東大 航空宇宙工学の院試過去問｜専門4科目の出題と科目の選び方

東京大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻の修士入試では、専門科目として流体力学・固体力学・航空宇宙システム学・推進工学の4科目が出題され、受験者はそのうち3科目を選んで解きます。 この記事は、航空宇宙工学専攻を受ける人に向けて、2022〜2026年度の5回分（2022〜2024年度は午前・午後の2冊）、142問・200設問の出題を院試Hubの解答原稿から整理したものです。問題番号は公式の問題冊子と同じく、科目ごとの第1問、第2問…で示します。

問題は航空宇宙工学専攻の募集要項ページで過去5年分が公開され、2026年度には専門科目の出題の意図も掲載されています。完全な解答例は確認できません（2026年10月28日確認）。 院試Hubでは、各年度から1問ずつ、計5問の解答を年度別ページで無料公開しています。対象は無料解答の一覧にまとめました。

2027年度の試験科目と時間

2027年度の専攻入試案内書（2026年5月改訂）によると、修士課程の試験はTOEFLの公式スコア、一般教育科目の数学、専門科目、口述試験からなり、原則として口述試験を含むすべての科目の受験が必要です。募集人員は37人で、日程は次のとおりでした。

この日程は2026年に実施済みです。次の年度の条件は、新しい入試案内書で確認してください。数学の形式と過去問は工学系研究科の数学のガイドにまとめています。

過去の問題冊子の形式

2025・2026年度の専門科目は8時30分〜11時30分の1冊で、2026年度の表紙では4科目中3科目を選んで解答するよう指示されています。解答用紙は3枚で、1科目に1枚を使います。 2022〜2024年度は、午前（9時〜12時）と午後（13時30分〜16時30分）の2冊があり、どちらの冊子でも4科目から3科目を選ぶ形式でした。過去問を6時間分そのまま解くより、午前か午後の1冊を3時間で解くほうが、現在の形式に合っています。

2022〜2026年度の出題テーマ

各科目は、一つの題材について第1問から順に設問が続く構成です。下の表は、院試Hubの解答原稿の見出しから各科目の題材をまとめ、括弧に問の数を添えたものです。

流体力学は圧縮性と粘性

圧縮性流れは5回すべてに出ています。2022年度午後の移動衝撃波、2023年度午後のラバルノズル、2024年度午後の遷音速翼と移動衝撃波、2025年度の超音速のピトー管、2026年度の断熱円管です。粘性流れも、境界層（2022年度午前、2024年度午前）と円管の層流（2026年度）で出ました。 2026年度の出題の意図は、空気力学における粘性と圧縮性の理解を重視していると説明しています。

固体力学ははりが中心

はりの曲げ・座屈・振動が中心で、2023年度午前、2024年度午前、2025年度、2026年度に出ています。補強材と薄板からなる構造（2024年度午後、2025年度）、材料の弾塑性と破断（2022年度、2023年度午後）もあります。2026年度の出題の意図には、梁の変形、振動、座屈に関する問題を出題したと書かれています。

航空宇宙システム学は運動方程式から制御へ

運動方程式から伝達関数や安定性へ進む制御の問題が、2022年度午後、2023年度午前、2025年度、2026年度に出ています。剛体の姿勢運動とオイラーの運動方程式（2024年度の両冊、2025年度）、軌道（2022年度午前、2023年度午後）もあり、どの年度も、対象の運動を式で表す設問から始まります。

推進工学は熱サイクルだけではない

熱サイクルとロケットの問題（2022年度午後、2023年度午前、2024年度午後、2025年度）と、機械力学・電磁気学の問題（2022年度午前の撃力と転がり、2023年度午後のロータの振れ回り、2024年度午前の振動型ジャイロ、2026年度のテザー）の両方が出ています。 2027年度の入試案内書も、推進工学の範囲を機械力学・熱力学・電磁気学としています。2024年度午前については、院試Hubの解答原稿に、科目名は推進工学でも扱うのは箱に固定した2自由度の振動子だという注記があります。

科目の選び方と失点しやすい箇所

選ぶ3科目は、各科目の第1問で決める

各科目は前の問の結果を後で使います。2026年度の流体力学は第1問の層流解を第2問の摩擦係数に使い、第3問で同じ円管の圧縮性流れへ進みます。2025年度の航空宇宙システム学は、第1問の慣性テンソルを第2問のオイラーの運動方程式で使います。 最初の問で式を立てられないと、その科目全体が止まります。冊子を開いたら4科目の第1問を先に読み、式が立つ3科目を選びます。専門科目は3時間で3科目なので、1科目あたり約1時間です。

以下は、院試Hubの解答原稿が各設問の山場や誤答例として取り上げた箇所です。完全な解答は年度別ページと解答PDFにあり、ここでは最初の一手と、答えがずれる典型を示します。

2026年度流体力学：円管の平均速度と、摩擦のある断熱流れ

2026年度の流体力学第1問（無料公開）は、円管の中に同軸の円柱を考え、圧力と粘性力の釣り合いからせん断応力を求めます。圧力は断面積に、せん断応力は側面積に掛かります。側面積を断面積と取り違えると、中心でも応力が消えない分布になります。 断面平均速度を半径について単純に平均すると、中心速度の2/3という誤った値になります。正しくは円周の長さで重みを付けた面積平均で、中心速度の1/2です。

第3問は、断面一定・断熱の管で摩擦がある圧縮性流れ（ファノ流れ）です。断熱でも摩擦があれば等エントロピーではなく、等温流れの関係も使えません。亜音速の流れは摩擦で加速してマッハ数1に近づくので、「摩擦があれば速度は落ちる」と考えると枝を取り違えます。

