航空宇宙工学とは? 大学で学ぶことや就職先は?

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航空宇宙工学の概要・理念

1903年にライト兄弟が動力飛行に初めて成功して依頼、今日まで航空機は進化を続けています。

大気圏内を飛ぶ航空機だけでなく、宇宙空間へ打ち上げるロケットや有人宇宙往還機、人工衛星、宇宙ステーションなど、人類の挑戦は宇宙へと広がっています。

航空宇宙工学では、こうした飛行機やロケットなど、大気圏内や宇宙空間で働く機械について研究します。

動力となるエンジンはもちろんのこと、空気の抵抗や流れ方、機体をどのような材料でどんな構造にするか、制御システムをどうするかなど、地上とは異なる厳しい環境下で故障なく動き続けるには、考えなくてはならないことが数多くあります。

極めて高い速度や高熱、低温、真空状態といった過酷な条件下に耐えうる材料の開発や、堅固な設計を行う知識や技能が求められるのです。

近年では航空機の性能がますます向上し、飛行速度がロケットに近づいているため、航空工学においても宇宙工学の知識が求められることがめずらしくなくなっています。

こうした背景から、航空宇宙工学として総合的に研究が進められるケースが増えているのです。

航空宇宙工学で学ぶこと

航空宇宙工学の研究の土台となるのは数学物理学化学です。

基礎知識としてこれらの要点を学びながら、基礎科目である材料工学や流体力学、構造力学、熱力学などを学んでいきます。

専門科目になると、ジェットエンジンの構造などを学ぶロケット工学や、実際に機体を生産する上で必要となる知識について学ぶ機体生産技術といった科目を履修します。

必要に応じてフライトシミュレーターを使った実習を行ったり、実際に機体を作って飛ばしたりと、実習や実験を通じて検証することも少なくありません。

このように、理論や知識に留まらず、実際に機体を設計・生産することを想定して研究を進めるのが、航空宇宙工学の大きな特徴の1つと言えるでしょう。

航空宇宙工学の大学での授業科目の例

流体力学

流体の静止状態や運動状態での性質を研究することを通じて、航空工学の基礎となる知識を習得します。

構造力学

力学を応用し、航空機などの構造物の設計にあたって必要となる解析について研究します。

制御工学

入力に対する出力を制御する手法について学び、ものを操ることに関する基本的な知識を学びます。

ロケット工学

ロケットの推進力や軌道に保つ場合の制御方法について研究し、ロケットの開発に役立てます。

機体生産技術

航空機などの機体を実際に生産する場合に使用する材料や部品の生産、組立の手法などを包括的に学びます。

航空宇宙工学のレポート・テーマの例

航空宇宙工学で扱われる研究対象は、航空機やロケットなど大型のものがほとんどです。

実際に機体を制作するなどして実験する場合もあるため、緻密な計算と数値シミュレーションを重ねて根気よく理論を構築していく粘り強さが求めらます。

  • ・人力飛行機を利用したソーラープレーンの設計
  • ・クアッドロータのシミュレーションモデル構築
  • ・火星飛行機実証実験機の制御系設計
  • ・エアラインの運航計画策定システムの構築
  • ・ハイブリッドロケット用固体燃料の改良

航空宇宙工学と関連する学問

航空機やロケットを構成する材料を検討して選定する上で、材料工学の知識は欠かせないものとなります。

材料工学の中でも機体に用いることで優れた効果が期待できると考えられる材料についての知識は詳細にわたって学びますので、材料工学との関連性は極めて高いと言えます。

また、機体を設計する上で用いる知識や技能のほとんどは、電気工学機械工学と深く関わっています。

こららの知識を応用しながら、航空機やロケットへと具現化していくのが航空宇宙工学なのです。

航空宇宙工学を学んで就職に有利な業界・仕事

多くの人が大学院へ進学したのち、航空宇宙工学を研究したことで得た知識や技能を生かせる職業に就きます。

航空機メーカーや航空会社といった航空機に関わる業界や、宇宙開発に関わる企業や研究所で専門職として就業する人もいます。

そのほか、メーカーで宇宙関連の機器の設計や製造に関わったり、ロボットや自動車、電気機器、精密機器を製造するメーカーでエンジニアとして働くケースもあります。

航空宇宙工学の研究に取り組むことができる大学そのものが限られているため、この分野の研究に関する専門知識を持つ人材は多くの業界で重宝され、専門職として活躍する上で有利になることはほぼ間違いないと考えられます。

宇宙開発の分野では、これまでアメリカやロシアが先陣を切ってきた経緯がありましたが、近年では中国がこの分野における存在感を増しています。

高度な専門知識を持つ人材は海外からオファーを受ける可能性もありますので、海外勤務やグローバル企業での活躍といった道も想定されます。

航空宇宙工学の知識は人生でどう役立つ?

宇宙開発においては、イトカワやリュウグウといった小惑星の探査が記憶に新しいところです。

近年では民間のベンチャー企業が人工衛星を打ち上げたり、ロケット実験に成功したりと、宇宙は確実に私たちにとって身近な存在になりつつあります。

しかしながら、宇宙にはまだまだ人類が知り得ない世界が広がっていると考えられていますので、今後さらに研究が進み、解明されていく余地が至るところに残されています。

これまで知られていなかった宇宙の姿がしだいに明らかになっていく時代を、私たちは生きていくことになるかもしれないのです。

航空宇宙工学で学んだ知識が、こうしためざましい進歩の一翼を担っていくことになるのは間違いないでしょう。