フローティングクレーン: SKYLIFTER

ドローン、空飛ぶ車

皆さんこんにちは!

気球と電動航空機を組み合わせた空飛ぶクレーン。主に工事関連の作業のために

開発された気球型クレーン。その丸い形にも意味があるのです。

スタートアップ SkyLifter(スカイリフター)

スカイリフター

飛行機が飛んでいるのを見るずっと前から、飛行船や気球は存在していました。

スタートアップ スカイリフター

フランス陸軍は 1884 年にラ・フランスという名前の飛行船を飛ばし、1783 年に

最初の熱気球が飛行しました。しかし、ヒンデンブルクや R101 のような一連の

注目を集めた墜落事故や、航空機の大幅な急速な進化により、飛行船は人気がな

くなりました。

熱気球は航行の容易さや速さでは知られておらず、飛行船は制御が容易で高速では

あるものの、これまでターゲットにしてきた市場に有意義な影響を与えるにはまだ

遅すぎます。

そうは言っても、英国を拠点とするスタートアップ スカイリフターは、新たな活用

方法を見つけたと考えています。現在乗客、貨物、地球観測に利用できるものと比較

して改善できる航空宇宙のユースケースはないと判断した同社は、飛行船技術の能力

によってのみ活用できると考えられる建設業界のニッチ市場を特定したのです。

このスタートアップは、 推進システム、 ウインチ、および針。このポッドは、浮力

の中心と重心の間の垂直距離を長くすることで航空機の安定性を助ける役割も果たし

動力、制御、通信のための主要な航空機システムを収容します。

スカイリフターの全方向プロペラはあらゆる方向への推力を可能にし、約 45 ノット

(時速 51 マイル) の対気速度を達成できます。創設者兼最高経営責任者(CEO)の

ジェレミー・フィットン氏によれば、  「少なくとも理論上は」  、電力を使わずに

「無限に 」浮かぶという選択肢もあるという ことです。

「私たちはこのシステムを、特大の外部ペイロードの重労働に特に使用しています。

対象となる顧客は、ペイロードをある程度の距離まで移動したいという要望も表明し

ているため、その要件に対応する運用コンセプトも用意されています。しかし、本質

的には昇降装置です。私たちは回転翼航空機の積載量制限を突破するフックを空に設

置しています。」 

浮揚原理

空気より軽い (LTA) テクノロジーを使用する利点は、要約すると 3 つのことにあると

フィットン氏は説明します。1つ目は、ヘリコプターの実用限界である20トンを超え

る吊り上げ能力です。2 つ目は飛行船の中性浮力です。これは、高度を維持するため

に持続的なエネルギー消費を必要としないことを意味します (アルキメデスの変位理

論を考えてください)。スカイリフターの場合、目的は空気力学的揚力を回避し、空

気静的揚力に焦点を当てることです。3 つ目は、飛行時間が長いため、このプラット

フォームは地球観測やデータ収集のユースケースに適していることです。これは多く

の衛星が果たす役割と同様ですが、センサーの解像度が高く、コストが低い (そして

維持とアップグレードが容易である) 点が異なります。 

「歴史的に、航空機を使用して物を移動させる場合、航空機はサプライチェーンの中

で最も高価な部品であるため、すべてがそれを中心に回っています。一方、スカイリ

フターの場合、航空機は空を浮遊しているため、必要になるまで待機することができ

ます。したがって、建設サプライチェーンの経済性は、顧客の利益のために根本的に

変えることができます。」 

同社はエアロスタットの構築にどのような材料を使用しているかをまだ明らかにして

いませんが、フィットン氏は、それらはすべて歴史的に証明されており、飛行船の世

界で入手可能であることを認めています。風船にどのようなガスが充填されるのかも

明らかにしていません。 「私たちは長年にわたって、歴史的に何がうまくいかなかっ

たかを研究してきました。ここ数十年間、多くのプロジェクトが行われてきましたが、

現在飛行しているプロジェクトはそれほど多くありません。その主な理由は、その運

用能力が設計によって制限されており、代替技術の方が性能が優れているためです。 

「私たちは球形の風船を選びました。これは内部のガスが自然に形成したい形状であり

構築するのが最も簡単だからです。膨張したトーラス (自転車のインナー チューブの

ような) は、楕円体の形成に役立ちます。これにより、今日のイラストで見られるよう

な円盤の形が風船に与えられます。」 

フィットン氏は、航空機に安定性を与えるため、吊り下げ式ポッドを採用することに

しました。彼は、初期のテストではピッチとヨーが最小限に抑えられていることが示

されたと述べています。 「航空機は直立姿勢で飛行するように設計されており、推進

力によって重力と牽引力が生じます。航空システムは空に浮かんでおり、空中を維持

するために空気力学を使用していないため、これらは海事用語です。」 

それでは、航空機の製造に使用されるほぼすべてのコンポーネントがすでに入手可能

である場合、スカイリフターはどのような知的財産 (IP) を誇るのでしょうか? 答えは

運用の概念にあります。フィットン氏によると、それは積み降ろし時の浮力管理と、

エアシステムとフックを制御および調整するソフトウェアにあるという。ほとんどの

飛行船は、主に地面に対するフックの動き (風向きや乱気流の変化を考えてください)

