【電池】電動航空機までの「つなぎ」にハイブリッドが有効、温暖化対策で［02/26］

**しじみ ★** · 2019/02/26(火) 16:04:00.87

電動航空機が飛ぶには、まだ何十年もかかるだろう。だから、航空機からの二酸化炭素排出量を削減する方法も考えた方がいい。

航空機は急速に増加している二酸化炭素汚染源の1つであり、地球温暖化の原因となる他の微粒子も放出するため、温暖化に非常に大きな影響を及ぼしている。とはいえ、現時点では空の旅をやめる以外に、汚染をなくす代替策は見あたらない。

ボーイング737やエアバスA320を電動化することの大きな問題の1つは、あれだけ大きな機体を長距離にわたって飛ばし続けるのに必要な電池の重量だ。最近、ネイチャー・エナジー（ Nature Energy）に掲載された論文によると、小型ジェット機クラスの機体には少なく見積もっても、800Wh/kg（1キログラムあたりのワット時）の比エネルギーの電池パックが必要だと分かった。

これは現在の最新型リチウム・イオン電池の4、5倍大きな数字であることが、2月11日付のネイチャー・サステナビリティ（Nature Sustainability）で新たな意見論文として発表されている。

論文の著者である、カーネギーメロン大学のバッテリー専門家ベンカット・ヴィスワナータン助教授と、ハイブリッド飛行機のスタートアップ企業「ズーナム・エアロ（Zunum Aero）」の創業者であるマット・ナップ主任技師は、リチウム・硫黄やリチウム・酸素といった次世代電池でさえその限界に達することはできないだろうと述べる。さらに、大型航空機を電動化するには、電気モーター、パワー・エレクトロニクス、バッテリー放電率、そして基本的な空気力学設計などの大幅な改善が必要になるだろう（「航空機「電化」に賭ける夢、高出力の新電池開発を目指す材料科学者たち」参照）。

これらを総合すると、「実用可能な完全電動航空機」に要する技術的進展までには何十年もかかるだろうと、論文著者らは述べている。

だが、それまでの間に航空機の排出を改善する方法は始められると論文著者らはいう。多くの企業が、短距離飛行用の1、2人乗り完全電動航空機や、何百キロメートルもの飛行が可能なモーターとガスタービンのハイブリッド航空機を開発しつつある。その1社が、12人乗りの「ハイブリッドから電動」航空機の2022年の完成を目指す、ズーナム・エアロだ（ヴィスワナタン助教授はズーナムの技術コンサルタントを務めている）。

排気量の少ない航空機が地域航空市場の一部で導入され始めれば、好循環が生まれるはずだ。市場におけるたった1つの「偉大なる技術躍進」よりも、ハイブリッド航空機への小さな前進の方が投資家にとっては魅力的であり、優秀な研究者たちを引きつけることにもなるだろう。それが段階的な進歩に対する支援になるとと論文の著者たちは訴えている。非常に重要なことは、そうした動きによって研究者や規制当局が、バッテリー駆動の航空機にまつわる困難な安全対策や冗長性、認可といった問題についても取り組むようになっていくことだ、とヴィスワナータン助教授はインタビューで述べた。

電池の性能が向上し続ければ、航空機はより長距離を飛べるようになり、さらに多くの乗客を運び、航空産業の二酸化炭素排出量を大きく減少させるはずだ。

もちろん、地球温暖化や、航空機による二酸化炭素排出量の増加が急速に進んでいることを考えれば、航空産業の浄化までに何十年も待つというのはあまりにも長すぎる。その代替手段についても真剣に考える必要がある。たとえば、カーボン・ニュートラルな燃料や大気中から温室効果ガスを除去する手段を考えること、そして人や物を移動させる手段について根本的に考え直すことだ。

https://cdn.technologyreview.jp/wp-content/uploads/sites/2/2019/02/12015007/download-za10-in-clouds-cropped-1182x787.jpg

https://www.technologyreview.jp/nl/hybrid-planes-could-shorten-the-leap-to-all-electric-737s/

