本開発は、NEDOの「航空機用先進システム実用化プロジェクト」の委託業務「次世代エンジン電動推進システム研究開発／電動ハイブリッドシステム」において実施したものだ。
国連の専門組織である国際民間航空機関（ICAO）は，航空機が排出するCO2を2050年に実質ゼロにする目標を採択した。このためには、従来の技術改善のみならず、安全性・経済性を維持しつつ環境性を飛躍的に向上させる新たな航空機システムの実現が必要だ。
航空機・エンジン電動化システムは、単なる機器の電動化にとどまらず、現状、有効利用されず機外に排出されている客室の空気を電気機器の冷却に再利用するなど、エンジンを含む航空機システムの最適化により、飛躍的な低燃費の実現を目指すものだという。
これは、従来の複雑な油圧・空気圧系統などを不要とすることから、設計自由度や整備性の向上および質量軽減を可能だ。この実現に向けIHIは、国内外各社と連携して様々な研究開発に取り組んでいる。
今回開発したエンジン内蔵型電動機は、航空機内の電力需要増加に対応するための電力供給源としてだけでなく、現在、世界的に研究開発が行われているハイブリッド電動推進システムにおける重要なキー技術として適用可能なものという。
IHIは、2020年3月に現在運航中の旅客機に搭載されている最大の発電機容量クラスとして250kW級のエンジン内蔵型電動機の開発に成功した。
今回の開発では、当時開発した300℃耐熱絶縁被膜を有する高密度成形コイル技術やジェットエンジンの研究開発で培った熱・流体 ・構造 技術を活かした新開発の排熱システム技術に加え、発電機構造の見直しによる効率改善を図ることでハイブリッド電動推進システムとして適用可能となる1MW級の出力が可能な電動機を実現した。
またこの電動機は、出力要求の変化に応じて柔軟に対応することが可能な設計だ。
今回の開発にあたっては、国内最大規模の電動機評価設備を有する秋田大学電動化システム共同研究センターの新世代モーター特性評価ラボにて評価を実施した。その結果、テールコーン内部にエンジン軸直結した場合の回転数において、期待される性能が得られることを確認した。
IHIは、引き続き航空機の電動化に向けたハイブリッド電動推進システムの開発に取り組み、エンジン内蔵型電動機に対しては、2020年代半ばにはエンジンに搭載した形態での実証を行うことを目標に開発を進めている。
同じく開発を進めている航空機推進用大出力電動モータ、燃料電池の空気供給を担う電動ターボコンプレッサ、高磁束プラスチック磁石ロータ、電動水素ターボブロアを組み合わせ、将来のハイブリッド電動推進システムを含む様々な推進システムから航空機システム全体の電動化・最適化にも取り組んでいくとしている。
