サステナビリティ（持続可能性）の観点から見た航空宇宙の未来：パート2

オンラインセミナーとブログのコンセプトは、パンデミック前に考案されていたものの、実際書かれていなかったため、パソコンを開くたびに、このセクターの「ニューノーマル」についての考察が洗練されてきました。この業界は、9.11や2008/09年の金融危機といった過去の危機から、常に力強い回復を遂げてきました。しかし、今回は非常に異なっており、誰も予想していなかった結果をもたらしました。新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の重大さにより、我々の航空旅行に対する認識が変わり、ひいては航空業界の構造が変わるのではないかという意見は尽きませんが、一つ確かなことは、我々が採用せざるを得なかったオンライン会議のビジネス慣行の一部は、今や弾性を失い、かつてのやり方には戻らないだろうということです。

しかし、旅行の量に変化があっても、航空機の設計/運用および保守も継続されます。旅行回数が減れば、利幅も小さくなり、より高い効率性が求められるようになります。効率化のための戦いは、素材やシステムに集中し、部品の設計だけでなく、航空機自体の形状や性質も変化するでしょう。これは、従来のアルミニウム製の翼と胴体を備えたナローボディ機の古いバリエーションでも見られました。A220、A350、および787のような新しい航空機は、その構造にかなりの割合で複合材料を使用しています。前世代の航空機にも複合材料は使用されていましたが（777の約17％は炭素繊維）、この割合は今後も増加していくものと思われます。

ブレンデッドウィングのような新しいコンセプトのデザインは、燃料消費量の削減に焦点を当て、RPKを向上させると同時に、環境面でもメリットをもたらします。しかし、これは新型コロナウイルスパンデミックの影響により打ち消され、運航者はソーシャルディスタンスを考慮する必要があるため、真ん中の席を取り除くもしくは使用しない、座席間にスクリーンを取り付ける、またおそらく客室乗務員のために追加のPPEを携行したり、フライト間に機体を十分に清掃したりしなければなりません。これらの要因により、重量が増加し、乗客の収容力が低下するとともに、フライト間のターンアラウンドタイムも増加します。その結果、旅客キロ当たりの燃料消費量が増え、有償座席利用率が大幅に低下し、コストが増加し、運航便数が減少します。つまり、テクノロジーは急な坂道を登らなければならないのです。そして、その間、生き延びるためにレジリエンスが重要となります。

情報源: 2005年から2020年までの世界の民間航空会社の有償座席利用率, Statista,2020年3月

効率化とイノベーションのための戦いは、空の上でも厳しい戦いになるでしょう。ただし、私たちがここで達成しようとしていることを、終身および生涯コストの観点から見ることが重要です。より高度な先端材料の使用は、燃料消費量の削減に大きなメリットをもたらしますが、アルミニウムのように材料が再利用され、サプライチェーンに戻されることはないでしょう。これでは、「抽出、生産、使用、廃棄」という直線的な思考になってしまい、かえってコストが高くなる可能性があります。しかし、一度立ち止まって循環型システムを考え、再利用、共有、修理、改修、再生産、そして寿命を終えた際のリサイクルを視野に入れたアプローチを採用し、クローズドシステムを構築することにより、投入資源の使用を最小限に抑えることができます。このアプローチはまた、廃棄物、汚染、そして重要なことに二酸化炭素の排出を削減します。また、製品、機器、インフラストラクチャをより長く使用することで、これらの資源の生産性を向上させることも目的としています。循環型の原則が業界に与える影響の設計及び管理の一部であることを引き続き確認する必要があります。

適応性のあるデザイン

サステナビリティの課題を考える際には、他のセクターから学ぶことも不可欠です。新しいテクノロジーの研究や開発が盛んに行われていますが、複数のセクターに展開しないと投資効果が得られないため、この傾向はますます強くなるでしょう。自動車産業で培われた高度な蓄電技術が、すでに家庭用にも導入されています。また、宇宙開発のために開発された潜熱蓄熱材（PCM: Phase Change Materials）が商業ビルに転用された例もあります。他者から学ぶ機会があるもう一つの領域は、適応性のあるデザインです。ライフサイクルアセスメントの原則を用いることで、製品又は環境の耐用年数に合わせて適切な材料を使用し、適応性を考慮した設計を行うことができます。航空宇宙業界では、消費者向けテクノロジーの急速な発展に伴い、乗客の要求が変化しているため、航空会社はますます異なる客室レイアウトの航空機を運航するようになっています。よりモジュール化されたアプローチをとれば、高いコストをかけずに素早くデザインを変更することができるでしょう。

デジタル化の推進

航空宇宙セクター全体でデジタル化が進むことで、オペレーションの効率化だけでなく、これまでとは異なるスキルが求められるようになります。技術者はVRを使用して、航空機の飛行中に問題をより適切に視覚化し、最適な解決策を見つけたり、また、「中に入り」航空機を複数の角度から見ることで、より効率的に組み立てる方法を見つけることでしょう。これに加えて、信頼されてきた紙のマニュアルを排除し、部品の故障や取り付けの不備、さらに研修・訓練が必要かどうかを理解する必要があります。トレーサビリティが情報レジリエンスの鍵であることは明らかです。携帯端末を指でスワイプするだけで、関連するデータを呼び出すことができ、データを単一の共通データ環境（CDE）に素早く転送可能であることは、ますます重要になるでしょう。

