個人用航空機
2014年のカーターPAV

パーソナル航空機( PAV ) は、オンデマンドの航空輸送を提供する 旅客機の提案されたクラスです。

従来の地上輸送手段に代わるこの輸送手段の出現は、無人航空機（UAV）技術と電気推進によって可能になった。航空安全性、耐空性、運用コスト、有用性、空域統合、航空機騒音および排出ガスといった障壁は、まず小型UASの認証を取得し、その後経験を積むことで克服されてきた。[ 1 ]

意味

パーソナル航空機（PAV）の完全な定義はまだ確立されていない。一般的には、ポイントツーポイントのVTOL機能を備えた自律型電気航空機と理解されている。多座席eVTOLとは区別され、単座席自律型電気自動車として扱われる場合もある。[ 2 ]アクセシビリティと操作の容易さという点で自家用車と同様の飛行利便性を提供すると同時に、ポイントツーポイントの直接飛行によって可能になる速度と経路効率も提供する。PAVは、パイロット資格を持たない人でも利用できる点で、従来の一般航空タイプとは異なる。[ 3 ]

特徴

自律性

個人用航空機の製造に加え、PAV（個人用航空機）向けの自律システムの開発も研究されています。まず、合成視覚電子飛行計器システム（EFIS）やHITS（ Highway in the Sky）は、航空機の操縦をはるかに容易にします。[ 4 ]また、ファントムワークスは、PAVの自動化を可能にするシステムの設計に取り組んでいます。PAVにはそれぞれ専用の「レーン」が割り当てられ、衝突の可能性を確実に回避します。さらに、複数のPAVは互いを検知し、通信できるため、衝突のリスクをさらに低減できます。[ 5 ]

問題

航空管制

連邦航空局（FAA）のインフラは、PAVによって発生する航空機交通量の増加に対応できる能力が現在ありません。FAAは、2025年に次世代航空輸送システム（National Air Transportation System）へのアップグレードを計画しています。 [ 6 ]当面の計画は、小規模な空港を利用することです。NASAなどのモデル化では、小規模なコミュニティ空港を利用するPAVは、大規模空港の商業交通を妨げないことが示されています。現在、米国には、この種の輸送に利用できる公営および民間の小規模空港が1万か所以上あります。このインフラは現在十分に活用されておらず、主にレクリエーション用の航空機によって使用されています。

ノイズ

PAVの騒音は、住宅や事業所の近くを飛行する場合、地域社会に不快感を与える可能性があります。住宅地への着陸を可能にする低騒音レベルがなければ、PAVはFAAが管理する飛行場で離着陸しなければならず、そこではより高い騒音レベルが承認されています。

ヘリコプターや航空機の騒音を低減する研究は行われてきましたが、騒音レベルは依然として高いままです。2005年には、騒音を低減する簡単な方法が特定されました。それは、着陸時に航空機を高い高度に保つことです。これは「連続降下進入（CDA）」と呼ばれます。[ 7 ]

範囲

提案されているPAV航空機の多くは電気バッテリーをベースにしていますが、現在のバッテリーの比エネルギーが低いため航続距離が短いです。[ 8 ]この航続距離では、緊急時に着陸地点を見つけるのに十分な安全マージンを確保するには不十分な可能性があります。

この問題の解決策として、水素の比エネルギーがはるかに高いことから、燃料電池航空機が提案されている。[ 8 ] [ 9 ]

安全性

都市飛行の安全性は、規制当局や業界にとってよく知られた問題である。1977年5月16日、ニューヨーク航空のシコルスキーS-61ヘリコプターがジョン・F・ケネディ国際空港を出発し、パンナムビル（現在のメットライフビル）の屋上に着陸した事故で、着陸装置が壊れ、回転翼が外れてヘリポートにいた数人とマディソン街の女性1人が死亡し、この事業はほぼ世界中で数十年にわたって終焉を迎えた。現在のヘリコプターの事故率は、都市交通には不十分である。シコルスキーS-92の安全重視の設計でも、100万飛行時間あたり1件の死亡事故が許容されている。この率では、年間3,000時間飛行する5万機のeVTOLで年間150件の事故が発生することになる。[ 10 ]

