eVTOL（Electric Vertical Take-off and Landing）とは、電気を動力源に、垂直に離着陸できる乗り物です。2025年頃に実用化がスタートすることが予想されており、「空飛ぶクルマ」のイメージを実現するイノベーションとして期待されています。
本記事では、eVTOLの仕組みや現状の課題に加え、主要メーカーの最新動向を紹介します。前半でeVTOLの特徴と主な機体メーカー、現状の課題を紹介した後、キープレイヤーであるデンソーとハネウェルの最新動向を紹介します。
※脱トヨタに向けて電動化を急速に進めるデンソーの戦略については以下の記事で解説しています。
この記事の内容
従来のヘリコプターとeVTOLの違い（ヘリコプターの写真はWikipediaより、eVTOLの写真はLilium社の投資家向けプレゼン資料より）
eVTOLの特徴を理解するため、従来のヘリコプターとの違いを上図に整理しました。一番大きな違いは、機体を飛行させるためのローター（回転翼）の部分です。
ヘリコプターは大型のメインローターが回転し、機体を上昇させる力（揚力）を生み出します。また、後部に設置された小型のテールローターにより、機体の方向を調節します。これらのローターの動力として、一般的に「ターボシャフトエンジン」と呼ばれる燃料エンジンが使われています。
一方 eVTOLは、多数の小型のローターが左右の翼に設置されています。ローターの配置や数はメーカーによって異なりますが、図に示した「Lilium社」の eVTOLでは、前後の翼に合計30〜40程度のローターが設置されています。Liliumは後述する「株式会社デンソー」の電動モーターを採用しており、eVTOLの実用化において日本企業も重要な役割を果たしています。
主なeVTOL機体メーカーの一覧
続いて、eVTOLの機体を開発するメーカーを上の表に整理しました。いずれも設立15年以内のスタートアップですが、多くがすでに上場しています。非常に成長スピードの速い分野であることがわかります。
実用化に向けた動きとして、例えば以下が報じられています。
各社が軍事・物流・旅客など様々な分野で受注を獲得しており、実用化が着実に進んでいます。
日本ではスタートアップのSkyDriveがeVTOLの機体を開発しており、2023年4月のリリースで大豊産業からのプレオーダー契約締結を発表しています。また、大手企業ではホンダもeVTOL開発を進めており、今後ますます競争が激しくなりそうです。
上記のようにeVTOLの市場は急速に拡大しています。その背景にあるeVTOLのメリットとして、以下があげられます。
一方、以下の課題も存在します。
最大の技術的課題である「ローターの軽量化」は日本企業のデンソーがリードしています。また、米国のハネウェルはさらに一歩先を見据え、eVTOLを「誰でも使える空飛ぶクルマ」にする技術を開発しています。次項で詳しく解説します。
電動モーターの内部構造の例（デンソーの特許出願 WO2023048269A1 の図に追記して作成）
デンソーは自動車部品の日本最大手ですが、ハネウェルと提携してeVTOL向けの電動モーター開発にも力を入れています。2022年5月のリリースによると、デンソーが新規開発した電動モーターは前項で登場した「Lilium」のeVTOLに採用されています。
デンソーのHPによると、eVTOL用モーターのポイントとして以下が記載されています。
具体的なモーターの構造については、デンソーの特許出願 WO2023048269A1 に詳しく書かれています（上図参照）。円盤状の薄い構造になっており、厚み方向のサイズを減らし、軽量化しています。また、発熱するコイルを外側に配置しており、熱が内部にこもるのを防いで冷却効率を高めています。
また、デンソーはモーターの電気制御に使うパワー半導体も自社で開発し、軽量化と冷却効率の改善を進めています。モーターの周辺部まで自社でつくり込んでおり、開発の本気度が伝わってきます。
※パワー半導体のトップメーカーについては以下の記事で比較分析しています。
【詳説】次世代SiC（シリコンカーバイド）パワー半導体メーカー比較分析 ～電気自動車（EV）市場拡大に向けた技術・特許戦略とは？
ハネウェルのAnthemを使った操作のイメージ（同社の投資家向けプレゼン資料の図に赤字部を追記して作成）
ハネウェルは多業種の事業をてがける巨大企業（コングロマリット）で、「航空宇宙事業」の一環としてeVTOL関連の製品を販売しています。
代表的な製品が「Anthem（アンセム）」と呼ばれるシステムで、パイロットによるeVTOLの操縦や、運航計画の管理をサポートします。パイロットはコックピットでAnthemを利用し、上図のようにタッチパネルを使って手軽に操作できます。
飛行ルートの表示など、ガイドとなる情報がパネルに表示されるので、直感的に操作できます。ハネウェルの資料によると、パイロットの訓練時間を以前の1/10に削減することができるようです。
つまり、ハネウェルは「少し訓練すれば誰でも空飛ぶクルマ・eVTOLを運転できる世界」を実現する技術を開発しています。航空機の「民主化」をリードする企業と言えます。前項で登場した「Lilium」や「Vertical Aerospace」もハネウェルのシステムを採用しており、ハネウェルはeVTOL市場のキープレイヤーとして活躍しそうです。
以上、eVTOLについて、多数の小型ローターを使う設計的な特徴と、実用化の状況と課題に加え、モーターの進化をリードするデンソーや、誰でも運転できるシステムを開発するハネウェルの技術を解説しました。
機体メーカーが各国で立ち上がり、予約注文を獲得しており、数年後には一気にeVTOLの実用化が進みそうです。旅客・物流など航空ビジネスのあらゆる分野をeVTOLが変革することが予想されるので、今後の展開が楽しみです。
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畑田康司
TechnoProducer株式会社シニアリサーチャー
大阪大学大学院工学研究科 招へい教員
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