加えて、
今回の試験では完璧に成功

ブーム波形が見えた瞬間も、非常に印象深く――D-SENDプロジェクトの次にはどんなでなく、GPSデータや気象センサーのデータ

上手くいかなければ意味がないので、心から喜虫除けは効果がなくて、現地で調達した虫除しました。

残っています。

計画がありますか。

なども取れているので、いくつか段階を踏んでべたのは試験成功の発表を聞いたときです。

けを体中に塗りたくっていましたが、結構臭い

冨田 私は、
やはりD-SEND#2第1回目の試

川上がきつくて。頭から蚊帳のような装備を着て今後、ソニックブー験で、管制画面で試験機の姿勢を示す表示がとめる段階です。
取得したデータを使って解作業していた人もいました。

ムの国際基準やクルッと回って、試験が失敗したあの瞬間が析されたデータは、
次世代航空イノベーショ

ソニックブームの低減効果が検証できる――プロジェクトで苦労されたのはどのよう――BMS計測も難しい挑戦でしたね。

計測方法を検討

一番印象に残っています。
何が起きたかはす

ンハブの研究テーマとして有効に活用できるデータの解析は、
D-SENDプロジェクトが終なことですか。

中 D-SENDプロジェクトは、
ソニックブーム

する上で 、非 常

ぐ分かりました。
トラブルが起きた場合の手と思っています。
私自身は、このプロジェクト

了する2015年度末までに終わらせる予定で冨田

短期間のプロジェクトということで集を低減させる機体の検証が目的ですが、ソニッに有用なデータ

で得た経験を他のプロジェクトで生かしす。
すでにICAO（国際民間航空機関）のSSTG

中してやっていたのですが、
D-SEND#2の１回

クブームの計測技術を確立させることも一つになると思いますていきたいと思っています。

という超音速航空機を検討するグループの会

プロジェクトを振り返って

D-SENDプロジェクトで得られたデータは、試験としては終了して、今は成果をま解析しているところです。
数値解析技術研究
ユニットにも解析をお願いしています。

目の飛行試験が失敗した時に、それまでは機体の大きな目標でした。
特に係留気球を使い、空が、国際的なすりあ

冨田 私は別の実験用航空機で行う実合では、解析結果を報告しています。
来年度以の開発から飛ばすまで脇目も振らず突っ走っ中でソニックブームを計測するという方法はわせも必要な証の担当も兼任していまして、
すでに並

降は、
試験で得られたデータから、
研究的な要

てしまい、
途中での見直し・再確認が足りなかっ

前例があまりなかったので、
D-SENDプロジェ

のでJAXA

行して、いろいろな実験の手順を考えた

素を含めて解析していくことになります。

※2 繋ぎ留めるための紐

10

川上浩樹

D-SENDプロジェクトチーム
主任研究員

試験当日のBMSサイト

11

航空技術部門へのメッセージ

子供に夢を与えるような、
革新的技術の研究開発を
富士重工業株式会社
航空宇宙カンパニー
航空機設計部長
若井洋氏
航空機設計部
滞空型無人機設計 係長
奈良橋俊之氏JAXAとの共同研究を行った当時の模型を手にする若井航空機設計部長（右）と奈良橋係長

富士重工業株式会社は、自動車メーカーの後計画された静粛超音速実験機では、
プラ

ずっと気球の飛行をモニターしていました。
機として有名ですが、そのルーツが中島

イムメーカーに選定されていましたが、実機体は大丈夫だろうとは思っていましたが、早く飛行機であることからも分かるように、 での実証実験前に計画が変更となり、それが分離する場所まで飛んでほしいと待ち遠しい

航空機メーカーとしても歴史と実績を持

D-SENDプロジェクトへと繋がりました。

気持ちはありました。

D-SENDプロジェクト全体でみると、JAXA

若井 試験機がうまく飛んだ時点でほっとしが行った第1フェーズ試験（D-SEND#1）をていましたが、やはりソニックブームが低減

除いて、当社は最初から参加していたことにされたと確認できる計測データを取得するとなります。

いう本来の目的が達成されるまでは、心の中つ企業です。
D-SENDプロジェクトの第2フェーズ試験（D-SEND#2）の機体設計も担当された富士重工業に、
プロジェ
クトのことやJAXAに期待することなど