シコルスキー・イノベーションズにとって、新興の300億ドル規模の都市型航空モビリティ市場は、7,000ポンド（3.2トン）以上のヘリコプターを規制するFAR Part 29と同等以上の安全性を必要としている。2018年5月までに、シコルスキーはレベルAのソフトウェアと冗長性を備え、安全操縦士を乗せて、 S-76で120時間、完全なポイントツーポイント、リアルタイムの自律飛行と地形回避飛行を、困難な方法で実現した。[ 11 ]シコルスキー・エアクラフトは、現在の回転翼航空機の経験と、自律飛行、空域統合、電気推進の進歩を組み合わせることで、高稼働プラットフォームで1,000万時間に1回の故障という垂直飛行安全性を達成したいと考えている。[ 10 ]

歴史

NASAは2002年、ビークルシステムプログラム（VSP）の一環として、個人用航空機セクタープロジェクトを設立しました。このプロジェクトは、NASAのビークル統合・戦略・技術評価（VISTA）オフィスの一部であり、亜音速輸送機、VTOL機、超音速機、高高度長時間滞空機の各セクターも含まれていました。各セクターの目的は、機体の能力目標と、それらのブレークスルーを達成するために必要な技術投資戦略を確立することでした。[ 12 ]

PAVと既存の一般航空用単発ピストン航空機の車両特性の違いは、2003年にアメリカ航空宇宙学会（AIAA）の会議で発表されました。[ 13 ]使いやすさ、安全性、効率性、飛行距離、手頃な価格を劇的に向上させるには、高度なコンセプトが必要になります。

2006年、VSPはNASAの新しい航空イニシアチブに置き換えられました。NASAにおけるPAV技術開発への取り組みは賞金ベースの投資へと移行し、2007年にはNASAセンテニアル・チャレンジ賞として25万ドルの資金がパーソナル・エア・ビークル・チャレンジに提供されました。

研究

欧州連合は、PAVの技術と影響に関する3つの段階、すなわち人間と航空機の相互作用、乱雑な環境での航空システムの自動化、社会技術環境の調査に420万ユーロの資金を提供している（第7次フレームワークプログラムに基づく）。[ 14 ] [ 15 ]

PAVチャレンジ

NASAラングレー基地は、必要なPAV技術の研究と試作を行い、総合的な性能の最高の組み合わせを示したPAVに、GA史上最大の賞金を授与しました。この賞金をかけたPAV飛行コンテストは、第1回PAVチャレンジとして知られ、2007年8月4日から12日まで、カリフォルニア州サンタローザのCAFE財団の主催で開催されました。[ 16 ]

2008 年に、このチャレンジは「一般航空技術チャレンジ」に改名されました。

新しい賞品は以下のとおりです。

  • コミュニティノイズ賞（賞金15万ドル）
  • グリーン賞（賞金5万ドル）（MPG）
  • 航空安全賞（賞金5万ドル）（ハンドリング、eCFI）
  • CAFE 400賞（賞金25,000ドル）（スピード）
  • 最も静かなLSA賞（賞金1万ドル）

受賞者は以下の通りです。

  • コミュニティノイズ ランバダ N109UA $20,000
  • グリーン賞受賞者なし n/a
  • カフェ セーフティ ピピストレル N2471P $50,000
  • カフェ 400 ピピストレル N2471P $2,000
  • 最も静かな LSA ランバダ N109UA $10,000
  • 最短離陸ピピストレル N2471P $3,750
  • ベストアングル・オブ・クライム・ピピストレル N2471P $3,750
  • 時速100マイルで最高の滑空比を実現 Flightdesign CTSW N135CT 3,750ドル
  • キャビンノイズ (同率) ランバダ N109UA ピピストレル N2471P $3,750 (各 $1,875)