ドローンや3Dスキャンなどのさまざまな機能

航空宇宙の将来には、小さな荷物の配送から保守点検での利用まで、ドローンや無人航空機（UAV）が重要な役割を果たすことになるでしょう。すでにいくつかの航空会社では、ドローンを使用して表面の損傷を検出しており、航空機ごとの検査にかかる時間が短縮され、技術者は他の作業に専念できています。工場出荷時のスキャンデータと比較することにより、各航空機の耐用年数に応じた構造上の性能をより深く理解することができます。機体の一部をスキャンして寸法に変化があった場合、機体への予防的な保守や調査を可能にすることで、さらなる調査を行えるようになります。このテクノロジーを予知保全に追加すると、部品の設計に挿入されるセンサーの数が増えるため、これまでとは全く異なる保全体制になると考えられます。もし、各部品の性能の減衰曲線を示すデータ分析にアクセスできれば、最適な性能を維持するために、事前に部品を交換/修理することができます。航空機システムがより複雑になり、衛星データリンクの適用範囲がより完全になるにつれて、航空機は40万ものデータポイントをリアルタイムで共有できるようになり、機会及びリスクの両方をもたらします。

コネクテッドアセット

インターネットやIoTの進化により明確に示されているように、接続性の向上に伴い、データセキュリティのリスク、および重要な国家インフラに対する潜在的なリスクが発生します。さらに、新しいサービスを開発し、より敏捷な作業方法を実現するために、透明性や開放性、相互運用性が重視されるようになり、コネクテッドアセットを安全かつ安心して管理するために、専門家のアドバイスが必要になっています。

電気の力への移行

化石燃料は依然として航空機産業の重要な部分を占めていますが、代替バッテリー技術の急速な進化と電動化の進展により、航空機推進力の未来は大きく変わりつつあります。

サステナビリティの観点からすると、これは排気量の点で朗報ですが、これまでの例で述べたように、影響が最も少ないうえでベストなテクノロジーを使用し、バッテリーなどの部品を再利用したり、厳しくない環境でセカンドライフを実現したりできるように、製品寿命後の段階にも配慮しなければなりません。この方向性は、すでに数年前から進展しています。軽量化、効率化、信頼性の向上のために、油圧システムは電気システムに置き換えられています。つまり、機内で電気機器を使用したいという消費者の需要や、航空機システムの電動化に対応するためには、機内のストレージを増やす必要があるということです。まだまだ課題は多いですが、最も大きな課題は重量とエネルギー貯蔵密度です。

電動化の最終段階は推進力の段階であり、現在、小型航空機を皮切りに新たな革命が起こっています。電動飛行機を実現するためには、離陸時に40MW、巡航時には20MWの電力が必要になるとエアバス社は考えています。E-Fan ハイブリッド電気エンジンは、BAe 146ジェット機の4つのエンジンのうちの1つを2MWの電気モーターに置き換えることを意図した、このプロセスに不可欠なステップとなります。

このセクターが大きな変化を遂げていることは明らかです。私たちは、効率性とテクノロジーがいかに密接に結びついているか、そして他の産業からいかに素早く学ぶことができるかを目の当たりにしています。機は熟しています。サステナビリティ、透明性、コラボレーションの拡大、これらすべてがレジリエンスに向けて、そして我々のセクターの未来を確保する上で重要な推進力となるでしょう。今後のニーズは、今とはまったく違うものになるでしょう。しかし、一つ確かなことは、この業界にはエキサイティングな展望があるということです。変化と革新を推進するためにインスピレーションを得た最高の人材を魅了し続けるでしょう。

筆者について

Martin Townsend – BSI 持続可能性・循環型経済グローバルヘッド 

彼のこれまでのキャリアにおいて、環境規制機関としての活動、英国の大臣への助言、都市の市長たちとの協働、そしてあらゆる規模の企業との協働により、サステナビリティが実現し、ビジネスの成功を可能にするものと見なされるようになっています。Martinは、2019年11月に持続可能性・循環型経済のグローバルヘッドとしてBSIに入社し、また、公共及び民間セクターの組織の成功を支援するためにいくつかの諮問委員会にも参加しています。

Brendon Hill - BSI航空宇宙セクターグローバルヘッド

航空宇宙及びエンジニアリング分野で40年以上の経験を有するBrendonは、BSIの航空宇宙セクターの戦略的方向性を牽引しています。彼は、業界団体と協力してイノベーションを推進し、国際的な講演者として、この分野の安全・安心な未来をリードしています。これまで、英国陸軍士官および航空機エンジニアとしての26年間を含み、品質マネジメントシステムの構築および実施、英国陸軍航空隊への技術サポートを行ってきた経験があります。また、航空宇宙やその他リスクの高いセクターの製造業において、上級職として活躍してきました。