JetZero: この新しい飛行機のデザインは航空の未来ですか?

民間航空機の基本設計は過去60年間あまり変わっていません。 ボーイング 787 やエアバス A350 のような現代の旅客機は、1950 年代後半に製造され、今日でも使用されている「チューブと翼」のフォームファクターを固めたボーイング 707 やダグラス DC-8 と同じ全体的な形状をしています。

これは、民間航空が安全性を優先し、実証済みのソリューションを優先していること、また、材料やエンジンなどの他の開発が従来の設計が依然として適切であることを意味しているためです。

しかし、業界は二酸化炭素排出量を削減する方法を必死に模索しているが、その中核技術から離れることが非常に難しいことが証明されているからこそ、他の分野よりもやや厳しい課題に直面している。 何か新しいことに挑戦する時期が来たのかもしれません。

その一つの提案が「ブレンデッドウイングボディ」です。 このまったく新しい航空機の形状は、象徴的な B-2 爆撃機などの軍用機で使用されている「全翼」設計に似ていますが、混合翼の方が中央部分のボリュームが大きくなっています。 ボーイングとエアバスの両社はこのアイデアを検討しており、カリフォルニアに本拠を置くサードプレーヤーのジェットゼロも同様であり、早ければ2030年に混合翼機を就航させるという野心的な目標を設定している。

JetZero の共同創設者兼 CEO のトム・オレアリー氏は、「大型ジェット機のゼロエミッションへの道を非常に強く感じており、ブレンデッドウィングの機体は燃料消費量と排出量を 50% 削減することができます」と述べています。 「これは、業界がこれまでに慣れてきたものと比較すると、驚異的な進歩です。」

ブレンド翼の概念は決して新しいものではなく、この設計で飛行機を製造する最初の試みは 1920 年代後半のドイツにまで遡ります。 アメリカの航空機設計者で実業家のジャック・ノースロップは、1947 年にジェット動力の全翼機の設計を作成し、1990 年代の B-2 にインスピレーションを与えました。

全翼と従来の「チューブと翼」の一種のハイブリッドとして、混合翼により航空機全体が揚力を生成し、抗力を最小限に抑えることができます。 NASAは、この形状は「燃費の向上に役立ち、航空機の中央胴体部分により大きなペイロード（貨物または乗客）エリアを生み出すのに役立つ」と述べています。 同庁は実験機の1つであるX-48を使ってそれをテストした。

2007 年から 2012 年にかけて約 120 回のテスト飛行を実施し、2 機の無人遠隔操作 X-48 がこのコンセプトの実現可能性を実証しました。 「このタイプの航空機はボーイング 747 よりもわずかに大きい翼幅を持ち、既存の空港ターミナルから運航できる」と同庁は述べ、さらにこの航空機は「重量も軽く、騒音や排出ガスも少なく、運航コストも安くなる」と付け加えた。同等に進歩した従来の輸送機よりも優れています。」

2020年、エアバスは全長約6フィートの小型ブレンデッドウイング実証機を建造し、将来的にはフルサイズの航空機を追求することに関心があることを示唆した。 しかし、その形状がそれほど効果的であるなら、なぜ私たちはまだその形状に基づいた飛行機の構築に移っていないのでしょうか?

O'Leary 氏によると、メーカーの行動を妨げている主な技術的課題が 1 つあります。 「これは非円筒形の胴体の与圧です」と彼は言い、管状の飛行機の方が飛行のたびに起こる一定の膨張と収縮のサイクルにうまく対処できるという事実を指摘した。

「『チューブと翼』について考えると、荷重が分離されます。チューブには加圧荷重がかかり、翼には曲げ荷重がかかります。 しかし、ブレンドウィングは基本的にこれらをブレンドしたものです。 軽くて強い複合材料を使ってそれを実現できるのは今だけです。」

このような根本的に新しい形状は、航空機の内部の外観と雰囲気を今日のワイドボディ航空機とは大きく異なるものにするでしょう。 「機体の幅がずっと広くなっただけです」とオレアリー氏は言う。 「典型的な単通路機には 3 つずつ 3 つの座席がありますが、これは一種の短くて幅広のチューブです。 同じ数の乗客が乗車しますが、各航空会社の設定方法に応じて、キャビン全体に 15 列または 20 列が配置される場合があります。