ボーイングの巨大な777Xは、これまでのどの飛行機とも違う

2019年は最悪だったと思うなら、ボーイングにとってそれはさらにひどい年だった。一連の不具合により2件の墜落事故が発生し、数百人の命が失われ、最終的に737 MAXは運航停止に追い込まれた。同社は財政的にも評判にも大きな打撃を受けた。しかし、2020年は様相が一変した。この航空界の巨人は、すでに全く新しい技術を空へと送り出すことに成功している。新年、新しいエアバス。

この新技術は、ボーイング777Xという形で実現しました。777Xは新しい航空機ファミリーで、2つのモデルがあり、そのうちの1つは世界最大級の航空機です。ボーイング777-8は2つのうち小型で、全長約70メートルですが、非常に機敏です。384席のこの機体は、ロンドンからオーストラリア東海岸のケアンズまで、驚異的な距離を飛行することができます。

しかし、最近注目を集めているのは、その大型機である777-9です。世界最大の双発機で、全長77メートル、乗客定員426名を誇り、ここ数週間で4回の試験飛行に成功しています。どちらの機体もそれぞれ記録を樹立していますが、画期的な共通点が2つあります。それは、エンジンと主翼です。

GEアビエーションは777Xシリーズ向けに新しいエンジンを開発しました。GE9Xは世界最強のジェットエンジンであり、GEのエンジンの中で最も燃費効率に優れています。777シリーズと同様に大型ですが、777用に設計された前身のGE90よりも軽量です。しかし、だからといってパワーが落ちたわけではありません。実際、GE9Xは10万ポンド（約45トン）の推力を発揮するように設計されており、これはアメリカ初の有人宇宙飛行の推力を上回るものです。

しかし、777Xの真の魅力は、折りたたみ式の主翼にある。航空業界では、航空機の主翼は長くて細いほど良いとされている。見た目がスマートなだけでなく、抗力も大幅に低減するからだ。「空気力学的な観点から言えば、翼幅は無限大が望ましいでしょう」と、グラスゴー大学で航空宇宙科学の講師を務めるホセイン・ザレ＝ベタシュ氏は言う。「しかし、空港での運用には当然限界があります」

翼幅が広いことが効率性に繋がるというのは目新しい発見ではないが、空港の事情で巨大な翼の使用は不可能になっている。滑走路とゲート間のスペースには限りがある。これがエアバスがA380の販売に苦戦した理由の一つで、80メートルの翼幅に対応できる空港はごくわずかだった。

777Xはどちらも翼幅が同じで、地上では扱いやすい65メートルですが、空中では超効率的な72メートルになります。翼が長ければ重量も増えますが、777Xは複合材で作られているため、その重量は長い翼幅による効率の向上によって十分に補われます。「これにより燃料消費量を最大5％削減できると見込んでおり、これは非常に大きな成果です」と、クランフィールド大学で飛行力学の上級講師を務め、過去6年間エアバスのために折りたたみ式翼の研究に取り組んできたムダシル・ローン氏は言います。効率の向上は環境の観点から肯定的ですが、ビジネスにも良い影響を与えます。ボーイングによると、「777-9は民間航空機の中で座席あたりの運航コストが最も低くなります。」

この折りたたみ式翼は、航空業界に新たな設計の実験の場を開くという点で、非常に刺激的な動きでもある。「航空業界は安全性に関わるため保守的な業界であり、技術の進化という点では大きな飛躍の余地は多くありません」とザレ＝ベタシュ氏は語る。ボーイングにとって、これほど実験的な試みはリスクを伴うように思えるかもしれない。しかしローン氏は、これは大きな飛躍ではあるものの、決して軽視すべきものではないと指摘する。「777Xの技術は15年間開発が進められており、既にアメリカのあらゆる風洞でテストされています。」

ボーイングのこの動きは、さらに高度な技術への基盤を築くことになるかもしれない。「777Xは、よりエキゾチックな設計への新たな章を開く技術実証機となる可能性がある」とザレ＝ベタシュ氏は語る。「翼端は航空技術と乱気流制御において非常に重要な部分であり、さらなる効率化につながる可能性がある。」

ローン氏がエアバスと共同で取り組んでいるのはまさにこれだ。飛行中に動く折りたたみ式の翼端だ。「開いたドアが風に揺れているところを想像してみてください」と彼は言う。もし翼端が同じように動けば、効率がさらに向上するだけでなく、翼の外側の端がほとんどの動きを吸収するため、乱気流時の乗客の快適性も向上する。また、嵐の際に飛行機が迂回する必要もなくなる。「これにより、さらに軽量化が実現すると同時に、信頼性も向上するでしょう」

これはボーイングの現在の777X技術では不可能です。試験の結果、離陸時または飛行中に翼端が適切に配置・固定されていない場合、「壊滅的な事象」が発生する可能性があることが判明したためです。そのため、FAAが航空機の認証にあたり翼端が満たさなければならない10の要件の一つは、飛行中の翼端の動きを止める機構です。まさにローン氏が実現しようとしているのはまさにこれです。

しかし、彼は動じない。ボーイングの折りたたみ式翼端は、まだ一歩近づいたばかりなのだ。「航空宇宙業界では、すべてが安全性に重点が置かれているため、物事がうまく機能することを人々に納得させるのは本当に難しいのです」と彼は言う。「ボーイングは、これが完全に安全で、何も壊れないと人々に納得させることで、こうした技術が市場に参入するための道を切り開いているのです。」

実に動きの遅い業界だ。ザレ＝ベタシュ氏も同意見だ。「航空業界では、変化は小さな一歩を踏み出すことでようやく大きな成果が得られるのです」。しかし、折りたたみ式翼の進歩は新たな可能性を切り開く可能性があると彼は推測する。「もしかしたら、これは今日どこでも見られるチューブと翼のデザインから脱却し、より冒険的なデザインにつながるかもしれません」

しかし、ローン氏は明確な将来像を描いている。「ボーイングの主翼折りたたみはまだ先端から数メートルしか離れていないが、長期的には完全に折りたためる主翼を実現するだろう」と彼は言う。完全に折りたたむ？「半分に折りたたむ」。実現にはまだまだ時間がかかるが、実現すれば全てが変わるだろう。

最初のコンセプトは、NASAとボーイングによって既に作成されています。「業界は、段階的な小さな変更を続けるだけでは不十分であり、抜本的なステップが必要だと理解しています」とローン氏は述べています。彼は、2050年の排出ガス規制が迫っていることがこのイノベーションの原動力だと説明します。777Xは二酸化炭素排出量を10%削減しますが、半分に折りたたむコンセプトは燃料消費量を最大20%削減します。

飛行速度に関わらず、航空業界は何十年も前からある目標を念頭に置いてきました。ローン氏によると、「航空機の翼が鳥の翼のようになることを目指しています」とのことです。

「ボーイング、エアバス、NASAなどの研究開発プロジェクトを見れば、この折り畳み式飛行機を含め、現在開発中のすべての技術は、いわゆる鳥の飛行モデルに向けた最初のステップに過ぎないことがわかります」と彼は言う。「私たちは、自然界が何百万年にもわたって進化してきた過程に似た解決策を求めているのです。」

777Xは飛躍の起点となるのだろうか？「航空宇宙関係者が賭けに出て、試してみる必要があります」とローン氏は語る。「777Xはまさにそれです。まずはシンプルに、そして信頼性の高いものを作り、そしてそこからさらに高度な技術を導入していくという、まさに最初の飛行機なのです。」

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この記事はWIRED UKで最初に公開されました。