2014年03月14日00:56
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廉价航空公司（LCC）的成功和中小型飞机需求的扩大将催生新型空中服务。将来也许能乘坐120座左右的小型喷气式飞机，以低价格飞越太平洋。
在飞机的开发和制造中，需要先进的材料技术、加工技术以及性能和安全性兼备的系统技术等最尖端的制造技术。制造飞机需要大量的零部件，因此对整个产业有很大的带动效应。其中，中小型飞机作为市场主角，影响力越来越大。日本将趁航空业结构变化之机，正式向日本国产客机发起挑战。
《技术发展蓝图2014-2023》是根据市场系统绘制发展蓝图的技术预测报告，日本大学生产工学部讲师杉沼浩司是其作者之一，他熟悉航空业动向，认为抓住了LCC需求的中小型飞机将成为飞机技术的推动力量。（日经BP未来研究所）
拉开新型“空旅”的帷幕
廉价航空公司（LCC）的兴起和成功使航空业迎来了转机，飞机开发所需技术也将发生重大变化。在短距离航线，100座以下的“支线喷气机”等中小型客机将成为主角。虽然可搭乘人数少，但无需转机、花较少的钱就能直达目的地，这种可享受新型“空旅”服务的时代将拉开帷幕。
传统的航空业主要采用轴辐模式，就是航班集中在几个枢纽机场，由此向各地机场辐射航线网。因为将飞机和人才等资源集中在枢纽机场，所以更容易提高利用效率。
不过，对于某些目的地，以途经枢纽机场为前提的这种系统要通过转机才能到达，降低了乘客的便利性。而LCC着眼于这一点，在没有直达航班的城市间打造航线，凭借廉价机票实现了快速发展。
要想开通无需转机、直达目的地的航班，运营成本低的飞机最为合适。此外，竞争激烈的LCC还要让飞机尽量坐满乘客，实现高效运营。中小型客机就是满足这一条件的绝佳机型。尤其在日本，小型飞机更为合适。因为在LCC通航的地方，人口和产业规模都很小。
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| 三菱飞机正在开发的MRJ的模型。配备齿轮涡轮风扇发动机，目标是大幅提高燃效（照片是笔者拍摄的） |
现在的支线喷气机市场，加拿大庞巴迪宇航公司(Bombardier Aerospace)和巴西航空工业公司（Embraer）处于领先地位。在采用涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨机领域，除这两家航空公司外，法国空中客车集团（原EADS）的子公司ATR及瑞典SAAB公司也比较突出。但是，随着涡轮螺旋桨机相对于喷气机的优势逐渐降低，有报道称ATR公司正计划开发支线喷气机，而SAAB公司正退出客机市场。
准备涉足支线喷气机市场的日本企业是三菱飞机。该公司正在开发70～90座的支线喷气机“MRJ（Mitsubishi Regional Jet）”，目标是2017年交付第一架飞机。在同级别的飞机中，将与庞巴迪的“CRJ NextGen系列”和巴西航空工业的“E-JETS E2系列”形成竞争。三菱飞机的目标是拿下超过1500架的订单，将与竞争对手展开激烈的抢单大战。
单通道的窄体机将占总需求的7成
波音公司2013年6月公布的客机需求预测结果显示，到2032年，全球对客机的总需求（新造机）将达到3.528万架。该公司预计，其中约7成、也就是2.467万架将是单通道窄体客机（90～230座）。在这一领域，波音“B737系列”与空客“A320系列（320neo）”将瓜分市场，庞巴迪的“C系列”也能抢占一席之地。波音公司预测，2032年支线喷气式客机的需求将达到2020架，占总需求的5.7％。
原因是，业内预测中小型客机的需求将增加，因此以LCC为中心，航空业对客机的关注点正在发生变化。主营国际航线的大型航空公司一般都是根据航线来匹配客户类型，并订购相应的机型。而LCC特别注重的是高效运营和容易维护，也有大量订购同一种机型的倾向。
