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航空宇宙とは、大気と宇宙空間に関わる技術と産業を総称するものです。航空宇宙活動は非常に多様で、商業、産業、軍事など様々な用途があります。航空宇宙工学は、航空学と宇宙航行学から成ります。航空宇宙組織は、航空機と宇宙船の両方の研究、設計、製造、運用、保守、修理を行っています。[ 1 ]
宇宙と大気の境界は、空気密度が低すぎて、軌道速度を超えずに揚力を発生させる物体が意味のある揚力を発生させることができないという物理的説明に基づき、地上100キロメートル（ 62.1マイル）上空であると提案されている。この境界はカルマン線と呼ばれている。[ 2 ]
ほとんどの工業国では、航空宇宙産業は官民連携によって成り立っています。例えば、米国航空宇宙局（NASA ）、欧州宇宙機関（ESA）、カナダ宇宙庁（CSA）、インド宇宙研究機構（ISRO）、宇宙航空研究開発機構（JAXA）、ロシア宇宙庁（ロスコスモス）、中国国家航天局（CNSA）、パキスタン宇宙庁（ SUPARCO ）、イラン宇宙庁（ ISA ）、韓国航空宇宙研究院（KARI）など、政府が資金提供する民間宇宙開発計画を持つ国がいくつかあります。
これらの公共宇宙開発計画に加え、多くの企業が宇宙船や人工衛星などの技術ツールや部品を製造しています。宇宙開発計画に関わっている著名な企業には、ボーイング、コブハム、エアバス、スペースX、ロッキード・マーティン、RTXコーポレーション、MDA、ノースロップ・グラマンなどがあります。これらの企業は、航空機の製造など、航空宇宙分野の他の領域にも携わっています。
現代の航空宇宙は、1799年にエンジニアのジョージ・ケイリーによって始まった。ケイリーは「固定翼と水平尾翼および垂直尾翼」を備えた航空機を提案し、現代の飛行機の特徴を定義した。[ 3 ]
19世紀には、英国航空協会（1866年）、アメリカロケット協会、航空科学研究所が設立され、航空学はより本格的な科学分野となった。[ 3 ] 1891年にキャンバー翼を導入したオットー・リリエンタールのような飛行家は、グライダーを使って空力解析を行った。[ 3 ]ライト兄弟はリリエンタールの研究に興味を持ち、彼の著作をいくつか読んだ。[ 3 ]彼らはまた、飛行家であり『飛行機械の進歩』（1894年）の著者であるオクターブ・シャヌートからもインスピレーションを得た。 [ 3 ]ケイリー、リリエンタール、シャヌート、その他の初期の航空宇宙技術者による予備的な研究が、1903年12月17日にノースカロライナ州キティホークでライト兄弟による初の動力持続飛行をもたらした。
戦争とSFは、コンスタンチン・ツィオルコフスキーやヴェルナー・フォン・ブラウンといった科学者や技術者に、大気圏外飛行の実現という目標を与えた。第二次世界大戦は、ヴェルナー・フォン・ブラウンがV1ロケットとV2ロケットを開発するきっかけとなった。
1957年10月のスプートニク1号の打ち上げは宇宙時代の幕開けとなり、1969年7月20日にはアポロ11号が有人月面着陸を初めて達成した。[ 3 ] 1981年4月にはスペースシャトル・コロンビアが打ち上げられ、軌道宇宙への定期的な有人アクセスが始まった。軌道宇宙における持続的な人間の存在は1986年の「ミール」から始まり、「国際宇宙ステーション」によって継続されている。[ 3 ]宇宙の商業化と宇宙旅行は、航空宇宙のより最近の特徴である。
航空宇宙製造業は、「航空機、誘導ミサイル、宇宙船、航空機エンジン、推進装置、および関連部品」を製造するハイテク産業です。[ 4 ]この産業の大部分は政府関連業務に特化しています。米国政府は、各オリジナル機器メーカー（OEM）に商用および政府機関（CAGE）コードを割り当てています。これらのコードは、航空宇宙産業における各メーカー、修理施設、およびその他の重要なアフターマーケットベンダーを識別するのに役立ちます。
