平成27年4月　第736号欧州における産官学連携の共同研究活動について～AST（workshop on Aircraft System Technologies）参加報告～ 1．はじめに技術力強化、企業の競争力強化のための研究既に本誌でも紹介したように、各国では将予算を効率的に運用するために、欧州全体と来航空機に求められる技術（経済性向上、安した共同研究体制を設立している。共同研究全性向上、環境適合など）の研究・開発が各体制は1952年に発足し、1984年以降は3∼5年分野で進められている。特に、欧州ではHorizon 間を一つの単位として活動を行っている。最 2020などのプロジェクトによって積極的な産近では、第7回目（FP7：Framework Program 官学連携による共同研究が活発に行われてい 7th）の活動（2007-2013）が行われていた。る。今般、平成27年2月24日及び25日にドイツ Horizon2020は、FP7の後継プログラムに位のハンブルグ郊外にあるHotel Haffen Hamburg 置付けられる。航空分野に限らず、色々な分において開催されたAST2015に参加する機会野における研究開発・イノベーション促進のを得たので、ASTの概要・トピックスについための基本計画であって、2014年から2020年て報告する。の7年間に約770億ユーロ（約11兆円）の投資を計画している。また、Horizon2020では産官 2．ASTの背景学連携にも焦点をあて、国際的な産官学産官欧州では、EC（European Commission）が中学共同事業の促進を図っている。心となって、従来は各国が個別に行っていた、さらに、欧州にはEASN （European Aeronautics 会場外観 27 工業会活動 Science Network）が組織されている。EASN DAY（Aviation Industry and Research）などのは欧州における（航空系）大学の研究活動を研究ネットワーク活動が行われている。組織的に行い、活動の推進及びサポートを行うことを目的としている。EASNの主要な目的は航空科学とテクノロジーの進歩であるた 3．AST2015の概要及び報告論文例紹介（1）AST2015の概要め、研究施設、企業、大学などの組織が自由 AST2015はTechnical University of Hamburg にEASNに参加することができるが、航空学（TUH：ハンブルグ工科大学）が主催者（幹事及び関連する研究に興味を持つ個人でも役）となり、AIRBUS、Lufthansa Technikの2 EASNのメンバーになることができる。社がスポンサー、Novicos（Noise and Vibration 以上のような組織的な支援もあり、欧州で Concepts）、Hamburg Aviation、DGLR（Deutsche は大学を主体とした産官学連携の共同研究が Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt：「German 積極的に進められており、大学主催の研究成 Society for Aeronautics and Astronautics」）がサ果発表会などが頻繁に行われている。ASTはポート企業・団体となっていた。 2007年に活動を開始し、今回の報告会は2013 会議の冒頭、主催者を代表してTUHのProf. 年に続いて第5回となっている。今回は、欧 Garabed Antranikian氏が次のように挨拶した。州を主体として、産官学の各分野から計54論「今回のワークショップには産業界、研究文が報告された。また、参加者はドイツを主所、大学から国際的に有名な専門家に集まっ体に、イギリス、フランス、イタリアなど8ヵていただき大変感謝しています。ここハンブ国に及び、総勢100名程度の参加者が集まっルグはドイツにおける民間航空の重要な拠点ていた。の1つであり、4万人を超える高い能力を持っまた、スペインのUniversidad Politécnica de た専門職が働いています。ハンブルグには企 Madrid（upm：マドリード工科大学）が中心と業、大学、および政府機関が参加する地域ネッなって活動しているHALA（Higher Automation トワークがあり、航空機に関する革新的な研 Levels in Air Trafﬁc Management）、ポルトガル究、技術開発が行われています。の大学が中心となって開催されているAIR- 会議場風景 28 今回のワークショップでは、機体システム、主催者挨拶平成27年4月　第736号機器（装備品）、キャビン、通信管理、素材、る。しかし、既存の汎用ネットワークではおよび製造の分野から多くの優秀な論文が寄通信（データ伝送）のリアルタイム性確保せられています。これらの最新技術を網羅しが難しく、課題となっている。た論文は、多くの航空機関係の技術者及び科本論文では、すでに開発されている「同学者の研究・開発活動にとって貴重な情報と期式仮想回線」及び「非同期式仮想回線」なることを確信しています。などの技術を改良し、端末間に優先順位の ASTの目的は、航空機の革新的技術開発にない一般的なネットワーク回線を使用し寄与する適切な研究を行い、議論するためのて、その中にある特定の端末間に最適な仮公開討論会を提供し、航空機開発における最想専用回線を構築することによって、その新技術の検討を行うことです。