要約:
ここ数日、COMAC CE-25A 電動デモンストレーターであるとされるいくつかの写真がインターネット上で拡散し、純粋な電動旅客機が再び世間の注目を集めるようになりました。
キャプション: 最近出回った COMAC CE-25A 検証機の写真。写真の機体の実際の試験飛行状況はまだ正式に公開されていない。
この質問には驚くべき答えがあります。純粋な電気航空機はすでに飛行しており、一部は耐空認可を取得しています。
本当にまだ遠いのは、何百人もの乗客を乗せた純粋な電気旅客機に乗り込み、予定通りに主要都市を往復することです。前のシーンから次のシーンに移動することは、飛行機を大きくすることを想像するよりもはるかに複雑です。
(ここで説明する純粋な電気航空機とは、推進力を提供するために機内バッテリーのエネルギー貯蔵と電気モーターに依存する航空機、石油を燃やして発電するハイブリッド航空機、および発電に水素燃料電池を使用する航空機を指します。これらは個別に計算する必要があります。これらは一部の電気推進技術を共有できますが、異なるエネルギー貯蔵の問題に直面しています)
電気飛行の起源は、少なくともフランス人のガストン ティサンディエまで遡ることができます。
1886 年に出版された「La Navigation Aérienne」の中で、彼は個人的に次のように述べています。1881 年初頭、電気ボートの実験により、航空航行に電気モーターを使用するというアイデアが得られ、同年のパリ電気ショーで電気飛行船の模型を展示しました。
1883 年 10 月 8 日、彼と弟のアルバートは電気飛行船で飛び立ちました。これは関係者の著作によって裏付けられた初期のアイデアと実践であり、ライト兄弟の飛行が成功する前に起こりました。
キャプション: 1883 年 10 月 8 日、ティサンディ兄弟の電気飛行船がパリのオートゥイユから出発する様子を描いた同時期の木版画。
ただし、飛行船は浮力を利用して空中に浮上します。これは、揚力を生成するために翼に依存する航空機とは大きく異なります。
有人電池式固定翼航空機に関して言えば、重要な出発点は 1973 年 10 月 21 日であると認識されています。エンジニアのフレッド・ミリトキーがブルディチカと共同で開発した MB-E1 は、オーストリアでニッケル・カドミウム電池を使用して初飛行を完了し、約 9 分間飛行しました。国際航空連盟によると、飛行時間は約15分だったという。
キャプション: 1973 年の MB-E1 電動航空機。ニッケルカドミウム電池を使用し、初飛行には約 9 分かかります。
つまり、人類は半世紀以上前に、バッテリーが人を飛行させることができることを証明しました。以来、現在に至るまで、主に飛行をより実用的にすることに長い期間が費やされてきました。
ヨーロッパは小型飛行機で先駆者となりました。 2015 年、エアバスの純粋な電気デモンストレーター E-Fan が英仏海峡を飛行しました。
キャプション: 2015 年 7 月 10 日、純粋電気検証機 E-Fan が英仏海峡を飛行し、フランスのカレーに着陸しました。
2020 年 6 月、スロベニアのピピストレルの二人乗りヴェリス エレクトロは欧州航空安全局から型式証明を取得し、主に飛行訓練に使用されています。
キャプション: 二人乗りの純粋な電気航空機 Velis Electro。この機種は2020年6月にEASA型式認証を取得し、主に飛行訓練に使用されています。
メーカーが公表しているバッテリー寿命インジケーターは最大約 50 分で、有視界飛行ルールに必要な予備時間があります。
空港周辺で小型飛行機を訓練する場合、これはすでに役に立ちますが、通常の民間航空機を置き換えることができるには明らかにまだ遠いです。
北米は電気航空機を短距離輸送に導入しようとしています。カナダのハーバー・エアとマグニクスは、DHC-2「ビーバー」水上飛行機を電動水上飛行機に改修し、2019年に初飛行を完了した。エビエーション社のアリスは、9人乗りのコミューター市場を目指し、2022年9月に8分で初飛行を完了した。1つは既存の航空機を改造して使用し、もう1つは新型からスタートする。しかし、初飛行は技術が一歩前進したことを証明するものであり、直接定期旅客運航の実現とみなすことはできない。