個人用航空機のリスト

タイプ 国 クラス 日付 いいえ。 状態 注記
エアバスA³ヴァハナ欧州連合 コンバーチプレーン 2018 2 プロトタイプ
AM-20 eVTOL 私たち リフトプラスクルーズ 2019 1 プロトタイプ 開発中
ボーイング旅客機私たち 回転翼航空機 2019 1 プロトタイプ
カーターPAV私たち 回転翼航空機 2011 2 プロトタイプ
ボロコプター2Xドイツ 回転翼航空機 2016 2 プロトタイプ プロトタイプは VC1 と VC200 でした。
ウィスク・コーラ私たち 回転翼航空機 2019 1 プロトタイプ
エクスプロエア PX200フランス 電動リフト プロジェクト ハイブリッドジェットエンジン

参照

参考文献

  1. ^ Graham Warwick (2016年5月6日). 「航空宇宙が依然として解決すべき問題」 . Aviation Week & Space Technology . 2018年1月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年1月2日閲覧。
  2. ^ Connor HoopesとTimothy T. Takahashi、「個人用航空機に関する連邦規制の発展」、アリゾナ州立大学、2023年。（2023年7月11日閲覧）。注：HoopesとTakashakiは、「PAVは…個人での使用を目的としており、乗客は1名のみです。大型のeVTOLは…2名から5名の乗客を想定しています」と述べ、対照的に「大型のPAVは、複数の乗客を乗せるものです」と述べている。
  3. ^「最終報告書概要 - PPLANE（個人用飛行機：個人用航空輸送システムの先駆的コンセプトの評価と検証）」、欧州委員会、2013年。（2021年7月3日閲覧）
  4. ^ハリー・クレーマー (2003年12月1日). 「空のハイウェイ」 . Aviationtoday.com . 2011年4月25日閲覧。
  5. ^ゲイリー・サンダース（2004年7月）「ボーイング社の技術専門家が個人用航空機の実現可能性を検証」 Boeing Frontiers誌。
  6. ^ 「FAA NGATS」 。2006年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  7. ^ 「飛行機の騒音を減らす：音響技術者が飛行機の騒音を減らす簡単な方法を発見」 ScienceDaily、2005年7月1日。
  8. ^ a b「空飛ぶ車のスタートアップ企業アラカイ、水素がバッテリーを上回ると予想」 Wired . ISSN 1059-1028 . 2020年1月20日閲覧。 
  9. ^ 「水素動力の空飛ぶ車、南カリフォルニアの交通渋滞緩和に期待」ロイターUK . 2019年5月30日. 2019年5月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年1月20日閲覧。
  10. ^ a bガイ・ノリス（2018年1月26日）「都市型eVTOLの安全性と生産に関する現実検証」 Aviation Week & Space Technology誌。
  11. ^マーク・フーバー（2018年5月1日）「シコルスキー幹部、都市部の航空安全を重視」AINオンライン
  12. ^ Mark D. Moore、「 NASA​​個人用航空輸送技術」、NASAラングレー研究センター、2006年。（2021年7月3日閲覧）
  13. ^ 「飛行におけるイノベーション：NASAラングレー研究センターによる航空学の革新的な先進コンセプトに関する研究」（PDF） NASA 2005年2月22日
  14. ^ Czyzewski, Andrew.個人用飛行体プロジェクトは道路渋滞の解消を目指すThe Engineer (英国の雑誌)、2011年6月22日。アクセス日：2011年7月26日。
  15. ^ myCopter European Union、2011年。アクセス日：2011年7月26日。
  16. ^ “CAFE Foundation & The PAV Centennial Challenge” . 2007年3月7日.オリジナルの2007年3月7日時点のアーカイブ。

さらに読む

レポート

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