2025年度流体力学第3問：超音速のピトー管は衝撃波を通す

2025年度の流体力学は、ピトー静圧管を低速、圧縮性、超音速の順に扱います。超音速の流れを自由流から等エントロピー的に止めると、全圧を高く見積もります。管の前にできる垂直衝撃波を先に通し、その後のよどみ点までを等エントロピーとして扱うのが、レイリーのピトー管の式の組み立てです。 衝撃波の後の静圧を自由流の静圧と取り違える誤りや、二つの圧力比を掛けずに足す誤りも、数値を代入すると見分けられます。

2025年度固体力学第2問：荷重倍数2は上向き加速度 g

2025年度の固体力学は、引き起こし中の機体を、一様な慣性力と中央の揚力を受けるはりとして扱います。水平時に荷重倍数が2なら上向きの加速度は g で、重力と慣性力を合わせた下向きの分布荷重は重量の2倍です。 加速度を 2g として重力に足すと3倍、慣性力を落とすと半分になり、せん断力と曲げモーメントがそのままずれます。

2025年度航空宇宙システム学第3問：比例制御に何を足すか

2025年度の航空宇宙システム学第3問は、衛星の一つの軸の姿勢を比例制御する問題です。比例制御だけでは閉ループの極が虚軸上に並び、振動が続きます。極を ±1 とするのは、平方根を取るときに虚数単位を落とした誤りです。 設問3は、積分と微分のどちらを足すかを特性式で比べます。微分を足すと減衰が付いて安定になりますが、積分を足した三次の特性式は s² の係数が0なので、安定の必要条件を満たしません。係数がすべて非負だから安定、という判断はこの問題で反例になります。

2026年度推進工学第3問：振動まで含めた最小張力

2026年度の推進工学は、テザーで結んだ親衛星と子衛星に推力を加えたときの運動です。第3問は、逆向きの推力でテザーがたわまない条件を求めます。ひもは圧縮力を伝えられないので、運動方程式で消した初期張力を戻し、振動の間に全張力が負にならない条件を調べます。 推力を加えた後は伸びが振動するため、定常の張力だけで判断すると、許容範囲を2倍に広げてしまいます。

2022年度午後の推進工学：三段圧縮の比仕事を最大にする圧力比

2022年度午後の推進工学は、中間冷却を入れた三段圧縮とタービンからなるサイクルの比仕事と熱効率です。完全な中間冷却で各段の入口温度が同じなら、三段の温度比を等しく分けたときに圧縮仕事が最小になり、相加平均と相乗平均の関係で示せます。 そのうえで全体の圧力比を選びますが、単段圧縮で比仕事を最大にする条件をそのまま流用すると、三段の場合とは別の圧力比を答えてしまいます。比仕事を最大にする条件と熱効率を最大にする条件も別なので、設問がどちらを求めているかを先に確かめます。

2023年度午前の固体力学と、2022年度午前の推進工学

2023年度午前の固体力学第1問（無料公開）は、表板が軸力を、芯材がせん断を受け持つサンドイッチはりです。表板1枚の軸力を求める式に2枚分の断面を入れると、後の曲げ剛性まで2倍になります。

2022年度午前の推進工学は、軸対称の物体に撃力を加え、直後から滑らずに転がる高さを求めてから、滑りが止まるまでの運動と段差の乗り越えへ進みます。一般教育科目「物理学」の2025年度第1問（無料公開）は、一様な球で同じ流れをたどる問題です。 航空宇宙工学専攻の受験では物理学を受けませんが、撃力の腕の取り方と、段差の角のまわりの角運動量の使い方を確かめる練習に使えます。

科目別の練習と参考書

4科目のうち3科目を選ぶ試験なので、得意な3科目を仕上げたうえで、残りの1科目も第1問を書ける程度に準備しておくと、当日の選択に余裕ができます。科目ごとに、過去問で多い題材と練習することをまとめます。

参考書は、過去問で止まった論点を確かめるために使います。衝撃波、ノズル、摩擦のある管内流れ、ピトー管の式は J. D. Anderson『Modern Compressible Flow』（McGraw-Hill）で、伝達関数と安定判別は杉江俊治・藤田政之『フィードバック制御入門』（コロナ社）で確認できます。 材料力学・流体力学の難所は4力学の院試対策、運動方程式から伝達関数へ進む手順は制御工学の院試対策にもまとめています。

無料解答と解答PDFの使い方

次の5問は、年度別ページで解答と考え方を無料で読めます。自分で解いた後に、最終答だけでなく、符号の規約や成立条件をどこで決めたかまで照合してください。

販売している解答・解説PDFは、2022〜2026年度の5回分、142問・200設問を表紙込み205ページの1冊にまとめたもので、価格は2,880円です。選ばなかった科目も含めて全科目を収録し、2022〜2024年度は午前・午後の両冊を扱います。 各設問で定義・公式と成立条件、導出、当てはめ、結果の確認、具体的な誤式を説明しています。問題本文と原図は収録していないので、公式の問題PDFと並べて使います。

演習では、1冊を3時間で解いて3科目分の答案を書きます。終わったら、選ばなかった科目の問題も解説で解き方を確かめ、本番で選べる科目の候補を増やします。収録しているのは2022〜2026年度で、2026年に実施された2027年度の問題は入っていません。

日程・募集人員・英語の条件は東大工学系の入試情報にまとめています。同じく数学と専門科目で選抜する機械工学専攻のガイドも、試験の組み立てを比べるときに使えます。