航空公司选择客机时最重视的性能都是燃效。因为在航空公司的运营成本中，占比最高的就是燃油费。燃油费在过去10年中倍增，现在在窄体机的运营成本中占到30％、在宽体机的运营成本中占到50％。
因此，各飞机制造商都在低燃效上下功夫。强调低燃效的飞机有波音787和空客A350XWB。支线喷气机方面，三菱飞机在发布MRJ时强调燃效改善了20％。
除燃效以外，航空公司对于运输量也非常关注。宽体中型客机的经济舱座椅配置为每排9座和10座时，运输量截然不同。支线喷气机强烈需要缩短滞留时间而增加飞行时间的措施，比如容易在机场进行维护及容易进出货舱等。此外，还需要内置舷梯，以便在没有登机桥或无法使用登机桥的机场让乘客上下飞机。客机能在多大程度上满足各种要求，要看飞机制造商的技术能力。
对燃效影响最大的是发动机，现在最受关注的发动机技术是“齿轮传动涡扇发动机”（geared turbofan engine）。很多人认为这种发动机通过吸入大量空气，能够大幅改善燃效。以前只有小型喷气发动机采用这种技术，现在，直径1.4m以上的大型发动机也在进行技术开发，估计将于2014年开始使用。普惠发动机公司(Pratt & Whitney)的“PW1000G系列”就是典型例子。
随着发动机技术进步，将出现长途廉价航班
齿轮传动涡扇发动机技术标配到新一代支线喷气机上的可能性很大。三菱飞机将在MRJ上采用的发动机“PW1200G”就采用了该技术，是普惠发动机公司生产的。最初被认为是PW1000G系列中最先投入实用的一款发动机。
但由于MRJ的开发延期，估计最先投入实用的将是空客A320neo配备的“PW1100G-JM”和庞巴迪C系列配备的“PW1500G”。MRJ的竞争机型——巴西航空工业的E-Jets E2也采用了普惠发动机的齿轮传动涡扇发动机“PW1700G”，据说发动机本身的燃效改善了12～15％。
还有一项完全不同的发动机技术也在推进研究。劳斯莱斯公司和川崎重工业正在研究带有螺旋桨状风扇的“开式转子发动机”技术。据说该技术有望使发动机的燃效提高20％以上。通用电气（GE）也正在与NASA（美国宇航局）合作研究该技术。
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| 通用开发的采用开式转子发动机技术的新一代喷气式发动机。据说该技术可将燃效改善20％以上。 |
开式转子发动机技术也叫做“超高旁通”（ultra high bypass）或“ATR”（advanced turbo prop，先进涡轮螺旋桨），在1980年代研究非常活跃。但是，由于当时无法抑制噪声以及航空公司对燃效要求较低，因此未得到发展。
也有报道称，新一代开式转子发动机的燃效可改善30％。如果真能实现，乘坐120座的小型客机飞跃太平洋将不再是梦。以前，廉价航班仅限于短途航线，新技术将推动长途廉价航班的登场。LCC的业务模式必将成为其与大型航空公司业务分工大幅变化的主要原因。
除了发动机技术以外，决定燃效的主要因素还有空气动力设计和机身轻量化。现在，计算机仿真技术已经大幅进步，但空气动力设计仍有误差。因此，有时会出现实际的客机无法实现设计燃效的情况。
为了实现机身轻量化，一般都是采用复合材料，使用很多碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）。不过，据三菱飞机介绍，MRJ最初计划使用大量的CFRP，但最终，使用少于计划用量就能实现目标燃效。在飞机倾向于采用大量高价材料的背景下，这种判断值得关注。
今后，随着客机数量的增加及民用无人飞机（UAV）的问世等，确保航空交通安全将变得更加迫切。能应对运输量增大的新管制方式、实现简化操纵、改进飞行员驾照制度等都很有必要。因此，除飞机外，还需要采取包括运营在内的一系列措施。（作者：杉沼 浩司，日经技术在线！供稿）
