観測ロケットS-520-31号機を用いたデトネーションエンジンの世界初の宇宙作動の瞬間
【ポイント】
- 世界初の液体燃料ロケット打ち上げから100周年を記念して、米国航空宇宙学会（AIAA）が選定した100編のロケット推進に関する論文の一つに、名古屋大学の宇宙戦略基金SX研究開発拠点（SX-CRANE）の論文が選定。
世界初の液体燃料ロケット打ち上げから100周年を記念して、米国航空宇宙学会（AIAA）から「100周年を記念する100編の論文」が発表され、名古屋大学（総長 杉山 直）の宇宙戦略基金SX研究開発拠点（SX-CRANE）「デトネーションエンジン・宇宙推進工学革新研究拠点形成」（拠点長 笠原 次郎）が発表した論文が100編目に選定されました。
本学から選定された論文は、以下の観測ロケットを用いたデトネーションエンジン注1）の世界初の宇宙飛行実験に関するものです。
この100編の論文は、ロケット科学および工学に対する不朽の貢献を反映したものです。
【該当論文概要】
（詳細は【論文情報】参照）
タイトル
Space Flight Demonstration of Rotating Detonation Engine Using Sounding Rocket S-520-31
概略
名古屋大学未来材料・システム研究所の推進エネルギー工学研究グループは、宇宙航空研究開発機構、慶應義塾大学、室蘭工業大学との共同研究で、2021 年7 月27 日に観測ロケット S-520-31 号機の第２段を用いてデトネーションエンジンの宇宙飛行実証試験を実施。その後、飛行データの解析を実施し、回転デトネーションエンジンの推力、回転トルク、圧力履歴等から、エンジン作動が安定であったことを確認した。なおエンジンシステムは（株）ネッツ、アビオニクスは明治電機工業（株）が製造した。
【100周年を記念する100編の論文」とは】
1926年3月16日にロバート・H・ゴダード博士によって世界で初めて液体燃料ロケットが打ち上げられてから100周年を記念して、AIAAが、AIAAおよびその前身学会の学術誌アーカイブから厳選したロケット推進に関する論文集を無料（2026年12月末まで）で公開しました。学術誌への掲載は、基礎的な進歩を保存すると同時に、新たなイノベーションを促進するという二重の目的を果たしています。
https://arc.aiaa.org/goddard100
【SX研究開発拠点（SX-CRANE）：デトネーションエンジン・宇宙推進工学革新研究拠点形成とは】
名古屋大学の「デトネーションエンジン・宇宙推進工学革新研究拠点形成」はJAXA宇宙戦略基金事業SX研究開発拠点（SX-CRANE）に2025年に採択されました。デトネーションエンジンは、極めて高い周波数（1〜100kHz 以上）でデトネーション波や圧縮波を発生させることにより燃焼反応の速度を格段に高めることができます。この特性を活用することにより、ロケットエンジンの革新的な軽量化や高性能化が可能となります。同エンジンは、人工衛星の軌道投入を行うキックモータ、宇宙機の軌道変更用エンジン、打上ロケットのエンジンなどの多様な宇宙輸送分野へ応用が可能であり、現在、実用化を視野に入れた研究が日米欧、アジアで活発に行われています。本エンジン研究分野において、名古屋大学は基礎研究を行いつつ、2021年、2024年の2度にわたりJAXAの観測ロケットS-520-31号機、34号機によるデトネーションエンジンの宇宙飛行実証を行って、世界に大きなインパクトを与えてきました。本SX-CRANEの拠点活動では、さらに深い基礎研究を行いつつ、３度目の観測ロケットS-520-36号機の宇宙飛行実証に向けた基礎技術開発で貢献します。また現在、デトネーションエンジンフライトシステム専用の大型実験設備を準備中です。この新たな実験設備により開発を加速し、デトネーションエンジンシステムの世界初の軌道上実証を、連携機関である、慶應義塾大学、静岡大学、室蘭工業大学、崇城大学、東京大学、横浜国立大学、埼玉大学、埼玉工業大学、九州工業大学、株式会社ネッツとともにすすめてまいります。
名大SX-CRANE 採択に関するプレスリリース：
https://www.nagoya-u.ac.jp/info/press/sx.html
【用語説明】
注1）デトネーションエンジン：
デトネーションとは、衝撃波にともなって、化学反応による熱開放が行われる燃焼現象。その伝播速度は、2 km/sにもなるため、可燃性のガスを高速で燃焼させることが可能。回転デトネーションエンジンでは、デトネーションを連続的に伝播させることで、連続的な推力を得ることができる。2重円筒形状の燃焼器の底部でデトネーションを円筒の周方向に伝播させるものが多く研究されてきた。推進剤は、軸方向に噴射され、その反対方向に推力を得ることができる。パルスデトネーションエンジンでは、デトネーションを間欠的に伝播させ、その燃焼後の既燃ガスを排気し、反動を得ることで、間欠的な推力を得ることができる。（↑本文にもどる）
【論文情報】
雑誌名：Journal of Spacecraft and Rockets
論文タイトル：Space Flight Demonstration of Rotating Detonation Engine Using Sounding Rocket S-520-31
著者：K. Goto（名大特任助教）, K. Matsuoka（名大准教授）, K. Matsuyama（名大特任教授）, A. Kawasaki（名大助教）, H. Watanabe（名大助教）, N. Itouyama（名大特任助教）, K. Ishihara（名大博士後期課程院生）, V. Buyakofu（名大博士前期課程学生）, T. Noda（名大博士前期課程学生）, J. Kasahara（名大教授）, A. Matsuo（慶応大）, I. Funaki（JAXA）, D. Nakata（室蘭工大）, M. Uchiumi（室蘭工大）, H. Habu（JAXA）, S. Takeuchi（JAXA）, S. Arakawa（JAXA）, J. Masuda（JAXA）, K. Maehara（JAXA）, T. Nakao（JAXA） and K. Yamada（JAXA） （所属・肩書は掲載時）
DOI: 10.2514/1.A35401
URL: https://doi.org/10.2514/1.A35401
【関連情報】
(1)JAXAプレスリリース「観測ロケットS-520-31号機デトネーションエンジン実験の成果論文が_米航空宇宙学会の「ロケットの歴史100編」に選定」
https://www.isas.jaxa.jp/topics/004289.html
(2)宇宙戦略基金SX研究開発拠点について
https://www.jaxa.jp/press/2025/01/20250131-2_j.html
(3)JAXAプレスリリース「観測ロケットS-520-31号機 打上げ結果について」
https://www.jaxa.jp/press/2021/07/20210727-1_j.html
(4)推進エネルギーシステム工学研究グループWebサイト
http://www.prop.nuae.nagoya-u.ac.jp/index.html
【研究者連絡先】
名古屋大学 未来材料・システム研究所
教授 笠原 次郎 （かさはら じろう）
E-mail: kasahara[at]nuae.nagoya-u.ac.jp
※[at]を@に置き換えてください
