皆さんこんにちは!
ユニークな形をしたエアタクシーを開発中のホライゾン・エアクラフト社。
ホライゾンのカボライト X7 のユニークな設計とハイブリッド推進による航続距離の延長が電動垂直離着陸 (eVTOL) 市場での成功につながると確信しています。
カボライトX7で航続距離延長に賭ける
ホバーウィングテクノロジー
ホライゾンCEO ブランドン・ロビンソンとCavorite X5
この航空機は、垂直揚力の有用性と固定翼飛行の効率性を兼ね備えるように設計されてい
ます。カボライト X7の特許取得済み「ホバーウイング」技術は、垂直揚力モード用の翼に
内蔵されたファンを特徴としており、航路飛行時には低抗力のクリーンウィングに変形でき
ます。前進飛行に移行する際、カボライト X7は翼にスライド式パネルを備えており、ファン
を覆います。これにより、従来のヘリコプター設計の垂直飛行機よりも、より多くの人員や貨
物を運びながら、より高速かつ長距離飛行が可能になります。また、短距離着陸のために飛行
機の滑走路を利用したり、翼のファンを展開して着陸パッドに垂直着陸したりすることも可能です。
ホライゾンの共同創業者兼CEOであるブランドン・ロビンソン氏は、2月13日に開催された
VFSウェビナーで、垂直離着陸機市場において、従来型の燃料搭載で運航できる頑丈で高速
な航空機に対する需要が高まっていることにホライゾンの創業者たちが気づいたと述べました。
これがカボライト X7の開発につながったのです。ロビンソン氏によると、カボライト X7に
は分散型電気推進を可能にするのに「ちょうど十分な」バッテリーが搭載されているのです。
ロビンソン氏は、カボライト X7の短距離離着陸(STOL)運用能力が運航者に好評を博す
可能性があると考えています。通常の固定翼機のように一般的な滑走路に着陸することで、
運航者は電気系統への負荷を軽減し、数千フィートではなく数百フィートの距離で離陸するこ
とができます。これに、飛行距離、必要な予備燃料量、そして地域拠点への接続に必要なミッ
ションプロファイルを計算するホライゾンのソフトウェアツールを組み合わせることで、地域飛行の可能性を大きく広げることができるでしょう。
ハイブリッド電気設計は、バッテリー電気航空機と比較して、予備電力を含め約800km
(500マイル)の航続距離を実現します。ジョビー社は、同社のS4エアタクシーが最大
160km(100マイル)の航続距離で運用される予定であると述べており、アーチャー社の
ミッドナイトは32~80km(20~50マイル)の航続距離をターゲットとしています。
ホライゾン社は、カボライト X7がバッテリー技術の進歩に伴い、バッテリー電気飛行に移行する可能性があると述べています。
ロビンソン氏によると、ホライゾンの創業者たちは、堅実な事業計画の中核となる特性、
すなわち航続距離、速度、そして積載量に注力したといいます。カボライトX7は最高速度
280mph(時速450km)、有効積載量は約1,500lb(680kg)と予想されています。この
機体はパイロットを含め最大7人まで搭乗可能です。ホライゾンはカボライトX7を、医療
サービス災害対応、緊急監視や交通監視といった自治体ミッション、そして部隊の投入・回収といった軍事ミッション向けに販売しています。
「我々は、頑丈で、現在の技術を使って現実的に操作でき、非常に安全に収益を上げられる
マシンを作りたかったのです」とロビンソン氏は語りました。「理にかなっている場合にのみ、それを作るつもりです。」
ロビンソン氏は、カナダ軍のボーイング CF-18A ホーネット戦闘機のパイロットだったとき
に捜索救助ヘリコプターに乗った経験が、カボライト X7 の着想のきっかけになったと語りました。
「ヘリコプターは従来の航空機に比べて前進飛行においてはるかに効率が悪く、乗客にとって
もかなり不快です」と彼は述べました。「操縦系統が直接連動する従来のヘリコプターはホバ
