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Whisper Aero、「Whisper Jet ライナー」ビジョン発表。100席の電動旅客機コンセプト

Whisper Aeroは、「Whisper Jet ライナー」と呼ばれる100席の電動旅客機ビジョンコンセプトを公開した

2024年8月2日
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このコンセプトは、NASAのQSRA飛行デモンストレーターが先駆けた、ウィングに統合されたWhisperの超低騒音電動ダクトファンの大型バージョンを利用して、上面吹き出しを実現している。ムーア氏は、この統合を「ジェットフォイル」と呼んでおり、推進システムが翼型に直接埋め込まれ、翼の前縁全体にわたって分散されている。

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Contents
包括的アプローチ航空機の詳細持続可能性へのシフト地域航空旅行の再活性化

最終的に、Whisperは、この技術が航空市場の中核において二酸化炭素排出量を大幅に削減できる目標となることを目指している。Whisperは、2050年までに航空の二酸化炭素排出量をネットゼロにする道を提供することを目指す、NASAの持続可能な航空のための先進航空機(AACES)プログラムに提案を提出している。

包括的アプローチ

電動推進技術、エネルギー貯蔵、航空機の統合における進展が、新たな可能性を開いている。これらの進展に、持続可能性の目標、インフラの制約、経済的な期待、および運用上の圧力が加わり、現在の航空機の構成を再評価する必要がある。環境課題を解決するには、詳細な理解と、既存の化石燃料ベースの航空機の早期退役を促進するための競争力のある戦略と組み合わせた包括的アプローチが必要である。

推進技術の飛躍的な進化は、常に航空機能力の飛躍的な進化に先行してきた。より高度で持続可能な推進ソリューションがない限り、業界は持続可能な航空燃料(SAF)を使用する非ダクト付きターボファン(例:CFM Rise)を用いて、既存の技術を拡張する道をたどると考えられている。

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この未来は、既存の化石燃料ベースの航空機と比較して、経済的にも環境的にも競争力がないリスクが高い。燃料価格や騒音レベルが高く、持続可能な航空とコミュニティの友好性を妨げる可能性がある。Whisper Aeroは、コミュニティの騒音、効率、運用コストを劇的に改善する技術の道筋を示すことが重要であると感じている。

航空機の詳細

Whisper Jet ライナーは、Whisperの超静音、超効率的な高推力システムをメインウィングのジェットフォイルに統合することで、これらの新たな持続可能性目標を達成しようとする100席の地域エアモビリティ(RAM)コンセプトである。Whisperの技術革新により、航空機全体で27%の推力重量比(T/W)を維持し、今日のギアードターボファンの1.4に対して1.2に近いファン圧力比を実現している。

ファン圧力比の低減は、全体的な推進効率を向上させ、地域航空機が804Wh/kgのバッテリー(セルレベル、2050年の予測に基づく年率3.6%の改善を想定)と4 MWのシリーズハイブリッドを組み合わせることで、FAA計器飛行ルールミッションを満たしながら、769マイルまでの電動バッテリー航続距離を達成できるようにしている。

ジェットライナーコンセプトは、すべての飛行フェーズでの騒音を低減し、離着陸滑走路長を3000フィート未満に短縮するために、向上した空力特性を持つアウトボード水平尾翼配置を利用している。ウィングの前縁にWhisperの電動ダクトファンを統合することで、航空機の翼荷重を20%以上増加させ、巡航時の高速揚抗比を17.5から22に向上させている。

これにより、エネルギー使用量が減少し、それに伴って直接運用コストも削減され、乗客の快適性が向上する。Whisperは、9席のWhisperジェットコンセプトの短期的な地域エアモビリティの研究から得た知見を活用し、より大規模な航空機に直接適用可能な洞察を得ている。

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持続可能性へのシフト

多くの業界が短期的には小型地域ジェットや電動垂直離着陸機(eVTOL)に焦点を当てている中、Whisperは、2050年のネットゼロ炭素目標を達成するために、航空がどのように実現可能かを見据えている。

FAA、ICAO、IATAなどの世界の航空機関や、デルタ航空、サウスウエスト航空、ユナイテッド航空などの航空会社は、航空が世界のCO2排出量の約2%を占めていることを認識し、これらのネットゼロ温室効果ガス(GHG)目標を達成することを誓っている。今日の地域航空機は、乗客1マイルあたり0.13 kgのCO2を排出している。

Whisperの推進システムを搭載したジェットライナーは、700マイルの飛行で、今日の同規模の航空機と比較して、1回の飛行ごとに9,100kg、つまり約10トンのCO2を削減することができる。

バッテリーの充電には14 MWの充電器で45分を要し、これは今日の同規模の航空機の標準的なターンアラウンドタイムである。充電および放電率はわずか0.7Cであり、バッテリーのサイクル寿命を延ばすことができる。リサイクルバッテリーを使用し、再生可能エネルギーに基づく電力を使用するバッテリー電動車両は、環境目標を達成するための最も環境に優しいアプローチである。

地域航空旅行の再活性化

最終的に、持続可能性の達成は、既存の化石燃料ベースの代替手段と運用コストで競争できる能力にかかっており、これにより既存の航空機の早期退役が促進されることになる。1995年から2020年にかけて、商用航空機キャリア(例えば、サウスウエスト航空)は、地域都市間のサービスが中止され、平均米国内のトリップステージの距離を401マイルから678マイルに拡大した。

バッテリー電動商用航空機は、短距離便において、エネルギーコストと推進装置のメンテナンスコストが低いため、経済的に魅力的である(タービンは短距離便ではホット・コールドサイクルが増加し、メンテナンス負担が増加する)。典型的な500マイルの飛行でのエネルギーコストは、Whisperジェットライナーでは$733(工業用電気料金@$.07/kWhr)であり、同規模の現在の商用航空機(例:エアバスA320-100)と比較して$2,100(JP燃料価格@$2.00/ガロン)である。

Whisperの100席ジェットライナーコンセプトは、米国内の典型的な距離において、地域空港を再活性化させるために必要な範囲を満たすことができる。これにより、混雑した主要ハブから航空旅行が分散され、短距離便に対してより多くの利便性と選択肢が提供される。

ジェットライナーフライト全体で、より静かで効率的な推進により、乗客の体験とコミュニティの友好性をさらに向上させることができる。Whisperの推進装置の改善により、すべての飛行フェーズでの騒音が低減され、キャビンの騒音が静かになり、近隣への騒音影響が減少するため、運用可能な空港の数も増加する。Whisperの静かな飛行により、将来のジェットライナーは夜間にも運航でき、より迅速で手頃な価格の貨物輸送が可能になる。

騒音の劇的な減少により、「インターモーダル」機体コンセプトのような長年求められていた機能が実装され、昼間は旅客運航、夜間は貨物運航が可能になる。パレット化された座席を貨物コンテナに置き換えるカセットを使用して15分で「クイックチェンジ」が可能である。このような機能により、航空機の1日の利用率が向上し、固定費をより多くの運航時間にわたって償却できるようになる。電動車両は低い運用コストを実現するのに優れており、これらのアプローチの組み合わせは非常に相乗効果が高いという。

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TAGGED: Whisper Aero, エアモビリティ, モビリティ, 電動航空機
watanabe 2024年8月2日
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