最近、ボーイングとジェットブルー・テクノロジー・ベンチャーズは、出資を発表しました。航空スタートアップのズナムが製造する電動リージョナル航空機への出資です。メディアや一般の反応を見ると、「空のテスラ」への期待はかなり高いようです。つまり、現在のボーイング・ドリームライナーやエアバスA380に相当する全電動の大型ジェット機で、パリからニューヨークまで快適に運んでくれる機体です。
ただし、実現までには時間がかかるかもしれません。航空機メーカーの開発ロードマップと、本格的な電動大型ジェット機の実現を阻む課題を見てみましょう。
まずは「より電動化」という言葉に慣れておこう
現在、大型ジェット機メーカーが注力しているのは「電動」航空機の製造ではなく、いわゆる「より電動化された」航空機の開発です。これは、できるだけ多くの補助システムを電力で動かそうとする取り組みを指します。
客室の加圧、空調、除氷などがこれに含まれます。従来型の航空機では、こうした機能に「抽気」（エンジンの副産物である高温の空気）を利用していました。新しい航空機では、これらの機能はすべて電力で動きます。
さらに、地上走行があります。現在の航空機は、エプロン上を移動するために主エンジンを使います。特に小型の短距離機では、これは非常に無駄が大きい方法です。一般的な小型短距離機は1日に8～10便を運航しますが、その日のうち実に2.3時間（！）を地上走行に費やします。地上走行用の電動モーターを車輪に取り付ければ、航空会社は地上運航で消費する燃料を約4％削減できます。
最後に、飛行制御装置、ブレーキ、着陸装置など、航空機に搭載されている空気圧・油圧システムがあります。こうしたシステムは、飛行中の「奇妙な音」（あるブロガーの表現です）の大きな原因ですが、漏れが起きやすいため、メンテナンスにも手間がかかります。
こうした「より電動化」の最適化を組み合わせれば、大型旅客機は推進に従来型の燃料エンジンを使い続けながら、燃料を最大3％節約できます。自動車業界で起きていることと比べると大した成果に聞こえないかもしれませんが、飛行と自動車を同列に比べられないことを念頭に置いてください。車は空中にとどまる必要がないのですから。
完全電動化
3％の削減は大きな意味がありますが、いずれ最適化できるものは尽き、ハイブリッドまたは完全電動の新型航空機を設計し始める必要が出てきます。
こうした航空機を見てまず気づくのは、現在の機体とは大きく異なる外観になることです。
ごく簡単に言えば、現在の航空機ではジェット燃料エンジンが主翼に取り付けられています。ボーイングやエアバスが最近、ナローボディ（単通路の小型機）で行ったように、これらのエンジンを翼から取り外し、より新しく効率的なエンジンに交換することはできます。新型エンジンは効率が15％向上しますが、システム全体で見れば変化はありません。エンジンの位置も外観も同じで、同じ燃料を使います。航空機システム工学では、こうした変更を完全に「透明」な変更と呼びます。
電動航空機はまったく別物になります。主翼に取り付けるエンジンが1基か2基なのではなく、ハイブリッド推進や電動推進では、主翼に沿ってエンジンを列状に並べる必要があるかもしれません。
そのため、航空機全体を一から設計し直す必要があります。機体のどこかに大量のバッテリーを詰め込み、エンジンまでケーブルを引けば済むという話ではありません。ハイブリッド推進と電動推進は、機体構造、エネルギー貯蔵、機内でのエネルギー生成と完全に統合する必要があります。
小型航空機では、すでに相当な研究開発が進められています。最近では、1人乗りまたは2人乗りの機体の試験飛行が行われています。たとえば、リリウム（2017年）やエアバスEファン（2014年）です。もう少し先を見れば、ズナムのようなリージョナルジェットをめぐる野心的なプロジェクトもいくつか進行中です。
実際にいつこうした航空機に乗れるようになるのか気になる方もいるでしょう。エアバスのCEO、トム・エンダース氏は、業界は2030年ごろまでに最大100人乗りのハイブリッド電動機を製造できるようになると見ています。少なくとも短距離の地域路線での話です。
その2030年を起点に、広く普及するまでさらに10年かかると考えてみましょう。楽観的なシナリオでは、2040年か2045年ごろまでに、小型のハイブリッド機や電動ジェット機が短距離・中距離路線で空を飛び交う光景が見られるでしょう。
その段階で次に問われるのは、ワイドボディの完全電動航空機も造り、たとえば現代の大型ジェット機と同じくらい速く快適に大西洋を横断できるのか、ということです。
その実現は、難しさが桁違いです。
直面する課題を考える材料として、2014年に初めて一般公開された2人乗りのエアバスEファンには、60キロワットの電動モーターが2基搭載されています。一方、約400～600人乗りのボーイング747は、離陸時に推定90メガワットを必要とします。これは9万キロワット、つまりEファンの1,500倍の出力です。
この大きな数字が実感しにくい方のために説明すると、90メガワットは、現在のノートパソコン用バッテリー440万個分に相当します。テスラ・モデルSに搭載されているバッテリーは、ノートパソコン用バッテリー約2,000個分に相当します。車は航空機ではないと言ったことを思い出してください。現在のノートパソコン用バッテリー440万個分に相当するものを搭載して、旅客機を離陸させるのは無理でしょう。したがって、バッテリーのエネルギー密度を大幅に高める必要があります。
残念ながら、必要なものは「より優れたバッテリー」だけではありません。完全電動のワイドボディ機を実現するには、ジェットエンジン並みの推進力を生み出す、高効率で大出力の電動モーターと、それに対応する冷却技術も開発する必要があります。さらに、高出力密度の電子機器や、極めて高温に耐えられる、まだ開発されていない超軽量素材も必要です。
最後に、見過ごされることもある要素として、まったく新しい航空輸送のあり方に投資することが経済的に成り立つ必要があります。原油価格の低迷は追い風になりません。幅広い業界の支持があるにもかかわらず、先に触れた電動地上走行システムは現在、開発が保留されています。理由は、原油価格が非常に低く、（現時点では）これ以上開発を進めても採算が合わないためです。
したがって、直線的な見方をすれば、完全電動で長距離を飛ぶ大型旅客機（超大型機）の建造が間違いなく可能だと現時点で断言することはできません。商用運航がいつ始まるかを示すことは、なおさら困難です。
しかし、生きているうちに目にすることがないという意味ではありません。航空業界には、実現まで何十年もかかると思われていた技術、最悪の場合は実現不可能とされた技術の突破を成し遂げてきた誇るべき歴史があります。これまでの実績が示すのは、航空技術者を侮ってはいけないということです。