リングの習得も難しく、それに伴う訓練費用もかさみます。私たちの機体はフライ・バイ・
ワイヤ方式を採用し、ホバリング時の安定性と操縦性を大幅に向上させ、パイロットの負担を軽減し、安全性を高めます。」
ホライゾン社は、カボライトX7が任務の98%を主翼飛行で飛行すると予想している。ヘリコ
プターには独自の有用性があるものの、ロビンソン氏は、より効率的に運用できる航空機の市場への需要があると述べました。
ロビンソン氏は、カボライト X7の1時間あたりのコストは固定翼機よりわずかに高くなると
予想しているものの、従来のヘリコプターと比較して1時間あたり20~30%のコスト削減が
可能で、飛行速度は2倍になると予測。カボライト X7の運航者は、ヘリコプターと比較して
1マイル(または1キロメートル)あたり60~70%のコスト削減が見込めるということです。
ユニークなデザイン
カボライト X7は、各翼に5基のファンを内蔵し、カナード面にはそれぞれ2基のファンを搭
載しています。ロビンソン氏によると、各ファンユニットは電気的、熱的、機械的に独立して
いるため、故障した場合でも容易に交換可能です。ハイブリッド推進システムにより、カボ
ライト X7は飛行中(最初の10~15分以内)にバッテリーを充電できるため、パイロットは着陸フェーズ開始時にほぼフルパワーのバッテリー電力を確保できます。
ホライゾンは、並列ハイブリッド推進システムの発電機にターボプロップ/ターボシャフト
エンジンを搭載します。同社はプラット・アンド・ホイットニー・カナダ、ロールス・ロイス
などの企業と協議を進めており、システムのシンプルさ、軽量さ、安全性を最優先に考えています。
前進翼には様々な長所と短所があります。ホライゾン社が前進翼を選択した理由はいくつか
あります。まず、わずかな前進翼は低速時や高迎え角時の操縦性を向上させます。現代の垂直
飛行機にとって最も難しい段階は、一般的に前進飛行への移行です。カボライト X7が移行速度まで加速すると、ホーバーの翼は閉じられ、低抗力巡航状態に入ります。
この低速段階では、従来のゼロスイープ翼や後退翼よりも優れた操縦性を提供する主翼を持つ
ことが有利です。第二に、前進翼は主桁を後方に押し出すことができるため、客室内のスペー
スが広くなり、乗客、貨物オペレーター、そして救急医療サービス(EMS)などの特殊任務
に便利です。最後に、前進翼はホバリング時に、すぐには直感的に理解できない独自の性能
上の利点をもたらします。これらの利点は、構造の複雑さの増加や高速操縦における課題といった欠点を上回りました。
ホライゾン社は、重量約600ポンド(272kg)、翼幅22フィート(6.7m)(各翼
に6基のファンを搭載)の半分の規模のプロトタイプ機を試験しており、数百回飛行させています。
ロビンソン氏によると、同社はこれまでに「初期調整から移行速度での飛行まで、数多くの
移行飛行試験を完了している。あと1、2回の飛行で翼カバーを完全に閉じる予定だ」と。
同社はまた、実物大の機体部品も製作中で、今後24~30ヶ月以内に実物大の機体デモンストレーターを完成させる予定です。
ファン カバーが VTOL 時には開き、巡航時には閉じられた、7 人乗り X7 コンセプト (ファン 14 個搭載)。
認証
ホライゾン社は、カボライト X7が、計器飛行方式(IFR)認証を取得し、既知の着氷から
中程度の混合気体まで、様々な状況下での飛行が可能な最初のeVTOL機の一つになると期待
しています。ロビンソン氏によると、多くのヘリコプターは雲中を飛行できますが、既知の
着氷への飛行が認証されているのはごくわずかです。垂直飛行への移行と垂直飛行からの移行
は有視界気象条件(VMC)または雲の下で行われますが、カボライト X7は固定翼モードに
移行した時点で雲中へ飛行できるよう設計されています。カボライト X7は無人飛行が可能
で、当初はホバリング試験と前進飛行試験のためにパイロットを搭乗させずに飛行する予定です。
