ＧＥが主導するＣＭＣ革命

　2020年にも導入が予定されている、ボーイング社製の次世代型航空機B777Xに搭載される航空機エンジン「GE9X」は、米ゼネラル・エレクトリック（GE）の歴代エンジンのなかでも推力あたりの燃費効率が最も高く、現行モデルに比べ燃料消費を大幅に削減できる。

　具体的には、燃費効率が現行のB777-300ER型機に搭載されているGE90-115Bよりも10％改善されており、2020年に運航するどんなワイドボディ機よりも5％上回る設計になっている。

　この燃費効率を向上させるために、GE9XにはGEが誇る様々なテクノロジーを応用している。そのなかのひとつに挙げられるのがCMC（セラミック基複合材料。CMCは、金属合金の3分の1という軽量でありながら、強さはその2倍。そして、航空機エンジンの燃焼温度である1500°Cでも燃えないという耐熱性を備えていることから、航空業界では「夢の素材」とも呼ばれている。

　CMCは、炭化ケイ素マトリックスに炭化ケイ素連続繊維を組み合わせて出来ている。GEアビエーションは、そのCMCをエンジンの高温部である、高圧タービン部に位置する18枚の第一段シュラウドをはじめ、第一段および第二段ノズルや燃焼器ライナーの内側と外側にも採用する予定。「これにより、2％の燃費効率アップにつながる」と話すのはGEアビエーション副社長のサンジェイ・コレア氏。


　GEアビエーションと仏サフラン・グループの合弁企業であるCFMインターナショナルの最新型エンジンLEAPは、すでに高圧タービンの第一段シュラウド部分にCMCを搭載。LEAPが搭載された航空機A320neoは、トルコのペガサス航空によって運航されているほか、マレーシアの格安航空会社、エア・アジアへの納入も完了している。

　来年にはLEAPを搭載したB737MAXも運航が開始される予定で、今後1万500台を超えるLEAPエンジンが世界の空を飛ぶことが想定される。また、GEアビエーションはすでに700台以上のGE9Xを受注しています。

　夢の新素材、CMCの活躍場所は航空機エンジン以外へも広がろうとしている。GEパワーは、いま開発を進めている新型ガスタービンなどでCMCを適用する可能性について模索。これが実現されれば、エネルギー分野での燃料効率の向上にも大きな貢献につながる。増大するCMCの需要に応えるためには、さらなる生産能力が不可欠。


　2016年6月、GEは米国アラバマ州のハンツビルにCMCの製造工場を建設すべく鍬入れ式を行った。ここには2つの工場を建設する予定で、ひとつはCMCの素材である炭化ケイ素連続繊維の生産を行い、もうひとつの工場では、この素材に独自コーティングを施しそれらをマトリックス状にするためのCMCテープを製造する。2019年には、両工場のフル稼働体制が整う予定。

　炭化ケイ素連続繊維（SiC）は、日本カーボンの研究者による長年にわたる開発努力によって生み出された賜物で、現在、商業用として量産できるのは、富山県に拠点を持つNGSアドバンスト・ファイバーのみ。

　NGSは、日本カーボン（N）、GE（G）、そしてサフラン（S）の略称で、3社の出資のもと、炭化ケイ素連続繊維の生産体制を整えるために、2012年に設立された。これまでは年間1トン体制で生産してきたが、第二工場の稼働により年間10トンの生産が可能になる。

　第二工場は、来年後半から、炭化ケイ素連続繊維の本格的な量産体制をスタートさせる計画で、2019年の4月にも稼働がスタートする米国ハンツビルの工場と合わせて、合計20トンの生産体制を整える見通しだ。

＜出典＞
GE Reports Japan