「次世代エアモビリティ」とは　空飛ぶクルマの実現に向けた課題と展望

（※本記事は「産総研マガジン」に2024年10月16日付で掲載された記事を、許可を得て掲載しています）

次世代エアモビリティとは？

「次世代エアモビリティ」とは、ジェット機のような内燃機関を使用せず電力とコンピュータ制御技術を活用した小型航空機です。「動力が電動モーターであること」「操縦士のいない自動操縦が可能であること」「垂直離着陸が可能であること」が次世代エアモビリティを定義する条件として共有されています。社会実装には垂直離着陸技術の向上、長時間の飛行が可能な軽量高密度バッテリーの開発、自動運転の信頼性の向上などの課題解決が不可欠です。将来的には有人での都市内・都市間の移動、郊外や離島・山間部における移動、観光・エンターテインメント、救急医療用輸送、荷物輸送といった用途での運航が期待されています。

電力とコンピュータ制御技術を活用した“乗り物”が市街地を行き交う日常の実現には、安全性の確保が最優先課題です。そのためのさまざまな技術開発や制度整備に、各国が官民を挙げて取り組んでいます。一部の国では商用化まで進んでおり、国内でも実証飛行の段階まで来ています。「次世代エアモビリティ」の社会実装の今と、これからの展望をインダストリアルCPS研究センター フィールドロボティクス研究チームの岩田拡也主任研究員に聞きました。

次世代エアモビリティとは何か？

次世代エアモビリティ、いわゆる「空飛ぶクルマ」は100年以上前から、未来の都市像のなかに描かれてきました。近年ではコンピュータ制御技術が発展し、ドローンと呼ばれる小型無人航空機が普及するにつれて、人が搭乗できる次世代エアモビリティの実現も近づいています。次世代エアモビリティの明確な定義はありませんが、要素として「動力が電動モーターであること」「操縦士のいない自動操縦が可能であること」「垂直離着陸が可能であること」という3つを満たすということが共有されています。

次世代エアモビリティが従来の航空機と異なる点としては、まず動力がジェット機などのように内燃機関を使わず電気であることが挙げられます。電気を使うことで、モーターの回転数の変化速度が桁違いに速くなります。それにより複数のプロペラを組み合わせて回転数を変えて姿勢を制御したり、運航経路を制御できるようになりました。また、内燃機関よりエネルギー効率が良く 、排出する二酸化炭素を低減することで環境負荷を抑えられるメリットもあります。ほかにも、垂直離着陸ができるようになれば、滑走路を必要とするジェット機と比べて広い空港が不要となります。複数の小さなプロペラを使うと、騒音の低減にもつながります。これらが実現できることで、これまでジェット機が入りにくかった市街地の近くでの運用も可能になる条件がそろってきました。

次世代エアモビリティの実現に向けた課題と現状

次世代エアモビリティは、都市内・都市間の移動、郊外や離島・山間部における移動、観光・エンターテインメント、救急医療用輸送、荷物輸送といった用途が期待されています。現在の日本は、試験飛行や実証飛行を行うフェーズ０にあり、アメリカや欧州（ドイツ、フランス、イギリス）、オーストラリア、ドバイなども同様の状況です。中国は運航密度の低い状況での商用運航を開始するフェーズ１に進んでいると言われています。

フェーズ１の商用運航に向けた一番の技術的な課題は垂直離着陸です。現在は軍用機でしか実用化されていない技術であり、民間機の認証をクリアする航空機はありません。難しさの理由は、垂直に飛び上がる機構と水平に飛行する機構を切り替える間に、「ギャップ領域」が存在すること。民間機の認証を得るには、このギャップ領域を極限まで短くして安全性を高めることが不可欠です。また、長時間の飛行が可能な全固体軽量高密度バッテリー（バイポーラ型）の開発、風洞試験による自動運転の信頼性の向上なども課題として挙げられています。

（記事の続きはこちらから。産総研マガジン「次世代エアモビリティとは？」）

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