飛行機はどれも同じように見えますか？実際、それらは全く異なっている

あらゆる種類の誇張されたアイデアと繁栄した経済があった1950年代と1960年代と比較すると、今日の民間航空業界は成熟しすぎて革新性に欠ける段階に達しているようです。今日の民間航空機に乗るプロセスと経験は、おそらく 20 年前、あるいは 30 年前とそれほど変わらないでしょう。

しかし、この表面的な安定の下で、民間航空業界は実は大きな変化を起こそうとしている。過去数年間に民間航空業界がどのように変化したかを見てみましょう。

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世界の民間航空機製造業界の状況

インセンティブショックを経験する

2022年9月末、中国の期待の高かった大型航空機、COMAC C919単通路トランク旅客機が、5年以上の飛行試験と認証作業を経て、ついに中国民用航空局か​​ら型式証明を取得しました。最初のC919は数日以内にローンチカスタマーである中国東方航空に納入され、間もなく商業運航が開始される予定だ。

これは、中国初の完全商用化された自主ブランドの大型旅客機が、国際航空市場の激しい競争に正式に参入し始めたことを意味する。

C919の登場により、過去数十年にわたり民間航空の大型航空機市場においてボーイングとエアバスが安定的に独占していた状況が崩れた。

同時に、ロシアの航空業界は、一連の内外のトラブルを経験した後、間もなくロシアのロシア航空に納入される大型民間航空機MC-21で再び挑戦している。

MC-21 と C919 はどちらも単通路のナローボディ機です。これらの航空機は、民間航空業界で最大のシェアを巡って、ボーイングの737MAXシリーズやエアバスのA320neoシリーズと競争することになる。新たな勢力の参入は、世界の民間航空業界に新たな潮流をもたらすことは間違いないだろう。

幸せな人もいれば、悲しい人もいます。 COMAC のような挑戦者が大きな自信を持って競争に参入する一方で、他の航空機製造会社は民間航空機製造市場から撤退することを選択しました。

その中には、かつては大手民間航空機メーカーになる寸前だったカナダのボンバルディア社も含まれる。かつてはターボプロップ機やジェット機のリージョナル旅客機を次々と製造・運航し、21世紀初頭には自社製の100席ジェット旅客機CSシリーズを発売した老舗メーカーだが、2020年2月に旅客機生産ラインを完全に売却し、現在はビジネスジェットの設計・製造に注力している。

ボンバルディアのCSシリーズはエアバスに買収され、エアバスのA220シリーズに生まれ変わりました。

CSシリーズよりも前のジェット地域航空機であるCRJシリーズは、日本の三菱航空機が買収した。日本の三菱は自社の旅客機ポートフォリオを改善するためにCRJの資産を買収した。

しかし、一連の研究開発の遅れ、財政難、そしてCOVID-19パンデミックが世界の航空業界に与えた影響を経験した後、2021年末、日本の三菱は、すでにプロトタイプのテスト飛行段階に入っていたSpaceJetジェットリージョナル旅客機プロジェクトを断念することを決定しました。

この時点で、20年近い歳月と莫大な資金を費やしたにもかかわらず、大型民間航空機の製造に挑戦するという日本の夢はまたもや打ち砕かれたのである。

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旅客機の代替がひっそりと完了

現地時間2022年12月6日夕方、米国シアトルのエバレットにあるボーイング生産ラインのゲートからボーイング747-8貨物機が押し出され、「空の女王」として知られる伝説のボーイング747の54年間の生産の歴史に終止符が打たれた。最終的な納入数は1,574機のままであった。

ボーイング747は世界初のワイドボディ旅客機です。エバレットの生産ラインは、この巨大な4発エンジンの旅客機のために特別に建設されました。紫禁城全体とほぼ同じ面積を占め、世界最大の単一建築物の一つです。

ボーイング747だけではありません。ほぼ1年前、そのライバルであるエアバスA380超大型機の生産ラインも、254機目の航空機を完成させた後に操業を停止しました。

A380も4発エンジンのジャンボジェット機です。ボーイング 747 からの段階的な移行は、民間航空史上の 4 発ジェット旅客機時代の終焉を意味します。ワイドボディ機の分野では、双発でやや小型ながらより経済的なエアバスA350とボーイング787シリーズが、大陸間旅行をする世界中の乗客に最もよく使用される航空機モデルとなっています。

さらに数が多いナローボディ機の分野では、一世代にわたって活躍してきたボーイング737NGとエアバスA320ceoシリーズが、最近最後の機体の納入を完了しました。

これらのクラシックモデルは今でも空港で最も一般的な航空機ですが、後継機であるボーイング737MAXとエアバスA320neoシリーズの急速な生産と納入により、ますます多くの人々がこれらの新世代航空機を体験することになるでしょう。

なお、ボーイング737MAXシリーズは我が国の民間航空部門からまだ飛行再開許可を取得していないが、世界の他の地域では通常の商業運航と生産・納入作業を再開している。

目を大きく開いて耳をすませなければ、新世代の航空機に乗っていることに気付かないかもしれません。なぜなら、この世代の航空機は、外観も客室の内装も、前の世代の航空機とあまり変わらないからです。