米国では、国防総省と米国航空宇宙局(NASA) が航空宇宙技術と製品の最大の消費者です。その他には、非常に大きな航空業界があります。航空宇宙産業は、2006 年に 472,000 人の賃金労働者と給与労働者を雇用していました。[ 5 ]これらの雇用のほとんどはワシントン州とカリフォルニア州にあり、ミズーリ州、ニューヨーク州、テキサス州も重要です。米国の主要な航空宇宙メーカーは、ボーイング、ユナイテッド・テクノロジーズ・コーポレーション、スペースX、ノースロップ・グラマン、ロッキード・マーティンです。有能なアメリカ人従業員が高齢化して退職するにつれて、これらのメーカーは労働力不足の拡大に直面しています。産業部門に新しい労働者を供給するために、航空宇宙共同徒弟制度協議会 (AJAC) のような徒弟制度プログラムが、ワシントン州のコミュニティカレッジや航空宇宙企業と協力しています。
世界の民間航空宇宙産業の重要な拠点としては、北米ではワシントン州（ボーイング）、カリフォルニア州（ボーイング、ロッキード・マーティンなど）、カナダのケベック州モントリオール（ボンバルディア、プラット・アンド・ホイットニー・カナダ）、ヨーロッパではフランスのトゥールーズ（エアバス） 、ドイツのハンブルク（エアバス） 、ラテンアメリカではブラジルのサン・ジョゼ・ドス・カンポス（エンブラエル）、メキシコのケレタロ（ボンバルディア・エアロスペース、ゼネラル・エレクトリック・アビエーション）、メキシコのメヒカリ（ユナイテッド・テクノロジーズ・コーポレーション、ガルフストリーム・エアロスペース）などが挙げられる。
欧州連合では、エアバス、サフラン、タレス、ダッソー・アビエーション、レオナルド、サーブABといった航空宇宙企業が世界の航空宇宙産業と研究開発活動の大きな割合を占めており、欧州宇宙機関は航空宇宙技術と製品の最大の消費者の1つとなっている。
インドでは、バンガロールは航空宇宙産業の一大中心地であり、ヒンドゥスタン航空機会社（HAL）、国立航空宇宙研究所（NAL）、インド宇宙研究機関（ISRO）の本部が置かれている。インド宇宙研究機関（ISRO）は、2008年10月にインド初の月周回探査機「チャンドラヤーン1号」を打ち上げた。
ロシアでは、オボロンプロムや統一航空機製造会社（ミコヤン、スホーイ、イリューシン、ツポレフ、ヤコブレフ、そしてベリエフを含むイルクートを傘下に持つ）といった大手航空宇宙企業が、この業界における世界的な主要プレーヤーとなっている。かつてのソビエト連邦もまた、主要な航空宇宙産業の本拠地であった。
英国は自国の旅客機や軍用機を製造することで、大規模な航空宇宙産業を維持しようと試みてきたが、現在では主に欧州大陸の企業との協力体制に頼っている。また、米国などからも輸入を行っている。しかし、BAEシステムズのような大手企業は、完成機、航空機部品、サブアセンブリ、サブシステムを欧州をはじめとする世界の他のメーカーに供給している。
カナダはかつて、ジェット戦闘機などの独自設計機（例えばCF-100戦闘機）を製造していたが、現在ではこれらのニーズを満たすために米国やヨーロッパからの輸入に頼っている。しかし、カナダは現在でも一部の軍用機を製造している。また、1950年代後半に開発されたアブロ・カナダCF-105アローも特筆すべき機体である。この超音速戦闘迎撃機は1959年に開発中止となり、物議を醸した。
フランスは自国の空軍と海軍向けに戦闘機を製造し続けており、スウェーデンも特に中立国としての立場を維持するために、スウェーデン空軍向けに戦闘機を製造し続けている（サーブABを参照）。他のヨーロッパ諸国は、パナビア・トーネードやユーロファイター・タイフーンなどの戦闘機を共同開発するか、米国から輸入している。
