【日本のスクラムジェットエンジン開発に新成果】マッハ5以上の極超音速機の実現へ前進（スペースチャンネル）

日本が開発を進める次世代技術「極超音速誘導弾」の実現に向けて、新たな研究成果が明らかになりました。

2026年11月に開催された「防衛装備庁技術シンポジウム2026」では、航空装備研究所が「スクラムジェットエンジン」の最新の研究成果を発表しました。

特に注目されるのが、マッハ5以上の極超音速飛行に必要な推力性能に見通しが得られたことに加え、2025年の燃焼試験で、エンジンの長時間作動を可能にする冷却技術にも成果が得られたという点です。

この技術は将来、宇宙と地球を往復する「スペースプレーン」の開発にも役立つ可能性があります。果たして、スクラムジェットエンジンとは、どのような技術なのでしょうか。

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マッハ5以上で飛行！スクラムジェットエンジンとは？

極超音速旅客機構想図©JAXA

極超音速とは、音速の5倍以上という極めて高い速度を意味します。その実現に欠かせないのが、「スクラムジェットエンジン」と呼ばれる特殊なエンジンです。

一般的なジェットエンジンとは異なり、スクラムジェットエンジンは、機体へ流れ込む高速の空気を利用して圧縮し、超音速の気流の中で燃料を燃焼させる仕組みとなっています。複雑な圧縮機を必要とせず、マッハ5以上の極超音速領域でも効率よく推力を発生させることが期待されています。

防衛装備庁では、2019年度から「極超音速誘導弾要素技術の研究」を進めてきました。

スクラムジェットエンジンの開発では、極めて短い時間で燃料を燃焼させることと、高温になるエンジンを効率的に冷却することが、大きな技術的課題となっています。

エンジン内部では空気が超音速で流れているため、燃焼器を通過する時間は1000分の1秒以下になる場合もあります。この短時間で燃料と空気を混合し、安定して燃焼させる必要があるのです。

スクラムジェットエンジンの試験風景©防衛装備庁

そこで、JAXAの試験設備を利用し、実際の極超音速飛行に相当する気流を再現した燃焼試験が行われました。2023年12月の試験では、エンジン内部の圧力変化や燃焼状態を観測し、安定した燃焼を確認しました。

さらに、試験結果と数値解析、風洞試験を組み合わせてエンジンの推力と機体の空気抵抗を比較したところ、エンジンの始動条件と巡航条件の両方で、推力が空気抵抗を上回る可能性が確認されました。これにより、スクラムジェットエンジンを利用した極超音速飛行の実現に、技術的な見通しが得られたのです。

2025年の試験で新成果！燃料を使ってエンジンを冷却

スクラムジェットエンジンの試験風景©防衛装備庁

そして、今回の発表で特に注目されるのが、2025年12月に実施された燃焼試験の成果です。

スクラムジェットエンジンは、極超音速飛行によって内部が非常に高温になるため、長時間作動させるには冷却技術が欠かせません。そこで研究されているのが、「再生冷却」と呼ばれる技術です。

これは、燃料を燃焼させる前にエンジン内部の冷却流路へ流し、高温になった壁面から熱を吸収させるという仕組みです。さらに、加熱された燃料のエネルギーを利用してタービンを回し、燃料を供給する「ターボポンプ」も組み込まれています。

2025年12月の燃焼試験では、こうした冷却機構や燃料供給装置を備えたエンジンシステムを使用し、冷却性能と燃焼性能を評価しました。その結果、冷却流路を流れる燃料の温度について、実測値と予測値が非常によく一致することが確認されました。

これにより、ジェット燃料を利用した再生冷却によって、長時間作動可能なスクラムジェットエンジンが成立する見通しが得られたとしています。防衛装備庁では、こうした研究成果を今後の極超音速誘導弾の開発へ反映させ、実用化に向けた研究を加速させる方針です。

将来は「スペースプレーン」への応用も期待？

スペースプレーン構想図©JAXA

今回研究が進められているスクラムジェットエンジンは、防衛分野だけでなく、将来的には宇宙開発にも応用できる可能性があります。

その一つとして考えられるのが、「スペースプレーン」と呼ばれる宇宙輸送システムです。スペースプレーンとは、航空機のような形状を持ち、地球の大気圏と宇宙空間を行き来することを目指す宇宙機です。

通常のロケットは、燃料とともに燃焼に必要な酸化剤も搭載する必要があります。一方、スクラムジェットエンジンは、大気中の酸素を取り込んで燃焼に利用できるため、大気圏内での高速飛行に必要な推進剤の搭載量を減らせる可能性があります。

この特性を利用できれば、将来の宇宙輸送システムの効率向上につながるかもしれません。ただし、スクラムジェットエンジンは空気を利用するため、真空の宇宙空間では作動できません。そのため、宇宙まで到達するには、ロケットエンジンなど別の推進方式と組み合わせる必要があります。

また、地球周回軌道へ到達するにはマッハ5を大きく超える速度が必要であり、極超音速飛行時の熱対策やエンジンの切り替えなど、克服すべき課題も数多く残されています。

それでも、スクラムジェットエンジンの燃焼技術や冷却技術が進歩することで、将来の航空宇宙分野にも役立つ可能性があるでしょう。

皆さんは、日本が開発を進めるスクラムジェットエンジンの技術が、将来のスペースプレーンや新たな宇宙輸送システムの実現につながると思いますか？ぜひコメントお待ちしています。