D-SEND#2では、JAXAの設計を基に機体は穏やかではありませんでした。
試験直後のシステムとして仕上げる部分を当社が担当しデータでは、
本当にソニックブームが低減しています。
これまで以上に密な連携が必要なたのか不明でした。
しかし、その後解析が進ん――JAXA航空技術部門との関わりはいつ

プロジェクトでした。

で目論み通りソニックブームが下がったと聞頃からでしょう？

――スウェーデンの実験場にも行かれたそう

いて、ようやく肩の荷が下りました。

若井

ですね。

奈良橋 データがうまく取れたと聞くまでは、

す。
昭和41年
（1966年）には、当社の「FUJI/

奈良橋 当社からは、19名ほどが試験に参加

ドキドキしていましたね。

FA-200 エアロスバル」
改型が実験用航空機を伺いました。

古くは昭和30年代、40年代に遡りましました。
ほぼ同じメンバーが、３年連続で長――D-SENDプロジェクトに参加して苦労として、
当時の航空宇宙技術研究所に導入さ期間海外に出るということは、家族にも負担をしたことは何ですか？

れていますし、
昭和46年（1971年）に初飛行し掛けたと思いますが、皆、
D-SENDプロジェク

若井 機体は高度およそ30km、ほとんど宇た、
日本初のVTOL飛行を目指した研究機「フトの途中では終われないという意識がありま

宙のような領域までゆっくりと上って行くの

ライングテストベッド（FTB）」
や実験用航空した。

で冷却が困難になります。
機体内部は電子装機「クイーンエア」（ビーチクラフトB65）の高若井 自分が設計に携わった機体が飛ぶとこ

備品やアクチュエーターなどによって熱くな

揚力装置改修も当社が手がけています。
また、ろを見たい、現場に居たいという気持ちを皆るので、どうやって熱を出さないようにする

当社の航空機開発にJAXAの持つ風洞等の設が持っているので、モチベーションは高かったか、また発生した熱をどのように逃がすかと備を使わせていただいています。

と思います。

いうヒートマネージメントが非常に難しい点

D-SENDプロジェクトに直接繋がる研究

奈良橋 今回の飛行試験が行われた際には、

でした。
また、
試験機は空飛ぶ風洞模型ともいとしては、
小型自動着陸実験（ALFLEX）、
高速

私は機体と管制システムの担当を兼任していえるほど精密です。
普通の航空機なら板金で飛行実証（HSFD）「、NEXST-1（小型超音速たので、夕方から現場で機体の準備作業を開作るところを削り出して作るなど、
表面精度

実験機）
」
の飛行実験にも参加しています。
そ始して、放球直前に管制室に移動してからはや公差など段違いの厳しさで精密加工した部

12

品を組み上げるために非常に苦労しました。

て機体構造の健全性をリアルタイムでモニタ材確保にも繋がります。

奈良橋 翼が複雑な形状ながら、しかも非常リングする技術があります。
これまで部材を厚若井 実証プログラムを共に行ってきた成果に薄い。
厚さ1ミリほどしかない後端までなだくするなどの方法で担保してきた安全性を、実の一つに、人材が育ったということがありまらかに削っていかなければなりません。普通

際のデータに基づきながら安全性を高めつつす。
やはり、研究開発して飛ばして、そのデータの機械加工では精度が出ないようなところを部材を軽量化していくことに繋がると考えてを解析するという活動を経験しないと得られうまく作ることができたのは、当社の技術だといます。JAXAとの共同研究で、こうした安全ない技術や育たない人材があります。
例えば、思っています。

技術から、最終的には軽量化、燃費改善まで、
世

実験用航空機「飛翔」
を改造して飛ばしたり、

超音速を出すため胴体も細長いので、機材界トップレベルの技術に持って行ければいい

あるいは新しい実験機を作って飛ばしたり、小を積める場所が限られていました。
現場の作なと思っています。
そのためには産学官のネッ

さい規模でもいいので飛行実証プログラムを

業では、下から組み付けなければならない部

トワークを作り、力を集結させていくことが大続けてほしいと思います。

分などがあって、アクセス性などを含めて考え事なので、その意味でもJAXAの航空イノベー

ると結構大変でした。

ションハブには期待しています。

しては、
短期で成果のある技術開発が優先さ

若井 当社は無人機が得意です。
非常に小さ――これからのJAXAに期待することは何

れますが、
他方、
革新的な技術、われわれで言い機体の中にも、実際に飛行するための装備

ですか。

うところの
“とんがり技術”
に対しては、なかな品を集約して入れ込んで行く、
あるいは小さく奈良橋

また、
グローバルな競争環境にある企業とスウェーデンでの試験が終わってか投資しにくい状況はあります。
メーカーのでて制約が大きい機体システムの中に装備品を帰ってきてから学生と話す機会があったのできない基礎研究も含めた革新的な技術の研究

