小型電動航空機開発進む

皆さんこんにちは！

化石燃料を使わない電動航空機の開発が進んでいます。しかしながらパワー不足はまだまだ課題です。

一方、電動航空機の練習機が良好な需要があります。電動航空機の課題と将来は？

バイ・エアロスペース、eFlyer 800よりもeFlyer 2電動トレーナーを優先
まとめと解説

バイ・エアロスペース、eFlyer 800よりもeFlyer 2電動トレーナーを優先

同社は、受注が1,000機を超え、その価値は7億ドル以上

EAAエアベンチャー・オシュコシュで展示されているeFlyer 2のモックアップ

バイ・エアロスペースは、2021年から開発を進めてきた電動飛行訓練機「eFlyer 2」の開発

を進めていると発表しました。先週開催されたEAAエアベンチャーショーで、同社のロッド

・ザストロウ社長兼CEOは、 2人乗りと4人乗りの「eFlyer 4」モデルに注力し、9人乗りの

「eFlyer 800」の当初の計画は現在保留中だと語りました。

ウィスコンシン州オスコシュで開催されたイベントで、バイ・エアロスペースは eFlyer 2

のモックアップを展示しました。このモデルは最終的に量産される航空機の空力形状と一致

していますが、飛行可能なプロトタイプ機として設計されているわけではありません。

ザストロウ氏によると、モックアップの作成に使用された部品は「代表的ではあるものの、

規格に適合しているわけではない」とのこと。これらの部品は、デンバー本社のBye

チームによって、eFlyerの製造ツールと金型を用いて製造されたものです。

計画では、ほぼ量産仕様に準拠した試作機の初飛行を9～12ヶ月以内に実施し、その後

24ヶ月でFAA Part 23認証を取得する予定です。ザストロウ氏によると、同社は2人乗りの

eFlyer 2と4人乗りのeFlyer 4を合わせて1,024機、合計7億ドル以上の受注を獲得して

おりそのうち約50%は返金不可の手付金で、残りは意向書によって確保されているとのことです。

ザストロウ氏は、バイ・エアロスペース社との長年にわたる関係について語り、初期の預金

保有者であり、スパルタン航空学校をeFlyer 2のローンチカスタマーとして迎え入れ、5年前

にはバイ社の取締役会に加わったと述べ、2024年4月には社長兼CEOに就任しました。

「2022年には開発が行き詰まっていたため、最初の製品に集中し、認証取得に向けたゲーム

プランを実行するよう依頼されました」と彼は語りました。昨年、同社のCFOであるジェー

ムズ・ダン氏は、「極めて厳しい資金調達環境」が航空機の市場投入の進歩を遅らせていることを認めていました。

バイ・エアロスペースは2021年、最初の量産機となるeFlyer 2の胴体組み立てを既に開始

していると発表していましたが、その作業は既に他社に委託されていました。

2020年11月、バイ・エアロスペースはeFlyer 2のFAA認証が2022年末までに完了すると

予測していましたが、2019年にはeFlyer 2の認証を2021年に完了させる目標を掲げていま

した。より大型の4人乗りeFlyer 4は、2021年初頭に初飛行を行う予定でした。

eFlyer 800がキングエアの後継機として計画

2021年4月、バイ・エアロスペースは双発推進システム搭載の電動機「eFlyer 800」の

開発計画を発表しました。この機体はビーチクラフト・キングエアなどの従来型機と競合

し、9人乗りで最大500海里の高度を飛行します。「私たちは常に、革新的な新技術の設計

と導入の可能性を追求しています」とザストロウ氏は述べています。「現在は、初期型式認証

取得を目指すeFlyer 2と、その非常に普及している派生型である4人乗りのeFlyer 4に注力しています。」

eFlyer 2は、今年初めにEASA（欧州航空安全局）の認証を取得した100kWのサフランエン

ジンUS 100 B-1電動モーターを搭載します。FAA（連邦航空局）の認証は申請中です。

アビオニクスはガーミン製で、G500 TXiタッチスクリーンディスプレイを搭載します。

バッテリーは胴体内に搭載され、3分の2はコックピット後方、3分の1は胴体前方に配置さ

れます。「冷却は、空中（特に離陸時および飛行中の持続的な上昇段階における発熱放電）