外観上の最大の違いは、エンジンがバイパス比の大きいターボファンエンジンに置き換えられたことで、直感的には直径が大きくなったことを意味します。これらの大口径エンジンの最も注目すべき特徴は、一般的に前世代よりも燃料効率が 10% ～ 15% 向上していることです。燃料消費量が少ないということは、運用コストが下がり、CO2排出量も少なくなることを意味します。

さらに、新世代のエンジンは一般的に騒音レベルが低くなっているため、新世代の旅客機に乗っているかどうかを判断するには耳を澄ませる必要があります。

わが国のC919旅客機もボーイング737MAXやエアバスA320neoと同じ高バイパス比ターボファンエンジンを採用しており、新世代旅客機の重要なモデルでもあります。

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省エネと排出削減

世界の民間航空業界が直面する大きな課題

地球規模の気候変動による災害が頻発する中、二酸化炭素排出、カーボンニュートラル、カーボンピークといった言葉が私たちの日常生活に頻繁に登場するようになりました。

現在、世界の民間航空業界からの炭素排出量は、人間の活動による世界の炭素排出量の約 2.1%、輸送による世界の炭素排出量の 12% を占めています。割合は大きくないが、各航空機、各フライト、各航空旅客を平均すると、民間航空業界が間違いなく主要な炭素排出源となっている。

現在、多くの航空会社や航空機製造会社は、今後10年から20年以内にカーボンニュートラルを達成するという野心的な目標を掲げています。もし、既存のエンジンを改良し、10年ごとに1世代を開発し、世代ごとに燃料消費量を約10％削減し続けるのであれば、カーボンニュートラルの目標は単なる夢物語になってしまいます。

航空分野でカーボンニュートラルを実現するために、持続可能な航空燃料（SAF）という新しいタイプの燃料が徐々に注目を集めています。

この燃料は、外観、物理的、化学的性質の両面において、現在一般的に使用されている航空用灯油と非常によく似ています。現在、我が国の複数の航空会社を含む多くの航空会社がSAFで試験飛行を実施しており、航空機の飛行性能は正常です。

ただし、このタイプの燃料は炭素排出物を生成しません。これは、炭素排出量が化石燃料の燃焼による二酸化炭素排出量に基づいて計算されるためです。 SAF は非化石燃料から生成され、廃食用油、廃農産物、および同様のゴミから精製され合成されます。簡単に言えば、SAF は廃食用油から生産されます。

バイオジェット燃料の製造に使用できるバイオオイル原料。画像出典：中国石油化工石油加工研究所

これらの原料は、大気中の二酸化炭素と太陽エネルギーを利用して植物が光合成によって合成するため、SAF の使用によって大気中の二酸化炭素含有量が増加することはありません。

現在、SAF の生産規模はまだ比較的限られており、コストは従来の航空灯油よりもはるかに高くなっています。しかし、より多くの航空会社が参加し、生産能力が増加するにつれて、SAFの価格は徐々に合理的なレベルまで下がり、航空業界のカーボンニュートラル達成の主な推進力になると信じています。

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新しい航空機

SFから現実へ

持続可能な航空燃料は、既存のタービン航空エンジンからの排出量を削減するという問題に対処します。

英国とドイツの航空技術者が最初のターボジェット航空機エンジンを開発した 1930 年代から今日に至るまで、これらのエンジンはほぼ 100 年にわたって継続的に改良され、人間の飛行を支援する最も重要な動力源となっています。しかし、熱力学から材料科学に至るまで、航空タービンエンジンは徐々にボトルネックに直面しており、新たな航空の力が登場しようとしています。

民間航空大手のエアバスは、軽・小型飛行機向けの純電気ソリューション、中・軽飛行機向けのハイブリッド電力ソリューション、大型飛行機向けの水素電力ソリューションなど、将来の航空電力に関する新たな壮大なビジョンを計画している。エアバスは、アウディやシーメンスなどの業界大手企業と協力して、2050年の航空に関する包括的なソリューションを提供しています。

2022年6月、蘇州にエアバス中国R＆Dセンターが設立されました。この研究開発センターは水素エネルギーに焦点を当てており、製造から貯蔵、輸送、使用に至るまで、業界全体のさまざまな技術的問題の解決に取り組んでいます。電力供給システムの混乱は、必然的に航空機の全体的なレイアウトに新たな変化をもたらすことになる。 1960年代から大きな変化がなかった航空機の外観が、今まさに変わろうとしている。

この変化は、「航空機」とは呼べないかもしれないいくつかの民間航空機ではすでに起こっています。これは近年本格的に普及しつつある電動垂直離着陸機（eVTOL）です。

おそらく、一部の eVTOL は大型の民生用ドローンのように見えるかもしれませんが、航空技術と人工知能を組み合わせたこの技術は、人々と航空との関係をある程度変えました。 Joby、Volocopter、Ehang などの新興企業に加えて、Boeing、Airbus、COMAC などの多くの従来の航空会社も eVTOL の研究開発のトレンドに加わっています。無人、インテリジェント、そして都市の地上交通とシームレスに接続された eVTOL は、民間航空業界に新たな境地を切り開きます。

著者: ルタン