中村裕子，鈴木真二:『「航空と地球環境問題」世界の取り組み俯瞰』, 日本航空宇宙学会誌 2011 年 1 月号 補足
テーブル：取り上げた 3 つの会合(CAIR-Feb: CAR-May: Inside:)での主な議論
JAPANUSAGovernments,•1997 年の京都議定書にて, 08~12 年期•州単位での温暖化対策法制度が進む.

Regurators

間中, 日本から排出される GHG のEx) Global Warming Solutions ActEx) 北東部, 中西部, 西部にそれぞ1990 年比 6%削減を目標に制定. 先進(CA 州) では 1990 年比で, 2020 年迄

れ Regional Greenhouse Gas Initiative

諸国全体では 5％削減が目標.に 100%, 2050 年迄に 80%以下まで(RGGI) , Western Climate Initiative•上記を受けて, 国内航空は 2010 年度削減. 2012 年からは CAP を設ける.

(WGI) , Midwestern Greenhouse Gasのエネルギー消費原単位 (人岐路輸送

但し航空機からの排出は対象外.

Reduction Accord

当たりの燃料消費量) を 1995 年比で15％改善する.

•州を超えた地域の動きも活発に.

(MGGA) を組織し, 掲げる削減目標に向けて, 排出•環境保護庁 (Environmental Protection

権のオークションまたはキャップ&Agency, EPA) は温室効果ガス報告制

トレード型排出権取引制度を導入

度を決定. 自動車やエンジン製造業社を決定している.

は 2011 年モデルから報告義務が課せられる.
• 連邦レベルでの議論も活発に. 下 院 で は , Waxman-Markey 法 案

上院では, Clean Energy Innovation,(下院) は, 初めてのキャップ&トレ

Energy Independence, Coal, Naturalード型排出権取引制度を伴う法案

Gas, Nuclear, and Refining を含む 8 つで あ り , 09 年 に 下 院 を 通 過 し た .の 章 か ら な る Kerry- Graham-Clean

Lieberman 法案など.

Energy,Energy

Efficiency,Reducing Global Warming Pollutionを含む 5 つの章からなる.
<McCann, StateCollege (Inside) 参照>
World•Next Gen•国による対策の例(次世代航空システム) の•欧州域内を発着する航空運行を 2012

環境ビジョンを支える 5 つの柱:

年より EU 排出量取引制度 (EU-ETC)

航空保安システムの高度化

1. Advances in Science & Modelingに組み込む.

広域航法 (RNAV) の導入, 継続

2. Operational Improvements•上記に対し, Air Transport Association

降下到着方式 (CDA) の導入

3. New Technologiesof America

空港施設の改善

4. Renewable Fuels

地上動力装置 (GPU ) 利用促進

5.

環境適応型航空機の導入支援

EnvironmentalPolicy(ATA) はシカゴ条約に違反するとして訴訟を起こす.

initiatives

IncludingManagementthe<!MG McCann(Inside) 参照>

System

法人税, 固定資産税等の税制優遇(EMS)

省エネルギー法の適用•2. Operational Improvements について:

Fuels を 達 成 す る た め に 発 足 し た

一定規模以上の航空会社に対し, 省Performance Based Navigation

Continuous Lower Energy and Noise

エネ計画の策定, エネルギー消費原が航空輸送の効率, 容量, 安全性の改(CLEEN) プログラム単位の改善努力等を義務付け.

善を達成する手段である, 航行のどの•5 年計画で予算は 1. 25 億ドル. 但し,バイオ燃料の活用段階, つまり離陸, 巡航, 着陸のどの産業界と 1 対 1 のコストシェア.

非食料系植物からジェット燃料を段階でも使用可能.

• 環 境 性 能 の 評 価 に は Environmental

精製する技術開発への協力とバイ

Radar Navigation

オ燃料の普及に向けた施策の検討

アトランタ空港で実証した所, 以前•航空機技術について, NASA が提示すは最新機のみと思われていたが計るゴール N+1 (TRL 6-7) を設定.

