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利用者:THNDRSWRM/下書き

曖昧さ回避 この項目では、空飛ぶクルマと呼称される電動航空機（eVTOL）について説明しています。その他の飛行する車については「空飛ぶ車」をご覧ください。

空飛ぶクルマ（そらとぶクルマ、英: Flying car）は、個人が日常的に乗り降りできるeVTOLのこと。特に交通手段としては、空飛ぶタクシーとも呼称される。

身近な空飛ぶ乗り物という概念はかつてSF作品や未来予想図に登場していたが、ドローンの登場やAI技術の発展、スマートフォンの普及[注釈 1]などによって現実的に開発が可能になり、2020年代の実用化が予想される次世代の交通手段として注目を集めている。

実用化され社会に広く普及すれば、生活の様々な場面に影響を与えることから、各国の企業・政府が開発と利用・規制のルールづくりに鎬を削っている。

安全に飛行できる機体の開発、操縦者の免許や運行事業者への許認可の制度設計、飛行してよい空域・高度の設定、離着陸場所の確保およびこれらの国際的調整が課題となる[2]。

なお、この項目では「空飛ぶクルマ」と呼称される有人のeVTOLについて解説する。SF作品などで見られる、飛行する車に関しては「空飛ぶ車」を、オートバイのように1人乗りタイプのものは「空飛ぶバイク」を参照のこと。

概要

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エアバスとアウディの『Pop.Up Next』。飛行時は上部のドローン、走行時は下部の車がそれぞれ連結する。

世界全体で約200の企業・団体が開発に取り組んでおり、有人試験飛行に成功した機体もある。各開発母体はアメリカ合衆国、中華人民共和国、日本、ドイツなどを本拠地としており、欧州のエアバスのような多国籍企業もあるほか、ウーバーとヒュンダイ（韓国）、ボーイングとポルシェ、JALとボロコプター（ドイツ）のような国際的提携も行われている[2]。

日本の経済産業省は「電動垂直離着陸型無操縦者航空機」を正式名称としている[3]。つまり、電気を動力（電動航空機）として、垂直離着陸 (VTOL) が可能であり、飛行に航空機パイロットを必要としない航空機を差す[4]。

従来型の航空機と比較して電動であれば環境負荷が低く騒音も発生しにくくなる[4]。電動化で機体の構造が簡素化することによって機体設計の自由度が増し逆に様々なコストは低下する[5]。また、自律飛行であれば人件費の削減が可能になる[4]。さらに、離着陸に垂直離着陸を採用すると滑走路等が不要になり、現在地から行きたい所へ点から点への移動が可能になる[4]。

電動化と無人化に成功した空飛ぶクルマが量産化されることで、交通に新たな『空の移動革命』がもたらされ、これまでは飛行機やヘリコプターなどを通した限定的なものに留まっていた人類による空の利用に変化が起き、『空の移動の大衆化』と称される一個人が日常の交通手段に空を利用する時代が到来すると予想されている[4]。その影響は第二次世界大戦後のモータリゼーションが社会に与えた革新に匹敵する可能性があるという[4]。

