「NIIGATA SKY PROJECT」
でのプロジェクト推進－短納期・分散開発での確実なジェットエンジン開発－

産業技術総合研究所
岩田拡也

1Outline of this presentation

1. NIIGATA SKY PROJECTについて
新潟市の取り組み

2. なぜ新潟ジェットエンジンなのか？
遥かなる目標の共有と果敢な挑戦
現在の新航空産業の動向と将来市場の分析
新産業に必要な新技術と挑戦的研究開発

新潟ジェットエンジン誕生

23

About NIIGATA SKY PROJECT(1) Supporting of present aircraft industry(a) Certification support
JISQ9100 NADCAP(b) Cooperation factory(c) Inflection of the Niigata airport(d) Exhibition to Paris air show

(2) Supporting of challenge for the anotheraircraft industry
Aircraft industry

Information TechnologySilent Turbojet engine
4

Outline of this presentation

1. NIIGATA SKY PROJECTについて
新潟市の取り組み

2. なぜ新潟ジェットエンジンなのか？
遥かなる目標の共有と果敢な挑戦
現在の新航空産業の動向と将来市場の分析
新産業に必要な新技術と挑戦的研究開発

新潟ジェットエンジン誕生

5新潟の航空産業の展開
ポイントは、認証と開発力強化
既に新潟市で取組済み

本流はこちら
現在のエアライン航空産業
サポインでの開発力のアピールにより海外からの受注を狙う。
ファンボロー、パリの展示会活動

遥かなる目標長い目でみると将来の別の航空産業(Another Aviation)
無人航空機から将来発達する別の航空産業。
6

新潟一番乗り新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
NASA

アメリカ航空宇宙局(NASA) General Aviation
Propulsion (GAP) program
航空交通のパーソナル化の研究
1998年から開始。
Highway in the sky計画実現のため・自動車のような居空間の最大化と機械空間の最小化の技術
・高信頼性、容易なメンテナンス性、量産性
NASAと航空機製造メーカーが共同、レシプロ、ジェット双方のエンジンの小型化、高信頼性、低騒音、低コスト化がGAPプログラム。

Highway in the sky計画
１９９０年代後半に動力から研究開始
しかし、問題は動力コストではなく、インフラ・ライセンス・レギュレーションといったシステムにあったパーソナルエアビークルの実現を目指している 7

新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
トラフィックインフラ整備の動向

SATS(Small Aircraft Transportation System)
全米1千カ所の空港から↓
全米1万カ所の飛行場へ

無人航空機の技術

千を万にする技術
電波管制→GPS+慣性航法装置
ネットワーク管理技術
アラスカでは既に実用化。
FAAは２０２５年までにエアトラフィックシステムを次世代方式にアップデートする予定。
現行無線音声管制システムは既に民間維持団体に管理が移行。
8

新潟の航空産業の展開

将来の別の航空産業(Another Aviation)
カテゴリー新設：LSA, 免許新設：SP
２００６年 全米パイロットライセンス保持者
59万7109人（１９９８年 82万7000人）