と地上での急速充電の両方において重要な考慮事項です」とザストロウ氏は説明します。

「バッテリーと機体の組み合わせによって冷却ニーズは異なります。そのため、地上でのみ

冷却が必要な機体もあれば、地上と空中の両方で冷却が必要な機体もあり、全く冷却を必要としない機体もあります。」

いずれにせよ、バッテリーメーカーはまだ選定されていません。バイ・エアロスペース社は

量産機に使用するセルを決定する前に、バッテリー技術の成熟を待つと述べています。

3時間耐久、200 nm範囲

飛行制御装置は従来型のケーブルとプッシュロッド式で、スピン耐性を考慮した設計となっ

ており、機体全体を覆うパラシュートを装備します。eFlyer 2の性能予測は、最高速度

135ノット、上昇率1,000フィート/分、3時間航続距離、航続距離220海里以上です。目標最大離陸重量は2,450ポンドです。

ザストロウ氏によると、バイ・エアロスペースにはフルタイムおよびコンサルタント合わせて

25名の人員が勤務しており、試作機の製造が進み、認証活動が活発化するにつれて、さらに

増員される予定です。「当社には、FAA型式認証の豊富な経験を持つ、経験豊富な設計エンジ

ニアと製造担当者が多数在籍しており、合計で約20件のFAA型式認証プログラムを成功させています」とザストロウ氏は述べました。

これまでに、水平安定板や、外板を除く38フィート（約11メートル）の主翼の大部分など、

約100個の構造部品が製造されました。「最も重要な部品は主翼桁で、186層構造の完全

複合材です」と彼は述べました。構造部品は、バイ・エアロスペース社の40フィート（約12メートル）の複合材硬化炉で硬化されます。

複合材部品の製造に必要な手作業の量を削減するため（eFlyer 2には約225個の構造部品

がある）、バイ・エアロスペースはエレベーションエアロ、シーメンス（材料フロー計画

ソフトウェア）、材料メーカーの東レ、部品パートナーのM4 エンジニアリングなどの企業

と連携しています。「品質と効率性を確保するために、プロジェクトのニーズに合わせて

人員リソースを調整していく予定です」と彼は述べました。

バイ・エアロスペースは、フル生産開始後、最大2,000人の雇用を見込んでおり、工場建

設地として様々な候補地を検討しています。「フル生産拠点を探す上で、労働力は最優先事項です」とバイ・エアロスペースは述べました。

バイ・エアロスペースは非公開企業であり、財務情報は公開していませんが、ザストロウ氏は

次のように締めくくりました。「既存および将来の投資家の皆様からのご支援の高まりに大変

興奮しています。これは、当社がフルスケールのプロトタイプ生産を開始できる可能性を示唆

しています。設計、エンジニアリング、パートナーシップ、販売、資金調達の分野全体におい

て、当社の将来については慎重ながらも楽観的な見通しを持っています。私たちの目標は、この設計を空へ飛ばすことです。」

キングエアーに代わる双発電気航空機、eFlyer 800

全電気式 eFlyer 800 は、最大 500 nm の飛行で最大 9 人が座ることができます

eFlyer 800は、同社によると乗客7名とパイロット2名を乗せ、最大高度500海里、速度320ノットで飛行できるということです。

この新型機は、航続距離がビーチ・キングエア260やダヘルTBM910といった既存のターボ

プロップ機と競合することになりますが、航続距離は3分の1未満にとどまる計画です。

バイ・エアロスペースは、2021年4月時点で型式証明を4年から6年以内に取得する予定だとしていました。

バイ・エアロスペースはeFlyer 800の定価を発表しませんでしたが、フォーブス誌に対しては

キングエア260と同程度の600万ドル（9億円）強になると示唆しました。

新型機の最大積載量は1,540ポンド（約640kg）で、バイ社は滑走路離陸距離の性能を

まだ確認していません。同社によると、小型のeFlyerプロトタイプ機では、同等のピスト

ンエンジンまたはターボプロップエンジン搭載機と比較して、騒音レベルが約30dB低いことが記録されているということです。

これらのeFlyerモデルはいずれも、出力定格50kWから500kW（1MW）のサフラン社製モーターを搭載しています。

eFlyer 800には、英国のオキシス・エナジー社が開発中の新型リチウム硫黄電池が搭載される

