アリスの初飛行

皆さんこんにちは！

昨日は、ハイブリッドエンジン（水素）について紹介しました。

今日は、完全なる電気のみでの推進力の飛行機とバッテリーの問題について

お話をしたいと思います。

電動航空機　アリス

2015年にイスラエルで創立されたＥＶＩＡＴＩＯＮ（エビエーション）は、

9 月 27 日に9 人乗りの全電動航空機のプロトタイプ （アリス）の初飛行を成功

させました。モーゼス レイクのグラント郡国際空港で行われ、8 分間の飛行でした。

高度は3,500 フィート (1,066 m)。この飛行は、何ヶ月にもわたる低速試験と地上

試験、およびアリスを実現するための同社による長年の努力の集大成でした。

「これは、私たちの飛行方法を変えることです」と、Eviation の社長兼 CEO である

Gregory Davis 氏は飛行後に語りました。「それは持続可能な方法でコミュニティ

をつなぐことであり、ここモーゼスレイクでのこの美しい晴れた日に、私たちは明らか

に誇りを持って輝いています。」同社は、2025 年までに製品プロトタイプでテストを

実施することを目指しています。

一方、9 月 15 日、フロリダ州マイアミに本拠を置くチャーター便のオペレーターである

GlobalX は、50 機の Alice 航空機を購入する意向書に署名したと述べ、Alice の条件付き

注文の合計は 212 になりました。チャーターは航空機を使用して、フロリダ、バハマ、

カリブ海への旅客ルート向けのものになります。

ドイツの新しい航空会社である Evia Aero も、10 月に 25 機の航空機を発注しました。

アリスの性能は、航続距離は最大で250マイル（402ｋｍ）、最大速度260ノット

（481ｋｍ／ｈ）、最大積載量2500ポンド（1133ｋｇ）です。

ＭａｇｎｉＸの電動エンジン

その性能を生み出しているのが、電動エンジンメーカーのＭａｇｎｉＸです。

これは、ＭａｇｎｉＸが開発したアリスの電動エンジンです。

ＭａｇｎｉＸは、今年から水素燃料電池の開発にも着手しています。

8月には、バンクーバーの水上飛行機会社ハーバー エア シープレーンズの同社の

電動エンジンを搭載した水上機がバンクーバー国際空港近くのフレーザー川の

ターミナルからビクトリア国際空港近くの湾まで、24 分で 74 キロメートルの

試験飛行を成功させています。

また、10月29日に全電動エンジンのヘリコプターの試験飛行も行っています。

magniX magni250 電気推進ユニット (EPU) を搭載した改造型電動ロビンソン 44

(eR44) ヘリコプターは、ジャクリーン コクラン地域空港からパーム スプリングス

国際空港までの約20分間の飛行でした。

バッテリーの問題

新世代の電気航空機の技術の中で、最大の課題と進歩の最大の可能性は電力です。

電気航空機に関するあらゆる誇大宣伝にもかかわらず、現在のバッテリー技術が、

今後数年間の完全電気航空機のかなり狭いビジネスモデル以上のものをサポート

するのに十分な確固たる基盤でないことは確かです。

常にこのようになるとは言いませんが、商業的および技術的に実行可能な電源

ソリューションがすぐに利用できるようになる前に、業界が多額の投資と学習曲線

に直面していることは明らかです。現在、バッテリー技術を別のレベルに引き上げ

るために多大な努力が払われていますが、一部の先駆者は水素燃料電池などの代替

品の開発に取り組んでいます。

ただし、どちらの面でも飛躍的な進歩が間近に迫っているとは考えにくいです。

そのため、推定 200 機の電動垂直離着陸機プログラムの多くが、少なくとも当初は、

従来のモーターで発電するハイブリッド発電所を搭載するように開発されています。

最初から全電動計画に固執している航空機開発者は、当面は、約 30 マイル（50ｋｍ）

以下の飛行のためのやや密集したアーバン エア モビリティ (UAM) 市場に限定する

必要があることを認めています。これには、Volocopter、EHang、Lilium Jet など、

この分野の明らかな初期のリーダーが含まれます。

全電動旅客機の未来は、現時点ではあまり確実ではありません。主な理由は、現在の

リチウムイオン (Li-ion) バッテリー技術が現実的に経済的でなく、航続距離と飛行時間

の合理的な要件を満たしていないことです。

30分以内の持続時間

ほとんどの全電動 eVTOL プロトタイプは、飛行時間を 30 分に制限するバッテリーに

依存しています。偶然にも、これは現在、米国連邦航空局 (FAA) が民間の固定翼航空機

に義務付けている有視界飛行規則 (VFR) の昼光燃料備蓄量と同じ量です。予備は夜間に

最大 45 分増加し、昼間の VFR ヘリコプターに必要な予備は 20 分です。

「バッテリーでできることには限界があります」と、エアバス アメリカの研究および

技術担当副社長であるアマンダ シンプソンは認めています。「そこにある [UAM プロト

タイプ] 車両の範囲は約 30 マイルです。[2 人乗りのエアバス Vahana テクノロジー

