水素エンジン

皆さんこんにちは！

今日は、航空機のジェットエンジンに代わる水素エンジンについて紹介していきます。

ＧＫＮ　エアロスペース

まずは、航空機用の水素エンジンを開発している企業を紹介します。

イギリスの航空用エンジンを開発製造している会社でＧＫＮエアロスペース社です。

他に航空機、誘導ミサイルおよびロケットエンジンを開発製造しています。

かつてはボルボ・エアロ（Volvo Aero）としてボルボグループの一部でしたが、

2012年にGKNグループに買収されました。

12 か国の 38 の製造拠点で、世界の航空機およびエンジン メーカーの 90% 以上

にサービスを提供しています。ロッキード・マーチン社のＦ35ライトニングⅡの

エンジンも製造しています。また、大型航空機の胴体部分に使われている複合素材

も開発製造しています。

H2Gear 水素推進プログラム

ＧＫＮエアロスペース社は、中距離民間航空機の水素推進用の 3 つの重要なエンジン

サブシステムの技術ソリューションを開発するスウェーデンの共同プログラムを主導

し始めました。280 万ドルの H2Jet プロジェクトは 7 月 14 日に発表され、スウェ

ーデン エネルギー庁、チャルマーズ工科大学、ルンド大学、KTH 王立工科大学、

ユニバーシティ ウェスト、スウェーデン研究所 (RISE) と協力する航空機システム

およびコンポーネント製造グループが共同で開発しています。

水素エンジンの仕組みはこうです。

水素システムは、直接燃焼 (H2Jet 作業の焦点) または燃料電池を使用して船内電力

を生成することによって電力を生成します。

これは、ヨーロッパのアリアン ロケット ランチャーの水素技術を元にしたものです。

アリアンスペース社が開発したアリアン5 ロケットは、大型の衛星を打ち上げる能力

を備えた、世界最大級の打上げロケットです。1997年10月に初の打上げに成功し、

1999年12月には初の運用フライトに成功しています。

アリアン5 ES-ATVロケット ©ESA

水素エンジン自動車

トヨタの水素エンジン車ミライの仕組みです。

燃料電池は水素を酸素と結合させて電気を取り出しているのに対し、燃焼によって

酸素と結合させ熱エネルギーとして取り出すのが水素エンジンの原理です。

エンジン自体の仕組みは通常のガソリンエンジンとほぼ変わりません。空気と水素

を混ぜて圧縮し、そこにスパークプラグで火を付ければ爆発的な燃焼が起こります。

開発の拡大

GKN エアロスペース社は、スペシャリスト パートナーである Filton Systems

Engineering (FSE) および Fabrum との新しい提携を通じて、水素動力航空機の

開発への取り組みを拡大しています。

燃料、空気、油圧、不活性化、およびエンジン システムを設計する英国を拠点と

するFSE は、高温および低温燃料試験施設をアップグレードし、気体および液体

水素技術の両方を開発しました。

 H2Gear チームは、来年までに技術準備レベル (TRL) 4 を達成し、極低温電気

モーターと燃料電池のテストを完了するよう努めています。翌年には、プログラム

がTRL5に到達するにつれてサブシステムの詳細設計とテストが開始され、2025年

には完全なシステムレベルの推進システムの地上でのテストで作業の集大成となり

ます。

EASYJET が GKN AEROSPACE と提携

ヨーロッパの低運賃航空会社である EasyJet は、GKN エアロスペース社と協力

して、メーカーの水素燃焼 (H2JET) および水素燃料電池 (H2GEAR) プログラム

の採用をサポートし、飛行デモのオプションを模索し始めました。

当初、H2GEAR システムは、最大 19 人の乗客を収容できる新規および既存の

航空機に電力を供給しますが、航空宇宙グループは、その後、より大型の旅客機で

使用できるように拡張できると述べています。GKN によると、最初の水素動力の

航空機は 2026 年に就航する可能性があります。

EasyJet は、2030年代半ばから後半までに、水素燃焼、水素電気、またはその両方

のハイブリッドを動力源とする飛行機で顧客を飛ばすことができると考えています。

電動ファン スラスターの開発

GKN エアロスペース社は、スウェーデンの王立工科大学 (KTH) と協力して、

EleFanT と呼ばれるプログラム用の電動ファン スラスターを開発しています。

10 月 5 日の発表で、パートナーは、小型リージョナル旅客機に十分な電力を

供給できる推進システムの作業を 7 月に開始したと述べました。

この 18 か月のプロジェクトでは、新しいダクテッド ファンに必要な空力設計、

性能、騒音、および製造技術に焦点を当てます。GKN/KTH の共同チームは、

電力がバッテリー、水素燃料電池、またはある種のハイブリッド推進パワー

トレインに基づくべきかどうかも検討しています。

GKN によると、ダクテッド ファンは、リージョナル旅客機の従来のプロペラ動力

装置よりも静かで安全と言っています。

ダクテッドファンとは、円筒形のダクトやナセルの中にプロペラ状のローター

ファンを据え、それを回転させることによって推力を生み出す推進器の一種です。

Wikipediaより　Ｘ22のダクテッドファン

電動化と持続可能性の観点から、このプロジェクトは、最近発表された H2Gear

および H2Jet プログラムと強く連携しています。

まとめ

今回は、GKN エアロスペース社の水素エンジン航空機開発について取り上げました。

オール電動エンジンに関心が向きがちですが、燃料となるものが必要です。

電力を従来の化石燃料から作るのか？それとも水素という新しいものから作るのか？

皆さんはどちらが環境に優しいか、持続性があるかおわかりですね。

水素は、管理、貯蔵も面でまだまだ課題も多いですが、技術が進歩すればそれも

克服できると思います。

 

それでは今日はこの辺で・・・

またお会いできる日を楽しみにしています。