2016年6月12日 JAXAタウンミーティング in 角田 「宇宙産業による地域振興」 宇宙航空研究開発機構 角田宇宙センター 研究開発部門 第四研究ユニット 宇宙科学研究所 第一宇宙技術部門 主任研究開発員 博士（工学） 高田 仁志 本日の内容 ・ 「日本の宇宙開発」 と 「ロケット技術と角田宇宙センター」 ・ 民間活用と民間転用 ・ 宇宙産業による地域振興への模索 ・ 産業振興についての課題と展望 「日本の宇宙開発」と 「ロケット技術と角田宇宙センター」 日本では1955年（ペンシルロケット水平発射）から宇宙開発の歴史 が始まり、1970年に初めて日本製人工衛星（おおすみ）が誕生した。 N-1ロケットの開発スタート（1970年）より前に（1965年）、科学技術庁 ・航空宇宙技術研究所（NAL）の角田支所が開所された。 昭和31 （昭和53年に宇宙開発事業団の角田ロケット開発室発足） 昭和40 日本のロケット ペンシルロケット Ｎ－１ １９５５年 Ｈ－Ⅰ Ｎ－２ １９７５年 １９８６年 １９８１年 静止衛星打ち上 げ能力 130kg 静止衛星打ち 上げ能力 550kg 静止衛星打ち 上げ能力 350kg LE-5開発 NAL 角田支所誕生 （1965） Ｈ－Ⅱ Ｈ－ⅡB Ｈ－ⅡＡ ２００１年～ １９９４年 静止衛星打ち上 げ能力 2 t 静止衛星打ち上 げ能力 3.8 t LE-5A開発 LE-5B開発 LE-7開発 LE-7A開発 ２００９年～ 静止衛星打ち上 げ能力 6 t LE-7Aの クラスタ化 ＪＡＸＡ場所 角田宇宙センターにおける研究業務の特徴 多量の液体水素や液体酸素を取り扱う研究 水素／酸素を燃焼させるロケット燃焼器の研究 超音速／極低音速気流における燃焼研究 高エンタルピ極超音速流の研究 「大学で同等の研究実施は不可能」 角田宇宙センター • • • • • • JR船岡駅から徒歩３０分 ロケットエンジンなど各種実物展示 LE-7Aエンジンターボポンプ試験設備 LE-5Bエンジン燃焼試験設備 宇宙エンジンの研究／開発拠点 一般公開年１回・随時見学可 Ｈ‐ＩＩロケット ＬＥ－５Ｂエンジン 宇宙先進各国でも、材料から機械要素、ロケットエンジンまでの研 究を同じ施設で実施できるセンターは見当たらない。 紛れもなく、世界最高のロケットエンジン研究所の一つである。 ロケットエンジンターボポンプの研究開発 新型基幹ロケット用ター ボポンプ要素および機 構部品の研究開発 （LE-9） LE-7高圧液酸タ ーボポンプ開発 LE-5液酸ターボ ポンプ開発 高圧液酸ターボポ ンプ技術確立 再使用観測ロケット用エン ジンの研究開発（～2014） 極低温ターボポ ンプ技術確立 液水ターボポンプ 要素技術確立 高圧液水ターボポ ンプ技術確立 ロケットエンジン燃焼器の技術開発 ノズル横推力可視化試験 新型基幹ロケット用エ ンジンの燃焼器の研 究開発 （LE-9） ノズル横推力の研究推進 高圧２段燃焼試験 冷却構造パネル試験 エアロスパイクエンジン等の研究推進 傾斜機能材料の 基礎技術確立 液酸・ケロシン燃焼試験 電気加熱液水冷却試験 耐久性燃焼試験 液水冷却燃焼試験 炭化水素エンジン の基礎技術確立 （ﾒﾀﾝ、RJ-1等） LE-７ロケットエンジ ン燃焼器技術 液酸・ケロシンロ ケット燃焼器技術 LE-5ロケットエン ジン燃焼器技術 エアロスパイクノ ズル燃焼試験 ﾒﾀﾝ冷却燃焼試験 プラグノズル燃焼試験 地上燃焼試験設備建設 液水要素試験設備建設 液酸冷却燃焼試験 1970 1980 1990 年度 2000 新しい宇宙輸送機を目指して ～ラムジェットエンジン試験設備～ 研究目的：スクラムジェットエンジンの研究 • 整備：平成5年度 • 最大飛行マッハ数：8 • 飛行高度：35ｋｍ相当 • 推進薬：液体水素、ガス水素 • 実績：世界で初めてスクラムジェットで推力を発生 ～高温衝撃風洞～ 研究目的：宇宙輸送機の熱空気力学の研究 （宇宙からの帰還のための研究など） • 整備：平成11年度 • 能力：圧力～1500気圧、温度～10000度相当 • 実績：ＨＯＰＥの再突入空力試験、スクラムジェット の高速試験（M12相当） 「民間活用と民間転用」 Ⅰ JAXAの組織の位置づけ Ⅱ 過去と最近・・・今後の研究開発体制 Ⅲ 研究の手順 JAXAの組織の位置付け 経済産業省 防衛省 内閣府 宇宙開発 戦略本部 日本 協力関係 文部科学省 共同研究 民間企業 地元業者 応援 JAXA ロケット KHI 国民 発注 人工衛星 科学 メーカ MHI 学会 共同研究 IHI NTN 大学 独法（研究所） 実機開発 協力関係 ロケットダイン（米） ボーイング EKK CNES （フランス） ASI （イタリア） DLR （ドイツ） NASA （アメリカ） 海外 過去と最近・・・今後の研究開発体制 従来の研究開発体制 航空宇宙技術研究所（NAL）と宇宙科学研究所（ISAS) 宇宙開発事業団 → NAL or ISAS → 大手重工（試験機やエンジン部品） 民間（供試体）←基盤技術を研究 試験（実験） → NAL or ISAS 設計 製作 設計製作 → 大手重工 試験（実験） → 大手重工 人数と予算での脅迫？ 目先の成果にとらわれて・・・ 最近までのJAXAの研究開発体制 設計製作 試験（実験） → 大手重工 → 大手重工 民間移転が前提 プロジェクト（開発） 価値観の違い はやぶさ・あかつき・再使用観測ロケット等 今後のJAXAの研究開発体制 研究 → 大手重工 エンジン部品メーカ 試験（実験） → 大手重工 設計製作 研究開発本部→ 弱体化（日本の技術力低下） ISAS → 実力行使・半独立 共存共栄 設計 製作 試験（実験） 研究成果 ：宇宙機器開発に発展 他分野への技術移転 新しい技術が生まれてない 国としての危機感 → JAXA ＋ 民間 → 大手重工（エンジン） 民間（試験機や供試体） → JAXA ＋ 民間 今後のJAXAの研究開発体制 JAXAの研究開発 プロジェクト（開発） （民間移転が前提） 大手重工 民間 JAXA プロジェクト（開発） （JAXA主体、協力体制） JAXA 大手重工 民間 研究（JAXA内） （JAXA主体） JAXA 民間 大学 大手重工 要素開発 要素研究 大手重工＋ JAXA 大手重工＋民間 JAXA単独 JAXA＋民間 JAXA＋大手重工 要素開発 JAXA単独 JAXA＋大手重工 JAXA＋民間 基盤研究 民間企業 基盤研究 JAXA単独 JAXA＋大学 JAXA＋民間 宇宙機以外へ適用 民間企業が所有する宇宙機以外への適用で開発された技術 研究開発の手順（一般論） これら全てを実施できるのが研究者 注：時間・予算・内容によって、部分的 に協力していただく 研究内容の検討 研究の提案と研究費獲得 具体的な作業作成（ＷＢＳ） 試験機設計 共試体設計 計測制御設計 設備設計 解析方法検討 試験機製作 共試体制作 計測制御制作 （購入含む） （設備制作） 解析ソフト作成 試験機組立 供試体を試験機に取付 設備準備 設備に計測制御機器を取付 試験機に計測制御機器を取付 絶対に研究者実施 普通は研究者実施 可能なら研究者実施 外注する場合が多い Feedback 試験機（供試体）を設備に組付 試験（実験） データ整理 データ解析 宇宙開発に利用 民間機器に転用 特許 論文 製作をお願いした供試体等の例 トルク計Assy トルク計測部 高温水素用軸受試験機 （LE-９用） 極低温高速軸受試験機 （世界初の高速振動荷重負荷機構付き） 6800 LUX-B200N-ID 20-M6 G240 20-M6 LUX－B200D-ID G240 6902 6902 6902 6902 6205 F1B-015-BAWF F1B-012-BAWF 3-M4 3-M4 PAT-B400S003-010_P_-K3_ GC1-12S GC1-I HG-JR503 G40 G35 UCM56 UTMⅡ-10Nm（20Nm仕様） UCM39 6205 UCM39 G150 2-1/2パイプ GC1-12S GC1-I 超高速、高性能計測器 バルブ駆動部試験機 （LE-９用） MATL. 