日本が航空機製造業界への国内企業のさらなる参入を推進 (Japan To Widen Aircraft-Making Capabilities)

Credit: METI

日本政府は、航空機の生産において日本が従来担ってきた役割の拡大を目指し、電動航空機と高レート複合材の製造に関して国内企業とボーイング間で航空機生産技術の提携を推進している。

経済産業省は明らかな短期的な機会を推進するのではなく、ボーイングが早い段階で関心を示したプロジェクトに注目し、実際に作動させ、電動化技術の活用における2つの取り組みに資金を提供する。

ボーイングと日本企業は、1月に調印された米国製造メーカーと経済産業省との合意の下で可能性を模索している。同省はまた、エアバスと協力し、日本企業が航空機製造に今以上に貢献できる機会を創出しようとしている。

日本の産業は何十年もの間、航空機体とエンジン部品の製造において強い存在感を示してきた、と同省の航空機武器宇宙産業課長である畑田浩之氏は述べている。しかし、低コストの大量生産ができる、搭載システムを手掛ける主要な外国製造メーカーに対抗するのはこれまで困難だった。

航空機技術の将来的な見通しが変化する中、他国企業に不利な分野で日本が活躍できるチャンスが巡ってきている。もし新しい技術が主流となり、製造や機体設計が大きく変わることがあれば、現在製造を行っているメーカーは今までの多くの利点を失うことになるが、

航空機への新しい電気技術の適用は、そのようなチャンスの1つとして見られており、1月に経済産業省がボーイングと締結した協定の中で、高レートで低コストの複合材料の製造と自動化とともに付け加えられた。

航空機の製造とほとんど関係のない企業を一部含む日本企業は、バッテリーと高密度モーターの技術を提供する、と畑田氏は言う。7月に経済産業省とボーイングによって開催された「電動航空機ワークショップ」の後、同省は次世代電動化航空機の研究開発に約7億円(640万ドル)を投資した。

このプロジェクトの1つとして、GSユアサは自社のバッテリー技術を航空機に使用する予定だ。また、九州大学と産業技術総合研究所(産総研)の研究グループは、超伝導に焦点を当てた開発を行う。

その他村田製作所、東芝、積水化学などの企業は、航空機に活用できるバッテリー技術を持っている。畑田氏によると、モーターを開発する提携企業のうち1社は 多摩川精機だという。その他には、シンフォニアテクノロジーと名古屋大学、また、産総研、フジクラ、富士電機、東芝インフラシステムズ のパートナーシップが挙げられる。

同省は、将来必要性の高い技術を持った航空宇宙分野以外の企業をボーイングと連携させ、政府の資金と補助金を援助するつもりだ。同省の観点から畑田氏は、関心の高い技術には、ボーイングによる支援が行われると述べた。そうすることで、プロジェクトに確かな見通しができ、資金の配分を検討する政府関係者に保険を与えることができる。

電動化航空機の開発においてはこのまま企業間連携が進むが、現段階では実用化は当分先になるだろうと見られている。航空機にさらに優れた電気技術が適用される日はそう遠くはない、と畑田氏は述べている。

また、複合材料をより迅速・低コストで製造する技術の適用も近い将来行われると見られており、これにより生産速度が速まり、コスト削減が実現できる。東レ、金沢大学、東北大学は、特に熱可塑性材料と従来の熱硬化性樹脂を組み合わせた部品の製造に取り組んでいる(加熱により熱可塑性プラスチックが柔らかくなり、熱硬化性樹脂が硬化する)。

ボーイングとの契約に織り込まれるもう一つの技術分野は、航空機生産における自動化の推進であり、これは生産率の向上に大きく役立つ。日本はすでにロボット工学で高い実績があり、これは財政支援というよりも国が奨励する分野である、と畑田氏は話す。したがって、今まで培ったこの豊富なノウハウをどうやって航空機製造に活用していくかが今後の大きな焦点となる。

経済産業省は、2017年にエアバスと、2019年6月にフランス・パリエアショーでサフランと協力し、人工知能、IoT(モノのインターネット)、および電動化航空機などでも同様の協定を結んだ。サフラン社とはエンジン技術を中心に協力を行い、エアバスとは複合材料の分野において協力を行う予定だ。

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The Japanese government is promoting technological cooperation between local industry and Boeing in aircraft electrification and high-rate composites manufacturing, aiming at expanding the country’s traditionally limited roles in aircraft manufacturing.

Noting projects in which Boeing has taken an early interest, the Ministry of Economy, Trade and Industry is helping to fund two proposals in the application of electric technology, with actuation rather than propulsion the obvious near-term opportunity.

Boeing and Japanese companies are exploring possibilities under an agreement between the U.S. manufacturer and the ministry signed in January. The ministry is also working with Airbus in looking for ways in which Japan’s technologies can be used to deepen its involvement in making aircraft.

Japanese industry has for decades had a strong presence in making aircraft structures and engine parts, noted the director of the ministry’s aerospace and defense industry division, Hiroyuki Hatada. But it has been largely unable to challenge foreign makers of onboard systems, companies that have entrenched positions and enjoy the low costs of high volumes.

Now prospective changes in aircraft technology are presenting Japan with opportunities to reach into areas of the industry where everyone is going back to square one or close to it. If a new technology largely displaces an old one and prompts major changes in manufacturing or system design, incumbent manufacturers lose many of their advantages.

Application of new electric technology to aircraft is seen as one such opportunity. It was listed alongside high-rate, low-cost composites manufacturing and automation in the agreement that the ministry signed with Boeing in January.

Japanese companies, including some that have had little to do with aircraft manufacturing, have technological offerings in batteries and high-density motors, Hatada said. Following meetings between companies and Boeing in July, the ministry has granted about ¥700 million ($6.4 million) for research and development in electrification.

In one such project, GS Yuasa will work on aeronautical applications of its battery technology. Another, by a consortium of Kyushu University and the ministry’s own National Institute for Advanced Industrial Science and Technology (AIST), will focus on superconductivity.

Other companies, such as Murata Manufacturing, Toshiba and Sekisui Chemical, have battery technology that could be applied to aircraft. For motors, one would be Tamagawa Seiki, Hatada said. Others are two partnerships: one of Sinfonia Technology and Nagoya University; and another of AIST, Fujikura, Fuji Electric and Toshiba Infrastructure.

The ministry is introducing Boeing to nonaerospace suppliers with promising technology and can grant government funding and subsidies. From the ministry’s point of view, Hatada said, Boeing helps when it shows an interest in a technology. By doing so, it indicates that a project has solid prospects, reassuring government officials as they consider how to allocate funds.

Electrification could extend to propulsion, though for commercial aircraft that prospect is obviously decades away. Application of better electric technology to actuation in aircraft systems is a nearer possibility, Hatada said.

Also close is the use of new techniques for making composites more quickly and more cheaply; low costs can follow from fast production rates. Toray, Kanazawa and Tohoku University are working on this, specifically in making parts that combine thermoplastic materials with traditional thermosets. (When heated, thermoplastics soften and thermosets harden.)

A third area of technology in the Boeing agreement is greater automation in aircraft manufacturing, with obvious value to increasing production rates. This is more an area for the ministry’s encouragement rather than financial support, said Hatada, since Japan already has well-established capabilities in robotics. So the issue is applying this know-how to making aircraft.

The ministry made a similar agreement on cooperation with Airbus in 2017 and with Safran at the Paris Air Show in June 2019, in both cases covering artificial intelligence, the internet of things, and aviation electrification. Work with Safran also focuses on engine technology, while composites work is to be done with Airbus.