コマーシャルパイロット
１３万２３４人

２００４年 スポーツパイロット（SP)ライセンス新設ライトスポーツエアプレーン（LSA)新設
２０２５年 PAV運行管理システム運用開始予定

航空輸送パイロット
１４万４６８１人
プライベートパイロットライセンス
２３万６１４７人

LSA
PAV

スポーツパイロット（SP)ライセンス新設

PAVコンテスト2007年最優秀賞Pipistrel社製 Virus 燃費12.4ｋｍ/L

9新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
LSA登録機数

3500
3000

新しい航空産業へ

LSA登録機数
SP登録者数

需要と供給の差
↓
萌芽市場

登録数

2500
2000
1500
1000
500
0
Sep-05

Dec-05Mar-06 Jul-06 Oct-06
時間（月単位）

Jan-07

Apr-07

２００６年 全米パイロットライセンス保持者
59万7109人（１９９８年 82万7000人）→差 ２３万人10新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
旅客機、ビジネスジェットLSAカテゴリーのレギュレーション
ジェット多発ジェット単発
一人当たりの燃費
エ
レシプロ多発19.5ｋｍ／L （B777-300）
ネレシプロ単発
ルなど条件多数
ギー【LSA レギュレーション】
効
最大離陸重量 ６６０ｋｇ
率 220km/h
２名搭乗 （１名は乗客）
最大速度 220km/ｈ
飛行速度・高度
最低失速速度 60km/ｈ
固定脚
燃費
固定ピッチプロペラ
12.4ｋｍ/L （Virus）
新しいカテゴリーの航空機
米国運輸局（Department of Transportation）調査
1 日6.7 ビリオンガロン（2500 億リットル）＝交通渋滞による無駄消費。
＝航空機業界が使用する燃料の20 倍の量

11新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)

最近のＬＳＡ12

新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
エアライン

現在の航空産業 エアライン

地点間飛行が可能な恩恵享受

空洞化

BowingAirbus

地点間飛行が可能な恩恵享受

別の航空産業

恩恵享受なしビジネスジェット
エアタクシー
パーソナルプレーン

２万地点間飛行が可能な恩恵享受

HONDA JET
ホンダ（株）
HONDA JET
富士重工（株）SUBARU JET

ADAMPiperCessna13新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
エアライン

現在の航空産業 エアライン

地点間飛行が可能な恩恵享受

BowingAirbus

地点間飛行が可能な恩恵享受

携帯電話のように免許無しの自動運転
別の航空産業

ビジネスジェット
エアタクシー
パーソナルプレーン

空港を使わず、登録された場所を用いて離発着

２万地点間飛行が可能な恩恵享受

空港と異なるポ
イントを利用するシステム

HONDA JET

ここがポイント！！

ADAM

Piper
Cessna14

新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
垂直移動のための動力を移動する機械に搭載せず、狭い円形の場所で螺旋状に垂直上昇下降を行い飛行機械を離発着させることで、従来の航空技術から逸脱した簡便性、社会浸透性、重量、安全性、信頼性、低コスト性を提供する交通機関を実現する。

Air way network

GPS

Market etc.
Wireless communications

Factory Home
Ground base

地上で離発着を行わないドアtoドア交通機関→低速で安定な飛行体が必要
15新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
情報輸送のパーソナル化

半導体産業
家電産業

人間輸送のパーソナル化

自動車産業

空中輸送のパーソナル化

別の航空産業

自動車のパーソナル化

IT産業利用コンピュータのパーソナル化

ネットワーク

1985

2005

256K DRAM日米決戦
日米半導体摩擦
通商３０１条

利益１兆円
新ビッグ３

2025

従来手の届かなかったもの（飛行機）がパーソナルなものになる→将来また別の巨大産業となる可能性
16

新潟の航空産業の展開
将来の別の航空産業(Another Aviation)
別の航空産業は巨大市場
陸上公共機関陸上パーソナル機関

航空公共機関空中パーソナル機関

鉄道

自動車

航空機

未知

×

○

×

○

巡航速度

速い

遅い

速い

遅い

実効到達速度

遠ければ早い近ければ早い遠ければ早い近ければ早い

乗員数

多い

少ない

多い

少ない

技術レベル

飽和

急進展

飽和

急進展

技術革新速度

遅い

速い

遅い

速い

モデルチェンジ

稀頻繁（４年）

稀

頻繁

寿命

長い

短い

長い

短い

価格

高い

低い

高い

低い

製造数

少ない

多い

少ない多い

産業規模

小大

小大

インフラ建設規模

大大大大

良品市場受入速度

遅い（大口）

速い（個人）

遅い

速い

大型計算機
固定電話

パソコン
携帯電話

具体例
ドア

toドア

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新潟の航空産業の展開
21世紀型無線空中利用産業
産業形態

20世紀型地上インフラ依存産業

製品

固定電話

自動車

21世紀型無線空中利用産業
携帯電話

自動操縦型ＬＳＡ小型航空機

Ｃａｒｇｏ ＵＡＶ
インフラ

電話線網

道路、トンネル、信号

基地局（電線敷設不要）

空路（道路建設不要）

小面積円形
発着場

免許、法、規格

回線権利

免許、車検

免許不要

落ちにくい航空機規格（ＬＳＡ規格）＋簡易免許（ＳＰ免許）
ＬＳＡ規格 2004施行
最高速度220ｋｍ/h
最低速度60km/h、固定脚ＳＰ免許 2004施行
自動車免許＋20時間の飛行
免許取得者数の急増

