南アフリカの技術者親子が製作した電動4コプタードローンが最近、連続ホバリング時間3時間31分6秒というマルチロータードローンの耐久記録を非公式に破り、業界の注目を集めた。このドローンは、以前の結果である 3 時間 12 分を大幅に上回っただけでなく、飛行中に驚くべき「余裕」を示しました。2 時間 14 分飛行しても、バッテリー残量はまだ約 33% でした。
開発者はこれほど長時間飛行できるとは予想しておらず、正式な認証プロセスに従って飛行全体を記録する手配をしなかったため、この結果はまだ「非公式」の状態にある。
このプロジェクトは、南アフリカ出身のルーク・ベルと彼の父親であるマイク・ベルが率いています。彼らは以前、超高速電動クアッドコプターでプレイヤーの間で有名になりました。彼らは今、超高速と長距離の「両端を食いつぶす」ことを試みている。この長距離記録を達成した航空機の設計ロジックは、1 つの中心原則として要約できます。それは、細部に至るまでエネルギー消費を最小限に抑え、電力を節約したり重量を軽減したりするリンクを見逃さないことです。
動力システムに関しては、このドローンは直径 40 インチ (約 101 センチメートル) の T-Motor G40 カーボンファイバーブレードを使用しています。大型翼と低速を交換することで揚力効率を高め、同じ推力を低速で発生させることで単位時間当たりのエネルギー消費量を削減します。 T-Motor MN105 V2 反重力 90 KV モーターと組み合わせます。研究開発チームは、大型プロペラの駆動を前提に、自重と損失を軽減するために可能な限り小型・軽量の仕様を意図的に選択しました。
アームの長さに関して、チームは 5 ラウンドの数値流体力学 (CFD) シミュレーションを使用して、AirShaper ソフトウェアで各プロペラ ディスクのダウンウォッシュ気流の相互干渉をシミュレートし、気流の乱れを最小限に抑えることができるレイアウトを探し、最終的にアーム スパン約 800 mm (31.5 インチ) を決定しました。モーター電源ワイヤーハーネスの全長は約 11 メートル (36 フィート) で、最適なワイヤーゲージは別の分析で慎重に計算されました。AWG 18 ワイヤー直径はワイヤー抵抗と重量のバランスをとるため、「抵抗を減らすために重量を増やす」ことがゲインを上回ることを回避できます。さらに、胴体中央部の設計を2度見直し、累計約40グラムの軽量化を実現し、この「1グラムを厳選する」というコンセプトは、4つのモーターや機体構造全体に反映されています。
マシン全体の性能を左右するバッテリー部分。 Bell チームは Tattu の半固体 NMC バッテリーセルを使用しました。このバッテリーセルのエネルギー密度は約 320 Wh/kg で、これは従来の LiPo バッテリー (約 160 Wh/kg) の約 2 倍です。いわゆる半固体とは、電解質の形態が従来の液体LiPoと完全固体電池の中間に位置し、ゲル状態に近いことを意味します。これにより、現在の全固体技術の化学的安定性の高いリスクを回避しながら、安全性に基づいてエネルギー密度が大幅に増加します。このタイプのバッテリーの代償として、ピーク放電電流が低くなりますが、低速かつ低電力向けに設計されたこのドローンでは、この欠点はほとんど制限になりません。
さらに重量を軽減するために、ルーク・ベルは元のバッテリーメーカーが提供した保護シェルの一部を取り除きました。各バッテリーは約 180 グラム減少し、2 つのバッテリーを合わせると約 360 グラム (12.7 オンス) 減少しました。これはカーボンファイバー フレーム全体の重量に近い値です。ホバリング状態では、航空機の平均消費電力は約 400 ワットです。低速前進飛行中は、出力を約 250 ワット (約 37.5% の減少) に減らすことができます。これは、チームが「長期巡航飛行」の方向に向かう次の試みを直接示しています。
しかし、マイク・ベル氏は、航空分野におけるバッテリー技術の物理的な「天井」についてはロマンチックではありません。彼は電子メールで、航空灯油の単位エネルギーは現在の最適なバッテリーの約 50 倍であると率直に述べた。民間旅客機は石油タンクで約 20 時間飛行できます。しかし、同じエネルギー密度のバッテリーに置き換えた場合、対応する飛行時間はわずか約 24 分であり、「ゼロカーボン長距離電動旅客機」の想像は特に残酷に思えます。バッテリーのエネルギー密度が2倍になっても、対応する飛行時間は約48分まで伸びるだけで、3倍にしても約1時間12分にとどまり、「まだ悪い」という。したがって、現在の純粋なバッテリーシステムの下では、長距離電気飛行はほとんど「実現不可能な夢」であると彼は考えています。ゼロカーボン航空を真に推進するものは、まったく異なる新しい技術的ルートである可能性があります。
このチームが「世界で最も効率的な」電動遠隔操作ドローンとして知られるものを開発しただけでなく、超高速分野での公式世界記録も保持していることは注目に値します。オーストラリアの航空宇宙技術者ベンジャミン・ビッグス氏は最近、非公式の飛行ビデオを公開し、同氏のブラックバード機が試験飛行中に時速約411マイル（約661km/h）に達し、ベルの既存記録をわずかに上回ったと主張した。後者は時速約408マイル（約656km/h）で2026年1月にギネスに正式認定された。過去 2 年間で、この速度記録は、2024 年 5 月の時速 300 マイル、2025 年 10 月の時速 363 マイル、同年 12 月の時速 389 マイル、そして 2026 年初頭の時速 408 マイルへとほぼ跳ね上がりました。
現在、チームは新世代の Peregrin V5 モデルの計画を開始していますが、短期的には引き続き他のプロジェクトに焦点を当てることになります。新型マシンが成熟すれば、再び最高速度記録を更新するだろう。マイク・ベル氏は、V5の目標速度範囲を時速450～465マイル程度に引き上げたいと考えており、その後もさらなる飛躍の可能性がまだあると信じていることを明らかにしたが、それは後続のV6とV7の課題となる。同氏の見解では、超高速を制限する現在の主なボトルネックはプロペラ技術自体にあるという。プロペラ設計に画期的な進歩が見られると、バッテリー電力が次の重要な制約となるでしょう。