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 10:53:49.94

今の飛行機は飛行時間が経過すると燃料が減って軽くなるという大きなメリットが
あるがバッテリーにはこれがない。
電動飛行機は小型のプロペラ機以外は無理だろう。
大型機の燃料は石油から水素へ切り替わるかな。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 10:53:57.35

>>47
マジレスしてみると
離陸ユニットの着陸で空港トラフィックが1.5倍になるのは困る。

巡航とはいえ必要エネルギーを賄う太陽電池パネル翼どんだけでかいのかと。でかい翼は大きな抵抗を生みさらに要求電力を増大させる。

それともちろん>>48。

＞乗客は全裸
年齢性別制限ありなら。
若いイケメン美女しか乗れない。

＞空港には滑走距離を抑えるための送風設備
乱気流作るのが落ちかと。
きれいな層流にしたければ、300m四方くらいの巨大風洞が要りそう。
フック減速とかがましじゃない？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 10:57:32.72

部品の劣化を考慮しなければ理論上は無限に飛行できるソーラー飛行機あったやろ

貨物輸送は放棄して船にやらせるとして
人だけ飛ばせる用ならなんとかなるやろ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 11:10:14.78

原子力飛行機と言うものがあった。
嘘じゃないぞ。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 11:16:58.81

電池切れで墜落は勘弁だよ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 11:32:15.51

飛行機は極限まで軽量化してあるからバッテリー搭載はまず無理だろ
それよりまず船をなんとかしろよ、あんな燃費性能の悪い乗り物はない

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 11:35:47.74

普通に考えると前側のファンフィンの外側に磁石つけておおいにコイルつけてアシストするようにするけど
その形態をハイブリッドと呼んでいるのかもな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 12:03:15.02

基本化学変化で充放電するバッテリーは低温で著しく性能落ちるけど
空気抵抗が少なく経済的な圏界面～成層圏下部は-50℃以下の極寒なんで使いもんにならん
バッテリー問題がある以上電気飛行機なんて当分は空想の産物やね
精々が燃料電池だが不安定な安全性をどうするか

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 12:13:55.50

定温に保った与圧部に置ける電装品用の小型バッテリーと
主燃料代替の大規模なバッテリーシステムを混同して考えたらエライ事になるわ
機体強度と重量の問題で与圧部は極力減らしたいし
出来れば大規模なバッテリーシステムは構造部材化したいだろうしな…

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 12:35:57.35

>>52
機体がペラペラで鳥人間コンテスト並みの脆さな
結局墜落してる

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 22:54:13.59

>>57
可変保温と放電時自己発熱で

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/27(水) 23:41:05.27

車にはレンジエクステンダーってシステムがあるけど
エンジンで発電してモーターで推進する形なんだが、これはどうなんだろう
バッテリーは緊急用に小さなのだけ組み込む

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 01:30:49.75

>>61
低負荷時、消費にあわせてエンジン絞ったら効率下がる。エンジンは時々効率よい領域で回して止めることになる。円滑にこれを行うにはある程度のバッテリー容量は要りそう。
また、バッテリー容量が多いと、減速時回生できるエネルギーも増える。
これらのメリットを享受出来るなら、このシステムにも意味はある。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 01:56:26.93

>>61
直前までみていたハイブリッド車のスレと間違えた。分かり切ったことかいてすまん。

でもって航空機では車ほどのゴーストップはないし、下降で回生もそれほどなさそう。
必要なのは離着陸時の大パワーと空港付近の騒音大気汚染防止なので、それをサポートできる容量と出力があることが大事かな。

低出力時効率よいエンジン(非常時は大出力可)＋離着陸時モーターアシスト、いいと思う。
離陸は地上で充電、着陸は下降中充電。
巡航までシリーズハイブリッドで電動化するかどうかは・・・上に書いたように電動故障時のバックアップがないのが気になる。要らないといえるほどの信頼性確保できるか？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 05:04:02.38

以前アメリカだかロシアだかで
航空機へのエネルギー補給案として超高出力レーザーを使うというのがあった。
翼の上面を太陽光発電、下面を地上からのレーザー発電に使えて効率2倍がウリ。
たしか模型飛行機で実験にも成功したはず。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 06:01:08.22