アメリカのモルガン・スタンレーによれば、2040年までに空飛ぶクルマの世界市場は約170兆円に達すると予測している[6]。

歴史

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パフィンのコンセプト図
  • 2009年NASAのマーク・ムーアがパフィン（Puffin）と呼ばれる電動VTOL機の構想を論文で発表した。ムーアは論文の中で電動であれば騒音を抑えることができ、機体の部品数も減らすことが可能であると書いた。この論文は空飛ぶクルマの開発に火を付けた[8]。
  • 2009年、シリコンバレーにエンジニア達が集まり電気飛行機に関する資金調達を初めた。そこにはビバートやスタンフォード大学のイラン・クルー、Googleの共同創業者として知られるラリー・ペイジらがいた[8]。クルーとペイジはジーアエロ（Zee.Aero）を立ち上げ、ビバートはジョビー・アビエーションを創業した[8]。
  • 2010年、フランスの企業がホビー用eVTOLを発売。以降、eVTOLに人を乗せようとする人が現れる。
  • e-volo社のテスト以降、eVTOLの持つ数々メリットが明らかになり各国で有人eVTOLの開発が盛んになった。
  • 2016年1月に開催されたCESで中国の企業イーハンがマルチコプター型の機体『EHang184』を発表した[11]。
  • 2016年、世界的ライドシェア企業ウーバーが都市部における空飛ぶクルマの相乗りサービス「UberAir」を発表したことで、それまではスタートアップ企業が中心だった空飛ぶクルマ開発事業に大手企業が参入した[12]。
  • 2017年、ムーアがNASAを退職しウーバーの空飛ぶタクシー部門「Uber Elevate」に移籍[13]。
  • 2018年8月30日、CARTIVATORがSkyDriveの本格的な実用化に向けて株式会社SkyDriveを創業[16]。
  • 2020年1月に行われたCESで韓国の自動車メーカーのヒュンダイは5人乗りの『S-A1』を発表した。都市と空港をピンポイントで結ぶために使用され、実用化は2025年を予定している[17]
  • 2020年1月16日、日本のトヨタがジョビーに対して約430億円を出資、トヨタとジョビーの提携も発表された[18]。
  • 2020年2月、日本のテトラがアメリカで開催された1人乗り航空機の国際大会『GoFly』で革新的な開発を手掛けた者に与えられる「プラット・アンド・ホイットニー・ディスラプター賞」を受賞し、賞金の10万ドルを獲得した[19]。
  • 2020年10月15日、ブラジルの航空機メーカーエンブラエルは子会社を設立し空飛ぶクルマ開発に参入することを発表した[20]。
  • 2020年12月、Uberは新型コロナウィルスの影響で自社の空飛ぶタクシー部門「Uber Elevate」をジョビーに売却[21]。Uberとジョビーは今後もサービス面での連携を継続する[21]。
  • 2021年7月26日、アメリカの航空ショーEAA AirVenture Oshkosh 2021にて日本のテトラ・アビエーションは『Mk-5』を公開した。機体は32個の垂直離着陸用ローターと、1つの水平飛行用ローターで構成される[23]。
  • 2021年9月30日、日本のホンダは有翼機『Honda eVTOL』を発表した。機体はシリーズハイブリッド方式を取り、航続距離は400km、都市間の移動が可能で、商用化は2030年以降を想定している[24]


種類

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機体

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Vertical Aerospaceのセラフ(Seraph)。2020年撮影。

空飛ぶクルマは機体の構造によってマルチコプター型と固定翼付き型に大きく分けられ[12]、地上走行能力の有無でさらに細分化できる[25]｡

マルチコプター型は小型ドローンの様に複数のローターを回転させて垂直離着陸や水平飛行を行う[26]（「有人ドローン」も参照）。

このタイプは各ローターの回転数に差を付けることによって全ての機体操作を賄うため固定翼がなく揚力を得ることができない[26]。

そのため、水平飛行時の効率が悪く長距離移動より短距離移動に適している[26]。他の型と比べた場合のメリットとしてはホバリングや垂直離着陸に長けている[26]、機体がコンパクトである[27] などか上げられる。

固定翼付き型はローターに固定翼を付け加えたタイプである[12]。水平飛行時に翼を利用できるためマルチコプター型より長距離の移動が可能である[26]。

固定翼付き型は離着陸時と水平時にプロペラの向きだけを変更するティルトローター型、プロペラが付いている固定翼ごと傾けるティルトウィング型、離着陸時と水平時にそれぞれ別の機構を使用する分離型に細分化できる[28]。

マルチコプター型の開発費用が数千万円程度なのに対し固定翼付き型の開発コストは数億円ほどになる[12]｡

動力

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空飛ぶクルマは電動を前提としているが、現在のリチウムイオン電池で充電なしに一度に飛行できるのは30分程度であり飛行距離に置き換えると100kmから150kmほどである[29]。そのため長距離移動が可能な空飛ぶクルマの実現には全固体電池の実用化などが必要になる[30]。ただし、都市内での移動のような短距離の用途であれば現行の技術でも十分可能である[30][31]。

空飛ぶクルマはフル電動が多いがバッテリーが抱える問題により、モーターとエンジンのハイブリッドを取る場合もある。ハイブリッドには幾つかタイプがあり、パラレルハイブリッド方式とシリーズハイブリッド方式に分られる。

パラレルハイブリッド方式はエンジンとモーターの両方を動力とすることによってケースバイケースで適切に動力を使い分けることが可能になるが、構造が複雑化する上にエンジンを使用するとプロペラの回転数で機体操作を行うタイプの機体では繊細な応答が難しくなる[32]。

シリーズハイブリッド方式はエンジンを発電機にして生み出された電気でモーターを動作させる。パラレルハイブリッドがもつ構造の複雑化はある程度抑えられ、相性の悪さも発生しないため後者の方式を採用する企業が多い[32]。