半分の規模の X5 (ファン 16 個搭載) は昨年から飛行しており、フル移行速度に近づいています。
悪天候でも飛行できる航空機があれば、雲の下を滑走しようとして電線に衝突し、地面に墜落
するような、最も悲惨なヘリコプター事故を回避できます」とロビンソン氏は述べました。
「この航空機はそのような事故を回避できると思います。これは、運航者と乗客の双方にとって、はるかに安全で喜ばしいことです。」
オンタリオ州リンゼイに本社を置くホライゾン社は、カナダでカボライト X7の認証を取得す
ることには多くの利点があると述べています。カナダ運輸省が先進航空モビリティ(AAM)
の将来に強い関心を持っているだけでなく、ロビンソン氏によると、ホライゾン社はカナダ
国内で認証取得を目指すAAM開発業者間の競争が少ないとのことです。さらに、カナダには
人口の少ない地域が多く、規制環境も整備されているため、様々な試験方法があります。
また、カナダ運輸省はヘリコプターの認証においても豊富な専門知識を有しており、ベル社の商用ヘリコプターのほぼ全てがカナダで認証を取得しています。
ホライズンは、認証取得のために、まず従来型離着陸機(CTOL機)を開発するか、あるい
は並行して開発する可能性があります。ロビンソン氏は、質量バランスが取れており、制御シ
ステムと外側のモールドラインが類似している限り、ホライズンは認証取得の初期段階で従来
型航空機の試験を実施することで多くの信用データを得ることができると述べた。ロビンソン
氏によると、ホライズンはまだCTOL機を認証取得のために製造するかどうかを正式に決定していないということです。
ホライズンは既に2,000万~2,500万カナダドルを調達しており、これは12~18か月分の
資金に相当し、さらに数億ドルの調達を見込んでいます。ロビンソン氏は、カボライトX7は
一般的な固定翼機と同様に主に翼上飛行を行うため、認証取得コストは類似機よりも低くなる
と予想しています。また、ティルトウィングのような複雑な機構を持たず、完全電動機では
ないため、認証取得コストも低くなるとロビンソン氏は述べています。これにより、ホライ
ズンは長期間の飛行が可能になり、事前に多くのデータを取得できるため、認証取得コストを削減できるとロビンソン氏は述べています。
マルチコプター・エアロスペース・コンサルティングのセールスコーチ兼コンサルタントであ
るアンドリュー・マーンズ氏は、カボライト X7は通常飛行と垂直着陸の両方に対応してお
り、安全上の利点があると語りました。一般的な固定翼航空機がエンジンを失った場合、迅速に着陸し、緊急着陸に適した場所を見つける必要があります。
X7 (14 個のファン付き) は、EMS およびその他のミッションを対象としています。
ミーンズ氏は、カボライトX7のハイブリッド電気システムの効率性にも満足しています。
同氏によると、従来の固定翼航空機の中には、離陸に必要な絶対最大出力に対応するために
複数の重いタービンエンジンを搭載する必要があり、巡航中にデッドウェイトが発生するもの
があります。しかし、ホライゾン社はカボライトX7のタービンエンジンを、その出力とバッテ
リー出力を合わせたサイズに調整し、その合計出力を垂直離着陸に必要な最大出力に対応できるとミーンズ氏は述べました。
エアロダイナミックアドバイザリーのプリンシパル、ジョナス・マービー氏は、カボライト
X7には有望な特徴がいくつかあると語りました。翼上の層流により、飛行中は従来の固定翼
機と同様に機能します。また、ハイブリッド電気推進システムによって、機体のミッション能
力も拡張されるとマービー氏は述べました。さらに、このハイブリッド推進システムによって
既知の着氷状況下への飛行認証を取得できる点もマービー氏は高く評価しています。彼によ
りますと、防氷機能は、エネルギーの観点から、純粋にバッテリー駆動の航空機にとって大きな負担となっているのです。
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