器 飛 行 方 式 (IFR) 離 陸 の 90％ でしくは, 本文参照)

RNAV が可能であることが判明. 年•代替燃料の開発について, 安全性に間 3900 万ドルの削減と予測.

関して妥協せず, 経済性を求め, 食料

Tailored Arrivalsと競合しない.

•3. New Technologies, 4. Renewable(PBM)(RNAV) 離陸を(TA) はパイロッ

Design Space(EDS) を利用する.
(詳

トと管制官がデータリンクできれば可能. 騒音, 排気, 燃料, 肉声交信の大幅な軽減.
<! 清水, JCAB

(CAIR-May) 参照><Hanlon, FAA(CAIR-MAY) 参照>

JAPANRegulatorsUSAWorld•アジア太平洋環境プログラム (ASia and Pacific Initiative to Reduce Emission, ASPIRE) は, 08 年にアメリカ, オーストラリア, ニュージーランドの各管制会社のジョイントパートナーシップから始まった, 既存の技術を利用するアジア地域の取り組みである.
•現在のメンバーは, Air service Australia, Airways New Zealand, CAA of Singapore, JCAB, FAA である.
•アメリカが参加している理由として, 太平洋に広くアメリカの管制エリアが広がること. また太平洋から始まった理由
として, 変化を許容する文化があり, 近代的な航空機の編成であることなどがあげられる.
•今後は. User Preferred Route の延長や Dynamic Airborne Reroute Program の強化を計画している.
< Hanlon, FAA

Airlines(CAIR-MAY) 参照>•JAL の究極のエコフライトは 10 月 10

•Delta Air Line の運航上での省エネル•米軍の予算の中で燃料の占める割合

日ホノルルー関西 J077 便で実地されギー活動.

は非常に高く, 省エネルギー活動は重た. 4825kg の燃料, CO2 換算で 15,地上要である.

247kg 削減することができた. 実地し•ゲートでは, 航空機の補助動力装•エアフォースの燃料消費を 1％削減

た環境負荷低減策例は以下の通り.

置(APU) は地上動力装置 (GPU)するだけで$40M 強のコスト削減にな

地上•Just in Time Fuel(CO2-429kg)•Short-Taxing Runway(-1427)

離陸る.

ないようにする. 30 分使用の削減を•2020 年までに 20％削減するビジョン

行うことで年間$30M のコスト削減を計画している.に. 今後継続的に行うために, 自動•Shorter Departure Route(-429)

モニタリング技術への投資が必要.
•15 分以上の TAXI では APU ではな巡航•User Preferred Route•DynamicProcedure(-572)

Airborne<!Trayer, Scott 空軍基地 (Inside) メモ>

く 1 基のエンジンで行い, 2 基目のRe-Route(-3718)

エンジンはクロスブリードスター
トで起動する.

着陸•CDAの 10 倍のコストなので極力利用し離陸(-1323)•性能に限界があるが, テイクオフ•Delayed Flap Operation(-272)•Delayed Undercarriage Op.
•Low Angle Flap Op.
•Optimizedのパワーやフラップを落とす.

(-274)(-293)

Thrust-reverse

Op.

•RNAV

Standard

Departures(SIDS) で 年 間 約 $25MInstrumentのコスト削減を期待できる.

(-164)

巡航•Taxing with Two Engine Shut-Down•Variable Cost Index の導入や Flight(-162)

Planning Tool の 改 善 , Leverage
automation による機体性能の向上

その他•Engine Wash(-1321)など.

•Ground Power Unit& Closed Shades

着陸on Ground(-2943)•自由度の高い進入方式である•Fiberglas

Cargo

LightningofContainers

Cabin+Attendant’sRequiredNavigation

Performance(RNP) を利用すると 10 数マイル削

Belongings + Reduce the Weight of減できる.

