波動エンジン

テンプレート:簡易区別 波動エンジン（はどうエンジン）は、アニメ『宇宙戦艦ヤマトシリーズ』に登場する航宙艦艇用エンジンで、ワープを可能とする能力を持つ。

概要

波動エンジンは、宇宙エネルギーを超光速のタキオン粒子へ圧縮変換して動力とするために通常空間における事実上の無限動力機関であり、同粒子が反動推進剤をも兼ねるために航続距離も無限大である。その能力は光速を超えさせることすら可能であり、地球の科学技術力では不可能であったワープが実現される。地球の航宙艦では初めてヤマトに搭載された。

ただし異次元空間にとらわれた際にはエネルギーを取得できず機能を停止する。

波動エンジンが生み出す高出力エネルギーは、「波動砲」という驚異的な破壊力を持つ兵器も誕生させる。

波動エンジンの性能は、搭載艦の基本性能に直結する。ヤマトが単艦でガミラス帝国に対抗できたのは、敵戦力が全体の一部であったことや、戦術の巧みさと幸運に恵まれたことなどを勘案しても、波動エンジンの高性能によるところが大きい。

波動エンジンは、イスカンダルと同様の技術体系を持つガミラスの航宙艦艇にも採用されている。これは「デスラー砲」が波動砲と同じものと語られていることからも、その事実がうかがえる。

「波動」という用語は、宇宙波動理論ないし次元波動理論という架空の理論に由来し、当作品ほか、戦士の銃のエネルギー源など関連作品でも、超科学的なものを説明する便利なタームとして使われている。

誕生の経緯

波動エンジンの原理に関しては、『宇宙戦艦ヤマト』のメイン製作スタッフの1人である松本零士が自らの弟が通っていた九州大学のつてを頼って当時の理学部教授に波動仮説を提案したところ、「あっても良いと思う」という承諾を経て生み出された大道具であるとされており、実際に初期映画のパンフレットなどでも語られている。

作画にあたってはスタジオぬえの高千穂遙や加藤直之により、詳細な設定資料として描かれることになった。最終原稿を完成したのは、加藤直之と『さらば宇宙戦艦ヤマト 愛の戦士たち』のメカニックデザインを行った宮武一貴である。なお、スタジオぬえのメンバーのヤマト（TV第一シリーズ）に関する見解としては、『S-Fマガジン』の連載「スターシップ・ライブラリー」において、「下に "落ちて" ゆく戦闘艦」「空母から発艦後 "一瞬下に沈む" 艦載機」といった描写は「SFと銘打っているが、SFじゃない」という、内部の一部のスタッフからのサインだ、と書かれている（『スタジオぬえ メカニックデザインブック PART.2 宇宙戦艦編』に再録。p. 178）。

劇中での描写

波動エンジンは、劇中における移動手段としての役割を得ているため、たびたび改造が施されている。各戦役などは、劇中における作品群内の描写を元にしている。なお、本作の元はテレビ番組用シナリオや漫画だが、後に映画・小説・ゲーム・CR機プログラムなどへ展開されたため、作品名は避けて使用個所のみの記述とする。

対ガミラス戦役

西暦2199年、イスカンダルより送られた設計図を基に製造された波動エンジンは、建造途中のヤマトへ据え付けられ、地球史上初の波動エンジン搭載艦が誕生する。

波動エンジンの始動には外部動力が必要であり、必ず補助エンジンを始動してから波動エンジンに点火するというプロセスからして、補助エンジンをスターターとして始動するようである。また、スターターとは別にあらかじめ波動エンジン内へある程度のエネルギーを呼び水や燃料として注入しておかなければ、波動エンジンは始動しない。これは『宇宙戦艦ヤマト』第3話の波動エンジン始動前の沖田十三の台詞からもうかがえる。波動砲を発射した際には波動エンジン内のエネルギーが尽きてしまうため、艦内電源を落として波動エンジン再始動のためのエネルギーをあらかじめ蓄えておかなければならないのは、このためである。いったん始動すれば、波動エンジン内で膨大なエネルギーが生成される。ヤマト初回発進時は、地下都市の残り少ない貴重なエネルギーをヤマトへ回して波動エンジンに注入することで始動した。

