MagniXの電動航空機エンジン

皆さんこんにちは！

エアタクシーより速く商業化が期待できる電動航空機。バッテリーの性能の向上や電動エンジンの開発が急ピッチで進んでいます。

中でも電動エンジンの開発企業のMagniX（マグニX)が、この業界のリーダーです。

MagniXの電動航空機エンジンが重要なマイルストーンを達成

ハーバーエアは、昨年ウィスコンシン州オシュコシュで開催されたEAAエアベンチャーショーに自社のeBeaverを出展し、ショーの水上飛行機基地で電力によるフロートタキシングを実演した。© Matt Thurber/AIN

ハーバーエアのeBeaverは5年後、100回目の飛行を達成

ハーバー・エアは、モーター、制御電子機器、冷却システムを含むマグニX推進システムを搭

載した電動eBeaverの100回目の飛行に近づいています。3月28日に開催されたマッキンゼー

・リージョナル・エア・モビリティ・サミットにおいて、マグニXの最高技術責任者である

リオナ・アームスミス氏は、マグニXの電動推進システムとハーバー・エアのeBeaverの開発

状況について最新情報を提供しました。eBeaverでは、デ・ハビランドDHC-2に搭載されてい

たフロート付きプラット・アンド・ホイットニーR-985ピストン星型エンジンが、スムーズな

動作と静粛性、そしてメンテナンスの容易さを兼ね備えた電動エンジンに置き換えられています。

「eBeaverを飛ばし始めて5年になります」と、ブリティッシュコロンビア州リッチモンド

にあるハーバー・エアのカナダ本社でアームスミス氏は語りました。「この機体、特に運用と

整備に関しては、今でも常に学び続けています。先日、エンジンの2回目の分解と点検を行い、

その後、全てを組み立て直して機体に戻しました。状況を確認するために、約2年から2年半ごとにこの作業を行っています。」

アームスミス氏によると、マグニXエンジンのディスパッチ信頼性は100%です。「これは

最初のエンジンとしては驚異的な数字であり、当社のすべてのプラットフォームでも同様で

す。非常に良好な動作をしています。」他のプラットフォームの一つは、ユニザー・バイオ

エレクトロニクス社が改造したロビンソンR44ヘリコプターで、水素燃料電池で駆動する

マグニX電動モーターを搭載しています。この水素燃料ヘリコプターは3月27日に初飛行を成功させました。

バッテリーの性能向上で耐久性が向上

マッキンゼー・サミット開催時点で、eBeaverは電気推進への転換後97回飛行していました

が、各飛行の持続時間は短く、飛行時間もそれほど長くありませんでした。最初のバッテリー

は旧世代のもので、飛行後に冷却し、夜間に再充電する必要がありました。マグニXが開発し

た新しいバッテリーは、充電しながら冷却するため、ターンアラウンドのプロセスが迅速化

されます。「以前のバッテリーシステムでは、飛行回数がかなり限られていました」と彼女は

説明しました。「今後は、充電しながら冷却することで、この高速充電のリズムを乗り越えられることを期待しています。」

ハーバー・エアは次に、カナダと米国間の国際便でeBeaverのデモンストレーションを行う

予定で、これはカナダ運輸省の電動航空機規制当局の権限強化につながるはずだと彼女は説明

しました。また、eBeaverを車輪付きにする計画もあると彼女は付け加えたのです。

「彼らはフロートではなく車輪付きの航空機に多くの関心を寄せています。彼らは、車輪付き

の航空機からどれだけの性能を引き出せるかを確認するために、パフォーマンス飛行を行う予定です。」

一方、マグニXはヘリコプター向けに新しいヘリストーム推進パッケージを発表しました。

マグニXシステムをヘリコプターの既存のギアボックスと組み合わせることで、換装を簡素化し、ギアボックスの入力速度に合わせてモーターを高回転で駆動する計画です。

