株式会社TIMEWELLの濱本です。
電気自動車の普及が進む中、航空機やボートなどの他の交通手段の電動化にも注目が集まっています。本記事では、スウェーデンの世界最大の電気航空機と、オーストラリアの革新的な電気ボートの2つの最新技術について紹介します。
スウェーデンの Heart Aerospace社が開発する世界最大の電気航空機
電気航空機は以前から存在していましたが、基本的に小型の軽飛行機に限られていました。航続距離が短いことが課題で、飛行距離が長くなるほどバッテリーが大型化・重量化してしまうのです。スウェーデンのHeart Aerospace社は、この常識を覆そうとしています。
Heart Aerospace社が公開した実験機「Heart X1」は、翼幅32m、乗客数30人、航続距離800kmを誇る大型電気航空機です。ただし、最大航続距離を達成できるのは乗客数が25人以下の場合に限られます。参考までに、電気航空機の最長飛行記録は155マイル（250km）で、中国のGen 4 Prosperities社のVTO機が2023年に達成しています。
Heart X1がこれほどの航続距離を実現できるのは、ハイブリッド方式を採用しているからです。主翼の外側にターボプロップエンジンを、内側に電気モーターを搭載しています。短距離フライトでは電気モーターのみで飛行し、航続距離は200km、充電時間は30分です。一方、ハイブリッド方式を使えば、乗客数25人以下の場合は800kmまで航続距離を伸ばせます。乗客数30人でフル搭載の場合でも、400kmの飛行が可能です。
この独自のシステムには、運用コストの削減、電気モーターによる瞬時の出力でより短い滑走路からの離陸、騒音の低減など、様々なメリットがあります。Heart Aerospace社は、これまで採算が合わず航空会社があまり注目してこなかった地方都市間を結ぶ短距離区間で、Heart X1を活用したいと考えています。高速道路の整備によって地方都市の成長が促された米国の例のように、Heart X1が地域間の連携強化や観光振興に貢献する可能性があります。
ただし、電気輸送分野の専門家であるJosh Portlock氏は、ハイブリッド方式よりも完全電気方式の方が優れていると指摘します。「2時間以下のフライトなら、大容量バッテリーを搭載するだけで十分です。エンジンを取り除くことで、コスト、重量、複雑さ、メンテナンス、信頼性の問題を解消できます。また、大容量バッテリーは過酷な使い方をする必要がないので、ハイブリッド方式で使われる高価な電池よりも長持ちします」と述べています。
Heart Aerospace社は、1960年代のNASAのX系実験機のように、Heart X1で得られたデータを活用して、量産型の「ES30」の設計を最適化していく計画です。2025年第1四半期または第2四半期には、Heart X1の初の完全電気飛行を予定しています。すでに地上試験や充電プロセスの評価は完了しており、FAAからは推進技術の開発に410万ドルの助成金を受けています。マレーシアの航空会社エアアジアも、ES30の運用や開発に関する助言を行う業界諮問委員会に参加しています。
Heart Aerospace社は、ES30の受注がすでに250機を超えたと発表しています。大手航空会社の代替ではなく、約2エーカーの土地を有する小規模な地方空港とアンダーサービスなコミュニティを結ぶことに注力しているとのことです。Heart X1に続いて開発される「Heart X2」では、X1の試験で得られた知見を反映した量産前の試作機となる予定です。Heart Aerospace社は、2028年にES30の商用サービスを開始することを目指しています。それまでの間は、Microsoft Flight Simulator 2024でHeart X1を操縦することができます。
オーストラリア発の電動水中翼船「Wave Flyer」
Heart X1がES30の実験機であるように、オーストラリアのElectronautic社が開発した「Wave Flyer」は、電動ボートのプロトタイプです。Wave Flyerは一見普通の2人乗りボートですが、走行時に水面から浮上するという特殊な機能を備えています。これを可能にしているのが、水中翼（ハイドロフォイル）システムです。
水中翼システムは、抗力を大幅に低減し、効率を向上させます。従来のボートが波を押し分けて進むのに対し、Wave Flyerは船体が水に接触しない状態で走行します。不安定になりそうに思えますが、「Wave Drive」と呼ばれる先進の制御システムにより、水中翼の位置をリアルタイムで自動調整。たとえ波の荒い状況でも、最大限の安定性と効率性を確保します。
Wave Driveは、Electronautic社が4年をかけて開発した独自の推進システムです。左右の推進装置に、ギアボックスやシャフトを介さずに電気モーターを直結させます。シンプルな設計ながら、水没させることで内蔵の液体冷却機能も備えています。さらに、水中翼の端に筒状のエンドキャップを取り付けることで、翼端渦を低減。航空機の翼端のウィングレットのような役割を果たし、揚力を効率的に推進力に変換します。
加えて、Electronautic社は、水中翼の後部に負のアンヒードラル（下反角）を設けるという、独自の工夫を施しています。通常、航空機や水中翼船は上反角のディヘドラルを採用し、自己安定性を高めます。しかし、Wave Flyerでは敢えて不安定な状態にしておき、アクティブに安定化させることで、より高い操縦性を実現します。ピッチ、ロール、ヨーの3軸に加え、これらを組み合わせたあらゆる方向への運動が可能になっています。
水面から浮上して走行することで、Wave Flyerは従来のボートに比べて80%もの省エネを達成。電力消費量が大幅に減るだけでなく、高速かつ長距離の航行を可能にしています。またディーゼルエンジンを使わないため、排出ガスもゼロ。乗り心地の良さと静粛性も大きな特長です。Electronautic社は、この技術によって、電動ボートが水上交通のクリーンで効率的な選択肢になると確信しています。
まとめ
本記事では、電気航空機と電気ボートという、電気自動車以外の電動輸送の最新事例を紹介しました。Heart Aerospace社の「Heart X1」は、ハイブリッド方式を採用することで、大型電気航空機としては画期的な航続距離を実現しました。地方都市間の短距離区間に新たな交通手段をもたらす可能性を秘めています。一方、Electronautic社の「Wave Flyer」は、水中翼システムと独自の制御技術により、効率的で静粛、そしてクリーンな電動ボートの実現に挑戦しています。
バッテリー技術のさらなる進歩によって、今後このような取り組みが増えていくことが期待されます。電動化の波は、自動車にとどまらず、航空機やボートなど、あらゆる交通手段に広がりつつあるのです。
参考：https://www.youtube.com/watch?v=zeYySXlo8js https://heartaerospace.com/ https://enautic.co/