始動シークエンスとしては、補助エンジンにエネルギーを注入し、補助エンジン内の圧力が上昇したら動力と接続して補助エンジンを始動後、（おそらく何らかの蓄電・蓄エネルギー装置もしくは補助エンジンもしくは外部から）波動エンジン内へのエネルギー注入を開始。波動エンジンシリンダーへの閉鎖弁を開放し、波動エンジン内へエネルギーが充填されて波動エンジン内の圧力が上昇したら、（おそらく補助エンジンを動力として）フライホイールを始動。回転中のフライホイールを波動エンジンと接続し、（おそらく波動エンジン内〈波動炉心〉に）点火することで波動エンジンは始動する。こういった手順は、レシプロエンジンやジェットエンジンの始動方法と似ている。

波動エンジンの試験運転の時間的余裕を取れないまま出航したヤマトには、ワープ航法や波動砲のテストにより波動エンジンのエネルギー伝導管へ強い負荷がかかり、異常加熱や熔融断裂による機関故障や異常暴走などのトラブルが発生するが、土星の衛星タイタンで採集したコスモナイト鉱石から生成した宇宙合金で補修に目処をつけるなど、確実に自己のものとしていく。

対白色彗星帝国戦役

アンドロメダをはじめ、宇宙戦艦、宇宙巡洋艦、宇宙駆逐艦の主機関となり、技術的にも波動エンジンへ波動エネルギー増幅装置などの独自の改良を加えるほどに進歩する。

対暗黒星団帝国戦役

対白色彗星帝国戦役時の技術蓄積によって、ヤマトの波動エンジンには新開発の波動エネルギー増幅装置「スーパーチャージャー」が装備された。それによって、ヤマトは超長距離ワープと新・波動砲の連続使用が可能となる。以後、補助エンジンをスターターとして使用する必要は無くなっている。

対ガルマン・ガミラス帝国及びボラー連邦戦役

大掛かりな改良は見られない。暗黒星団帝国戦役のような長距離ワープ（約40万光年＝対ガミラス戦役時の約2倍以上の距離を短時間で航行）なども行っていない。また、ガミラス帝国の後継国家であるガルマン・ガミラス帝国の次元潜航艇に波動エンジンが搭載されていることが、劇中の台詞で明言されている。このことからも、ガミラス帝国の航宙艦艇にも波動エンジンが搭載されていたことがうかがえる。

対ディンギル帝国戦役

上記の戦役と同じく、大掛かりな改良は見られない。また、機関の関連人物の活躍はあまり見られない。波動砲は物語冒頭のディンギル艦隊との交戦による被害のために物語中盤まで修理中とされ、戦役中で活躍する場面も極めて少ない。

第3次移民船団護衛時

『宇宙戦艦ヤマト 完結編』から17年後に大改造され、復活。従来は1基の波動炉心で稼働していたが、本作では6基の炉心からなる大波動炉心を備えた構造となった。それに伴い、波動砲には広範囲の敵の撃滅が可能となる6連射機能が備わったが、発射前のエネルギー充填や発射後のエネルギー再充填に時間を要するという弱点も抱えることとなった。

スーパーチャージャーが従来から引き続き採用されているが、以前のものとの能力差などについては言及されていない。

『宇宙戦艦ヤマト2199』における描写

『宇宙戦艦ヤマト』のリメイク作品である『宇宙戦艦ヤマト2199』では、「ロ号艦本イ400式次元波動缶」という型式や「次元波動エンジン」という通称が設定された。正式名称は「次元波動超弦跳躍機関」。

構造

内部構造や製造工程に関する設定が再構築されており、イスカンダルの技術供与により製造された次元波動エンジン単体では起動せず、エンジンの核となる「波動コア」が必要である。これは最後のパーツとしてイスカンダルから送られており、「起動ユニットシリンダー」へ装着したうえで次元波動エンジンの「波動コア・コンジットベイ」内へ組み込むことによって、初めてエンジンの起動が可能となる。波動コアの大きさは220mm×66mm、起動ユニットシリンダーの大きさは650m×330mmと設定されている。旧作と異なり、始動に補助エンジンをスターターとはしないが（下記）、最初の起動には膨大な電力を必要とする。起動後は波動エンジン自らが、再起動用の電力を「パワーキャパシタ（コンデンサ）」に充電し、エネルギーを「量子フライホイール」によって多元運動量の形で保存する。

