SkyDrive、「空飛ぶクルマ」の機体設計コンセプトを公開。なぜ「コンパクトなマルチローター」なのか

コンパクトな「空飛ぶクルマ」の開発・製造・販売を行うSkyDriveは、スペースの限られた都市部で「空飛ぶクルマ」を実現するために適した機体設計の根拠をまとめた機体設計コンセプト「混雑した都市環境におけるeVTOLの安全性のジレンマ」を公開した。

空飛ぶクルマ（eVTOL）には、長距離の効率を重視する固定翼型から、限られたスペースでの安全性を重視するマルチローター型まで、用途に応じて最適な設計が異なる。

本コンセプトは、「利用シーン」を起点に、都市運航に必要なホバリング性能やバッテリー出力、安全設計の関係を考察し、同社がなぜコンパクトなマルチローター型を選択したのか、その技術的根拠を解説するものだ。

「どこを飛ぶか」から機体設計を考える。都市のラストワンマイルを空から補完

空飛ぶクルマの機体設計に、すべての用途に対する唯一の「正解」があるわけではない。

長距離移動では、飛行機のように翼を利用してエネルギー消費を抑える固定翼型にメリットがある。

一方、建物が密集した都市部での短距離移動では、限られたスペースへの垂直離陸や、低速・ホバリング時の性能がより重要になる。

SkyDriveが目指すのは、「人々が街から乗れる、最も身近なエアモビリティ」だ。

2030年には世界人口の6割以上が都市に定住すると予測されるなか、同社は鉄道や高速道路などの既存交通網と連携し、駅や空港から最終目的地までを結ぶ「ラストワンマイル」を空から補完する役割を担うとする。


そのため、「都市で日常的に使うこと」から逆算して機体を設計している。

ホバリング性能と垂直飛行性能の両立という「ジレンマ」

公開したコンセプトの要点は、大きく5つに整理される。

都市部で生じる「空飛ぶクルマの安全性のジレンマ」

固定翼を持つ航空機は前進飛行時に翼から揚力を得られ、長距離を効率よく飛行できる。

一方、建物や障害物があり離着陸スペースが限られる都市環境では、低速飛行やホバリングをしながら正確に進入し、垂直に離着陸する性能が重要になる。

もっとも、固定翼や飛行モードの切り替え機構を追加すると、機体重量や構造の複雑性が増し、ホバリング時に必要な出力も増加する。

長距離向けの「前進飛行性能」と、都市部で安全に離着陸する「垂直飛行性能」をどう両立するかが、設計上の「ジレンマ」となる。

低ディスクローディングと、バッテリーの「出力」を重視

都市運航の鍵となる「ホバリング性能」

その効率を左右する指標の一つが「ディスクローディング（円盤荷重）」で、機体の最大離陸重量をローターの総面積で割った値だ。

この値が高いほどホバリング時に必要な出力が増すため、SkyDriveは12基のローターを配置して総面積を確保し、低いディスクローディングを実現する設計を採用している。

バッテリーの「容量」だけでなく「出力」が都市運航を左右

大きな電力を必要とするホバリングや垂直離着陸では、瞬間的にどれだけ大きな電力を供給できるかを示す「出力密度」が重要になる。

都市で使う空飛ぶクルマでは、「どれだけ遠くまで飛べるか」だけでなく、「必要な時にどれだけの出力を安全に供給できるか」という視点が重要になるという。

単一故障でも安全な垂直着陸を。短距離移動からマルチローターを選択

「単一故障」を想定した冗長設計

バッテリーパックの一つに故障が発生した場合でも、残されたシステムだけで安全な飛行と着陸を継続できなければならない。

緊急着陸用の経路を確保しにくい都市部では、電源システムの一部に故障が起きても安全に垂直着陸を完遂できる能力が求められる。

SkyDriveの機体設計は、低いディスクローディングを維持することでこの要件に応え、単一故障時でも安定した飛行と安全な垂直着陸を実現するためのパワーマージン（出力の余裕）を確保しているとする。

都市部での短距離移動から導き出した「マルチローター」という選択

30km未満の都市部短距離移動では、わずかな巡航のために重い推進システムを載せて飛ぶメリットは限定的だという。

さらに、コンパクトなマルチローター構造は、離着陸に必要なバーティポートのサイズを最小限に抑えられる。

50kmを超える長距離の地域間移動では固定翼が優れる一方、都市内の短距離移動では狭小地への確実かつ安全な離着陸が最重要になるため、同社はマルチローター構造を合理的で安全な選択と位置づけている。