Items Loaded Onboard•Optimized Profile Descents(-429)(OPDまたは CDD) では, 計 900 の飛行実験にて平均$240/飛行コスト削減の成果を得た.
<!Bradley, Delta(Inside) 参照><船井, JAL (CAIR-Feb) 参照>
EngineManufactures•エンジンの環境性能は,•これまでジェットエンジンは毎年•UT の PurePower@Engine は, 12~15％

NOx: 規制が増々厳しくなり燃焼方1％燃料効率が改善されてきたの燃料効率向上, 年間 3000 トン/機の法の技術革新が必要.

•ライト兄弟から 100 年, 航空機の開発

CO2 削減, に加え, Nox が半分, ステー

騒音・燃料消費率: 創成期に比べそは, Fuell Cell Powered UAV に向かって

ジ 4 を 20db 下回る特徴の他, メンテ費れぞれ 20db, 50%改善.

いる.

用も安価だ.

低燃費化: 推進効率改善と熱効率改•United Technology

善の双方を検討.

術のポートフォリオを組む.

(UT) は様々な技＜Parakeh, UT(Inside) 参照＞

JAPANWorld

Engine•IHI は日本航空宇宙工業会 (SJAC) が•IHI で取り組む温暖化ガス削減に向けManufactures

取り仕切る CO2 削減検討委員会とした研究開発例て妥当と考える削減率を検討.

FRP 適用拡大：高バイパスに伴うフ•委員会では, 航空機およびエンジン

ァンの重量増を FRP の適用拡大でに今後適用される候補技術から CO2改善

削減量を積み上げで見積もる.

Ceramic Matrix Composites•ICAO では, NOx や騒音のように新型技術開発：高圧・低圧タービンに適航空機に対する CO2 標準を CAEP9 で用し, 冷却空気削減検討.

システム最適化：再生型燃料電池シ(CMC)

ステムを補助電源として, ジェット
出力余剰時に水の電気分解, 不足時に水素・酸素で発電, など.
<今村, IHI(CAIR-FEB) 参照>

USA

Alternative•航空機の燃料は, 厳しい規格の元管•Commercial Aviation Alternative Fuels•Shell は需要が増え, 資源は減少, そFuel理され, 価格は高止まりをし, 原油のInitiative(CAAFI)

Developers

枯渇と排気の環境への影響など, 多くAerospace

Industriesの問題を抱えている.

(AIA)•IATA が 08 年に作成したロードマッ(ATA) , Airports Council International –を強調する.

プでは, バイオ燃料や新燃料無しではNorth America•資源多様化については, 石油の従来持続可能な CO2 目標値を達成できな(ACI-NA) がスポンサーであり, まだと違う供給源, 化石燃料の中で最もクい.

同時に核である.

リーンは天然ガスの液体化•信頼性を要求する航空では安全のた•エアライン, 航空機／エンジンメー再生可能エネルギーなどを検討・開発

め, 特性がかわらないとしても米国試

カー, エネルギー生産者, 研究者, 国している.

験材料規格 (ASTM) 等の認証手続き

際機関, 米国政府の連携により代替燃•再生可能エネルギーについて, バイが必要で, 現在合成燃料の規格化が進料の開発と展開を行う.

オ燃料が 2030 年までに交通の 10％をめられている.

•FAA が環境チーム, 認証品質チーム占めると予測.

•バイオ燃料に関して, 現在燃料性状の核となり, 前者では GHG ライフサを極力現状に一致させ機体の変更をイクル分析などを, 後者では, 米国試•航空機の燃料について, 09 年 9 月に必要としない“ドロップイン”型が験材料規格 D7566 (右欄参照) などを

ASTMD7566 が承認されたことで, 合Boeing を中心に検討されている.

先導.

成炭化水素を, 石炭, ガス, バイオマ

長期的には, エンジンの革新を必要と•AIA が R&D チームの核となり, 様々

ス か ら , Fisher Tropsch 法 で 精 製 し ,する. 水素を含む低炭素燃料などを検な”Drop-in”策を検討.