京大あたりが同じ様な物やってたよ
たしかマイクロ波だた

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 06:31:42.32

レーザーで充電させるのは受けそこねたレーザーは大気圏外に突き抜けるだろうから問題ないとしてマイクロ波の場合電離層で反射して地上で電子レンジができそうだな
翼で100％受けられるなんてことないだろうしな
電子レンジにならないとしても反射したマイクロ波で予期できないようなところで大規模な電波障害が出そうだわ
レーザーもでかい航空機動かすほどのエネルギーだと送信ロス分も考えると平気レベルの出力がいりそう
それって普通にレーザー兵器じゃね

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 08:27:23.31

>>55
船は自分で自重支えなくても良いからいくらでも大きく出来るんでトン当たりだと高効率だよ、サイズ倍にすると抵抗は2乗だが容積は3乗になる。
飛行機だと揚力は2乗なのに重量は3乗で逆に効く。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 08:29:30.89

>>66
どっちにしろ空港周辺は焼き鳥が大量生産されそうだな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 10:18:52.36

>>66
それ以前に乗客の電磁波暴露量を基準以下に出来るのか？
電磁波アレルギーな人でなくても問題なレベルになるぞ。
重い電磁場遮蔽が必要になったら話にならん。
あと、マイクロ波は電離層で反射されない。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/02/28(木) 22:41:10.92

ほぼ定常出力の航空機にハイブリッドの意味があるのか？
効率は本当に良くなる？
少し効率悪くなって重くなるだけじゃね？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/01(金) 00:20:42.61

>>70
離陸だけ。
それも長距離路線になると相対的に意味を失う。
かといって全部蓄電電動とか今のところ無理だし、マイクロ波送電は無人貨物機じゃないと使えそうにない。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/01(金) 00:57:11.97

離陸して上空まで持っていく無人のアシスト飛行機があればいいんじゃない
飛行機を上空まで持ってったら地上まで戻ってきてまた違う飛行機を上空まで持っていく
それが電気で動いていたら結構騒音問題は解決できるかも
また飛行機自体も小さなエンジンで済むので効率は上がるんじゃないか

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/01(金) 13:55:26.35

トラブル避ける為にエンジン出力必要な時考えると、飛行場で離陸時に加速できる機能があっても、飛行機のエンジン能力は変えないだろうね。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/01(金) 14:20:05.88

>>72
空母みたいにカタパルトで加速させれば別途飛行機を用意する必要もないわな
グライダーみたいに離陸できるところまでケーブルで引っ張るのでもいい

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/01(金) 16:12:54.24

>>72
空港や空港周辺のトラフィックを増やすのはだめじゃね？
>>74
ウインチ牽引も高頻度離着陸する空港には向かないかな。カタパルトは良さげ。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 07:47:52.67

旅客機でカタパルトとか無茶杉
むち打ち症になりそう

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 07:53:10.79

>>70-71

そんなしょぼいことのためにエアバスやボーイングが本気になるのだろうか

エンジンが１基になればメンテナンス性改善はするだろうけど

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:07:37.93

>>9
空気電池なあ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:13:29.70

>>22
ゴーアラウンドできないから着陸が一発勝負にｗ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:23:02.61

>>1
一次電池で良くね？
どうせ搭載した状態で充電なんぞやらんだろ
酸素電池なら重量も軽くなるし
空気が薄い高高度でも客室は与圧してるわけだから電池にできないわけがない

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:24:11.30

リチウムは無くなんねーよ
海にどんだけ溶けてると思ってるんだ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:24:45.30

おまえらターボファンエンジン(ジェットエンジン)の構造
分かってないみたいだけど
大ざっぱに言えばターボプロップとターボファンエンジンは
原理は一緒だからね
だから電動化=プロペラ機ってわけじゃないよ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:30:31.91

>>47
それスペースシャトル

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:36:55.80

>>82
より効率が良いのはプロペラってだけでは

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:40:53.05

>>84
プロペラは速度に比例して抵抗が増えるので
スピードを出せない
ターボファンはエンジン内を空気が通過するので
抵抗が少ない。ターボファンの方が効率が良い

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 08:58:25.17

>>83
スペースシャトルは離陸加速以後は推進力ほとんどないよ。大気圏内巡航もしないし。着陸時滑空だけ。

>>80
補聴器でおなじみの空気亜鉛電池とか、空気アルムニウム電池とかあるけど、エネルギー密度はリチウムイオン二次電池の5倍くらい。出力密度はだめかと思ってたけど、7割くらいはあるみたい。
だが、燃料精製や発電に比べて、使い捨て電池生成し続けるのはリサイクルするとしてもきついな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 09:17:01.76