また、Alaka’i Technologiesの機体｢Skai｣やイスラエルの企業の｢CityHawk｣はバッテリーではなく水素燃料電池をエネルギー源にしている[33][34]。水素燃料電池はバッテリーよりもエネルギーをより多く蓄えられより長距離を移動できる[33]。その場合燃料電池の価格がネックになる[33]｡

高級モデル

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空飛ぶクルマの高級モデルの開発も進められている。

アストン・マーティンは2018年に開催されたファーンボロー国際航空ショーで空飛ぶクルマの高級モデル｢Volante Vision Concept｣を発表した[35]。機体はハイブリッドのeVTOL機で、2020年代半ばの生産を目指し、価格は10億円ほどを予定している[35]。

2019年10月、高級車メーカーのポルシェはボーイングとの共同チームを発足させ、空飛ぶクルマの高級モデルについて研究を行うことを明らかにした[36]。

イギリスの企業VRCOは高級モデル｢NeoXcraft｣を販売予定である[37]。価格は2億円ほどで、世界で年間200-300機の販売を目指している[37]。2021年後半には日本での販売体制が整うという[37]。

利用

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空飛ぶクルマは個人所有よりライドシェアでの利用が見込まれている[38]。運用形態は機体開発と機体運用をそれぞれ別の企業が行うケースと機体開発メーカーが運用も兼任するケースに分かれる[39]。

空飛ぶクルマを個人が自家用車のように購入・利用できるのは2030年代からと見られている[40]。

都市

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都市内

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ボロコプターの機体。(2017年撮影)
→詳細は「空飛ぶタクシー」および「アーバン・エア・モビリティ」を参照

近年世界各国では都市部での交通渋滞が問題になっているが、空飛ぶクルマを使用すれば渋滞している道路を避けて移動することができる。

アメリカ航空宇宙局 (NASA) は都市部における空飛ぶクルマの利用方法としてエアメトロ型とエアタクシー型を挙げている[41]。

エアメトロ型は地上におけるバスや地下鉄と同様に予め決められたルートを時間通りに運航するものである[41]。エアタクシー型は乗客が空飛ぶクルマを自由に呼び出せるタイプで行きたい場所に直線的に移動することができる[41]。これは地上におけるライドシェアやタクシーに相当する[41]。なお、どちらのサービスも電動で自律飛行が可能な垂直離着陸機の使用を前提としている[41]。

日本は既に交通インフラが整っているため、都市の空飛ぶタクシーは海外ほどの高い需要はないとみられ[42]、東京等の大都市では終電後の交通手段としてのニーズの方が高いと考えられる[43]。

都市 - 空港

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地方

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空飛ぶクルマは地方における新たな交通手段として注目を集めている。

専門家からは空飛ぶクルマを都心部での空飛ぶタクシーとして運用するより、先ずは地方での新たな交通手段として導入すべきと言う意見がある[44]。

災害対応

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地震や洪水で道路が寸断されると人命の救助や支援物資の輸送等が難しくなる。現在でも災害時にはドクターヘリが活用されているが空飛ぶクルマは機体がより小さいため、よりピンポイントな支援が可能になる。

不安定な場所への離着陸や夜間飛行が必要になり平時での運用とは異なる課題があるが[45]、具体的な役割としてはケガ人の救助、救援部隊の投入、被災地への支援物資の運搬などが想定されている[46]。

実際に2023年から災害救助に空飛ぶクルマを使用することを｢空の移動革命に向けた官民協議会｣ (後述) がロードマップで発表している[45]。

医療

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イスラエルの企業が開発中の「Cormorat」。戦場で負傷した兵士を運搬する。

空飛ぶクルマは、現在、ドクターヘリがその役割を担っている救急医療などにも利用できる[46]。ドクターヘリは医師や患者の高速搬送などで使用され成果を上げている一方、離着陸可能な場所が多くない、夜間飛行が実施されてない、若手パイロットが少ないなどの問題を抱えている[47]。

空飛ぶクルマは機体がコンパクトで離着陸場所の選択肢が多く、自律飛行であれば夜間飛行も可能で、操縦も容易であることからフライトドクターなどから注目を集めている[47]。

日本にドクターヘリを普及させた医師の松本尚は空飛ぶクルマはドクターヘリの補完ではなく置き換える存在だと発言している[48]。

アメリカの大手資産運用会社ARK Invest（英語版）は、空飛ぶクルマを使った救急車はレスポンスタイムを短縮させ年間で2万人の心停止患者を新たに救う可能性があると指摘している[49][注釈 2]。機体の運用には28億ドルの追加コストが必要になるが救命された人々がもたらす経済的利益は183億ドルに上ると推定される[49]。

