ボーイング、何年も飛行可能なソーラー飛行機の設計に何度も挑戦
アラン・ボイル著
航空宇宙企業は長年にわたり、一度に何年も高高度を飛行できる太陽光発電の飛行機の開発に取り組んできたが、ボーイング社がついに実現するかもしれない型破りな設計を考案した。
もしこれが実現すれば、FacebookやGoogleも取り組んでいる、地球上の一定空間に滞空する高高度ドローンを送り込み、ブロードバンド通信サービスのリンクとして機能させるという応用への道が開けるだろう。この構想が軍事用途にも応用できることは言うまでもない。
先月、カリフォルニア州にあるボーイング・ファントム・ワークスのエンジニアたちは、主翼を覆う太陽電池を備えた電気飛行機の特許を出願しました。この飛行機には、翼の両端から突き出た奇抜なデザインのウィングレット（主翼端板）も含まれています。PatentYogiの動画では、このデザインと、ケーブル敷設が不可能な遠隔地でもインターネット、電話、動画を提供できる可能性が紹介されています。
太陽光発電の電気飛行機の開発は、少なくとも1980年のマクレディ・ゴッサマー・ペンギンの開発に遡ります。軽量複合材やより効率的な光電セルの登場により、この分野は発展を遂げてきました。最もよく知られているのはソーラー・インパルス2号で、現在世界一周飛行の真っ最中で、間もなくペンシルベニア州からニューヨーク市へ飛行する予定です。
ソーラーインパルス機は、バッテリーバンクのおかげで、パイロット1人で操縦でき、夏の晴天であれば何日も飛行できます。しかし、例えば数ヶ月、あるいは数年にわたって高高度を自力で飛行できる堅牢な「大気圏衛星」を開発するのは、より困難です。
1995年から2001年にかけて、NASAとその産業界のパートナーは、高度96,863フィートまで飛行可能な一連の太陽光発電の試作機を開発したが、空中に長く留まることはできなかった。
最近では、ボーイング・ファントム・ワークスは、国防総省のシンクタンクである国防高等研究計画局（DARPA）および英国のキネティック社と共同で、ソーラーイーグルと呼ばれる電動スパイ機の開発に取り組んでいました。この機体は、翼幅約120メートル、高度6万フィートで最長5年間連続飛行できるはずでした。このプロジェクトは2012年に中止されました。
エアバスは現在も「ゼファー」と呼ばれる同様のプロジェクトに取り組んでいる。
ボーイングは先月の特許出願で、太陽電池式のウィングレットが同社の設計に長時間飛行の優位性をもたらすと述べている。この機能は、飛行中の発電における大きな課題の一つ、すなわち機体の翼に搭載された太陽電池が吸収する太陽エネルギーの量をいかに最大化するかという課題に取り組んでいる。
ウィングレットは、太陽が低い角度にある場合でも、太陽光に対してより直接的に角度を調整できます。これは特に、冬季の高緯度地域での飛行に適しています。例えば、オレゴン州フッドリバーでは、冬至の日照時間はわずか8時間強で、その日の太陽高度は地平線から21.5度程度までしか上がりません。
「これは、1日のうち比較的少ない時間、非常に低い太陽角度から太陽エネルギーを効果的に収集しながら、飛行機を所望の高度に維持するのに十分なエネルギーを収集し供給することが望ましいことを意味します」とボーイングは特許申請書の中で述べている。
ボーイング社が製造することになるのだろうか？それはいわば未定だ。しかし、ファントムワークス社が開発を進めるためのノウハウを持っていることは明らかだ。発明者の一人であるブレイン・ロードンは、ゴッサマー・ペンギンの時代から太陽光発電飛行機のプロジェクトに関わってきた。共同発明者のアーロン・クッツマンは、宇宙トラクターを含む数々の機器に関する特許を保有している。