主機関である次元波動エンジンの内部構造は、前方から、先端に「供給原動機（レーザー核融合炉、次元波動エンジン起動用および主サービス電力供給用）」－「主タービン」－「重力波圧縮室」－「タキオン粒子発振増幅制御装置」－「波動炉心」－「重力波圧縮室」－「圧縮調整室」－「主ノズル」となっている。波動炉心からは前方に向かって3本（上側2本・下側1本）の「伝導管」（1・2・3のナンバー付き）が伸びており、「平滑コンデンサ（付き）全波整流回路」と「強制注入機」を介して、艦首部に位置する「次元波動爆縮放射機（波動砲）」の「シリンダー部」内の「圧力薬室」に繋がっている。「圧力薬室」の後方には「突入ボルト」が位置する。次元波動エンジンの後方下部には、副機関（補助機関）として推進機を兼ねた「供給原動機（艦本式コスモタービン改（74式推進機関）×8基・2軸、核融合推進方式）」が位置し、「波動炉心」と「伝導管」で繋がっている。後方下部の「供給原動機」は、「波動炉心」にエネルギー（電力）を供給する、または、「波動炉心」からエネルギー（電力）を供給される（「補助エンジンに動力伝達」）、のみで、次元波動エンジンの起動自体は、先端の「供給原動機」によって行うと考えられる。

原理

次元波動エンジンは「真空からエネルギーを汲み上げることで莫大なエネルギーを無補給で生み出すことができる、夢の無限機関」とされている。反面、原理に時空が深く関わっているためか、ヤマトが迷い込んだ次元断層など、時空の性質が逆転している空間においては、次元波動エンジンの本来の性質とは正反対に、機関が作動している限りエネルギーが外部へ流出し続けてしまう。

本作では現代物理学の仮説である「M理論」を基に設定が作られている。M理論によると、宇宙は11次元（空間次元10個+時間次元1個）で誕生したが、その後、5次元以上の余剰次元は観測不可能な大きさとなって宇宙全体に重なり合っているとされる。次元波動エンジンは余剰次元を元の大きさへ戻すことができる機関であり、その際、余剰次元に力を及ぼしていた重力が開放されることでマイクロブラックホールが生成され、ホーキング輻射を伴って蒸発するマイクロブラックホールの莫大なエネルギー放射を取り出している。

イスカンダルから技術供与されたものの地球側にとって稼動原理に未解明な部分も多く、ワープ航法による次元波動エンジンのオーバーヒートや、波動砲発射によるコンデンサ溶融などのトラブルが発生するが、土星の衛星エンケラドゥスで採取した希少金属コスモナイト90で補修を行いつつ自家薬籠中の物としていく。

応用

次元波動エンジンから供給されるエネルギー量は既存の地球製機関を遥かに上回っており、この膨大なエネルギーによって「陽電子衝撃砲（ショックカノン）」などの兵器が実用化された。次元波動エンジン運転中は、波動炉心から伸びる伝導管からショックカノンへエネルギー（電力）が分配され供給される。なお、次元波動エンジン停止中でも、非常措置としてバイパスを（おそらく「供給原動機」や「パワーキャパシタ（コンデンサ）」などに）通せば、ショックカノンを「数発は」便宜的に使用可能である。また、次元波動エンジンの基礎理論となる次元波動理論を応用することで「次元波動振幅防御壁（波動防壁）」や「次元波動爆縮放射機（波動砲）」などの新装備も開発された。

その他

ガミラス艦艇も次元波動エンジンと同じ理論に基づく「ゲシュ=タム機関」と呼ばれる機関を搭載している。イスカンダルのユリーシャは波動エネルギーについて星を渡るためのものとしており、波動砲のように武器として応用してはいけないと述べている。その理由に関しては該当する項目に譲る。

