航空における電気推進について話すとき、私たちは何について話しているのでしょうか?

航空電気推進とは何かについてお話ししましょう。

簡単に言えば、航空電気推進技術とは、電気エネルギーを運動エネルギーに変換して航空機を動かすことです。燃料駆動の航空ガスタービン発電機は、バッテリー パックと組み合わせて使用​​され、電気エネルギーを生成または蓄積します。この電気エネルギーは、タービンと電気モーターの間のさまざまな結合方法によって軸動力に変換され、ファンまたは分散ファンを駆動して、航空機に必要な電力を生成します。

なぜ航空電気推進技術を開発する必要があるのか​​お話ししましょう。

電気推進技術は、私たちの旅をよりクリーンに、より安価に、より快適にする可能性を秘めています。

航空業界は、世界の産業の中でも常に主要な炭素排出源となっています。 EDGAR（全球大気研究のための排出データベース）のデータによると、2020年に国際航空業界が化石燃料の燃焼によって排出した二酸化炭素の量は、世界全体の排出量の約1％を占めました。航空電気推進技術は、水素、風力、太陽エネルギーなどのクリーンエネルギーを採用することで、二酸化炭素の排出を削減、あるいはゼロにすることができ、環境への影響を効果的に低減します。これは、航空業界がネットゼロ排出目標を達成するための主要な電力ソリューションの 1 つです。さらに、電気エネルギーを得るためのコストは非常に低いか無料になる可能性があり、電気推進システムのメンテナンスは比較的容易であるため、飛行はより経済的になります。最後に、電気エネルギーを運動エネルギーに変換するときに発生する騒音が少なくなり、移動の快適性が大幅に向上します。

これほど多くの利点があるのに、なぜ私たちの日常生活で電気推進航空機が使われていないのでしょうか?

現在の技術で製造された電気航空機は単純に重すぎる上、作動部品を冷却するために余分な重量とエネルギーが必要となり、非常に非効率的です。モーター、コンバーター、回路ブレーカー、バッテリー、冷却システムなどの技術を含む航空電気推進のあらゆる側面は、コンポーネントを冷却し、重量と熱損失を最小限に抑えるために克服すべき大きな課題にまだ直面しています。

航空電気推進技術ではこれまでどのような成果が上がってきたのでしょうか？

2024年2月、馮飛航空科技社は、純電気駆動の5人乗りeVTOL機「盛世龍」を使用し、深セン蛇口クルーズ母港から珠海九州港ターミナルまでの飛行を完了し、片道2.5～3時間の地上移動を20分に短縮しました。機体全長は11.6メートル、翼幅は14.5メートル、プロペラは13枚、最大離陸重量は2,000kg、最大積載量は350kg、最大航続距離は250km、最大巡航速度は200km/h、乗客定員は4席＋パイロット1名。これは、往復距離100キロメートルを超える、海上と市街地を横断するルートでの電動垂直離着陸機eVTOLの公開デモ飛行としては世界初となる。

2024年3月、エアバスの全電動4人乗りeVTOL「CityAirbus NextGen」の実物大プロトタイプが、ドイツのドナウヴェルトにあるCitybusテストセンターでデビューしました。分散推進システムとして8つの電動プロペラを使用し、重量は2トン、翼幅は12メートル、速度は時速120キロメートル、航続距離は80キロメートルです。

さらに、無人機エンジンメーカーのUAVHEは48kWハイブリッド電気推進システムRW1-300Cを発表し、Kiteは120kW KM-120航空電動モーターを発売し、UEC United Engine Manufacturing Groupは2023年ロシア産業博覧会で500kWハイブリッド電気推進装置検証機を展示した。 NASA、GE、サフランなどの多くの科学研究機関や国際企業も、航空電気推進のさまざまな主要技術分野で多くの研究と実験作業を行ってきました。

しかし、航空飛行には厳しい電力要件があるため、航空電気推進技術は依然として克服すべき多くの課題に直面しています。しかし、現在の研究結果はすでにその可能性を示しており、大きな発展の可能性を実証しています。技術研究が継続的に深まるにつれて、実用的な航空電気推進技術はますます成熟し、私たちの飛行の旅に革命的な変化をもたらすでしょう。