インテグレートしていくというところにノウ

すが、D-SENDというプロジェクトの認知度

開発は、やはりJAXAのような研究機関に期待

ハウをもっています。

があまりありませんでした。
折角、
先端的なこ

したいところです。
とんがり技術をやっておか――航空関係では、
今後どのような技術を手とをしているので、
もっとアピールしていただ

ないと、本当のグローバルな競争力を保って掛ける予定ですか。

けたらいいなと思います。
小さい子供たちに夢いけない。
出口指向であるとか短い期間で成若井

我々は機体メーカーとして、大きく三を与えるD-SENDのようなJAXAのプロジェ

果を出すような研究開発も大切ですが、JAXA

つの課題に取り組もうとしています。
一つは、クトを知ってもらって、将来、航空をやりたいには深いとんがり技術にもバランス良く取り

燃費を含めた航空機本来の性能を向上させると思ってくれる人が増えれば、われわれの人組んでいただきたいですね。

技術。
空力特性の良い機体、
軽くするた
めの構造、
さらに軽くするための材料の開発などに力を入れていきます。
二つ目は、
システムインテグレーション。
例えば、地上の管制システムや機体に搭載されたシステム、衛星とのシステムなどが相互連携する無人機のように複雑なシステムを、
バランス良く設
計していく技術にも力を入れて行きた
いですね。
三つ目は、
グローバルな競争環境の中で生き残っていくために必要な、低コストで早く作る技術です。
材料の開発から部品の確保、組み立てまで生産性を高める製造技術は、既存の製品を組み合わせればいいというものではなく、自社開発しなければならない部分も多いのです。
現場での生産性を（上）試験本番に向け、機体の試験準備を進める（右）スウェーデンのエスレンジ実験場に現地入りした富士重工業メンバー（右下）管制訓練の様子

高める小さなツールも自社で開発するというところは、
富士重工業の持ち味というかユニークなところかも知れま
せん。
――JAXAとの共同研究の予定はあ
りますか。
若井 今、
航空イノベーションハブで相談させていただいているテーマとし

13

リレーインタビュー 第7回『二軸疲労試験機編』
第3回の今回は、材料の特性などを計測するための「二軸疲労試験機」
を紹介します。

90 10

80
400

R8
0

「常に新しい挑戦がある、
刺激的な実験装置です」
構造・複合材技術研究ユニット
主任研究員

熊澤 寿

1971年生まれ。1994年3月東京大学工学部航空宇宙工学科卒業。2000年
3月東京大学大学院工学研究科博士後期課程修了。同年、航空宇宙技術研

二軸疲労試験機の上で、十字型の構造試験用試験片を手に。

材料の疲労や強度などの特性を調べる際にいったような荷重を設定可能で、
引っ張りと

は、
単軸の疲労試験機を用いて試験する方法

圧縮を交互に繰り返すことも可能です（表１が一般的です。
単軸疲労試験機では、
短冊状の

参照）
。

航空機や宇宙機では、エンジン内部のようず、二方向や三方向から荷重が加わる場合もに高温環境、あるいは液体水素タンクのよう

あります。
また、
異方性の強い複合材料では、に極低温環境で使用される材料もあります。

密閉用のゴムを試験片に直接取り付けるとい荷重のかかる方向によって特性が異なりまJAXAが持つ二軸疲労試験機では、金属疲労やうユニークな密閉方法の考案などを行い、極す。
複合材料の特性を知るためには、
単軸疲労

塑性点の計測など、さまざまな目的の試験に

低温冷凍機を用いた極低温環境槽を完成させ試験で得られるデータや情報だけでは十分と対応していますが、中でも試験片を加熱、あるることができました。
この極低温環境槽を用はいえません。