その他の作品群における描写

YAMATO2520

波動エンジンは、それを凌ぐ新型の主機関「モノポールエンジン」が発明されるまでの数百年にわたり、主機関の地位を占め続けることになる。セイレーン連邦は、地球連邦よりもモノポールエンジンの実用化に先んじていた。地球連邦側航宙艦艇でモノポールエンジンを搭載したのは、西暦2520年建造の第18代YAMATOからであることがうかがえる（第17代YAMATOまでは、波動エンジンが主機関となっていた。なお、そもそも第18代YAMATOは正規の連邦軍艦船ではなく、セイレーン連邦が支配していた惑星リンボスから主人公らが脱出するために第17代YAMATOのデータを基礎として建造したものである）。

第18代YAMATOでの波動エンジンは、それ自体が推進機であると同時にモノポールエンジン始動の補助機関としても使われる（波動モノポールエンジン）。また、2種類のエンジンを搭載したことによって、波動砲も「プラズマ波動砲」（収束・拡散、波動エンジン）、「モノポール砲」（超波動砲、モノポールエンジン）、それら2つを合わせた「ツインノヴァ波動砲」と撃ち分けられるようになっている。

新宇宙戦艦ヤマト

イスカンダルへの航海から1000年の間にヤマトはグレートヤマトへ進化し、波動エンジンも強力な複合双連へ進化したとされているが、作品の権利を巡る裁判などの影響から、描かれることはなかった。

科学考証補足

波動エネルギー

SF作品中に存在する「宇宙エネルギー」としては、アーサー・C・クラークの作品である『宇宙のランデブー』の劇中における「真空のエネルギー」などがある。物理学的には、リチャード・P・ファインマンについて書かれた作品『ご冗談でしょう、ファインマンさん』（邦訳：岩波書店）でも語られているが、「真空のあわ立ち」によってエネルギーが存在するとされており、研究が行われていた時期もある。宇宙論及び素粒子物理学分野では、ダークエネルギーと呼ばれる宇宙膨張のエネルギーとして観測が行われ、探求が進められている。

波動増幅器

波動エネルギーの増幅方法としては、一番身近にあるものに「レーザー発振」や「メーザー発振」が挙げられる。大阪大学レーザーエネルギー学研究センターに存在する激光XII号レーザーでは、レーザー発振の増幅器を用いることで、核融合を実現するための実験を行っている。また、メーザー発振の場合には波長の振幅が共鳴する場合において、極めて強力な破壊力を有する。破壊力を有するとは、極めて強力なエネルギーを有するということでもあり、材料加工や医療器具として応用されている。

軍事考証

エンジンの出力を直接丸ごと全部、兵器として転用する兵器は、（艦体自体を兵器とする衝角戦を別とすれば）現時点では研究中であり実戦配備はされていない。レールガンやレーザー砲などエンジンが生み出した膨大な電力を使用する兵器がズムウォルト級ミサイル駆逐艦に搭載される計画がある。

波動エンジンの設置方法

主機関の換装は、通常の水上船舶においては、甲板を剥がして、上方からクレーンを用いて船体内から機関を撤去・設置する。これが上部構造物が一杯の軍艦となれば、艦橋や煙突やマストや兵装などの上部構造物を全部撤去しなければならない（そのため機関の換装作業には、数少ないドックを占有し、長い整備期間が必要となるので、滅多に行えない）、が、ヤマト世界の航宙艦艇においては、ヤマト第1作において、既にほぼ完成していたであろうヤマトの艦体に、イスカンダルからの設計図に基づき製造された波動エンジンを、後から搭載したであろうことや、『ヤマトよ永遠に』において、波動エネルギー増幅装置「スーパーチャージャー」付きの新型波動エンジンに換装したことなどから、おそらくジェットエンジンのように、地球製エンジンや波動エンジンなどの円筒形のエンジンは、ノズル前方前縁部分を境に、エンジンと一体となったノズルごと後方へ引き出せるものと推測される。そうであればこそ、艦体の上部構造物と甲板を解体することなく、整備や換装作業を短期間で行うことができるものと考えられる。

なおこの議論は1Gの重力下の場合であって、無重量環境で建造されうる宇宙戦艦にそのまま適用するのもどうかという点は指摘できる。しかし一応、ヤマトについては地球上で建造されているためあてはめることに無理は無いと考えられる。

関連項目

• 宇宙戦艦ヤマトシリーズの登場艦船一覧
• 地球防衛艦隊
• 波動砲
• モノポール

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