今回の会議が端末間の通信を優先的に確保する技術など皆様に有意義なものとなることを熱望いたしについて比較・検討を行っている。ます。」 ②Reliable Transmission of Aircraft Data Over （2）報告論文例紹介本会は次の5つのセッションに区分され、計54論文が発表された。 Satellite （Mr. Maciej Muehleisen, Institute of Communication Networks ）・Information and Communication Management 昨年のマレーシア航空機不明事故などを・Airframe Systems and Equipment 契機に航空機の位置情報を常時把握するシ・Cabin and comfort ステムの構築が検討されているが、位置情・Materials and Production 報を伝送するために必要となる機器の費用・All Electric Aircraft/ Supersonic Air Transport あるいはデータの信頼性などについての課産業界から15件、大学関係から19件、研究題が残っている。機関から9件、産学共同が5件、官学共同が5件、本論文では、新規に専用装置を追加する産官共同が1件など、数多くの論文が発表さのではなく、現在構築が進められている航れたが、本稿では、いくつかの論文について空機内部でのインターネット回線（衛星経概要を紹介する。由で地上と通信）を利用することによって追加費用を極力抑えることを検討してい ①Embedded Cloud and Critical Systems：る。しかし、他通信との併用であること、 Technology Baseline and Architecture and 専用ではないために途中の中継装置などが Patterns 介在することなどによって、データ伝送の（Mr. Mirko Jakovljevic1, TTTech Computertechnik AG）遅延時間などの課題があるため、疑似的に通信経路を模擬して遅延時間についてシ航空機に搭載されている電子・電気装置ミュレーションを行い、位置情報の誤差なはIMA（Integrated Modular Avionics ）化がどについて検討を行っている。進んでいるが、最近では対象となる機材が多くなったため、資源（CPU、メモリなど）の効率向上・共通化などを求めて組込み型クラウド・コンピュータ化が検討されてい ③Electro-Hydrostatic Actuation System for Aircraft Landing Gear Actuation （Dr. Westly DAVIDSON, Modelling and 29 工業会活動 Simulation, Skynetics、 Mr. Jacques ROIZES, を取得し、3つのタイプによってどの程度 Airbus Operations Ltd）の遅延・誤差が発生するか、比較・検討を近年、航空機の電気化（MEA：More Electric 行っている。 Aircraft）が進められており、飛行制御（舵面制御）、空調装置の電動化あるいは防氷・除氷装置の電熱化が実用化されている。しかし、脚重量が大きいこと、扉の開閉、脚 ⑤Flight Test of an Experimental（Liquid to Air）Skin Heat Exchanger （Mr. Carsten Colberg, Design Ofﬁce 柱の固定などの連携する動作が多いため、 Environmental Control Systems, Airbus 大型民間航空機の脚部分の電気化はまだ実 Operations）用化されていない。航空機の電気化が進む中で、将来の航空本論文では、A320サイズの航空機を対象機設計において重要となる要件の一つは熱とし、降着システムで使用されている脚揚の処理であり、放熱、冷却方式について各降、脚収納扉開閉、主脚ロック機構などの種の研究が進められている。しかし、現状関連する部分の駆動部（アクチュエータ）では液体を利用した熱交換器が主流であをEHA（Electro-Hydrostatic Actuator）化し、り、冷却能力の向上には装置の大きさが増脚の駆動シーケンス制御をコンピュータ制加する課題がある。御に置き換えることを研究し、その成果に本論文では、従来の液体を使用した熱交ついて報告している。尚、本研究には日本換器に代えて、空気による熱交換器（SHX：の住友精密工業が参画している。 Skin Heat Exchanger）を試作し、航空機の腹部（Wing Box）に実際に装着して飛行試 ④Simulation of an Innovative Hybrid Actuating System （Mr. T. Röben, Institute of Aeronautics and Astronautics, RWTH Aachen University）航空機電気化に向けてアクチュエータの験を行うことによってSHXの特性評価を行った。実験ではA320の腹部にSHXを装着し、SHXを装着した飛行機の速度、高度などを変え、各状態における冷却特性などを測定し、結果の評価などを行っている。検討が進んでいるが、全てのアクチュエータを一気に別種類に交換することは航空機の安全性を考えた場合にリスクとなる。