図: 2022 年 9 月 27 日、Eviation の電動デモンストレーター、アリスが米国のモーゼスレイクで初飛行を完了し、飛行時間は約 8 分でした。
さらに大きな試みも行われました。
ハート・エアロスペースは、翼幅 32 メートルの X1 を ES-30 プロジェクトの本格的なデモンストレーターとして 2024 年に展示する予定です。当時発表された座席数30席、純電気航続距離200キロメートル、ハイブリッド航続距離400キロメートルは、ES-30の量産化に向けたプログラム指標であり、X1の実証済みの乗車定員として直接計算することはできない。
2026 年 8 月のハート エアロスペースの発表によると、同社の X1 実証機は 25,000 ポンド、つまり約 11.3 トン以上の重量で離陸し、バッテリーで 27 分間飛行しました。
9 月、同社は 36 席の ES-36 の量産計画を発表しました。純粋な電気での目標航続距離は約200キロメートルです。より長い航続距離はガスタービン発電によってサポートされており、2031 年に実用化される予定です。
キャプション: 2026 年 8 月の初飛行中に離陸および上昇するハート X1 実証機。これは技術検証機であり、ES-30 や ES-36 の量産計画パラメータを直接適用することはできません。
途中で中止されるプロジェクトもあります。
NASA の X-57 は当初、分散型電気推進の検証を目的としていましたが、プロジェクトは 2024 年に最終的に完了し、初飛行には至りませんでした。
イラスト:
2021 年 4 月 15 日、NASA の純電気実験航空機 X-57 マクスウェルはカリフォルニアのアームストロング飛行研究センターで高電圧地上試験を受けました。
NASA は、実験用ハードウェアの問題、主要コンポーネントの供給、および残りのプロジェクト時間の制約が原因であると考えました。それはバッテリーと電気システムに関する研究成果を残しましたが、また、電気モーターが回転して航空機全体が安全な飛行状態に達するまでの間には、まだ多くのエンジニアリング作業が必要であることを思い出させてくれました。
中国の進歩は、特定のモデルの観点からも見る必要があります。
瀋陽航空航天大学の楊奉天氏のチームが開発した瑞祥 RX1E は、2013 年に初飛行し、2015 年にモデル設計の承認と生産ライセンスを取得しました。これは二人乗りの電動ライトスポーツ航空機です。
2024 年 12 月 29 日、4 人乗り RX4E は中国民用航空局から型式証明書を取得し、CCAR-23 通常カテゴリー航空機の耐空要件に従って認証を完了しました。
AVIC General Aviation は、2024 年初めに 2 人乗り電動実証機 AG60E の初飛行も完了しました。
RX4E の最大離陸重量は 1,260 kg、バッテリーの総容量は 70 kWh、公共バッテリーの最大寿命は 1.5 時間です。
2025 年 9 月、北京市延慶市で最初の RX4E の現地組み立てが完了しました。これらの開発は、小型電気航空機が主に訓練や観光などの用途で製品製造および実用化の段階に達したことを意味します。宣伝されている最大飛行時間は、十分な積載量と余裕を持って販売できる飛行時間として直接理解することはできません。
キャプション: RX4E は、瀋陽航空航天大学が開発した 4 人乗りの純粋な電気航空機です。このモデルは、2024 年 12 月 29 日に中国民間航空局から型式証明書を取得しました。 (画像出典: 瀋陽航空航天大学公式ウェブサイト)
COMAC は、より大型の純粋な電気航空機も検討しています。
CE-25A は、2023 年の CIIE ですでに発表されています。公開計画は 19 座席で、設計航続距離は 400 ～ 500 キロメートル、最大巡航速度は時速約 400 キロメートルで、翼にダクトファンが組み込まれた分散型電気推進を備えています。