いは冷却することで、実際に近い環境下で計いて、20 K まで冷却した試験片の荷重試験が測できる点が最大の特長です。

可能となりました。
極低温での複合材料試験

今回は、構造・複合材技術研究ユニットの熊澤寿主任研究員に、
JAXAの二軸疲労試験機の特長や仕事のやりがいなどについて聞きました。

が、試験のしやすさも考慮していくと、
単軸の試

時NAL）
の二軸疲労試験機を使って実験しま

験機のようにまるごと真空環境にはできないのした。
自分で計算して事前に解析結果を準備

一般的な構造試験や材料試験では、一方向で、十字型の試験片だけを真空に入れるにはどしてから実験に取りかかったのですが、計算だけの単軸試験が行われますが、二方向からうしたらいいか、最後まで悩みました。
また、
極通りに漏洩するだろうかという気持ちもあ力をかけた場合の二軸疲労試験機の実験は、低温環境槽を一緒に開発したメーカーは、
冷凍

り、
解析結果と計測結果が良く一致していた

これまでに蓄積されたデータが少ない分、非機などでは実績があるのですが、二軸疲労試験

時は驚きがありました。
この実験をきっかけ

常に独特で面白いデータが出てきます。
特に、機のような負荷試験とはまったく縁のない、いに、二軸の試験機は常に新しい挑戦を求めら

CFRP（炭素繊維強化プラスチック）のようにわば異業種の会社でした。
こうしたメーカーとれる、刺激的な実験装置だと感じました。

繊維の方向で特性が変わるような材料などのの橋渡し作業も行わなければならず、
お互いの

あとは、
やはり冷却装置です。
前例がないこ新しい材料では、単軸の試験機からは分から

認識のすり合わせなどにも苦労しましたが、そない、
意外な結果が出てくることもあります。

の分、私にとっても勉強になりました。
――現在の業務について教えてください。
現在の業務は、大きく分けて研究と設備管験機に対し、二軸疲労試験機は、直交する二加熱には、レーザー加熱装置が使われます。

では、
超音波探傷装置を用いた損傷の発生の方向から材料に対して荷重を加えることがレーザー発振器から照射されたレーザーは、
角確認や多点ひずみ・温度測定システムを用いできる試験装置です（図１参照）。
二軸疲労試

度を変える２枚の鏡によって試験片の矩形領てひずみ分布や温度分布の測定も行います。

験機に使用する試験片は、直交する二方向、域を、
2,000℃以上まで加熱できます。

低温で試験が可能となり、液体水素タンクの一方、冷却に関しては、これまで低温環境

ように低温環境に晒される金属部品を、
将来、

ともあり、
十字型の試験片を真空状態にする

での二軸疲労試験のニーズはあったものの、複合材料の部品に置き換えるためのデータをアイデアが出る最後の最後まで苦労しましす（図２参照）。

くてテンションが上がりましたね。

十字型試験片の極低温試験は技術的にも難し

これから取得する予定です。
また、
液体水素タ

単軸疲労試験では一方向に応力が加わった

いため、
世界的にも前例がありませんでした。

ンクなどでの推進剤漏洩を想定した、極低温場合の試験しかできませんが、二軸疲労試験

十字型試験片の冷却を行うため、真空断熱の用ガス漏洩測定システムの開発をこれから

では二方向の応力に対する特性を評価できる実現など技術的に難しい点がありましたが、行っていきます。

――航空機や宇宙機以外の分野では、
どのよ

ことが、
二軸疲労試験の利点とうな分野で活用できるでしょうか。

なります。
十字型の試験片は、――JAXAの二軸疲労試験機には、どのように、二軸疲労試験機やその付属装置のメンテな特長がありますか。

ナンスや校正作業など、機器が正しく動くよ

プレス成形での塑性点計測は、自動車などうに管理することです。
実験が行われる場合

他の工業製品でも役立つデータを得ることが

JAXAの持つ二軸疲労試験機では、単なるには、実験の目的に応じて試験片の形状決定できると思います。
自動車分野では、
燃料電池

引っ張りや圧縮だけでなく、加熱や冷却したや発注、ひずみゲージを使った計測の準備な車などに使用する水素タンクの設計にも役立

環境での試験ができます。加熱の場合は約ども行います。
また、
誰でも設備を運用できる

てられると期待しています。

2,000℃以上、冷却は20 K（マイナス250℃）
程

ように、運用マニュアルの作成も進めていま度まで加熱・冷却が可能です。
こうした機能をす。
研究に関しては、試験片製作や測定装置の活用して材料の極限を見極めるなど、さまざま設定などの試験準備、試験による実験データな試験目的で利用できる点が特長といえます。

