電動飛行を現実のものに

航空は、世界の CO ²排出量の約 2.5% を占めており、世界中の航空機エンジニアは、飛行をよりクリーンで環境に優しい企業に変えるために取り組んでいます。 ただし、電気飛行には、2 つの重要な分野で継続的なイノベーションが必要です。バッテリーの軽量化、電力密度の向上、および機械的摩擦の低減です。

全固体リチウム電池とグラフェン電池の形で、電池の最前線で進歩があります。 摩擦低減の最前線では、陸上ベースの電気自動車 (EV) 駆動システムに関するティムケンの最近の取り組みと強力な航空宇宙製品の遺産により、ティムケンは電気飛行を推進するための理想的なパートナーとなっています。

「私たちはこの革命のまさに始まりにあり、ティムケンは多くの大手航空機メーカーにとって好まれるパートナーです」と、ティムケンの研究開発ディレクターであるライアン・エバンスは言います。 「特別な熱処理、材料の選択、トライボロジーのノウハウを含む当社の航空宇宙製品技術により、電気飛行に固有の摩擦低減の問題に有利なスタートを切ることができます。」

ライアン・エヴァンス博士
ディレクター、研究開発

Ryan Evans 博士は、The Timken Company の R&D ディレクターです。 Society of Tribologists and Lubrication Engineers (STLE) 会長 (2022-23) であり、ASM フェローでもあるエバンスは、ティムケンの R&D 部門内で、薄膜コーティング、潤滑、高度な材料特性評価、およびトライボロジーの分野で多大な貢献をしてきました。 彼は 40 を超える技術出版物を執筆しており、14 の特許を保持しています。

「ティムケンの耐摩耗性、熱管理、高速、高出力、高負荷の製品は、航空機設計者が求めているものにぴったりです。」

マイク・グロモシアク
航空宇宙プロダクトマネージャー

Mike Gromosiak は、The Timken Company の航空宇宙製品マネージャーです。 Gromosiak は、以前はモバイル オン ハイウェイのチーフ エンジニアであり、世界で拡大している電気自動車への移行を含め、自動車業界で豊富な経験を持っています。 今日、彼はその専門知識を別の 100 年前のティムケン市場である航空宇宙産業に応用しています。

「材料ペアのトライボロジーは、私たちが重要な専門知識を提供するもう 1 つの分野です。当社のレオロジー ラボでは、EV 市場セグメントとジェット エンジン向けの潤滑剤をマッピングしました。」

これまでの電気飛行

ソーラー飛行機は 1980 年代からときどき話題になりましたが、ほとんどは 1 人乗りまたは 2 人乗りの実験用または訓練用の航空機でした。

ヘリコプターはより急速に進化しました。 今日、世界中の主要企業が、都市部の空中移動用の 4 人乗り電動垂直離着陸 (eVTOL) クラフトに取り組んでいます。 最大のハードルは、ジェットソン式のエア タクシーを公共の航空路で安全に利用できるようにするための航空交通インフラストラクチャと規制を整備することのようです。

2022 年、航空宇宙スタートアップの Eviation は、同社の 9 人乗りのコミューター機 Alice で地域市場に電気飛行を導入しました。 処女航海が成功した後、同社は世界中で数百件の注文を受けており、2027年に認証と配達が予定されています。

ティムケンの実現技術

摩擦の低減は長い間、ティムケンの中核的なビジネス推進力でした。そのため、エバンスと彼の同僚は、電気飛行を、同社が創業以来参加してきた一連の主要な進歩の 1 つと見なしています。

40年近くにわたり、ティムケンのエンジニアは、最初は従来の車両とハイブリッド車両、そして現在はEV向けの軸受出力密度の向上に取り組んできました。 その技術は、航空宇宙でも大きな役割を果たしています。 「Timken の耐摩耗性、熱管理、高速、高出力、高負荷の製品は、航空機設計者が求めているものにぴったりです」と Evans 氏は言います。

航空宇宙向けの新しいスプリット ベアリングとセラミック ハイブリッド ベアリングの設計は、電気航空機に必要な狭いスペースと軽量化基準に独自に適合する追加の技術イネーブラーです。 「セラミック ローラーに切り替えると、質量が 16 ～ 17% 減少し、スチール ベアリングと同じスペースに収まります」と、Timken の航空宇宙プロダクト マネージャーである Mike Gromosiak は言います。

「材料ペアのトライボロジーは、私たちが重要な専門知識を提供するもう 1 つの分野です」と Gromosiak 氏は言います。 「当社の世界クラスのレオロジー ラボは、すでに EV 市場セグメント向けの潤滑油をマッピングしています。また、ジェット エンジン向けの潤滑油もマッピングしています。」

Evans と Gromosiak は、Timken の製品検証およびテスト ソリューションも指摘しています。 「新しいテクノロジーを開発するときは速度が重要です。当社の高速テスト装置は、現実的なアプリケーション速度で実行することにより、顧客のプロセスを迅速化できます」と Evans 氏は言います。 ティムケンは、ハイブリッド ベアリング寿命計算モデルも開発中です。

電気飛行の未来

Evans 氏は、電気航空機が商用飛行に革命をもたらし、今後数十年にわたって二酸化炭素排出量を削減することを楽しみにしています。 「ドローンからエア タクシー、通勤用飛行機、そしていつか大型ジェット旅客機に至るまで、規模は進化するでしょう」と彼は言います。

「それを機能させるために、高度に設計された製品と機械部品に対する需要があると思います」と彼は言います。 「摩擦を取り除き、コンポーネントを縮小するにつれて、バッテリーの必要性が減少します。それは誰にとっても素晴らしい方向です。」

ティムケンの航空宇宙イノベーションの歴史についてお読みください。

Published: 2023/02/2