現地時間6月5日、テストパイロットのミゲル・イトゥルメンディ氏が米国フロリダ州のゼファーヒルズ市営空港で電気飛行機「ヘリオス・ホライズン」を空に飛ばし、全固体電池を動力源とする世界初の有人固定翼機の初飛行を完了させ、電気航空業界の発展に歴史的な1ページを刻んだ。この飛行は航続距離と時間の点で目立ったものではありません。バッテリーを交換した後の機体の重量とバランスを確認するための一連の短距離テスト飛行にすぎません。しかし、その象徴的な重要性は、技術的なパフォーマンスそのものよりもはるかに大きいです。
電気航空機は長い間、バッテリーの物理的特性によって制約を受けてきました。現在、電気自動車で広く使用されている従来のリチウムイオン電池は、電極間の充電を液体電解質に依存しています。この構造には、単位質量あたりに貯蔵できるエネルギーという点で自然な上限があり、商業的に価値のある航空飛行をサポートすることが困難になります。対照的に、全固体電池は液体電解質を固体材料に置き換えることで、セルの衝撃、穿刺、高温に対する耐性が高まり、火災の危険性が大幅に軽減され、さらに重要なことに、単位重量あたりのエネルギー密度が大幅に増加し、電気航空機に新たな想像の余地が開かれます。
プロジェクトチームが公開したデータによると、これまで「ヘリオス ホライゾン」に搭載されていたリチウムイオン電池パックのエネルギー密度は約260Wh/kgだったのに対し、今回交換した全固体電池は約60％向上した410Wh/kgに達した。チーフテストパイロットであり同社の創設者であるイトゥルメンディ氏は、技術ロードマップがさらに成熟するにつれて、この指標は今後 2 年間で現行ベースで約 40% 増加すると予想されていると述べました。
エネルギー補給方法に関しては、「Helios Horizon」のバッテリーパックは特別なインフラを必要とせず、通常のACソケットを通じて充電できます。急速充電にも対応しており、15分で約80％まで充電できる。航空機の翼に取り付けられたソーラーパネルと、滑空中や降下中にプロペラを逆転させて「風力タービン」として機能させる回生システムも、飛行中にエネルギーを回収することができる。イトゥルメンディ氏は試験飛行後、「回生飛行により航空機の航続距離を大幅に延長できる」と述べた。
「ヘリオス ホライゾン」自体は、ピッピストレル タウラス動力グライダーを改造したものです。これに基づいて、プロジェクト チームは、自社開発のバッテリー管理システム、カスタマイズされた電気推進システム、熱管理制御システム、ソーラー コンポーネントを備えた拡張翼構造を統合しました。この航空機はこれまでに、同重量クラスの純粋な電気航空機の高度世界記録を樹立し、最高高度 24,000 フィート（約 7,315 メートル）を飛行しました。チームの次の目標は民間旅客機の巡航高度4万フィート（約1万2192メートル）に達することだ。関連する成層圏飛行計画は、今年後半に開始される予定です。
Helios Horizon は一時的に全固体電池の航空レースをリードしていますが、唯一のプレーヤーではありません。中国のeVTOLメーカーEHangは、Inx Energyと協力して、リチウム金属全固体電池を2機のEH216-S航空機のテストに適用し、エネルギー密度480Wh/kg、連続電池電力供給48分の飛行記録を達成した。電池大手CATLは、エネルギー密度約500Wh/kgの「凝縮物質電池」技術を実証し、関連する航空用途の試験を開始したと述べた。エアバスとルノーはまた、中距離路線向けのハイブリッドまたは全電気旅客機の開発を支援するため、バッテリーのエネルギー密度を2030年代頃に現在の約2倍に高めることを目標とした共同研究開発契約にも署名した。
現時点では、上記のプロジェクトのほとんどはまだ技術検証の段階にあり、航空規制当局から耐空証明を取得するまでにはまだ長い道のりがあります。しかし、この「ヘリオス ホライズン」の実際の有人試験飛行は、業界では重要なノードを越えた一歩とみなされています。これは、実験プラットフォームや実験室データレベルにとどまっていたこれまでのデモンストレーションとは根本的に異なります。イトゥルメンディ氏の予測通り、固体電池のエネルギー密度が今後数年間増加し続ければ、この一見ありふれた短距離試験飛行は電気航空の歴史の新たな章の始まりに過ぎない可能性が高い。