ReAMoプロジェクト

シンポジウム

実施者名：信州大学コンソーシアム
研究・調査開発項目①（２）空飛ぶクルマの性能評価手法の開発
次世代空モビリティの電動推進システムの設計・製造承認に向けた環境試験技術の研究開発

2023年３月10日

1

1.事業概要説明

2

研究開発項目①(2)空飛ぶクルマの性能評価手法の開発

次世代空モビリティの電動推進システムの設計・製造承認に向けた環境試験技術の研究開発
事業内容

SAE E-40
電動推進

SAE AE-7
電動モータ

ASTM F44
ジェネアビ

RTCA SC-135
環境試験

国際標準化団体
テクニカルコミッティa) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示
情報収集
国際標準として提案
実証結果
国際標準化団体
SAE
E-40
SAE
AE-7
ASTM
F44
RTCA
SC-135① 環境試験手順の研究開発① 環境試験手順の研究開発
蓄積
ノウハウの 環境試験
試験手順ⅰ）国際標準化団体での情報収集
テクニカルコミッティ
電動推進電動モータ
ジェネアビ
データベース化③ 環境試験技術の実証
設備仕様開示ⅱ）環境試験設備の仕様と試験手順の策定ⅲ）策定した試験手順の国際標準化及び国内企業への情報開示
試験設備
国内装備品メーカ② 環境試験設備の整備
試験供試体（本プロジェクト外で開発）② 環境試験設備の整備
大型設備の新設
及び 既存小型設備の活用
情報収集
国際標準として事業 a) のイメージ図③ 環境試験技術の実証
提案
実証結果
上記設備と実際の開発供試体を用いた実証試験① 環境試験手順の研究開発＊）HILS ： Hardware in the Loop Simulation

蓄積b) サイバー空間での装備品実証技術の開発
ノウハウの④ HILSによる評価手法の検討
データベース化CbA＊)技術の確立
HILS/MILS＊)による電動推進システム
開示

設備仕様

(評価対象のみ実物を組み込んだ数学シミュレーション)
MILS ： Model in the Loop Simulation(全ての要素が数学モデルのシミュレーション)
CbA ： Certification by Analysis (解析による認証)

試験手順③ 環境試験技術の実証

信州大学a) ①,③，b)（再委託）(公財) 南信州・飯田産業センター(株) デンソー a) ①,②,③
試験設備（再委託）(公財)福島イノベーション・コースト構想推進機構
多摩川精機(株)a)①,②,③
国内装備品メーカ② 環境試験設備の整備
試験供試体

実施体制
達成目標

中間目標（2024年度）（本プロジェクト外で開発）a) ： 2024年度初頭に試験設備の整備が完了し，実証試験を開始
b) ： HILS/MILSによる電動推進システム評価の実用性確認
最終目標（2026年度）
a) ： 試験手順の国際標準化及び蓄積ノウハウの国内企業への開示b) ： HILSによる電動推進システムの認証データ取得技術 及び MILSの数学モデル化技術の確立

3a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示

実施計画

2022年度 ： 2024年度初頭の設備完成･試験開始に向けた仕様確定と導入開始
2023年度 ： 2024年度初頭の設備完成･試験開始に向けた設備導入と試験手順策定
2024年度 ： 設備完成，実証試験による試験手順の見直し
2025年度 ： 試験手順確定，国際標準化団体に国際標準として提案
2026年度 ： 策定した試験手順の国際標準としての採択
事業項目

1/4

2022年度
2/4 3/4 4/4

1/4

2023年度
2/4 3/4 4/4

1/4

2024年度
2/4 3/4 4/4

1/4

2025年度
2/4 3/4 4/4

1/4

2026年度
2/4 3/4 4/4① 環境試験手順の研究開発
ⅰ) 国際標準化団体での情報収集ⅱ) 環境試験設備の仕様
・ 試験手順の策定

環境試験設備仕様の確定 環境試験手順の初案確定▼▼

環境試験手順の確定▼

国際標準として提案

ⅲ) 国際標準化団体での提案▼

環境試験手順の改良

国際標準として採択▼環境試験設備完成② 環境試験設備の整備▼

環境試験設備改修③ 環境試験技術の実証

4b) サイバー空間での装備品実証技術の開発● 電動推進システムCbA(Certifivation by Analysis)の研究開発(a) 現状(c) 将来目標