「モーターはすべてダイレクトドライブです」とアームスミス氏は説明しました。「これまで

以上にお客様のご要望に応えています。創業当時は、このようなことをやっている人は誰もい

ませんでした。そこで、業界の中でターゲットを絞り込み、その分野に特化したエンジンを開発しました。大きなチャンスがあると考えています。」

マグニXモーターは、最初の電動R44と、最近の水素燃料電池式R44に搭載されています。

「バッテリーの進歩によって、多くのことが可能になりました。機体全体を再設計することなく、電動ヘリコプターの実現の可能性が開かれました」と彼女は述べました。

マグニX社は18ヶ月前、自社の推進システムとの統合性を高めるため、独自のバッテリー開発

に着手しました。「その点において、私たちは自らの運命をコントロールする必要があると感

じていました」と彼女は語ります。バッテリー開発は依然として電気推進の認証取得に向けた

足掛かりとなるものですが、ハーバーエア社はeBeaverの認証取得をよりスムーズに進めら

れるはずだと考えています。なぜなら、eBeaverは2～6人乗りのPart 23レベル2航空

機に該当するからです。これは、より複雑な乗客数やPart 25航空機向けの規則とは異なります。

しかし、eBeaverは電動パワートレインが承認されるまで認証を取得できません。「電気

エンジンについてはPart 33に特別な条件があり、順調に進んでいます」とアームスミス氏は

述べています。「昨年はこれが大きな焦点でした。」その作業の一部には、 NASA電動パワー

トレイン飛行実証プロジェクトの一環として、オハイオ州サンダスキーにあるNASAアーム

ストロング飛行試験センターの NASA電動航空機テストヘッドでの高高度試験が含まれます。

「世界中どこにもこんなものは存在しません」と彼女は語りました。「この1年間、私たちは

この施設で高度31,500フィートまでエンジンをテストし、部分放電がないことを証明してき

ました。これは決して簡単なことではありません。」これは、空気が薄く絶縁性が低い高所で

の漏電を防ぐことを意味します。「これは電気現象なので、高度とともに絶縁性が低下しま

す。漏電が発生している場所で、部分アークのように絶縁システムに何らかの劣化や破損が生

じているかどうかが問題で、高所では特にそれを避けるのが困難です。それをテストするには

ほぼ完璧な絶縁システムが必要です。私たちは素晴らしいパートナーやNASAと協力し、それを証明するために尽力してきました。」

電気エンジンは新たな認証課題を提起する

「この1年間、電動エンジンの認証におけるより斬新な側面に取り組んできました」とアーム

スミス氏は付け加えました。「一つは部分放電、もう一つはあらゆる電気的故障です。故障

を検知し、対処できること、そして故障のたびにエンジンを停止させるだけでなく、故障を

乗り越え、対処し、対処することで、火災に至らないことを証明してきました。この分野、

特に制御・保護分野での取り組みは、私たちが誇りに思うものです。今は、このエンジンが

既存のエンジンと同等、あるいはそれ以上の安全性と信頼性を備えていることを証明するという、より困難な側面に取り組んでいるところです。」

eBeaverを動かす650キロワットのマグニ650電気推進ユニットには4つのインバーターが

搭載されていると彼女は指摘。「つまり、故障する機会は4つあります。1つのインバーターが

故障しても、エンジンに85%の電力を供給し続けることができます。また、故障への対応力

も向上しています。電気系統の故障であれば、すぐに検知できます。部品数も少なく、

ガスタービンのような摩耗機構もありません。単純な機械システムに比べて、電子機器の部品

数ははるかに多いため、それを管理することが非常に重要です。信頼性の面では、特に同じ故障率を達成できることを証明するために、このような作業を行う必要があります。」