そのため、過渡期においては複数種類のアク ⑥System-Level Virtual Integration Study of an Aircraft Electrical Power Network （Mr. Tobias Kreitz, Institute of Aircraft チュエータを装備したハイブリッド方式で Systems Engineering, Hamburg University of の運航も必要と考えられている。 Technology）本論文では、現在考えられている3つの航空機電気化によってもたらされる電源タイプ（EHSA（Electro-Hydrostatic Servo 種類の多様化、使用電力増加に対応するた Actuator）、EHA及びEMA（Electro-Mechanic めに発電、電送及び負荷を含めた電気シス Actuator））のアクチェータを同一の制御器テムの検討が必要となっている。しかし、及び負荷装置（舵面）に接続し、制御器か航空機毎にシステムの構成が異なるため、ら同時に制御信号を送り込んだ場合の処理システム検討のためには航空機毎に電源シ時間の違い、舵面動作の状況などのデータステムをモデル化しなければならない。 30 平成27年4月　第736号本論文では、電気システムを構成する発 ⑧Thermal Enabling Maintenance Wireless 電構成品（エンジン用発電機、燃料電池な Testing of Aircraft Cabin Components ど）、電送構成品（DC/AC変換、電圧・周 Without Modiﬁcation of The Network 波数変換など）及び負荷構成品の特性を定 Conﬁguration 義し、シミュレーションに必要な諸元を含めた「部品」を作成し、各部品を組み合わ（Mr. Matthias Heinisch, Airbus Operations GmbH）せることで電気システムをモデル化するこ航空機の客室には安全用装置あるいは救とを可能とした。さらに、試験用のシステ難・非常用装置などが設置されており、各ムを構築し、負荷構成品に供給される電圧・フライトの前に客室乗務員が動作状況など電流特性などをシミュレーションし、そのの確認を行っている。この確認は Flight データを比較・検討している。 Attendant Panel（FAP）によって行われるが、 FAPは航空機内の固定された場所（一ヵ所） ⑦Development and Experimental Study of an Indirect CO2 Onboard Cooling System に設置されており移動できないため、異常検出時の対応などに時間を要している。（Mr. Johannes Chodura, Institute for Aircraft 本論文では、客室内部の専用回線に無線 Systems Engineering, Hamburg University of でアクセスできる（従来ネットワークを改 Technology）造する必要のない）可搬型端末を導入し、航空機の電気化などによって航空機の空客室内を移動しながら装置の確認ができる調（冷却）能力の増加が課題となっている。ように提案している。可搬型にすることに従来の航空機では客室内の空調システムのよって、客室乗務員が移動しながら装置の冷気によって電気装置の一部（客室娯楽装確認を行うことができ、装置の異常などに置など）を冷却していた。しかし、増加し迅速に対応できることを目的としている。続ける熱量を処理するには単一の空調シス尚、無線を使用することによって、他ネッテムだけでは限界があると考えられる。トワークへの安全性、セキュリティの確保本論文では、客室内空調システムとは別などが必要となるが、これらの課題についにあるギャレーなどの食品を冷却する装置ても比較・検討をおこなっている。を拡張して装置の冷却にも使用することを提言している。ギャレーなどの食品を冷却 4．所感する装置にはドライアイスなどが使用され海外では前述したように将来航空機に求めているが、局所部分の冷却を想定した装置られる技術の研究・開発が積極的に進められであり、必要な場所に分散して配置されてている。本稿で紹介したように、欧州においいる。この分散している冷却装置を集中化ては産官学連携の共同研究等が積極的に行わし、重量増加及び使用空間を抑え、効率をれており、特に大学部門の積極的な参画には向上させることを検討している。また、冷興味深いところがある。今回のASTもハンブ却媒体として有毒性の少ない二酸化炭素ガルグ工科大学が幹事役となり、論文の収集、スを使用することとし、二酸化炭素ガスの会場の手配、参加者のとりまとめ、関連機関冷却特性などについて調査・研究を行ってとの調整など幅広い作業を行っている。さらいる。には、今回の会議だけではなく、他大学が幹 31 工業会活動事役となっているワークショップなども多数日本においては産官学連携の活動実績は少な行われている。こういったことによって、欧く、特に大学が主体となった活動はごく一部州における航空機産業の発展あるいは産業のに限られているのが現状だと思われる。日本裾野拡大が行われているのだと感じられる。の航空機産業のためには、欧州のような活動日本の航空機産業の発展のためには技術開発も当然必要であるが、人材育成、裾野拡大を取り入れることも必要であろうと感じられた。などについても考える必要がある。しかし、〔（一社）日本航空宇宙工業会技術部部長杉田明広〕 32