の取得、試験データを解析、学会での口頭発表

例えば、
極低温になるロケットなどに使われるや論文作成などを行っています。

――今後の目標や抱負を教えてください。
二軸疲労試験機による複合材の特性データ
は、まだまだ十分に揃っていません。3Dプリンターで製造した部品のような新しい材料の液体水素タンクに使用する材料の特性を調べ

図２ 試験片形状の例。400mm角の試験片が標準的な試験片の大きさ。標準的な試験片の測定エリアの厚みは、1mmから2mm程度。

要があるため、十字型の試験片が使用されまことはやりがいの一つです。
（二軸疲労試験機
理に分けられますが、設備管理においては、
主[unit:mm]

計四カ所にアクチュエーターを固定する必た。
考えた仕組みがうまく行ったときは、嬉し

新しい材料を実験して得られるデータは本当

一つの方向から荷重を加える単軸疲労試

10る部材にかかる荷重は、一方向のみとは限ら

8

加熱・冷却による特性変化を評価

1.2

荷重を加えます。
しかし、実機などで使用されですか。

500000000.

試験の目的に合わせて設計を行わなければならず、試験片の設計に当たっては、有限要素

0.011

468750000.

0.0103437500000.

0.00962406250000.

0.00894

375000000.

0.00825343750000.

0.00756

312500000.

0.00687281250000.

0.00619

250000000.

0.0055218750000.

0.00481

法 ※などの技術が必要となる

187500000.

0.00413156250000.

0.00344

点が二軸疲労試験の難しいと125000000.

0.00275

93750000.

y

ころです。
（図３参照）
二軸疲労試験機では、試験

油圧グリップnc 1
mal Stress

アクチュエーターx

0.00206

62500000.

0.00137

31250000.

0.000688

0.

(Pa)(a) x-directional stress

片を二対のアクチュエーター

nc 1
mal Stress0.

(b) x-directional strain(m/m)

80000000.

0.001

65625000.

0.000563が直交する中に配置し、試験51250000.

0.00012536875000.

-0.000313

片の端を油圧グリップで固定

22500000.

-0.00075

8125000.

-0.00119-6250000.

-0.00163-20625000.

-0.00206

します。アクチュエーターによって試験片に引っ張り荷

図１ 二軸疲労試験機の構造
表１ 二軸疲労試験機の主な諸元

る実験なども行えます。
幅広い試験環境に対応――これまでで印象に残っている実験はあり特性を調べる際にも、二軸疲労試験機の活躍

する技術は、
世界と見比べて進んでいます。

ますか。

する場が増えるはずです。
また、
超音速旅客機重、あるいは圧縮荷重を加え、や再使用型ロケットなどの開発プロジェクト

そのひずみを計測することで学生時代に博士論文を作成する過程で、燃が進められたときに、実環境を模擬した試験

材料の強度特性や疲労特性の料タンクに二軸引っ張り荷重をかけた際、どに二軸疲労試験機を活用し、プロジェクトの評価を行います。それぞれの加振波形のくらい漏洩があるのかを知るには単軸疲労

効率化に貢献できたらと思っています。

アクチュエーターは独立した

完成年度

完成は、
2014年度末です。
冷却するために試160
100

試験片の両端を固定し材料に対して一方向に試験機だけでは不十分だったので、JAXA（当――冷却装置は完成して間もない装置ですね。

からの圧縮、片方は圧縮で片方は引っ張りと客員研究員。
2015年から現職。

験片の周囲を真空にしなければならないのですについては、
本誌15ページを参照）

制御が可能で、二方向への引っ張りや二方向

究所（現JAXA）
入所。
2006年4月より2007年3月まで米国テキサスA&M大学――二軸疲労試験機を使った実験の利点は何に面白く、そのデータが論文等に引用される

二軸疲労試験機の用途と仕組み

最大荷重±245kN

最大変位
繰返し速度範囲
制御方式±50mm
0 〜 10Hz
荷重変位演算フィードバック方式による電気・油圧サーボ型
正弦波、三角波、矩形波、
外部入力任意波形
1987 年度

y-35000000.

-0.0025-49375000.

-0.00294-63750000.

-0.00338-78125000.

-0.00381-92500000.