全て実物ハードウェアを用いて飛行試験(実環境試験)により証明

空飛ぶクルマパイロット

全ての要素を数学モデルとした解析(MILS)
により証明 ⇒ CbA

空飛ぶクルマ 数学モデル

電動推進システム
飛行制御系

モータ
コントローラ

モータ

プロペラ

パイロット
入力コマンド
モデル

飛行制御系
モデル

電動推進システム 数学モデル
モータコントローラモデル

モータ
モデル

プロペラ
モデル

センサ系
モデル

センサ系

飛行ダイナミクスモデル

飛行ダイナミクス(b) 本事業の目標

評価対象の電動推進システム以外は数学モデルとした地上試験(HILS)により証明

ソフトウェア

空飛ぶクルマ 数学モデル（数学モデル）パイロット
入力コマンド
モデル

飛行制御系
モデル

電動推進システムモータ
コントローラ

モータ

センサ系
モデル

飛行ダイナミクスモデル

ハードウェアプロペラ

HILS ： Hardware in the Loop Simulation
MILS ： Model in the Loop Simulation
CbA ： Certification by Analysis
5b) サイバー空間での装備品実証技術の開発

実施計画

2022年度 ： 数学モデルのベースライン完成，シミュレーション解析開始
2023年度 ： 数学モデル最終版完成，シミュレーション解析によるHILS／CbAの有効性及び実現性の確認
2024年度～ ： 2022・2023年度のフィージビリティスタディ成果により計画決定
2022年度
1/4 2/4 3/4 4/4④ サイバー空間での装備品実証技術の開発
事業項目ⅰ) シミュレーション評価ⅱ) HILS環境整備ⅲ) HILS試験実施

ⅳ) HILS信頼性実証

1/4

2023年度
2/4 3/4 4/4

1/4

2024年度
2/4 3/4 4/4

数学モデル化完了
フィージビリティスタディ

▼1/4

2025年度
2/4 3/4 4/4

1/4

2026年度
2/4 3/4 4/4

フィージビリティスタディの結果により3年間の計画決定
HILS試験環境完成▼HILS試験完了
HILS技術改良▼

飛行実証完了，HILS評価技術確立▼ⅴ) 故障模擬HILS

6

２.今年度(2022年度)の取組内容と成果

7

2022年度の取り組み内容と成果
事業内容（2022年度）

取り組み内容本年度の成果（2022年度2月末現在）①-ⅰ) 国際標準化団体での情報収集 SAE E-40, SAE AE-7, 左記のとおり実施中
ASTM F44, RTCA SC-135 E-40及びAE-7の全体会議(3月)では我
実施内容：情報収集＊）(全体会議及び小委員会) に が国の状況を発表予定
担当：信州大学（CerTCAS ）＊) 航空機装備品認証技術コンソーシアム 参加，情報を収集①-ⅱ) 設備仕様と試験手順の策定
実施内容：設備の仕様確定
担当：デンソー/多摩川精機

試験設備仕様を確定，｢② 左記の内容を完了済み
環境試験設備の整備｣ に反映①-ⅲ) 国際標準化／情報開示
実施内容：作業なし
担当：信州大学（CerTCAS）② 環境試験設備の整備
実施内容：施設構築
担当：デンソー/多摩川精機

冷却水・電力等のユーティ 左記の内容を完了済み
リティー施設の設計を完了，整備を開始(福島RTF)③ 環境試験技術の実証
実施内容：作業なし
担当：デンソー/多摩川精機/信州大学④ サイバー空間での装備品実証技術 MILS要素の数学モデルの 機体及び電動推進システムの基本数学
実施内容：フィージビリティスタディ アルゴリズムを完成
モデルを完成，３月中に統合予定
担当：信州大学
FSの成否判断基準の策定 FSの成否判断基準策定済み

