将来はどうなるの？

将来はどうなるの？

　高圧化が技術革新の一つの流れとすると、もう一つの流れは、電気化です。

　航空機が使うことができる一次動力はエンジン出力だけです。この一次動力を使って油圧，電気，空圧といった二次動力が作られています。二次動力が三種類もあると煩わしいし、油圧は漏れて汚いとか、大型機では数kmの長さの油圧配管があり、配管内の油を含めてとても重いわけです。そこで、航空機から油圧をなくしてしまえという研究が進んでいます。二次動力を電気に統一しようという考え方を全電気式航空機AEA（All Electric Aircraft）といっています。AEAの中にPBW（Power By Wire）という概念があります。
　

図1　操縦装置の歴史

　PBWの概念を理解するために、少し操縦装置の歴史を見てみましょう。（図1を参照してください）

　初期の航空機では舵面を動かす力はそれほど大きくなかったので、操縦桿と舵面が機械的リンケージで直接つながっていました。パイロットの人力で操縦していたわけです。これを人力操縦装置といいます。（図1左上）

　航空機が大きく速くなってきますと、操縦にも大きな力が必要になり、操縦桿と舵面の間に油圧装置を入れて、油圧の力を使うようになりました。これが機力操縦装置（図1左下）で、ほんの少し前まで主流となっていました。

　最近の航空機は動力の伝達は機力操縦装置と同じですが、制御信号は電気に変わり、コンピュータを介した高度な制御が行われています。これを「電線で飛ぶ」ということでFBW（Fly By Wire）操縦装置といっています。（図1右上）しかし、電気は外部の電磁波に対して弱い面があります。この弱点を光信号によって改善したものが、「光で飛ぶ」ということでFBL（Fly By Light）操縦装置といいます。FBLの航空機はまだ実用化されていません。

　さらに、油圧配管で行っていた動力伝達を電気に置き換えた装置を「動力を電線で送る」ことからPBW（Power By Wire）操縦装置（図1右下）といっています。図1ではPBWアクチュエータの有力な候補であるEHA（Electro Hydrostatic Actuator）を示しています。

図2　EHA（Electro Hydrostatic Actuator）

　図2はEHAの概念を示したものです。

　EHAは電気サーボ・モータ，油圧ポンプ，油圧シリンダを一体化して舵面に配置し、動力も制御信号も電気で伝達します。長い油圧配管が不要になり、軽くなると共に整備がし易くなるといわれています。 PBWアクチュエータには電気サーボ・モータと減速装置により直接舵面を駆動する方式もあり、小型機など比較的出力の小さいところでは実用化されています。大きな出力のPBWアクチュエータとしては、EHAが最も有力であるといわれていますが、まだ実用化されたものはなく、民間輸送機では欧州のエアバス（Airbus）が開発中の超大型機A380の操縦装置に、バックアップ用として大きな出力のEHAが使われる計画になっています。

　航空機は安全性が重視されるため、実績主義が強く、新しい技術を採用することが難しい世界です。将来の大きな流れとしてはAEA，PBWの方向に行くのでしょうが、油圧装置の安全性，信頼性に対する実績は長い歴史があり、世の中の航空機すべてがAEAになるにはまだ数十年を要するのではないかと思います。