「電気面では、起こりうるあらゆる電気的な問題に対処するだけでなく、冷却もしなければな

りません。推進ユニットには冷却システムが組み込まれていますが、それらすべてに同じ信頼性基準を満たす必要があります。」

「現在、業界には基本的に二つの陣営があります。空冷式モーターと液冷式モーターです。

当社の液冷式モーターは、小型ガスタービンやピストンエンジンに似たシステムで、機械駆動

のオイルポンプと、ベアリングを潤滑してモーターを冷却するオイルシステムを備えています。」

同じオイルがプロペラ調速機の駆動とギアボックスの潤滑にも使われており、点検・交換が必

要な液体が 1 つだけなのでメンテナンスが簡単になります。「これらの装置を運用する飛行場

で入手できないような新しい液体や斬新な液体は追加しないようにしています」と彼女は言い

ます。「それがハーバー エアとの関係の強みで、多くのことを学びました。彼らは本物の航

空会社です。私たちは彼らから、現実世界の運用とメンテナンスについて多くを学ぶことがで

きます。私たちは既存の航空宇宙システムにできるだけ簡単に組み込めるように努めています。目新しいことは避けています。目新しいと、必要のない摩擦が増えるだけです。」

マグニXが今年達成を見込んでいるもう一つのマイルストーンは、耐久試験です。「まもなく

このエンジンをプロペラ試験施設で稼働させ、性能試験を行います」とアームスミス氏は述

べました。「耐久試験キャンペーンを実施するための候補となるハードウェアを構築してい

ます。」計画では、FAAによる正式なキャンペーンの前に、まず社内試験を実施する予定です。

「FAAと協力して、このプロセスを進めています。『電気エンジンの耐久試験の実施方法、

ピストンやガスタービンの試験との違い、そしてエンジンが実際に運用されるのと同じ方法で負荷をかける方法を示す』と説明しているところです。」

「それは1年くらいの仕事です」と彼女は付け加えました。「お客様に提供できるハードウェ

アを開発できるよう、ソフトウェアとバッテリーの開発を進めています。航空機への統合方法

について、運用中のフィードバックを得ることほど力強いものはありません。簡単なのか？

難しいのか？他の機器とどのように連携するのか？どのように通信するのか？そして、これま

で学んだことすべてを活かして新しいヘリストームエンジンを開発し、そのすべてを新製品に組み込んでいます。」

マグニX社は、新型バッテリーの開発にあたり、 NASAと共同でセル試験を実施するなど、

利用可能なエネルギー貯蔵技術を研究してきました。「適切なセルを選ぶことに重点を置き、

それに基づいてバッテリーモジュールを開発してきました」と彼女は述べました。「モジュー

ルを組み立て、試験する作業を進めています。バッテリー管理システムや部品の開発も進めて

きました。現在、これらすべてをまとめてユニットとして試験しています。私たちの目標はか

なり高く、すでに1キログラムあたり300ワット時のエネルギー密度を達成しており、

これは業界全体でも最高水準です。[これらは]目指すべき高い目標であり、セルのコストと

バッテリーソリューションのサイクル寿命の適切なバランスを取る必要があります。」

マグニX、電動エンジン「ヘリストーム」を発表

MagniX は、固定翼航空機用の Magni650 電気推進ユニットにすでに使用されている技術をベースに、ヘリコプター専用の Helistarm 電気エンジンを開発しています。

ロビンソン・ヘリコプターズのCEOが新たな電気推進の取り組みを支持

推進システムのパイオニアであるマグニX社は、ヘリコプター向けに特別に設計された新し

い電動エンジンファミリーを開発しています。今週、この米国企業は、既に他の用途向けに

開発中の1,900～2,500rpmのパワートレインと比較して、6,000～7,000rpmのローター速度を持つより高速なモーターへの需要に応える製品を発表します。