予定です。バイ社は、バッテリーの充電時間を20～30分にすることを目指しています。

オキシス社によると、これらのバッテリーの第一世代は、比エネルギーが450Wh/kg、

エネルギー密度が550Wh/Lです。同社は、これらのレベルを2023年後半までに

550Wh/kg、700Wh/Lに、そして2026年までに600Wh/kg、900Wh/Lにまで引き上げられると考えています。

一般的に、リチウムイオン電池を電気航空機に実用化するには、エネルギーレベルが

400Wh/kg程度が転換点となると考える人もいます。現在、この分野では220～250Wh/kg程度が一般的です。

バイ・エアロスペース社は、eFlyer 800の運航コストは、同等のジェットエンジン搭載機の

5分の1になると主張しています。これは、電気代が燃料費よりも安く、電気モーターのメンテ

ナンス費用がターボプロップエンジンよりも少ないという仮定に基づいています。

「eFlyer 800は、二酸化炭素を排出せず、極めて低い運航コストで、双発ターボプロップ機並

みの性能と安全性を実現する、初の完全電気推進技術搭載機です」と、同社の創業者兼CEO

であるジョージ・バイ氏は述べています。「この驚異的な経済性と性能は、電気推進システム

と、大幅に高いエネルギー密度をもたらす高度なバッテリーセル技術によって実現されています。」

まとめと解説

eFlyer 800のバッテリー問題

上記事が出たのは、2021年4月でした。しかしながら翌5月にオキシス・エナジーが破綻しました。

その原因とされているのが、資金不足とコロナの影響とされています。

また実用化の技術的な課題として、リチウム硫黄電池は、理論上は非常に高いエネルギー密度

を持つ有望な技術ですが、その寿命が短い、充電サイクル数が少ない、安全性に課題があると

いった問題を抱えていました。これらの課題を克服し、商業的に実用化するまでに時間がかか

り、収益化が困難な状態が続いたことも要因とされています。

これらの要因が重なり、最終的に事業を継続することができなくなり、破産手続きに入ること

になりました。この破綻は、バイ・エアロスペースのeFlyer 800のような、オキシス・エナジ

ーのバッテリー技術に依存していた企業にも影響を与えることになりました。

バイ・エアロスペース社は、バッテリー技術への依存度を下げるため、現在は特定のサプライ

ヤーに頼らず、複数の企業と協力して次世代バッテリー技術を開発していると述べています。

eFlyer 800のバッテリー出力問題

eFlyer 800は、従来のターボプロップ機と同等の性能を目指していますが、電動航空機に共通する「エネルギー密度」の問題に直面しています。

バッテリーと燃料のエネルギー密度:
- 航空用ガソリン（avgas）のエネルギー密度は、現在のリチウム系バッテリーの数百倍にもなります。
- このため、内燃機関機と同等の航続距離やペイロード（積載量）を確保するには、非常に重いバッテリーを搭載する必要があり、これが航続距離の制約につながります。
充電時間とインフラ:
- eFlyer 800の目標は15〜20分での超急速充電ですが、これを実現するには空港に専用の充電設備を整備する必要があります。このインフラ整備には多額の費用がかかるため、普及の課題となっています。

eFlyer 2などの小型電気航空機の将来

訓練機eFlyer 2をはじめとする小型電動航空機の将来は、大型機に比べて明るいと考えられています。その主な理由は以下の通りです。

コスト削減:
- 電動航空機は、燃料費やメンテナンス費用が従来の航空機に比べて大幅に安くなります。eFlyer 2は、飛行訓練市場での運用コストを80%削減できると試算されています。
- これにより、飛行訓練のコストが下がり、パイロット志願者にとっての参入障壁が低くなる可能性があります。
環境への配慮:
- 電動航空機は飛行中にCO2を排出せず、騒音も大幅に少ないため、環境規制が厳しくなる今後の社会において大きな利点となります。
技術的な実現可能性:
- 小型の訓練機は、大型の旅客機に比べて必要なバッテリー容量が少なく、比較的容易に現在のバッテリー技術で実現可能です。
- バイ・エアロスペースは、eFlyer 2のFAA（連邦航空局）認証に向けて着実に開発を進めており、すでに多くの注文を獲得しています。