なぜボーイングは新しい民間航空機を設計すべきなのか

飛行機

皆さんこんにちは!

ボーイングは、NASAと共同で次世代の航空機を開発しています。

それでは今なぜ、ボーイングは新しい航空機の開発を急いでいるのでしょうか?

そこには、ライバル、エアバスの存在がありました。

持続可能なデモンストレーター、Xー66A

NASA の持続可能な飛行デモンストレーター プログラムのためのボーイングの X-66A テストベッド航空機。

ボーイングの X-66A (画像:ボーイング)

ボーイングは、NASAの持続可能な飛行デモンストレータープロジェクトのX-66A航空機

開発の主要パートナーとして、プラット・アンド・ホイットニーとコリンズ・エアロスペ

ースに協力を要請しました。RTX グループ 2 社は、火曜日に発表された契約に基づいて、

それぞれギア付きターボファン エンジン、ナセル、およびエンジン付属品を供給します。

X-66A の機体は、非常に長く薄い翼が斜めの支柱で胴体に取り付けられた遷音速トラス

ブレース翼を備えています。Sustainable Flight Demonstrator (持続可能な飛行デモン

ストレーター)プロジェクトには、米国航空気候行動計画から 4 億 2,500 万ドルの資金

が集まり、ボーイングとそのパートナーからは約 7 億 2,500 万ドルの資金が集まりまし

た。

6月、NASAは計画中のテストベッド航空機をXプレーンプログラム1つとして正式に指定

しました。ボーイングは、実物大の実証機による試験飛行プログラムの構築と管理を任務

としています。米国空軍の権限に属する X プレーン プログラムは、一般に、特定の量産

航空機のプロトタイプとして機能するのではなく、他の航空機設計に採用できる設計と技

術をテストすることを目的としています。

プラット・アンド・ホイットニーによれば、同社の GTF エンジンは、2016 年の商業運

航開始以来、すでに狭胴旅客機の燃料消費量を最大 20% 削減しています。これにより、

これまでに 14 億ガロン以上の燃料が節約され、燃料消費量が削減されたと同社は報告し

ています。 1,400万トンの二酸化炭素も動じに削減できるとされています。X-66A でター

ボファンを使用することで、ボーイングと NASA は新しい機体設計でさらにどのような改

善が達成できるかを評価できるようになります。

姉妹会社のコリンズが供給するナセルは、軽量で耐久性のある複合材料と金属材料で作ら

れています。同社はまた、熱交換器、統合された燃料ポンプと制御装置、エアタービンス

ターター、電子制御など、GTF 用の制御システムコンポーネントも提供する予定です。

「コリンズには、NASA、ボーイング、プラット・アンド・ホイットニーとのパートナーシ

ップで成功を収めてきた長い歴史があり、航空宇宙分野のイノベーションの限界を押し広

げてきた数十年の経験があります」と同社のエンジニアリングおよびテクノロジー担当上

級副社長のマウロ・アタラ氏は述べました。「現在、持続可能な飛行デモンストレーター

プログラムの一環として、私たちは協力して、航空業界の環境フットプリントを削減する上

で不可欠な役割を果たす次世代の低排出ガス単通路航空機をサポートする新しい技術とシス

テムをデモンストレーションしていきます」 」

RTX グループには、Raytheon のほか、Pratt & Whitney および Collins Aerospace が

含まれます。

なぜ、新しい飛行機なのか?