空飛ぶクルマを救急車として使用する場合の課題としては、病院側の患者受け入れ体制や人員の拡充、導入初期はバッテリーの問題で医療従事者や医療器具の重量がドクターヘリと比べて制限されること、離着陸時にヘリコプターよりは小さいもののダウンウォッシュが発生することなどが指摘されている[47]。

2020年2月、中国の企業イーハンの｢EHang 216｣が中国で救急車として運用され医療品や人を運搬した[50]。

実現に向けた取り組み

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都市の上空を空飛ぶクルマが飛行する場合は騒音や安全性が問題になる。日本国内においては航空機と同レベルの安全性と静音性が求められる[51]。

騒音対策

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空飛ぶクルマは航空機とドローンの間くらいの所を飛行する予定である。これはヘリコプターが利用する高さと同じであるが、騒音は内燃機関を使用するヘリコプターと比べて空飛ぶクルマのほうが低い[29]｡

プロペラが出す騒音についても議論がある。風切り音はプロペラの形状を工夫することで20%-30%程度低下させることができる[52]。また、イヤホンのノイズキャンセラーの要領で機体に逆位相の音を発生させることで風切り音を軽減する研究も行われている[52]。

また、ヘリコプターと空飛ぶクルマでは風切り音の伝播の仕方に違いがある。空飛ぶクルマはヘリコプターと比べてプロペラが小型であり十分な揚力を得るためには回転数を上昇させる必要がある。プロペラの回転数を上げると高周波の音が発生するが、高周波の音は遠くには届きにくいという特性があり、上空を飛行する分には騒音は問題になりにくい[53]｡

ただし、街中に離着陸するには現在の技術では騒音が大きすぎるため、当面は専用のポートを使用する必要があると指摘されている[54]。

安全性

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空飛ぶクルマは複数のローターを使用することで冗長性が高く1つのローターが停止したところで即墜落するということは無い[55]。ただし、動力が停止して全てのローターが動かなくなることは考えられる。

その場合は機体ごとバリスティック・パラシュート（英語版）などで吊り下げて緩やかに着陸する方法が考えられる[56]。また、ヒューマンエラーなどによって起きる事故を防止する取り組みも行われている。

空飛ぶクルマはパイロットレスの自律飛行を採用するものが多い。理由の1つは安全性の問題である。これは現在地上においても自動車による事故が絶えない以上空飛ぶクルマを人間が運転するのは危険だという判断がある[57]。

自動運転は既に地上の車において実現のために実験が進められているが、障害物や人が存在する地上より空中のほうがむしろ自動運転の難易度は低い[57]。そのため地上における自動運転車の実現より空飛ぶクルマの自動運転化のほうが早いという指摘もある[58]。

ただし社会導入の初期の段階では訓練されたパイロットに操縦してもらうという形が想定される[12]。飛行にプロのパイロットが必要だと人件費が高騰してしまうため最終的にはパイロットレスの自律飛行に移行する[12]｡

離発着場

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ベータ・テクノロジーズの離発着場。

空飛ぶクルマの離着陸場はバーティポート (Vertiport) またはスカイポート（Skyport）と呼ばれる。バーティポートに必要な設備は主に充電機器などである。充電方法はバッテリーを急速充電する方式とバッテリーを充電されたものに取り替える方式の2つに分けられる[59]。

後者は交換のための人手が余分に必要になると見込まれるため[59]、ボロコプターのようにバッテリー交換用の自動ロボットをバーティポートに設置することでコスト低下を目指す企業もある。

離着陸時には人による誘導が必要になる[59]。空飛ぶタクシーの場合は多数のバーティポートが必要になり、結果として莫大な人件費が発生するため、離着陸の自動化が必要である[59]。着陸の自動化に関しては『安全帰還緊急自動着陸システム』（Safe Return Emergency Autoland System）を空飛ぶクルマに応用することも考えられている[60]。

日本におけるバーティポートの候補地としてはビル屋上のヘリポート、駅やコンビニの駐車スペースなどが挙げられる[59]。後者の場合は人件費の削減のため一般人に離着陸の誘導を行ってもらうという案も出されている[59]。アメリカでは立体駐車場や大型ホテルなどが候補地である[61][62]。