2025 年に『China Engineering Science』に掲載された論文には、「大規模な検証飛行」を完了したことが明確に記録されています。
同年、COMAC 北研究センターは、CE-25A プロジェクトの 0 号機の構造試験解析の入札公告を発表しました。この情報により、プロジェクトの存在と関連する検証作業を確認できます。最近の写真に写っている航空機が初飛行したかどうかについては、さらなる正式な開示が必要だ。
19席という規模は、小規模通勤交通の実需に対応したものとして注目に値する。ただし、400〜500キロメートルは依然として設計上の指標です。どれだけの乗客を乗せられるか、どれだけの余力を蓄えることができるか、バッテリーを長時間使用した後にどれくらいの距離を飛行できるかなど、引き続き検証が必要だ。
純粋な電気航空機の最も困難な側面は、やはり重量です。
同じ重量の航空灯油は、バッテリーよりもはるかに多くのエネルギーを蓄えます。電気推進の効率が高いことを考慮しても、その差は依然として明らかです。燃料が燃焼すると、飛行機はどんどん軽くなっていきます。バッテリーの電力は消耗していますが、重量は基本的にまだ残っています。
したがって、より多くのバッテリーを搭載すると出力は増加しますが、乗客と荷物のためのスペースも占有し、航空機はこの重量をずっと持ち続けなければなりません。
CATL やその他の企業が発表したバッテリー技術と航空検証の進歩は人々に希望を与えますが、ニュースで取り上げられるエネルギー密度はバッテリー セルのみをカウントすることがよくあります。航空機に設置する場合は、保護、冷却、管理システムを追加する必要があります。最終的にどれだけの重量を節約できるかは、装備のセット全体によって異なります。
飛行機は、「目的地に到達するのに必要なだけ」に応じて電力を手配することはできません。
天候が悪化した場合は、待機したり、代替着陸したり、進入後に迂回したりする必要がある場合があります。バッテリーの大部分が使い果たされた場合でも、バッテリーは依然として十分な電力を供給する必要があります。同時に、熱暴走を防止し、電気システムの信頼性を確保する必要があります。耐久性が向上したからといってこれらの要件が緩和されるわけではありません。
技術レベルを通過した後も、航空会社は決済を行う必要があります。バッテリーの交換頻度と着陸時の充電にかかる時間は、フライトの費用に影響します。節約された電気代は、バッテリーの交換や待機時間に費やされる可能性があります。
したがって、純粋な電気旅客機が普及する前に、バッテリーが 1 キログラムあたり何ワット時まで到達できるかという質問に対して、統一した答えを得るのは困難です。 2 人乗りの練習機はすでに利用可能ですが、100 席の旅客機にはさらに高い能力が必要です。
本当に突破する必要があるのは、繰り返し使用しても安全かつ確実にタスクを完了できるほど、航空バッテリー システムを十分に軽くすることです。全固体電池、リチウム硫黄などの路線にも期待がかかる。実験室のインジケーターは、最終的には航空機でテストする必要があります。
私は、純粋な電気航空機が最初は訓練と短距離飛行を行い、その後徐々に通勤市場や地域市場に向けて努力することを望んでいます。島や、地上交通が遠方に迂回し、乗客の流れが大型航空機に対応できない場所に適している可能性があります。
既に便利な高速鉄道が敷かれている短距離路線については、バッテリーに置き換えただけでは乗客を空港に呼び戻すことができない可能性があります。
100 席の純粋な電気旅客機がいつ広く使用されるようになるかについて、信頼できる日付を与える人は誰もいません。しかし、小型航空機の進歩の各段階は、この道筋を明確に見るのに役立ちます。
私は電動飛行を引き続き楽しみにしています。純粋な電気航空機はすでに地上を離れています。私たちが待っているのは、十分な乗客と荷物を運び、事故の余地を残すことです。今日は無事に到着し、明日は通常通り出発する予定です。
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