ボーイングの巨大な主翼折りたたみ式777xが初飛行した ボーイングの巨大な主翼折りたたみ式777xが初飛行した

ボーイングの巨大な主翼折りたたみ式777xが初飛行した

ボーイングの大型主翼折りたたみ式777xが初飛行した

ボーイング社は土曜日、最新鋭の旅客機を初飛行させた。そしてシアトルに着陸した後、その翼端が商業航空界に新しい現象をもたらした。飛行機がまだ滑走路を滑走中だったにもかかわらず、翼端が上方に折りたたまれたのだ。

新型ワイドボディ機777xが就航すると、2つの構成のうち最長の形態で最大426席を収容できるようになります。機体の大きさがこれほど多くの乗客を運ぶことを可能にする一方で、エンジニアリングの観点から真に際立っているのは主翼の設計です。

新型機の777-8と777-9の両モデルにおいて、主翼は先端から折り畳み式の翼端まで235フィート(約73メートル)の長さとなります。これは既存のボーイング777や787の主翼よりも幅が広く、737の翼幅の約2倍に相当します。ボーイングが777xにおいてこれほど長い主翼を製作する理由はただ一つ、飛行効率を向上させるためです。そして同社は、折りたたみ式の11フィート(約3.4メートル)の主翼端を両翼に組み込み、それに伴う重量増加と構造の複雑さを解消することで、新型機が標準的な空港ゲートに収まるようにしました。

F/A-18 スーパーホーネット戦闘機が航空母艦上のスペースを節約するために翼の一部を折りたたむことができるのと同じように、777x は商業ターミナルの駐機スペースに無理なく収まるようにサイズを管理しています。

空中では、翼が長いほど抗力が少なくなると、MIT航空宇宙工学教授のマーク・ドレラ氏は説明する。「翼は空気を押し下げます」と彼は言う。「翼幅が長ければ長いほど、より多くの空気を押し下げることができるのです。」

物理的な原理からすると、翼が長いほど、同じ揚力を生み出すのに必要なパワーは、翼が短い場合よりも少なくなります。ドレラ氏はこの現象を水上スキーに例えます。非常に細いスキーを履いた水上スキーヤーを想像してみてください。スキーを水面に浮かせておくには、ボートは多くのパワーを消費しなければなりません。この問題を解決するには、スキーを幅広にする必要があります。「その結果、抵抗が減ります」とドレラ氏は言います。つまり、ボートはより少ないパワーで済むのです。

関連する現象として、長い翼では渦も弱くなり、翼が翼端に押し付ける力によって回転する空気が翼端に発生することがあります。

しかし、航空の世界ではタダで手に入るものは何もありません。長い翼は短い翼よりも重くなります。だからこそ、ボーイングのような航空機メーカーは、そもそも777型機に235フィート(約73メートル)の主翼を採用しなかったのです。現代の複合材は軽量化されているため、アルミニウム製の場合よりもずっと軽量な長い翼を実現しています。「複合材製の翼は本質的に軽量なので、頭上の重量も少なくなります」とドレラ氏は述べ、そのため翼を長くすることができるのです。(翼端を折り畳む機構は重量を増加させますが、効率性という点では、従来の短い翼よりも長く折り畳める翼の方が有利なのは明らかです。)

GE9X
直径約11フィート、16枚の回転ファンブレードを備えたGE9Xは、ゼネラル・エレクトリック社が製造する最大の商用エンジンです。ボーイング

ゼネラル・エレクトリック社が開発した2基の巨大なエンジン(同社史上最大の商用スラスター)が、777xを空中で加速させます。幅3.4メートル(11フィート)の大型GE9Xエンジンは、より大きなエンジンがより多くの空気を操作できるため、より効率的です。「翼は空気を押し下げ、エンジンは空気を押し戻しますが、どちらの場合も、できるだけ多くの空気に影響を与えたいのです」とドレラ氏は言います。(2基のエンジンは、737の胴体とほぼ同じ直径です。)

翼が長くなると重くなるのと同様に、エンジンも大きくなると重くなります。そのため、GEはそれを軽減する必要がありました。その方法の一つは複合材料の使用であり、もう一つは他のエンジンよりも回転するファンブレードの数を少なく設計することでした。ボーイング・ドリームライナーに搭載されているGE製エンジンは18枚のブレードを使用していますが、既存の777エンジンは22枚のブレードを使用しています。一方、新型エンジンはわずか16枚です。

ボーイング社は、これらの設計変更により、燃料効率が10パーセント向上すると主張している。

土曜日の777xの飛行はワシントン州上空で約4時間続き、レーニア山の周回飛行も含まれていた。(飛行中の写真や動画を見ると、機尾の後ろを流れる物体が見えるだろう。これはホースとセンサーで、機体の対気速度を計測する。ボーイングはそこから得られるデータをコックピットのディスプレイと比較することができる。)経営難に陥っているこの航空機メーカーは、さらなる試験飛行を計画しており、早ければ来年にもブリティッシュ・エアウェイズやシンガポール航空などの航空会社に新型777x機を引き渡す可能性がある。