50％まで混合することができる.

討する必要がある.

•ATA と ACI-NA がビジネス＆エコノ•バイオ燃料は技術的には実現可能でミクスチームの核となり, 投資や展開あるが, 商業的にはまだ難しい.

を先導する.

CAPEX (設備に対する資本支出) が高•これまでの成果には以下のようなもく, 供給原料が少なく, また生産性ものがある.

低い.

,Airは .

Transport•Department of Defense
DefenseEnergy

FAA,して環境問題の中, 新資源展望とし

Associationて, CO2 管理, 資源セキュリティー,Association

資源効率, そして資源多様化の重要性(GTL) ,(DOD) や

SupportCenter(DESC) とのストラテジックアライ•Shell は以下の組織のアクティブメン
バーである.

アンス

CAAFI,•ロサンゼルス空港にて地上支援装

CRC

置 (GSE) のための再生可能ディー

IATA & EU programmes SWAFEA

ゼルの購買契約(DG-TREN,Sustainable•将来のジェット燃料契約について

AlternativeFuels

航空会社と 2 つのサプラーヤーの間

Aviation) , Alfa-Birdでの了承覚書

Alternative Fuels & Bio fuels for

Fuel Readiness Level(FRL) の作成FAA-PARTNER,ASTM,(Calgary research center) ,&wayforEnergyfor(DG-Research,Aircraft Development)(後に ICAO が採択) , など.
<岡井他, JAXA(CAIR-Feb) 参照><!Young, ATA, L
Maurice, CAAFI(Inside) 参照><!Baudreay, Shell(Inside) 参照>

JAPANUSAAircraft•三菱飛行機は, 今後大型機から中小•Boeing は, 燃料消費, 排気, 騒音対策

WorldManufactures型機へ市場がシフトし, 70-90 席のリには, 航空機自体の改良と, 運航効率,ージョナル機の需要が今後 20 年で空域効率の改善が重要と考える. 運航

5000 機規模と推定.

効率改善には, エアラインと共同で解•2007 年に正式客先提案 (Authorization

決策と提案し, 空域効率改善には関係to Offer) を行った MRJ は 12 年に初飛各社や機関と協力して管制誘導を最行, 14 年にエントリーサービスを予定.

適化する.

•ビジョンは 3 つ, 環境高性能 (低燃費,•新造機は従来機に比べ航続距離延長,低騒音, 低排出物) , 乗客の快適性, そCO2 削減, 騒音領域減少と, 着実に環してエアラインにとって優れた経済境負荷軽減の進歩を歩んできた.

性だ.

•787 は 767-300 に比べて, 5, 556km 航続•競合他機種に比べ, NOx, CO, Smoke

距離延長, 20％燃費及び CO2 削減,の点でかなりのアドバンテージをも60％小さい騒音領域, そして NOx 国際

ち, ICAO CAEP6 の要求に対しそれぞ

基準 (08 年) 28％下回る.

れ, 50%, 70%, 90%下回る.

•787 の空力性能の特徴は,•CO2 排出量削減似ついても, 東京ー

最新解析ツールの使用：エルロンな

福岡間では例えば約 30％減.

ど複雑部位の統合設計が可能にな•先進技術の例には,り, また構造試験を減らすこともで•高バイパス比を減速機でファンときた.

タービンを繋ぐことで実現するギ

進化した翼技術：追従可変型スポイ

アドターボファン (GTF) 搭載

ラーによる離発着時の翼性能向上,• 最 新 のDynamics

ComputationalFluid

可変キャンバーによる巡航時の翼(CFD) 技術と最適化技

形状最適化, 多目的エルロンによる術を駆使した低抵抗空力設計

離発着時の翼の最適化など. また,•A-VaRTM(Advanced-Vacuum

高アスペクト比を可能にした複合

assisted resin transfer molding) 技術

材構造は, 150％負荷テストに成功の適用による複合材のコスト低減•4 面大型液晶ディスプレイで視認した.
•エンジンの特徴は,性の向上, パイロットの負担軽減に•Rolls Royce と GE の 2 種があり, エより安全性の向上実現, などンジンは翼から脱着可能なので, 交換することも可能.

