コンテンツにスキップ
上へ上へ、そして遠くへ
空の Ludicrous Mode はまだ実現していませんが、近づいています。
エクストラ330LEは260kW（348馬力）の電気モーターを搭載しています。写真提供：シーメンス
電気自動車が驚異的なパフォーマンスを発揮するのを見るのはもはや当たり前の時代になりました。テスラのモデルS P90Dは、わずか2.8秒で時速60マイル（約97km/h）まで加速します。しかし、電気で動く飛行機という概念自体、ほとんどの人にとって馴染みのないものです。しかし、航空機用電動パワートレインの開発は、着実に加速し始めています。
11月25日、ドイツ製の電動アクロバット機「エクストラ」がドイツのディンスラーケンから離陸し、地上から高度3,000メートルまで4分22秒で上昇しました。この記録は、2014年に記録された電動航空機による3,000メートル上昇時間5分32秒を大幅に上回りました。一部のアナリストは、2030年までに最大100人を乗せた電動旅客機が、最長965キロメートル（600マイル）の短距離路線を飛行すると予想しています。
これらの航空機は純粋なEVではない可能性が高いでしょう。これまで路上で見かけたシボレー・ボルトのようなシリーズハイブリッドになるでしょう。ボルトは、車輪に動力を送る電気モーターを1つと、ガソリンエンジンで駆動して発電する発電機として機能する2つ目のモーターを搭載しています。ハイブリッド電気航空機は、電気モーターでプロペラやダクテッドファンを駆動し、ガスタービン（ジェットエンジン）で発電します。
そのためには、適度なサイズの軽量電気モーターで、現状よりもはるかに大きな出力を生み出す必要があります。ボーイングやエアバスといった企業は、輸送機に必要なパワーウェイトレシオを備えた電動駆動装置の開発に取り組んでいます。ドイツの電子機器メーカー、シーメンスも同様の研究を進めており、大手航空機メーカーよりも先行しています。2015年には、重量110ポンド（50kg）で260kW（348馬力）を発生する電気モーター「SP260D」を発表しました。これは1kgあたり5キロワットのパワーウェイトレシオです。
「これはこのクラスでは世界記録です」と、シーメンスのeAircraft部門責任者であるフランク・アントン博士は断言する。「産業界で使用されている強力な電気モーターの出力重量比は、最大でも1キロワット/キログラムですが、自動車業界では最高でも2キロワット/キログラムに達します。」
素晴らしい成果ですが、電動航空機駆動システムをさらに改良するには、シーメンスは試験プラットフォームを必要としています。そこでExtraの出番です。
レッドブル・エアレースをテレビや現地でご覧になった方は、地上50フィート（約15メートル）の高さでレースコースを疾走する、プロペラ駆動の小型曲技飛行機、エクストラ社（Extra）の姿をご覧になったことがあるでしょう。1980年代半ば、ドイツ人飛行士ウォルター・エクストラ氏によって設立されたこの会社は、ウォルター氏が自ら製作した飛行機で世界曲技飛行選手権（WAC）に出場したいという強い思いから始まりました。エクストラ社の超機動性を誇る低翼単葉機は、レッドブルの競技者だけでなく、WACでも有力なライバルとなり、優勝を飾っています。
シーメンスは2015年、ウォルター・エクストラ氏に、同社の航空機1機を利用して電動モーターを開発するというアイデアを持ちかけました。その理由は明白でした。高性能の曲技飛行用航空機は運用コストが比較的低く、FAAなどの耐空性当局から完全な認証を取得しており、典型的な管状格子フレーム構造により部品の取り付けや改造が容易です。何よりも、飛行中に3軸の急加速によってパワートレインを限界まで押し上げる能力は、シーメンスが電動駆動装置の性能と信頼性を証明するために必要なストレスを生じさせます。
設計検討の結果、シーメンスとExtraは、Extraの2人乗り330LXに電動ドライブトレインを採用することを決定しました。330LXは、通常315馬力の水平対向6気筒ライカミングAEIO-580-B1Aエンジンを搭載する、フルアクロバット仕様の10G 2人乗り機です。チームはエンジンの代わりに、シーメンス製のSP260D電動モーターとインバーター、そしてスロベニアのメーカーPipistrel製のバッテリーを搭載しました。推進力は、ドイツのMT社製の3枚羽根プロペラによって得られます。（興味深いことに、Pipistrelとシーメンスは昨年、電気飛行機による英仏海峡横断飛行をめぐって対立していましたが、今では和解したようです。）
SP260Dは超軽量のアルミ製部品のおかげでわずか110ポンド（約45kg）ですが、エンジンルームとフロントコックピットに搭載されたバッテリーはさらに330ポンド（約140kg）重く、重量的にはライカミングに匹敵します。330LEの重量は約2,200ポンド（約1,100kg）で、従来の330よりも約700ポンド（約320kg）重くなります。
ウォルター・エクストラは今年6月に330LEを初飛行させました。その後の飛行では、モーターとバッテリーの重要な冷却システムを含むすべてのシステムが機能していることを確認しました。電気駆動の330LEは、20分弱の飛行が可能と報告されています。地上から3000mまでの上昇時間の新記録を樹立するのにそれほど時間はかかりませんでしたが、SP260Dは最大出力でわずか5分間しか稼働できないため、その差は僅差でした。
330LEの飛行感覚について、ウォルター・エクストラ氏は、内燃機関のない空中での飛行は「ほぼ無音」だと述べています。エクストラは、国際航空連盟（FAI）のC-1bクラス（重量500kg～1,000kgの航空機）で記録を樹立しました。このクラスの上昇時間記録保持者は、ライカミングIO-540エンジンを搭載したRV-4改造機であるボハノンB-1で、1999年にわずか2分20秒で高度3,000mまで上昇しました。
当然のことながら、これに匹敵するには電動パワートレインの大幅な改良が必要であり、特に電動航空機用モーターに必要な10メガワットの電力を発電するには、電動化が不可欠です。また、高高度の気温と気圧の課題も克服しなければなりません。しかし、エンジニアたちは、一つ一つの上昇を積み重ねながら、実用化に向けて取り組んでいます。
108件のコメント
