自動車産業と同様に、航空宇宙産業も電動化を目指している。しかし、バッテリー駆動のエンジンで飛行するのは、滑走するよりも難しい課題だ。ライト社は、この計算を根本から変え、小型機を超えたスケールでの電動飛行を可能にしようとしているスタートアップ企業の一つであり、同社の2メガワットエンジンは、第一世代の大型電気旅客機の動力源となる可能性がある。
電気自動車は大きな成功を収めていますが、飛行機に比べて、自重を空中に浮かせるのに十分な揚力を発生させる必要がないという利点があります。電気飛行機は、乗客を乗せた状態で長距離飛行するために必要なバッテリーの重量が、そもそも飛行機が飛行するには重すぎるという根本的な問題によって阻まれてきました。
この難問を打開するためには、効率、つまり1ワットあたりの推力の増大が最優先されます。バッテリーの軽量化は時間と労力を要するため、他の方法で革新を起こす方が賢明です。素材、機体、そしてもちろんエンジンも革新的です。従来のジェット機では、エンジンは巨大で非常に重く、複雑な内燃機関です。
電気エンジンは一般的に燃料駆動のエンジンよりも軽量でシンプル、そして信頼性が高いですが、飛行するには一定の効率を達成する必要があります。例えば、ジェット機が毎秒1000ガロンの燃料を燃焼させたら、離陸に必要な量の燃料を積むことができません。そのため、ライト社やH3x社のような企業は、同じ量のエネルギーを蓄えながら、より大きな推力を生み出す電気エンジンの開発に取り組んでいます。
H3Xは、モビリティの次の段階を推進するために電気モーターを再考します
H3xはおそらくすぐに飛行するであろう小型航空機に焦点を当てていますが、ライト社の創業者ジェフ・エングラー氏は、航空宇宙産業の二酸化炭素排出量削減に取り組むには、商業用旅客機に目を向ける必要があると説明しました。そしてライト社は実際にその開発を計画しています。幸いなことに、社名とは裏腹に、ゼロから開発する必要はありません。
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「翼や胴体といった概念を一から作り直すわけではありません。変わるのは、航空機を前進させる推進力です」とエングラー氏は述べた。彼はこれを電気自動車に例え、電気自動車になっても車の大部分は変わらない、主に原理的には1世紀も前から同じ仕組みで動いてきた部品が変わるだけだと述べた。とはいえ、新しい推進システムを航空機に統合するのは容易なことではない。
ライト氏のエンジンは2メガワットのモーターで、2,700馬力相当のパワーを発生し、1キログラムあたり約10キロワットの効率を誇る。「これは、電気航空宇宙産業向けに設計されたモーターの中で、これまでの2倍のパワーを誇り、しかも既存のどのモーターよりも大幅に軽量です」とエングラー氏は述べた。
この軽量化は、永久磁石を用いた「積極的な熱戦略」に基づく抜本的な再設計によるものだと彼は説明した。航空宇宙用途で通常使用されるよりも高い電圧とそれに適合する断熱システムにより、大型航空機を飛行させるのに必要な出力と効率レベルを達成するエンジンが実現されている。
ライト社は、自社エンジンが改修された航空機にも使用できることを確認しているが、同時に、既存の機体メーカーと共同で独自の航空機の開発にも取り組んでいる。この最初の機体はハイブリッド電気航空機で、軽量で効率的な推進スタックと液体燃料エンジンの航続距離を組み合わせたものになる。水素燃料への依存は複雑ではあるが、電気飛行への移行を大幅に加速し、排出量と燃料消費量を大幅に削減できる。
提案されている航空機の各翼には、ライト設計のモーターが複数個取り付けられ、少なくとも2つの利点がもたらされる。まず、冗長性だ。巨大なエンジンを2基搭載する航空機は、1基が故障しても飛行できる設計になっている。6基や8基のエンジンを搭載すれば、1基の故障はそれほど深刻な事態にはならず、結果として航空機は必要なエンジンの2倍を搭載する必要がなくなる。2つ目は、複数のエンジンを個別に、あるいは同時に調整することで振動や乱流を低減できるため、安定性と騒音が低減されることだ。
現在、このモーターは海抜0メートルのラボで試験中です。試験に合格すれば（来年中に予定）、高度シミュレーション室で動作させ、その後、高度4万フィートで実際に動作させる予定です。これは長期的なプロジェクトですが、業界全体が一夜にして変わることはありません。
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エングラー氏は、NASAや軍などから同社が受けてきた熱意と支援について力説した。両機関は多額の資金、資材、そして専門知識を提供してくれた。同社のエンジンが新型爆撃機に搭載される可能性について私が言及したところ、エングラー氏はその可能性には敏感だとしつつも、自分が見てきた（そして目指している）のは、国防総省が行っている際限のない貨物輸送や人員輸送のフライトに、より合致するものだと述べた。軍は巨大な環境汚染源であり、それを変えたいと考えているのだ。そして、毎年の燃料費も削減したいと考えているのだ。
「プロペラからジェット機に移行した時、状況がどう変わったか考えてみてください」とエングラー氏は述べた。「飛行機の操縦方法を根本から変えました。この新しい推進技術は、業界全体を大きく変える可能性を秘めています。」
デヴィン・コールドウェイはシアトルを拠点とする作家兼写真家です。
彼の個人ウェブサイトは coldewey.cc です。
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