•航空機における環境性能の向上には,•高バイパス機体と運用 (エアラインの運航技術,•シェブロンなど Quiet Technology

機体側の運航支援機材) のアプローチ

Demonstrator 2がある.

れた騒音提言技術•機体の環境性能向上には, エンジン,•ノーブリードシステムの構築など(QTD2) で開発さ構造 (重量) , 装備品といった要因があり, 初めの 2 つが寄与率も高く航空•テイラードアライバル

機メーカーとして技術力を見せられによる一回あたりの燃料消費削減は,る場である.

747 で 606kg から 737 の 77kg まで (そ•環境性能向上にさらなる高みを目指の他 757, 767, 777 のデータ提示)

すならば, 機体とエンジンのタイアッ•バイオ燃料が果たして実現可能なのプが今後必要となる.

か実機試験プログラムにも積極的に

また, 国家規模, 世界規模での推進に参加. 09 年には日本航空と共同実地.

は産官学連携による総合的取り組み

ボーイングは燃料電池, 軽量化, 可変が急務である.

記憶合金などの最新技術を求め, 共同<佐倉, MRJ

技 術 開 発 を 促 進 し て い る . Advanced(CAIR-Feb) 参照>(TA, CDA)

Planning Group では, 将来を予測し,今後の概念を考察している.
<! Blackner, Boeing>(CAIR-May) 参照

InstituteJAPANUSA•航空機の燃料は, 厳しい規格の元に•NASA の Environmentally ResponsibleWorld•欧州航空宇宙研究諮問委員会

管理され, 価格は高止まりをし, 原油

Aviation(ERA) は , 航 空 機 の 燃 費 ,(ACARE) は ACARE Vision 2020 の中の枯渇と排気の環境への影響など, 多排気, 騒音の問題に対し, 15~25 年後ので , 2000 年 の 航 空 機 と 比 較 を し て ,くの問題を抱えている.

未来を想定した包括的システムの研50％の騒音削減, 50％の CO2 削減,•JAXA では, 脱化石エンジン研究開発

究プログラム内のプロジェクトであNOx の 80％削減を運航コストや事故を, 現状のエンジン技術の高度化を図る.の削減とともに目標に設定している.

りながら, その次の CO2 低減のための•09 年に前段階研究と外部からのイン•燃料効率は, エンジンと機体, 構造

オプションとして水素燃料エンジン

プットをベースに定式化され, 現在(重量) によって決まる.

技術の開発, 維持, 発展を行っている.

ERA は計画の第 1 段階であり, 13 年か•エンジンの効率をあげるには, 推進•液体水素燃料ジェットエンジン技

ら開始予定の第 2 段階に向けた重要な効率の改善と, 熱効率の改善の 2 アプ

術：従来の方法では空気が入り口でターニングポイントにある.

ローチがある.

高温になってしまうためマッハ 3 が•ERA が目標とするのは, NASA が提示•推進効率の改善では, 高バイパスが限界であったが, 水素の極低温を利するゴール N+2 (本文参照) である.

有効で, GTF エンジンでは 10％, オー用して, マッハ 5 まで作動できる液•騒音について, ステージ 4 より-42dB

プンローターで 15~20％の改善が見込

体水素燃料ターボジェットの燃焼下回ることを目指す.