を最小限に抑えるために、ペイロードを積むために着陸するように設計されています。

「着陸は費用のかかるプロセスであり、地上にかなりのインフラが必要です。」 これ

を軽減するために、フィットンは運用の概念を転換しました。スカイリフターはペイロ

ード移行運用中に飛行し続けます。それ自体は新しいことではありませんが、これを実

現する方法の詳細は スカイリフターによって特許取得されています。同社はまた、飛

行制御システムの管理ソフトウェアに関する知的財産の開発も行っています。

「事実上、気球システムがあり、その下に胴体(航空機の重い部分)があり、その下に

フックがあります。したがって、ヘリコプターの延縄作戦に精通していれば、ペイロー

ドが振り子のように揺れることがあり、パイロットが着陸するのが困難になることが

わかるでしょう。」 空のフックとして、フックの安定性は設計の最も重要な側面です。

 「顧客が最終的に支払うのはそれです。そこで私たちは、そのフックを少なくとも現在

の陸上クレーンのフックと同じくらい安定して安定させるコンセプトの設計に多くの時

間を費やしました。」 同社は、そのメカニズムについては今後さらに詳しく明らかに

できるだろうと述べています。

すでに英国の CAA、EASA、その他いくつかの規制当局と協議を行っており、スカイリ

フターは、いくつかの変更を加えて既存の欧州飛行船認証計画 (CS-30、CS-31HA) に

従うことになります。 「私たちは、すでに存在する航空宇宙の枠組みの中でこの航空

システムを構築しています」と フィットン氏は言います。

英国に住んでいる人なら誰でも、私たちが悪天候に無縁ではないことを知っていますが、

それは世界の多くの地域でも同じことが言えます。飛行船や熱気球には浮くために空気

よりも軽いガスが充填されていますが、風が吹くとどうなるでしょうか? フィットン氏

は、スカイリフターには従来の航空機と同じ制限が課されるだろうと述べました。

 「一般的に言えば、ヨットのセーリングに例えることができます。風を最大限に利用

するのです」と 彼は言います。 「風速が上昇するため、陸上クレーンの操作は慎重に

なるか、完全に停止する必要があります。一方、SkyLifter は、従来の陸上クレーンよ

りも高い風速でも動作できます。」

2021年のリーダーズ・ダイジェストの記事によると  、米国全土には約25隻の飛行船

がまだ存在しているという。ニューヨークやロンドンなどの大都市では、一度に建設開

発が行われる数は 25 をはるかに超えています。そのため、スカイリフターが建設分野

でのニッチを確保できれば、飛行船はこれまで以上に身近な存在になるかもしれません。

スカイリフターは気力静力揚力を使用して空中を維持し、プロペラを使用して飛行を

指示します。空気力学的な揚力は必要ありませんが、エアロスタット (バルーン構造)

は抗力を最小限に抑えるような形状になっています。実際、翼、フィン、操縦翼面は

必要ありません。エアロスタットには、アルキメデスの原理に従って周囲の空気から

得られる浮力を与える空気より軽い (LTA) ガスが含まれています。

アルキメデスの原理は、「液体に浮かんだり沈んだ物体は、押しのけられた液体の重

量に等しい力によって浮き上がる」と述べています。この点において、大気 (空気)

は液体のようになります。

上に示したように、LTA テクノロジーにより 3 つの独自の機能が可能になります。

一部のペイロードでは、LTA が唯一の解決策です。

  • 飛行時間は 24 時間を超えます (有効なペイロードを含む)。

  • 電力を使わずに空中を飛行し続ける能力(追加のエネルギーを消費せずに無限の

  持続可能な飛行を可能にする)。

  • 20,000 kg (最大のヘリコプターの最大ペイロード制限) をはるかに超えるペイ

  ロードの垂直ピックアップと飛行。

100% の空気静力学的揚力は、垂直方向に揚力し、動かない空気中でホバリングできる

ために不可欠です。飛行中に空気力学的な揚力を生み出すことは役立つかもしれません

が、これには通常、航空機に重量を追加する追加のアイテムが必要になり、メンテナン

スや制御の問題が発生し、そのすべてにエンジニアリング ソリューション、認証、メン

テナンスが必要になります。

移動方法

スカイリフターは、 2 つのパイロット位置がありますが、1 人のパイロットによっ

て、または必要に応じて遠隔操作によっても操作できるように設計されています。

スカイリフターはゆっくりと移動してホバリングすることもできるため、飛行の

ためのクリアランスはヘリコプターの運航に似ています。フライト デッキは、メイ

ン ポッド システム モジュールの下に見られる円形の部屋です。この位置により、

乗組員は周囲の空域と地上での作戦を 360 度見渡すことができます。

プロペラは任意の方向に推進します。航空機は、前後、横、上、下に移動したり、

垂直軸の周りを回転したりするときに、直立した状態を保ちます。エアロスタット

のレンチキュラー プロファイルにより、明らかな前面、側面、背面がありません。

したがって、スカイリフターは全方向性です。

この全方向性特性は、静止測位 (およびペイロードの拾い上げまたは配達の能力)

をはるかに容易にするため、(一般的な葉巻型飛行船に比べて) 利点があります。

前後がない航空機は常に風上を向いています。プロペラからのベクトル化された

推力により、向きを変える必要がなく、風向きの変化に簡単に対処でき、ステーシ

ョンから吹き飛ばされる可能性が大幅に低くなります。あらゆる高度での用途に最

適です。

コンパスの進行方向、加速、減速の変化はすべて非常にゆっくりと穏やかに起こるた

め、G は小さくなります。

上下運動は、スカイリフターの重量が浮力と同じになるようにバラストを調整します。

次に、プロペラは上昇するための垂直推力を提供したり、下降を支援したりします。

エアロスタットの形状により、全体の重量が浮力より大幅に大きい場合でも、降下速

度が制限されます。これは、必要に応じて動力なしで安全に降下できることを意味し

ます。

 

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