8a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示① 環境試験手順の研究開発 (1/4)①-ⅰ) 国際標準化団体での情報収集 ： 信州大学
● SAE E-40 (Electrified Propulsion Committee)

ペイロードが150lb/70kgを超える航空機の電動推進に関して，標準的な用語の定義，アーキテクチャ，安全性，テストに関するガイドライン(ARP)，技術報告書(AIR)を検討● SAE AE-7 (Aerospace Electrical Power and Equipment Committee)

航空機での電力生成と制御，貯蔵，変換，分配，負荷管理，利用に関する規格と仕様を検討
電動モータ，パワーエレクトロニクス，バッテリー等に関してE-40と連携して議論● ASTM F44 (General Aviation Aircraft)

ジェネラルアビエーションの設計及び構造，システム及び性能，品質受入試験，安全監視に関する事項を扱う● RTCA SC-135

民間航空機の環境試験に対するガイドラインであるDO-160の改訂について議論

9a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示① 環境試験手順の研究開発 (2/4)①-ⅰ) 国際標準化団体での情報収集 ： 信州大学
● 2022年度成果 ：・ 調査対象として SAE E-40，SAE AE-7，ASTM F44 及び RTCA SC-135 を選定
・ CerTCAS (航空機装備品認証技術コンソーシアム) と連携，上記に参加して情報を収集(全体ミーティング及び小委員会，下図は参加計画と実績)
・ 調査結果 取り纏め中 ⇒ 来年度の活動に反映
テーマ

SAE AE-7A

日程

9月
Week 39

10月
Week 40

Week 41

11月

Week 42

Week 43

Week 44

計画

21

実績

21 Plenary meeting活動報告会

Week 45

12月

Week 46

Week 47

Week 48

Week 49

Week 50

1月
Week 51

Week 52

Week 1

Week 22月

Week 3

Week 4

Week 5

Week 6

Week 73月
Week 8

Week 9Plenary meeting活動報告会

計画

Week 10

Week 11

Week 12

Week 13

14-17

文献調査

実績
計画
SAE AE-7X

報告書まとめ11

Plenary meeting活動報告会

11

Plenary meeting活動報告会

AE-7 Committee

計画

SAE組織構造整理・関係把握AE-7B 情報収集

AE-7C 情報収集

実績

SAE組織構造まとめ

AE-7C 情報収集

計画 Plenary meeting報告資料作成

13

Plenary meeting活動報告会

実績

13

Plenary meeting活動報告会

計画
SAE E-40

Plenary meeting参加

実績

AE-7B 情報収集

AE-7D 情報収集

AE-7F 情報収集

AE-7M 情報収集

AE-7P 情報収集

活動結果まとめ活動報告会 次年度の計画策定および情報収集

AE-7D情報収集
Plenary meeting#8

ARP8689 WGでの情報収集活動結果まとめ

活動中間報告会

調査内容まとめ

WGでの情報収集活動

実績
計画

NEW AIRに関する情報収集

WGでの情報収集活動

実績
計画

ARP8677 Safety,に関する情報収集

活動結果まとめ活動中間報告会

実績
計画

81st Plenary Meeting

実績

Web参加

81st Plenary Meeting Disucssion Review & Reporting計画
RTCA SC-135

実績

bSection 4 CPs
review

計画

Section 5 CPs
review

Section 19 CPs Section 22 CPs
review
review

CP: Change Proposal

Section 23 CPs Section 24 CPs
review
review

実績
Section 4 & 5の変更内容を受けて試験手順へのインパクト検討実施

計画
実績
計画

Plenary meeting参加

11

報告書まとめASTM F44

Plenary meeting活動報告会

F44 General Aviation

11 Plenary meeting活動報告会

実績
計画

F44サブコミッティ整理

F44.10 General情報収集

F44.20 Flight情報収集

実績

サブコミッティの関係まとめ

F44.10 情報収集

F44.20 Flight情報収集計画

F39, E-40との共通点の整理

実績

Plenary meeting報告書まとめ F39, E-40内容確認

F44.30 Structures情報収集 F44.40 Powerplant情報収集 F44.50 Systems & Equipment情報収集活動結果まとめ
F44.30 情報収集