-0.00425-1.069E+8-0.00469-1.213E+8-0.00513-1.356E+8

nc 1
mal Stressx-0.00556-1.5E+8(c) y-directional stress

(Pa)

nc 1
mal Stress-0.006(d) y-directional strain(m/m)

図３ 単軸負荷での十字型試験片の応力（左）とひずみの分布（右）。
一方向からの荷重によって、その方向以外にも応力やひずみが起きていることが分かる。

※ 対象の領域を小さい要素に分割し、それぞれの要素を解析することで、領域全体の近似値を求める解析方法。

14

15

試験を実施の騒音源計測
」
翔
飛
「
機
空
航
験用
能登空港で実いてFQUROH
能登空港にお
フ

ク

ロ

ウ

まで、
今回
日から10月3日
施しました。
2015年9月28
計測試験を実
源
音
騒
の
」
※
翔
現
「飛
による
音源計測の再プロジェクト
試験に備え、騒
証
実
行
飛
の
実施予定
した計測シスの試験は、今後、耐候性を改良
上
向
度
精
の
データ計測
た。
性評価や飛行て実施しまし施どを目的としな
3日 間 の み 実
テムの評価
計
音 測は前半
騒
、
り
よ
に
き
響
過の影
行うことがで
大型低気圧通騒音源計測を
の
上
以
回
60
認
要とする
制限事項の確しましたが、必の作業手順や
験
試
る
け
お
、荒天時に
ました。さらにした。
発ことができまう行
降着装置からも合わせてのフラップや
翼
主
、
は
で
ト
技
ジェク
した低騒音化FQUROHプロことを目的と
る
す
減
低
を
）
音（風切音
まえ、2016年
生する空力騒
計測結果も踏
の
回
今
。
す
ま
を行ってい
」を使って、騒術の研究開発改修した「飛翔
て
し
用
適
を
証
音低減技術
ための予備実度には機体騒法を確立する
方
験
試
る
す
験
確実に評価
な技術実証試
音低減効果を技術の本格的
化
音
騒
低
は
17年度に
試験を行い、20
めています。
No.1参照。
進でFLIGHT PATH
を行う計画
クト。

する「飛翔」。

空を低空飛行

上点（矢印部分）計測
能登空港にて

実証プロジェ
減技術の飛行※ 機体騒音低「飛翔」、
MRJ初飛行に協力
2015年11月11日、三菱航空機株

式会社および三菱重工業

株式会社は、名古屋飛行場にてMRJ（Mitsubishi Regional Jet）
飛行試験機初号機の初飛行試験を実施しました。
「飛翔」は事前に飛行して、MRJの飛行試験を行う空域や飛行ルートの風や雲などの気象観測を行い、この初飛行に協力しました。
JAXAでは、YS-11以来およそ50年ぶりとなる国産旅客機として注目を集めるMRJ開発の初期段階から、CFD（流体数値シ
ミュレーション）や風洞実験などで協力や連携※をしてきました。騒音の低減や乱気流の検知、新しい複合材料による構造技術など、JAXAが進める研究開発を通じて、MRJのみならず、わが国の航空産業の更なる発展に今後も貢献していきます。

※ FLIGHT PATH No.7参照。

「FLIGHT PATH」
アンケートのお願い
JAXA航空マガジン「FLIGHT PATH」をお読みいただきありがとうございます。今後の広報誌制作の参考とすべく、下記
URLにてアンケートを実施しております。この機会に、読者の皆様が日頃お感じになっている「FLIGHT PATH」へのご意見やご要望をお聞かせください。
http://www.aero.jaxa.jp/publication/magazine/【アンケート実施期間】
2015年12月28日（月）15時から
2016年2月29日（月）17時まで

アンケートの回答は、5～10分程度で完了します。
また、
イン
ターネットからアンケートにお 答えいただいた 方 には 、「FLIGHT PATH」
編集部がピックアップした、
ＪＡＸＡ航空技術部門のおススメ写真（電子データ）をプレゼントいたします。
「FLIGHT PATH」をより良い広報誌とするために、ぜひアン
ケートにご協力ください。よろしくお願いいたします。
名古屋飛行場にて。写真右から、飛行前の実験用航空機「飛翔」とMRJ※インターネット接続によって発生する通信費等は、ご利用された方のご負担となります。

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 張替正敏
FLIGHT PATH No.11 〒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
2015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。