NASA、モデルベースシステムを使用して航空技術革新を推進

NASAは最先端の航空研究を進める中で、多様な技術から得られる利益が、個々の技術の総和よりも大きくなるように取り組んでいる。

その課題に取り組むため、NASAはモデルベースシステム分析と工学（MBSAE）を活用している。この工学手法は、複数の技術が単一の複雑なシステムとしてどのように最適に機能するかをデジタルでシミュレーションするものであり、高度なデジタルツールとコンピューティングプログラムを使用して行われる。

目標は、21世紀の次世代航空技術を最適化することである。

モデルのメリット

NASA本部の航空研究ミッション局でMBSAE統合作業を主導するエリック・ヘンドリックス氏は、次のようにコメントしている。

このデジタル工学を使用することで、NASAの航空イノベーターは、ある分野の研究（例えば超効率的な旅客機）が他の分野（例えば将来の航空安全）とどのように連携して最大の利益をもたらすかをより良く把握できる。

詳細でカスタマイズ可能なデジタルモデルを使用して、研究者はこれらの複雑なシステムが高度な精度で連携する様子をシミュレーションし、最大の利益がどのように達成されるかを明らかにすることができる。

そのプロセスは研究自体にフィードバックし、航空の持続可能性を大幅に向上させるのに役立つ。

焦点を絞る

MBSAEは複雑なシステムの統合だけでなく、各システムを個別に最適化するためにも利用される。

例えば、NASAの新しいMBSAEツールの一つである「Aviary」は、勾配を考慮する能力を備えている。これは、Aviaryが与えられた技術をより効率的に最適化する方法を見つけ出すことができるという意味だという。

例えば、研究者がある飛行機が特定の操作を行う際に必要なバッテリーの種類を知りたい場合、その飛行機、操作、バッテリー技術に関する情報をAviaryに入力すると、Aviaryはデジタルフライトテストを実行し、最適なバッテリータイプを提示する。

このようなデジタルフライトテストは、航空機の全体形状からエンジンコアのサイズ、電気システムに至るまで、さまざまな分野で実行することができる。そして、これらのシステムを最も効果的に組み合わせる方法を見つけ出すのに役立つとしている。

デジタル時代の航空学

MBSAEが役立つもう一つの方法は、これらの航空変革のスケールだ。

今後数十年で単通路旅客機の需要が劇的に増加すると予想される中で、例えば特定の翼設計による排出削減を測定することは、一つの航空機にとどまらず、全体のフリートにまで及ぶ。

NASA本部の持続可能な飛行国家パートナーシップのミッション統合マネージャーであるリッチ・ワールズ氏は、次のようにコメントしている。

最終的には、MBSAEはNASAと航空業界の両方において、航空イノベーションの新時代を象徴するものであり、NASAはオープンソースプラットフォームでMBSAEの取り組みが互換性を持つように、業界との緊密な協力を行っている。

▶︎NASA