環境試験に関係する項目の情報収集
環境試験に関係する項目の情報収集

F44.40 情報収集

F44.20 まとめ

活動結果まとめF39, E-40内容確認

活動報告会 次年度の戦略策定および情報収集継続

F44.30 情報収集
活動報告会 情報の整理，次年度の戦略策定

まとめの作成10a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示① 環境試験手順の研究開発 (3/4)①-ⅱ) 環境試験設備の仕様と試験手順の策定 ： デンソー／多摩川精機[①-ⅰ) 国際標準化団体での情報収集] の結果と南信州・飯田産業センターに蓄積された ｢航空装備品の環境試験技術に関する知見｣ を元に空飛ぶクルマの電動推進システムに必要となる環境試験技術の検討を行いそこに必要となる 試験設備の仕様 と 試験手順 を策定

航空装備品環境試験手順の一例 ： RTCA/DO-160G Section4 “Temperature and Altitude”● 2022年度成果：
・試験手順を考慮しつつ，環境試験設備の仕様を確定，｢② 環境試験設備の整備｣ に反映 11a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示① 環境試験手順の研究開発 (4/4)①-ⅲ) 策定した手順の国際標準化 及び 国内企業への情報展開 ： 信州大学[①-ⅱ) 環境試験設備の仕様と試験手順の策定] の過程で得られた情報に基づいて国際標準化団体のコミッティにおいて発言，コミッティ内での信頼を獲得
航空機の電動推進システムを扱う SAE E-40 ，SAE AE-7 において策定した試験手順 の 国際標準化 を目指す
本事業で得られたノウハウ をデータベースとして蓄積 ⇒ 国内の電動推進システム関連企業へ開示，産業育成に貢献

次世代空モビリティ電動推進システム開発において国内企業がイニシアティブを取る可能性

航空産業の発展に大きく貢献● 2022年度：作業なし（2023～2024年度開始）
12a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示② 環境試験設備の整備 (1/3)● 小型供試体用試験設備 ： 多摩川精機/南信州・飯田産業センター多摩川精機/南信州・飯田産業センター）
現有設備 ： 飯田S-BIRD（産業振興と人材育成の拠点）・ 想定する試験を実施した実績なし
・ 大型供試体の試験には規模が小さい⇒ 小型供試体の試験に活用

建屋
空調装置

ブロア
実験室

コントローラ
ダイナモ
制御器
ダイナモ

計測器

評価用モータ（小型）

冷却水温調・圧送装置

計測器

モータ
コントローラ

冷却水温調・圧送装置

恒温槽/減圧槽

高圧電源装置

計測室

温度・高度・湿度耐候性着氷試験装置（内寸 = W:1,500mm × H:1,500mm × D:4,000mm）（公財） 南信州・飯田産業センター設置

S-BIRDの設備を用いた電動推進システム環境試験の構成
13a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示② 環境試験設備の整備 (2/3)● 大型供試体用試験設備 ： デンソー/福島イノベーション･コースト構想推進機構
福島ロボットテストフィールドに新規設備を整備
建屋
空調装置

ブロア
実験室

連続稼働耐久試験棟

コントローラ南相馬

南北： 500 m
東西：1,000 m
約 50 ha

ダイナモ
制御器

ダイナモ

計測器

評価用モータ（大型）

冷却水温調・圧送装置

計測器

モータ
コントローラ

冷却水温調・圧送装置

恒温槽/減圧槽

浪江

入口

高圧電源装置

計測室

新規整備する設備を用いた電動推進システム環境試験の構成
14a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示② 環境試験設備の整備 (3/3)● 大型供試体用試験設備 ： デンソー/福島イノベーション･コースト構想推進機構● 2022年度成果 ：ユーティリティ施設の整備 ： 施設・設備収納用プレハブ 及び 関連施設(下図太字)を整備中
連続稼働耐久試験棟