パキスタンは航空宇宙工学産業が発展途上にある。国立工学科学委員会、カーン研究所、パキスタン航空複合施設は、この分野の研究開発に携わる主要機関である。パキスタンは誘導ロケット、ミサイル、宇宙船の設計・製造能力を有している。カムラ市にはパキスタン航空複合施設があり、複数の工場が集まっている。この施設はMFI-17、MFI-395、K-8、JF-17サンダー戦闘機の製造を担っている。パキスタンは武装型および非武装型の無人航空機の設計・製造能力も有している。
中華人民共和国では、北京、西安、成都、上海、瀋陽、南昌が航空宇宙産業の主要な研究開発・製造拠点となっている。中国は軍用機、ミサイル、宇宙船の設計、試験、製造において高度な能力を培ってきた。1983年に実験機である上海Y-10の開発が中止されたにもかかわらず、中国は民間航空宇宙産業の発展を続けている。
航空機部品業界は、航空宇宙製造部門からの中古または使用済み航空機部品の販売から生まれました。米国では、部品ブローカーや再販業者が従わなければならない特定のプロセスがあります。これには、認定修理工場を利用して部品をオーバーホールし、「タグ付け」することが含まれます。この認証により、部品がOEM仕様を満たすように修理またはオーバーホールされたことが保証されます。部品がオーバーホールされると、その価値は航空宇宙市場の需給によって決定されます。航空会社が航空機を地上に留め置くと、航空機を運航に戻すために必要な部品は非常に貴重なものになります。これが特定の部品の市場を牽引する可能性があります。航空機部品の商品販売を支援するオンラインマーケットプレイスがいくつかあります。
航空宇宙・防衛産業では、20世紀末から21世紀初頭にかけて大規模な統合が行われた。1988年から2011年の間に、世界中で6,068件以上の合併・買収が発表され、その総額は6,780億米ドルに達した。[ 6 ]最大の取引は以下の通りである。
航空宇宙では複数の技術と革新が使用されており、その多くは第二次世界大戦の頃に開拓されたものである。[ 11 ]
機能安全とは、システムまたは機器の一般的な安全性の一部を指します。これは、システムまたは機器が危険、リスク、損傷、または傷害を引き起こすことなく、適切に操作できることを意味します。
機能安全は航空宇宙産業において極めて重要であり、妥協や怠慢は許されません。この点において、欧州航空安全機関（ EASA） [ 12 ]などの監督機関は、厳格な認証基準で航空宇宙市場を規制しています。これは、可能な限り最高のレベルの安全性を達成し、確保することを目的としています。アメリカのAS 9100規格、欧州市場のEN 9100規格、アジアのJISQ 9100規格は、特に航空宇宙産業を対象としています。これらは、航空宇宙機の機能安全に関する規格です。そのため、一部の企業は、適切な規制への準拠を確保し証明するために、機体およびスペアパーツの認証、検査、検証、試験を専門としています。
スピンオフとは、NASA が作成したコーディングや製品から直接派生し、別の目的のために再設計された技術を指します。[ 13 ]これらの技術革新は航空宇宙産業の主要な成果の 1 つです。スピンオフ技術によって、コンピュータや携帯電話などの収益が 52 億ドルも生み出されています。[ 13 ]これらのスピンオフは、医療、輸送、エネルギー、消費財、公共の安全など、さまざまな分野で応用されています。[ 13 ] NASA は、資金がどのように使われているかを強調するために、前述の分野における多くの具体的な製品と利点に関する「スピンオフ」という年次報告書を発行しています。[ 14 ]例えば、この出版物の最新版である「スピンオフ 2015」では、内視鏡が航空宇宙の成果から派生した医療技術の 1 つとして取り上げられています。[ 13 ]このデバイスは、入院期間を短縮する低侵襲手術によって合併症を減らすことで、より正確で費用対効果の高い神経外科手術を可能にします。 [ 13 ]「これらのNASAの技術は、企業や起業家にそれぞれの業界で競争上の優位性を与えるだけでなく、商業月着陸船のような新興産業の形成にも役立っています」とダニエル・ロックニーは述べた。[ 15 ]