マグニX社は、3月3日に バーティコン2025で発表したヘリコプター用モーターの開発を進

めており、来年には試験を開始する予定です。同社は、エネルギー密度が最大300ワット時/

キログラムの同社のサムソンバッテリーと統合されるハードウェアを、2026年に初期顧客に納入することを目指しています。

マグニX社の最高技術責任者であるリオナ・アームスミス氏によると、複数の回転翼航空機

メーカーが同社に電気推進および／またはハイブリッド電気推進への新たなアプローチを求め

てアプローチしてきたとのことです。マグニX社のエンジニアリングチームは、ギアボックス

を使用しないダイレクトドライブアプリケーション向けの構成や、モーターとターボ発電機を

組み合わせた構成の開発に取り組んでおり、場合によっては航空機の推進以外の用途にも電力を供給できる可能性があります。

マグニX社はヘリストームエンジンの最初の回転翼機への適用をまだ発表していませんが、

ロビンソンヘリコプターズ社はすでに関心を示しています。「マグニX社は、当社のR44に

電動モーターを搭載することに関して確かな実績を持っています」と、同社のCEOである

デビッド・スミス氏は述べています。「ロビンソンヘリコプターズ社はマグニX社のヘリスト

ーム電動エンジンシリーズを支持しており、市場をリードする持続可能なヘリコプターの提供に向けて、今後も協力関係を維持していくことを楽しみにしています。」

新型エンジンの出力定格は、現在他の用途向けに開発中の350～650キロワットのマグニ

350およびマグニ650電気推進ユニット（EPU）と同等となります。アームスミス氏は

同社の経験を活かして、ローター速度の向上を実現するために、既に飛行実績のある5種類の航空機にモーターを統合する予定だと述べました。

より小さく、より軽く、より速く

新しいエンジンの構造は、基本的にマグニXが既に製造しているものとほぼ同じですが、

より小型で軽量になります。このシリーズの最初のパワートレインは、最高出力330キロワット、重量わずか165ポンド（約80kg）になると予想されています。

「速度を上げるのは主に機械的な課題です」とアームスミス氏は語りました。「現在のセスナ

・キャラバンのような航空機の改造では、プロペラの負荷を支えるためにエンジン前部に大き

なコーンが付いています。これを取り外せばプロペラ調速機も不要になり、薄くすることができます。課題は、これをさらに小型化することです。」

高速モーターの採用により摩耗や熱の問題が増加するのではないかという質問に対し、マグニ

X社のCEO、リード・マクドナルド氏は、既存のヘリコプターエンジンのメンテナンス間隔に

匹敵する新型モーターを提供すると述べました。シアトルに拠点を置く同社は過去19年間、

電動推進システムの開発に取り組んでおり、改造されたキャラバンやビーバーといった多用

機に加え、クレルモン・グループの姉妹会社であるエビエーション社が開発中の固定翼機アリスなどの新型機体用モーターも製造しています。

マクドナルド氏によると、電動ヘリコプターの市場投入は、eVTOLよりも容易になるという

ことです。サフランやピピストレルといった欧州の競合企業が既にEASA（欧州航空安全局）

から電動推進の認証を取得していることを認めつつ、マグニXは2021年にFAA（連邦航空局）

とパート33の特別条件で合意しており、米国で最初にこの段階に到達できる好位置にいると考えているとマクドナルド氏は述べました。

「ヘリコプター市場はマグニXにとって大きなチャンスです。当社の技術の強みは市場のニー

ズと見事に合致しているからです」とマクドナルド氏は述べました。「マグニXのヘリストー

ムエンジンは、当社の既存の世界トップクラスの技術をさらに発展させ、性能、信頼性、そしてお客様にとっての価値を飛躍的に向上させます。」

注）FAAのパート33規則に基づく特別条件

2021年9月、FAA（連邦航空局）は、マグニX社の商用航空機向け電気推進ユニット（EPU）のパート33規則に基づく認証に適用される耐空性基準について、特別条件を公表しました。この特別条件の公表は、MagniX社との緊密な協議に基づいて行われました。この文書には、新しい電気推進システムの試験プロトコルを含む、32の個別の特別条件セットの要件が詳述されています。27ページの報告書で網羅されている条件には、エンジン定格と運転限界、材料、冷却、防火、耐久性、組立と接続、温度制限、潤滑などが含まれます。

電気ロビンソンの計画

2022年6月、ティア1エンジニアリング社が見込み顧客であるユナイテッド・セラピューティ

クス社向けに開発した電動ロビンソンR44ヘリコプターが、カリフォルニア州ロスアラミトス

陸軍飛行場で初飛行を行いました。ティア1社が追加型式証明の取得を申請していたこの改造プログラムに、マグニクス社が電動モーターを提供しました。

2024年8月、ユニザー・バイオエレクトロニクスは、ロビンソン・ヘリコプターとの提携を

発表し、 R44およびR66回転翼航空機の水素燃料駆動型の開発を目指しています。マグニXは

ユニザーと提携し、このプログラム向けの燃料電池ベースの推進システムを開発しています。

マグニX社はNASAと協力し、同機関の電動航空機試験施設でマグニ650 EPUの試験を行っ

ています。この試験では、高度30,000フィートにおける最大連続出力700キロワットの

飛行条件をシミュレートしました。次の段階では、2026年に飛行試験を開始する予定の

デ・ハビランド・ダッシュ7の4基のターボプロップエンジンのうち1基にEPUを搭載する予定です。