この「未来の旅客機」は革新的な新しい翼デザインを採用している

ボーイング 737 のような民間航空機に乗り込み、座席に座り、窓の外を眺めると、機体の下部から翼が突き出ていて、地面の視界が部分的に遮られているのがわかるでしょう。

しかし今日、NASA は、乗客が見慣れているジェット機とは根本的に異なる外観を持つ、実験的な新型航空機のデモ機をボーイング社と共同で製作すると発表した。この飛行機は、機体の胴体上部から、窓の下ではなく上まで伸びる細長い翼が特徴だ。また、この翼は一般的な商用機の翼よりも細く長いため、トラスで支えられることになる。

「持続可能な飛行実証機」と呼ばれるこの新しい飛行機を開発した理由は単純です。飛行機の燃料効率を大幅に向上させ、環境に優しいものにする方法を見つけるためです。NASA が目標としている数値は 30 パーセントもの効率向上ですが、この大幅な効率向上は新しい翼だけで実現できるものではありません。

本日ワシントンDCで行われた記者会見で、NASAのパメラ・メロイ副長官は、この取り組みは「航空輸送システムにおける炭素排出量の削減に向けたNASAの新たな大きな取り組み」であり、「脱炭素化が最も難しい産業の一つ」であると述べた。

この機体には、細長い翼のほかに、両翼の下にエンジンが 1 基ずつ搭載され、機体後部には T 字型の尾翼が取り付けられる。ボーイング 737 やエアバス A320 のような単通路機であり、787 や A350 のような 2 通路のワイドボディ機ではない。この機体が、ニューヨークとシカゴなどの目的地を結ぶ、商業航空旅行の典型的な日常的なフライトに使用されることが目標である。

ショーの主役は翼です。

「より高性能なエンジンで燃料消費量を最大30パーセント削減します。この翼を見てください」とNASAのビル・ネルソン長官はイベントで語った。「翼は非常に長くて薄いので、補強が必要です」

飛行機が飛ぶために必要な揚力を与える翼を支えることに加えて、トラスまたは支柱は別の機能も果たす。「昔の複葉機のコンセプトのように、翼だけでなくこの支柱からも揚力を得ることができます」とネルソン氏は付け加えた。

航空機工学はトレードオフがつきものだ。この実験機は細い翼を支えるためにトラスが必要だが、そもそも翼が長くて細いのにはちゃんとした理由がある。「この極端に長くて薄い翼を支柱で安定させれば、抗力が少なくなり、民間航空機の燃費が大幅に改善するだろうと実証するのが私たちの計画です」と同氏は語った。

この飛行機の設計は、技術的にはTTBW（遷音速トラスブレース翼）と呼ばれています。2020年5月、ポピュラーサイエンス誌は、このような航空機に関するNASAの取り組みを詳しく調べました。航空宇宙エンジニアによると、細長い翼が抗力を低減できるのは、翼端の渦を減らすことができるからです。NASAの上級航空宇宙エンジニア、ケビン・ジェームズ氏は当時、次のように説明しました。「空気から見える範囲を超えて翼がない翼の先端では、空気は非常に賢く、先端の周りを回り込むだけです」と彼は言いました。しかし、翼を長くすることで、「より効率的に、より多くの揚力を生み出すことができます。」

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このような構成の欠点としては、長くて細い翼が強風で揺れる橋や標識のようにバタバタする可能性があることが挙げられます。そのため、このような翼を持つ飛行機にはトラスが必要です。そしてもちろん、この設計の飛行機が 737 のようなナローボディ機に取って代わることになった場合、空港のゲートに収まるようにする必要がありますが、長い翼ではそれが困難になる可能性があります。

NASAは本日、ボーイング社と共同で、この未来的で燃料効率の高い飛行機を2028年までに飛ばす計画であり、さらにこのような飛行機が2030年代には就航する可能性があると述べた。

国際エネルギー機関によると、2021年に航空業界が「エネルギー関連」の排出源から排出した二酸化炭素は、世界全体で2％以上を占めた。TTBWのような新しい航空機設計を持続可能な飛行実証機の形で模索することに加えて、小型飛行機を純粋に電力で動かすことや持続可能な航空燃料を使用することなど、航空機をより環境に優しいものにするための他の方法もある。「世界の航空旅行の二酸化炭素排出量について、私はまだ非常に懸念しています」とメロイ氏はイベントの冒頭で述べた。「航空業界は世界経済の巨人であり、私たちはそれを真剣に受け止めなければなりません。」