まあプロペラでも900キロくらい出せるのはわかってるから
旅客機程度の速度域なら問題ない
要はバッテリーの問題に尽きる

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 09:28:18.44

>>82
ダクテッドファンも高速化に向かない。整流で多少の高効率化もあるが、ダクト自体の抵抗もある。
ジェットエンジンがプロペラやダクテッドファンより高速化できるのは、ジェットエンジン高速排気もある。高バイパス比と言っても1/6～1/9くらいは高速なジェットエンジン排気。

それと純粋に出力の大きさもあるんだろうな。レシプロエンジンなどではプロペラより小さな、羽が多いファンを高速で回すパワーがない。
ターボプロップをそのようにすればほれはターボファンエンジンそのもの、ってことなんだろうな。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 11:01:35.76

ハイブリッドやモーターの利点て回生エネルギー使えるかどうかだと思うんだけどさ
空中で回生するにはでっかいプロペラつけんとあかんよね
そういう意味じゃジェットとは不向きなんじゃないかな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 12:22:25.14

>>89
回生してどこで使う？
航空機の場合基本回生できそうなのは着陸前下降中。乗用車と違って巡航中は加減速や高度調整くらいでは所要エネルギーが負になることはないと思う。
そうなると使いどころは着陸前しかないわけで、大した回生は要らないと思う。
回生失敗したら着陸できないのは困るので、その分のエネルギーももっておくだろうし、そうなると回生は非常用だけにしてその他の要素を優先するのもいい。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 17:00:17.82

時速500キロでノロノロ旅すんのか？
そこまでエコに気を使うなら家からネットで現地と繋げばいいだろ。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 17:06:46.94

>>44
10時間飛んでると離陸時の燃料消費量は大したことないな、
カタパルトの為に各部構造強化して重くしても仕方がないし、無駄に電動モーター積んでもしょうがない。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/02(土) 18:23:34.42

クルマや船はいいとして
飛行機は重いと定員に効いてくるからな
燃費を人数割して運賃にしてるんだから多少減ったって重いと意味ないぞ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/16(土) 09:24:28.96

カタパルトで飛行機の外部からエネルギーを与えて、目的地までは弾道飛行にすれば搭載燃料は少なくてすむかな。
ただし、超長い滑走路とカタパルトを作らないと加速Gが高過ぎて中の人が死ぬからあんまり現実的じゃないかも。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/03/16(土) 11:04:18.27

>>94
カタパルトから発射して大気圏外にでるまでの大気抵抗減速を考えると、
30km/sとかまで加速しないといかんのでは？もしくはせめて成層圏に顔を出すカタパルト。
そういう速度で落ちてくる隕石も落下時はヘロヘロ。しかもこっちは上昇してその後弾道飛行できる速度がいる。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/04/20(土) 12:41:21.36

だからハイブリッド技術って優れてるんだよな
日本のトヨタのハイブリッド車とかハイブリッド車その物を叩く人が居るけどさ
ハイブリッドの技術の凄さ分かってない

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/04/20(土) 17:23:54.11

車もハイブリッドが有効なんだが
トヨタが先行き過ぎてるんで使いませんwww

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/04/21(日) 21:55:13.09

月旅行を電気だけでできるようになるといいね。
今のロケットは、大量の排気ガスを吐き出して大気汚染するし、
毎年何万便もロケットを飛ばして月に旅行などしたら、
地球環境が破壊されてしまいかねないから。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/04/23(火) 13:30:24.85

>>96
完全に電気にすると電力会社から高い電気料金払うことになるんで
自分の車でガソリン入れて発電するよりもかえって割高になるという不思議な現象が発生

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/04/23(火) 14:24:48.08

産業革命以降、ずっとお湯を沸かして発電してるから