免許不要

環境

機器回収

ハイブリッド、ＥＶ

機器回収
インフラ敷設エネルギーの削減
途上国の森林伐採抑制

燃費 12.4ｋｍ/Ｌ、インフラ敷設 エ ネルギーの削減、途上国の森林伐採抑制

低速低燃費
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新潟の航空産業の展開
最終目標実現への２つのアプローチ
難易度

本丸：有人無人機
ボトムアップ型需要

安全性確保
社会受入体制構築

内堀：有人機外堀：無人機ニッチ市場
社会インフラ整備
ネットワーク技術構築
現存位置
19新潟の航空産業の展開
無人航空機飛行特区案（新潟）
アジアのドーバー海峡（佐渡海峡）
２地点間試験飛行路
行政のアプローチ

新潟市
新潟県空港課
新潟市NIIGATA SKY PROJECT
国土交通省北陸地方整備局

地域の開発力向上
科学的アプローチの支援
産業技術総合研究所

20

新潟の航空産業の展開
使用した産総研シーズ技術
静音ジェットエンジン技術

飛行機械技術
l2
S

M
2

a
l1

８０ｄｂ以下の静音特性

θ 2
1

Glass fiber
Polyurethane
Hot stream
Cold stream
Turbulent tube

700℃
<400℃
<60℃

T

θ

M
1Z

nKt
I

振子制御アクチュエータ

振子安定姿勢制御

Max Power data

120

Sound volume (dB)

110
100
90
80
70

Original

60

Improved5001020304050

Distance (m)バイオ燃料使用可能な環境特性

60

振子安定姿勢制御
組込コンピュータ
プロトタイプ実機システム化技術
新構造による新離陸理論
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新潟の航空産業の展開
使用した産総研シーズ技術
Wing
Gyro Sensor

Turbojet engines

Actuator
Engine control computer
Remote control unit

Fuel pump system

Main computer
Suspension

Battery
Steering gear
Fuel tank

3DTR : 3-Dimensional Transportation Robot22

新潟の航空産業の展開
使用した産総研シーズ技術

23

新潟の航空産業の展開
ジェットエンジン＝空中輸送ロボットに使用する動力
空間移動ロボットに使用する動力の絶対条件→安全
プロペラはアウト、ファンも小径化必須。
ジェットエンジンの長所（１）安全。露出する回転部分がない。
（２）回転運動なため高信頼性、低振動（３）小型軽量高出力
ジェットエンジンの短所（４）騒音（５）燃費（パーソナル交通機関では短所にならない場合がある）
マリンジェットの成功例
・スクリューが露出していない点で安全性が向上。
・噴射ノズルの向きを変えて操縦する点で操縦性の向上に貢献。
・取り扱い性は自動２輪エンジンと同程度の簡便性。
↓１０００億円市場に成長

24

新潟の航空産業の展開
ジェットエンジン＝空中輸送ロボットに使用する動力
Engine test of new Silent Jet engine-II25環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
航空機産業における新分野開拓○航空機産業の裾野を広げるとともに、地域技術高度化に向け、「無人飛行機（ＵＡＶ）用小型ジェットエンジン」を開発。

航空機関連産業

組込みｼｽﾃﾑ関連産業

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
目標
達成方法（１） 従来費燃費２０％以上の向上→従来比２０％の軽量化（２） 重量あたり推力比２０％向上→従来比２０％の軽量化（３） 従来比１５ＤＢ以上の騒音低減 →静音装置の導入（４） エンジン保証時間の５０％向上。→寿命上決定点の特定と改善
26

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
目標（１） 従来費燃費２０％以上の向上（２） 重量あたり推力比２０％向上

達成方法→従来比２０％の軽量化→従来比２０％の軽量化

排気側

吸気側

吸気側主軸周りの部品にマグネシウム合金・チタン合金を用い341.5g(約32%)の軽量化に成功

27

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
目標（１） 従来費燃費２０％以上の向上（２） 重量あたり推力比２０％向上