プレハブ
貯水・給水システム

減圧装置（ポンプ、タンク）

制御盤（貯水槽，クーリングタワー等）

電源・制御装置
計測装置

４４４４

温調装置
×４

４４

上水 下水

電力

供試体（モータ）

ダイ
ナモ

恒温槽

コンプレッサー
キュービ
クル

カメラ、センサ等

基礎

福島RTFに新規整備中の環境試験設備 概略構成図
15a) 環境試験手法の国際標準化とノウハウのデータベース化・蓄積及び国内企業への開示③ 環境試験技術の実証● 電動推進システムの開発の一環として環境試験技術を実証 ： デンソー／多摩川精機
空飛ぶクルマ用に実開発する電動推進システムを対象として開発最終段階での 認証取得に必要な環境試験 を[① 環境試験手順の研究開発] で設定した手順と[② 環境試験設備の整備] で整備した試験設備を活用して実施試験過程で，試験技術 (試験設備，試験手順) に何らかの不都合が発見された場合[① 環境試験手順の研究開発]，[② 環境試験設備の整備] にフィードバック試験技術を確立● 2022年度 ： 作業なし（2023年度開始）

16b) サイバー空間での装備品実証技術の開発④ HILSによる評価手法の検討● CbA（解析による認証） ： 信州大学／福島イノベーション･コースト構想推進機構● 2022年度成果 ：フィージビリティスタディの一環として，MILS(Model in the Loop Somulation，下図) のベー
スラインを作成中，機体及び電動推進システムの基本数学モデルを完成，３月中に統合予定

空飛ぶクルマ 数学モデル
パイロット
入力コマンドモデル

飛行制御系
モデル

2月末：ベースラインモデル完成済
電動推進システム 数学モデル
モータコントローラモデルモータモデル

プロペラモデルセンサ系モデル

3月：統合
空飛ぶクルマ飛行ダイナミクスモデル

12月末：ベースラインモデル完成済

17

３.次年度以降の取り組み

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次年度以降の取り組み
事業内容（2022年度）

次年度以降の取り組み①-ⅰ) 国際標準化団体での情報収集 SAE E-40, SAE AE-7, ASTM F44, RTCA SC-135 (全体会議及び小実施内容：情報収集委員会) へ参加し，情報収集を継続
担当：信州大学（CerTCAS）①-ⅱ) 設備仕様と試験手順の策定
実施内容：設備の仕様確定
担当：デンソー/多摩川精機②の2024年度初頭の設備整備完了を前提とし，実証試験実施に向けた試験手順の初案を策定（2023）／ ③の環境試験技術の実証の成果を反映して試験手順を確立（2024～）①-ⅲ) 国際標準化／情報開示
実施内容：作業なし
担当：信州大学（CerTCAS）①の４つの会議 (全体会議及び小委員会) において積極的に発言することにより，コミッティ内での信頼の獲得を目指す（2023）／①-ⅱ）の結果を国際標準とすべく提案（2024～）② 環境試験設備の整備
実施内容：施設構築
担当：デンソー/多摩川精機

ユーティリティー施設及び設備の，2024年度初頭の整備完了の目処を付ける（2023）／ 設備完成（2024）③ 環境試験技術の実証②の2024年度初頭の設備整備完了を前提とし，実証試験開始に向
実施内容：作業なし
けた準備を完了（2023）／ 環境試験技術の実証を行い，①-ⅱ)の担当：デンソー/多摩川精機/信州大学 試験手順の策定にフィードバック（2024～）④ サイバー空間での装備品実証技術 MILS (数学モデルのみによるシミュレーション) の試行により技術
実施内容：フィージビリティスタディ 課題を抽出し，後半３年間の目標と研究開発計画を策定してFSを担当：信州大学
完了（2023）／FSの結果に従い，研究開発を実施（2024～）
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