材 質 CUSTOMER 得意先 承 認 －－－ 点 検 TREATMENT 処 理 設 計 製 図 CHANGED No. AREA DATE No 区 域 年月日 変更番号 変更内容 CONTENT OF CHANG WT. name 重 量 -.-- Kg (乾燥時) 品 名 ボールネジ試験機 assy FULL DATE 作成年月日 PART.No. DWG. SIZE. SCALE 品 番 尺 度 １：５ 図面サイズ CUSTOMER'S PART No. THIRD ANGLE 得意先品番 PROJECTION 第三角法 A3 まとめ ① 1955年から日本の宇宙開発が始まり、1970年に日本 製の人工衛星が誕生した。 ② 1965年に科学技術庁・航空宇宙技術研究所角田支所 を開所し、宇宙開発において多くの実績を残してきた。 ③ 今まさに、次世代の宇宙開発のために、角田宇宙セン ターでは新たな活動を始めようとしている。 ④ 市民の皆様、企業の皆様の協力を必要としている。 行政（角田市）は、今後のJAXAとの産業連携について、どのように考えている？ 総務部次長 兼 総務課長 中畑 様 宇宙産業による地域振興への模索 目標 ・角田宇宙センターと角田市との連携による産業振興（地域活性化） 生産・製造における関係性の強化 技術開発拠点 教育の充実 角田ブランド力強化 宇宙産業による地域振興（技術的観点） ・ 実験用試験機等の製造 一品物製作 全然儲からない 作っていて楽しい 社内技術の維持向上が可能 ・ 宇宙用機器の開発 少量生産（手続き大変） 手間の割に儲からない 宇宙機器を作れることの喜び？ ・ 宇宙用機器で開発された技 術の利用（奨励中） 特殊環境技術の必要性を探る 水素社会での転用の可能性を探る ・ 一般産業で開発した技術の 宇宙機への転用（奨励中） 低コストで高性能化が進む産業機 器の極限環境試験を地域産業と共 に実施（宇宙機への転用を探る） ・ JAXAとの共同開発やコラボ レーションによる、企業の活 性化（促進中） 技術的な問題点等を、JAXAの研究 者やJAXAの設備を使って解決 宇宙関連商品の開発 （共同研究） 宇宙産業による地域振興（環境的観点） ・ 技術開発拠点 現存企業との研究開発の促進 ・ 教育の充実 学校での普及活動 ・ ブランド力の強化 宇宙にちなんだ商品の開発 技術者同士の信頼関係の構築 → 試験機等を提供することで、地元企業 の技術力高さを示す。 地域の産業拠点やベンチャー企業誘致 をめざす。 本物の研究者による、技術の難しさに 秘める面白の伝授 →町を離れた子供たちが、角田市を宣伝 してくれるような自慢の町作り 角田大学を設立をめざす（会津大学？） 角田の名物の創出 → 斬新なアイデアを取り入れた、角田市 の産業を活用した、独自の商品開発。 エンジンビール（炭酸多め？） ロケットニンジン、梅星（もじり系） 産業振興についての課題と展望 • 試験機や供試体の製作 少量生産ですが、ご協力をお願いできませんか？ • 今後の宇宙開発では、民需製品の活用が必要不可欠 現存技術の極限環境試験を一緒にやりませんか？ • 宇宙開発で培った技術のスピンオフ 我々の技術が産業機器に使えないか一緒に考えませんか？ • 宇宙教育の普及 子供に技術の楽しさを伝える事業を共に進めませんか？ （親御さんに理解して頂く事が極めて重要） • ブランド力の強化 角田市の名を全国に轟かせませんか？ 角田市独自の新商品を作ってみませんか？ 地域の発展こそが、日本を支える事は間違いありません。そのためには、皆様の 御協力と行動が必要不可欠です。 角田市の未来、日本の未来、地球の未来のために、 「アイディア」、「ご意見」を頂ければ幸いです。
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