めるが, 騒音に注意しなくてはいけな実験を行った. 内部の技術は亜音速•騒音低減のために, 高揚力装置とい.に適用可. JAXA 航空が保有する液ランディングギアの対策 (機体騒•熱効率の改善については, NOx や高圧化水素取扱技術には, 逆流型高負荷音) , ファン, コア, ジェット騒音の力比の問題があるが, 中間冷却回収装水素燃焼器を有する単軸ジェット対策 (エンジン騒音) , そして機体備エンジン (Alternative Cycle Process)

エンジンや液体水素燃料の動的シとエンジンの相互干渉 (遮断効果)を長期的視野で検討している. 燃料効ミュレーターなどがある.の取り組み (推進!機体融合の空力率が 15~20％改善すると見込まれるが,•電動化・ハイブリッド推進基盤技

音響

術：航空機推進系電動化に向けてパ•ボーイングと共同で, 低速風洞試懸念されている.

ワーと重量の関係が問題. 大きくて験を行ったところ, PAA 効果が見積•ヨーロッパには様々なテクノロジー

軽い新しいモーターと燃料電池ともられ, 全体で主翼胴体一体型プログラムがある.の組み合わせを検討中で, 1st ステッ(BWB) に 41. 1dB ステージ 4 から下•Validation

プとして, ガスタービン軸に発電機回ることが計算された.

SILENCER,を搭載. また, 離陸時と巡航時です•今後は, 14x22ft 風洞にて検証実験

EEFAE-CLEAN. ここで EEFAE はみ分けることで, 燃料電池の軽量化の他, 高レベルでの融合形状の実

Efficient and Environmentally Friendlyを達成できる.

験, ランディングフラップ等の音源

Aero-Engine を示し, ANTLE プロジ調査などを実地する.

ェクトは 2010 年を, CLEAN は 2020

<岡井他 JAXA(CAIR-Feb) 参照>(PAA) ) など行っている.

重量増 (従来の構造では 18~24％) がat

EngineLevel:

EEFAE-ANTLE,•JAXA ではクリーンエンジン技術の•燃費について, 777-200LR に比べ N+2年を視野にそれぞれ Rolls Royce と,研究開発 TechCLEAN プロジェクトを通常型機は 42. 5％, N+2HWB 機で 52.

MTU/Snecma が指揮.

行っている.

9%までの削減目標.

•Component Validation for Low spool•NOx について CAEP4 基準に対して•2025 年をターゲットに NASA 内でCore: VITAL, NEWAC. VITAL は80％下回る値を目標にしている. 低考えている通常型機や HWB を紹介.

Snecma が調整役となりターボファ

NOx 燃焼器にはリッチリーン燃焼器•燃費向上の取り組み例として, 惣ンを, NEWAC は MTU が調整役となと希薄予混合燃焼器の 2 つのコンセプ

流かによる抵抗軽減のため, 様々なりコアエンジンを対象とする.

トがあり, それら燃焼器開発のためコンセプトの検討, 超高バイパス

NEWAC はまだ継続中である.の, 実験と設計改良を紹介.

(15) による燃料消費率 (SFC) 低減•Engine/ Component Level Validation:

騒音低減のための音源解析, エンジンのため統合などの問題への取り組

Open Rotor, Other Innovative Engine

実証試験, 飛行騒音計測試験を紹介.

み, 壊れても安全な先端素材によるConcepts, Clean Sky. Clean Sky は<柳, JAXA

重 量 計 減 を 目 指 し PRSEUS

2014 年までの 7 年プロジェクト. Μ(Piltruded

1. 6b もの予算. 6 つのパート.

(CAIR-Feb) 参照>

Rod

Stitched

Efficient

Unitized Structure) の研究など,•その他, CLAIRE, Vision 5/10/20•NOx について, 今あるエンジンの拡•ACARE Vision は技術的に困難にも関張, 燃料と空気の混合を改善, コンバ

わらず, 毎年 4. 25%交通量増加. 排出スターの耐高温など研究.

権取引が頼みの綱か.

<!Collier, NASA<!Wetzel, UBA(CAIR-May) 参照>(CAIR-Feb) メモ>