ボーイングがナローボディ/単通路機市場でエアバスにシェアを奪われたことは否定でき

ません。かつてはこの市場で世界有数の OEM( original equipment manufacturer:ブラ

ンド名製造 )でしたが、現在ではナローボディ/単通路機の受注の割合は第 1 位のエアバ

スと比べて 40% 未満です。ボーイングの 737 の長寿命は印象的ですが、この航空機は

今では少し時代錯誤になっています。パイロットにとって、航空機の操縦は、テープデ

ッキと灰皿を備えたダッシュボードを備えた 1968 年製シボレー インパラを運転するよ

うなものです。

考えてみてください。737 は、現代の航空機制御システム設計の定番であるフライバイ

ワイヤ制御を搭載せずに現在製造されている唯一の民間航空機です。その間、エアバスは

ローエンドの A220 とハイエンドの A321 の性能と人気を考慮して、狭胴機の市場シェ

アを獲得し続けています。

737型機には最近いくつか改良が加えられたにもかかわらず、ボーイングが新しいクリー

ンシートモデルの計画を近いうちに事実上棚上げしたことは、より広範な民間航空宇宙産

業にとって失望です。同社は昨年11月、現在利用できる技術が限られているとして、効

率が20~30%向上する航空機の開発見通しを2030年代半ばまで延期しました。しかし、

これは真実とは程遠いです。実際、控えめな予測によれば、クリーンシートモデルは現在

の航空機よりも約 40% 効率が向上する可能性があります。

ただし、より優れた性能と燃料効率を実現するには、民間 OEM は、性能の向上を推進で

きる航空機の設計と技術に、より最近のイノベーションを組み込む必要があります。

より環境に優しい持続可能な航空燃料 (SAF) を燃料とする非ダクトターボファンは、次

世代航空機に期待されるレベルの性能を生み出すのに十分な効率とクリーンさを備えてい

ます。この航空機はおそらく高翼構成を特徴とし、自然な燃料圧力とより大きな非ダクト

ターボファンエンジンを可能にする可能性があります。

高翼航空機は、重心が翼の下にあるため、胴体がほぼ振り子のように機能し、横方向の安

定性が向上するため、安定性が向上することがよくあります。この構成は効率が高いわけ

ではありませんが、翼が高いと地上高が広くなり、不均一な地形の場合にエンジンを保護

し、翼の下により大型で効率的なエンジンを設置できるようになります。さらに、より高

いアスペクト比の高翼構成(おそらく揚力を生成するトラスブレースを備えている)を特

徴とする強化された機体と、より多くの複合材料で構成されたより空力的な胴体は、新し

い航空機の効率の約 10% 向上に貢献する可能性があります。

騒音が多く、やや扱いにくいものの、オープンローター/アンダクトターボファンエンジン

は、燃料消費量の低減により、これらの節約の約 30% に貢献する可能性があります。

オープンローターエンジン技術は、同じ推力のターボファンエンジンと比較して、燃料燃

焼とCO2排出量を大幅に削減する可能性があります。ターボファンエンジンでより高い推

進効率を達成するには、ファン径を大きくしてバイパス比を高める必要がありますが、

これにより航空機の重量と抗力が増加します。一方で、ナセルがないことにより、ブレー

ドが作動できる空気の領域が拡大します。

CFM社のオープンローター方式エンジン。(画像:CFMインターナショナル)

短距離の狭胴機と長距離の広胴機との間の能力と効率の差を考慮すると、この口径のクリ

ーンシートモデルは、まだサービスが行き届いていない中間市場では意味があるはずです。

150~300の座席と3,000~6,000海里の航続距離を備えた航空機ファミリーは、ナロー

ボディのアップゲージ(より高性能な航空機を求める航空会社)とワイドボディのダウン

ゲージ(短距離路線にサービスを提供するための小型でより効率的な航空機を求める航空

会社)への扉を開く可能性があります。さらに、新しい中型航空機は、これまで開拓され

ていなかった需要を開拓する可能性があります。例えば、ボーイングは自社の 787 モデ

ルがこれまで就航していなかった 235 路線を開設したと自慢しています。短距離市場と

長距離市場にまたがる中型航空機の多用途性を考慮すると、このようなモデルは同様の

量の新しい路線を開拓する可能性があります。これにより、合計で約 6 個の需要が喚起

される可能性があります。

クリーンシートの中型モデルの開発には 7 ~ 8 年かかり、150 ~ 200 億ドルの総投資

が必要となる可能性がありますが、その利益は大きく、業界を変える可能性があります。

航空機1機あたりの定価を7,500万ドル、粗利益率20~25%(ボーイングの従来のプラッ

トフォームと一致)と仮定すると、ボーイング社は必要な初期投資をはるかに上回る

1,000億~1,200億ドルの総粗利益を蓄積する見通しです。金銭的なインセンティブとは

別に、これはボーイングにかつての名声を取り戻す機会を与えることになるでしょう。

さらに、同社が依然として環境に配慮した最先端の航空機を市場に投入する可能性を秘め

た設計大国であることを証明することになるでしょう。

まとめ

ボーイングは、「最後は人間」というその思想から、エアバスと一線を画してきました。

そのため世界のベストセラーと呼ばれるエアバス320ファミリーは、真っ先にフライバイ

ワイヤーやオートスラスト(自動推力装置)、1Gコントロールなど、経験の浅いパイロ

ットでも操縦しやすい機能を導入しました。特徴として、320,330,380は全て同じ

コックピットのレイアウト、サイドステックを取り入れて、訓練時間の短縮を行いました。

一方、ボーイングは飛行機が進化するたびに新しい機能を後付けする傾向があります。

例えば、777と787では形状から素材まであまり共有する部品がありません。そのため

製造、整備においてもコストがかかってしまいます。

また、737MAXの墜落事故などが引き金となり、777の構造問題も明らかになり、

エアバスに大きく後れを取りました。

そこで、アメリカの威信を取り戻すべく、NASAと共同で新しい航空機の開発に着手

したのです。新たなエンジンをはじめ、ボーイングが世界のトップに返り咲くことは

できるのでしょうか?

 

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。

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