デモンストレーター eVTOL の] サイズの車両で 30 分から 1 時間以上を達成しようと

することは、今日非常に困難です。100% 電気自動車を実現するためには、バッテリー

技術をさらに進歩させる必要があります。」と発言しています。

重すぎて充電が遅い

主な問題は、重量と充電時間です。第 1 世代の日産リーフ自動車用のリチウム イオン

バッテリー パックの重量は 648 ポンドで、2 人乗りのヴァハナに 30 マイルの電力を

供給するのに必要なバッテリーよりも約 50 ポンド多いのです。

eVTOL 航空機が 4 ～ 9 人の乗客を運ぶことができるようにするには、はるかに大きな

バッテリー パック、より重い車両、および潜在的に長い充電時間が必要になります。

バッテリー技術

リチウムイオン電池は、従来の鉛蓄電池に比べて効率が飛躍的に向上していますが、

全電動航空機アプリケーションに十分な電力を供給することに関しては、依然として

不足しています。ただし、信頼性、出力を高め、コストを削減する改良されたバッテ

リー技術の開発に向けた作業が進んでいます。しかし、これらの新技術の一部がいつ、

どのように市販されるかは未解決の問題であり、一部の業界関係者は 5 年から 10 年

の遅れを予測しています。

水素燃料電池

水素燃料電池は、EnergyOr や Skycorp などの企業によって小型ドローンに採用され、

ある程度の成功を収めています。これらの企業は、リチウムイオン電力よりも 2 倍か

ら 4 倍耐久性が向上すると報告しています。しかし、燃料電池で eVTOL 航空機に

電力を供給することは、現在の全国的な航空配電システムの欠如によって容易では

ありません。

米国では現在、自動車用燃料電池ユーザー向けの約 50 か所のネットワークを持って

いるのはカリフォルニア州だけですが、日本では今後 8 年間で 2,000 か所を建設する

予定です。

ただし、新しいバッテリー技術はいずれも市場に投入できる状態にないため、Airbus

や Bell などの実際の航空機製造経験を持つ OEM は、第 1 世代の eVTOL 航空機向け

のハイブリッド/分散型電源ソリューションを検討するよう求められています。通常、

このような構成では、化石燃料を燃料とする内燃エンジン (ピストンとタービン) を

発電機として使用して、何らかの形式のバッテリー バックアップで電気駆動モーター

に電力を供給します。航空機エンジン メーカーの Continental、General Electric、

Honeywell、Pratt & Whitney、Rolls-Royce、および Safran はすべて、ハイブリッド

/分散型電源システムに取り組んでいます。

それでもハイブリッドが難しい理由

ハイブリッド無人航空機 (UAV) は、ライドシェアの巨人 Uber などによって想定され

ている UAM モデルには明らかに適合しません。計画されている Uber Air モデルは、

eVTOL の離着陸に対応するために、駐車場などの既存の屋上および高架構造の使用に

依存しています。

化石燃料車は、化石燃料の貯蔵や燃料補給の必要性などのさまざまな要因により、

既存の空港やヘリポートで使用されない限り、推定インフラストラクチャ コストに

大幅に追加される可能性があります。このインフラストラクチャの複雑な要件は、

全米防火協会規格 418 や国際民間航空機関の Heliport Emergency Response に

関する第 6 章規則などの文書に記載されています。屋上構造に必要な設備には、

安全ネット、スタンドパイプ、燃料水分離タンクが含まれますが、ベスト プラク

ティスには、消火発泡システムの追加が含まれます。これらの追加費用は相当なもの

です。

ハイブリッド eVTOL は、バッテリーのみで駆動するモデルよりも多くのノイズを

生成する可能性があり、これは、特にニューヨークやロサンゼルスなどのヘリコプター

のノイズに敏感な市場で、一般の受け入れの問題とあからさまな政治的反対を招く

可能性があります。

これらの理由から、統合された UAM システムの一部としての eVTOL 航空機の主な

支持者は、ハイブリッド技術に消極的です。ただし、バッテリー技術が向上するまでは、

ハイブリッドが、規制を満たしながらミッションの範囲と期間の要件を満たす唯一の

実行可能なソリューションになる可能性があります。

まとめ

今日は、これからの航空機やeVTOL航空機の推進力となる電動エンジンについて

考えてみました。オール電動エンジンにしようとすると、バッテリーの持続時間

約30分の壁があり、どうしても長距離を飛行することはできません。

ハイブリッドエンジンにしても、インフラストラクチャーや騒音の問題もあります。

今後、画期的なバッテリー技術や燃料電池などの開発が進むことを期待します。

 

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。