国・行政による取り組み

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アメリカ

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ロサンゼルス市では2020年に市長の肝いりでUrban Movement Labs (UML) が設置され、同市におけるエアタクシーの導入に向けた様々なルールの制定やバーティポートの候補地選定に取り組んでいる[61]。UMLはジョビー、アーチャー、ヒュンダイの空飛ぶクルマ部門、ボロコプターなどと協力関係を結んでいる[61]。

Agility Prime
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ジョビー・アビエーション、ベータ・テクノロジーズ、リフト・エアクラフトなどアメリカの企業3社が、アメリカ空軍のAgility Primeプログラムで軍の耐空性認証を得ており、直近では2021年7月にキティー・ホークのHeavisideが承認された[63]。

日本

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2017年夏、経済産業省の若手官僚のもとに海外の航空機メーカーが訪れ日本における空飛ぶクルマの開発状況を尋ねた[64]。若手官僚はこの出来事にきっかけに空飛ぶクルマやドローンについての情報収集を行いこの業界がもつ可能性に気づいたが、空飛ぶクルマの開発に必要な諸分野はそれぞれ別の省が担当を受け持っていた[64]。

そこで、経産省の若手官僚は国土交通省の若手官僚に呼び掛けて2省間の連携関係を構築、両省の若手官僚7人は空き時間を使って独自に勉強会を開催し議論を重ねていった[65]。

2018年、両省の若手官僚主導で｢空の移動革命に向けた官民協議会｣が開催された[65]。協議会では空飛ぶクルマの実用化に関するロードマップが作成された[66]。

ロードマップによると2019年から実証実験や飛行試験をスタートさせ、2023年に事業化、2030年代にはそれを更に拡大させていく予定である[66]。最初は物の運搬からスタートさせて徐々に地方での人の移動に移っていき、最終的には都市における人の移動を担うという[66]。

また、大阪府においても2025年日本国際博覧会（大阪・関西万博）での利用を見据えて、約40社が参加する産官学連携のラウンドテーブルを2020年11月に設立し、2023年の事業化を目指している[67]。

SPAC

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2021年にはアーチャー、ジョビー、リリウム、バーティカルなど、幾多の空飛ぶクルマ企業がSPACに買収され公開企業となった[68][69]。2021年2月、1社目のアーチャー・アビエーションは、SPAC上場と同時期にユナイテッド航空から10億ドル分の機体発注を受けた [70]。

発注

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バーティカル・エアロスペース社は、2021年6月にアメリカン航空、ヴァージン・アトランティック航空、航空機リースのアボロン社などから、空飛ぶクルマ1000機の予約注文を受けたことを発表した[71]。

影響

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現在は鉄道などを中心に住宅地や商業施設が作られている。空飛ぶクルマが普及すれば既存インフラに縛られない移動が可能になり人や物の移動が分散されると予想される[72]。

それによって既存インフラ中心のまちづくりに変化が起こり、現在は価値がないとされている土地に新たな価値が生まれる可能性が指摘されているが、逆にインフラが整備され価値が高いとされる土地の価値が低下してしまうことも考えられる[72]。

既存インフラに縛られない開発が可能になれば、都市への一極集中が解消され、山間部や離島など以前は赴くのが難しかった土地に大型ショッピングモールや高級住宅地が建てられるといったことも予測されている[72]。


脚注

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[脚注の使い方]

注釈

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  1. ^ センサーなどの価格が大幅に低下した[1]。
  2. ^ 心停止患者とは病院外で心停止を起こした人 (OHCA) のことをいう。Ark社はアメリカでは毎年35万件のOHCAが発生しており、その生存率は12%であるとしている。空飛ぶクルマ (eVTOL) を使えば生存率を18%に引き上げられると分析している[49]。

出典

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  1. ^ “空飛ぶタクシーも夢じゃない 官民一体となって進む「空飛ぶクルマ」の移動革命”. HERO X (2020年11月16日). 2021年6月14日閲覧。
  2. ^ a b 【GlobalEconomy 国際経済】空飛ぶ車 実用化レース「20年代半ばにも」企業続々参入『読売新聞』朝刊2020年10月30日
  3. ^ “僕らはなぜ空を目指すのか”. 経済産業省 METI Journal (16 April 2019). 2020年12月14日閲覧。
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  72. ^ a b c ““空飛ぶクルマ”の新ビジネス”. デロイト・メンバーファーム. 2021年3月9日閲覧。

関連文献

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  • 機体認証
  • SPAC上場
  • 機体の種類に関する解説

関連項目

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外部リンク

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