達成方法→従来比２０％の軽量化→従来比２０％の軽量化

従来素材部品（AL合金、ステンレス）
主軸周り合計重量：1,036.6g

新素材部品（Mg合金、チタン合金）
主軸周り合計重量：695.1g

293g

198g

181.3g(221.4g)

142.7g198.4g

123g

118.4g173.7g81.6g

主軸周りで341.5g(約32%)の軽量化に成功

28

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発

新潟県工業技術総合研究所の優れた高速金属切削加工技術Ｎマッハ によりコスト競争力アップ

29環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
目標（３） 従来比１５ＤＢ以上の騒音低減

達成方法→静音装置の導入

新潟エンジン静音装置
重量1.99Ｋｇ
産総研プロトタイプ比で・約２０％の軽量化
・低周波数吸音材５０％増・高周波数吸音材７５％増

静音装置無し静音装置あり約113デシベル
約100デシベル

反響環境下での騒音計測でも１３ｄＢの騒音低減を実現（産総研プロトタイプでは３０ｄＢの騒音低減を実現）30

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
目標（３） 従来比１５ＤＢ以上の騒音低減

達成方法→静音装置の導入

Max Power data

エンジン後方計測
120

Sound volume (dB)110100908070

Original

60

Improved
50
01020

30405060

Distance (m)産総研プロトタイプでは３０ｄＢの騒音低減を実現

31

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発

700℃
Glass Fiber
Polyurethane
Hot stream
Cool stream
Turbulent tube

<400℃
<60℃

Loss coefficient (-)

目標（３） 従来比１５ＤＢ以上の騒音低減

達成方法→静音装置の導入

0.1
86
4Glass fiber
Polyurethane

20.01

86420.001
24 68
104

産総研プロトタイプでは３０ｄＢの騒音低減を実現

32

101

24 68
102

24 68
103

Acoustic Frequency (Hz)

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
目標
達成方法（４） エンジン保証時間の５０％向上。→寿命上決定点の特定と改善

新潟エンジン高負荷加速試験
設計限界温度700℃から200℃も高い900℃での加速試験を実施。

900℃での加速試験の様子

寿命を決定する要素がベアリングであることを特定。
長寿命化ベアリングの開発中。
33

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
組込みｼｽﾃﾑ関連産業

従来型パネル

新型新潟ジェット用パネル34環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発
エンジン開発試験設備

回転バランス測定修正装置

純国産静音ジェットエンジンと推力測定試験装置

新潟地域でジェットエンジンの開発に必要な設備を整備。

35

環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン開発

36

航空機産業における新分野開拓
開発ループ構築がポイント

組込みｼｽﾃﾑ関連産業

航空機関連産業

Niigata Sky Project＜ハード＞

環境対応型先進無人飛行機（ＵＡＶ）用ジェットエンジンの開発
改造
専用工具開発スピンドル付加
切削技術開発ジェットエンジン用部品の高精度高速切削加工技術①工具研磨機部品調査・設計

開発部品

ターボファン型

設計ノウハウの投入

発展

エンジン部品
アセンブル●エンジン設計・組立●エンジン部品の製作●切削加工技術の開発●切削工具の開発

静音化技術②ジェットエンジン＜ソフト＞●エンジン制御
システム設計開発

電気系統
アセンブル
エンジンシステムアセンブル③小型ジェットエンジン
制御システムジェットエンジン用部品の設計・開発技術開発されるジェットエンジン＜テスト＞

エンジン試験
試験監視窓
試験エンジン調整

バランス計測機改造開発

開発部品
計測センサ搭載・試験④エンジン試験装置（①～④はベース技術）

開発部品のバランス計測

計測装置

ジェットエンジン
試験検査装置●エンジン推力・各部性能の測定・モデ
ル解析●エンジン計測試験
37
装置の開発

結論

遥かなる目標果敢な挑戦

僅か７ヶ月でのジェットエンジン
開発成功

大志
Air way network GPS
Market etc.
Wireless communications

Factory Home
Ground base

未来への駆動力38

産総研のグリーン輸送技術を持続可能社会へ 39

終ご清聴ありがとうございました。

40