飛行機をサメ肌に！？塗膜により燃費改善、国際線で検証へ日航など

航空機の表面に微細な溝を付ける塗装をし、空気抵抗を減らして燃費を改善する実験を、日本航空と宇宙航空研究開発機構（JAXA）などが進めている。国内線に続いてこのほど、国際線での実験を開始。この溝はサメの皮膚にヒントを得た「リブレット」構造で、生物の体を模倣してものづくりに役立てる「バイオミメティクス」の一例といえる。燃料消費や二酸化炭素（CO2）排出の削減が目的。リブレットのフィルムを貼る方法が欧州で開発されたのに対し、塗装は耐久性などでメリットが期待できるという。

リブレット施工後のボーイング787-9型機。一見、何も変わらないが…（日本航空提供）

「サメ肌」といわれるように、サメの皮膚には細かい溝があってザラザラしている。この溝は皮膚表面付近の乱流の渦を抑え、流体（水や空気）の摩擦抵抗を低減させる。サメはこの構造のおかげで、エネルギーを節約して速く泳げる。この性質に着目し、真似たものがリブレット構造で、競泳水着などに活用されている。

日航とJAXAは塗料販売大手のオーウエル（大阪市）と共に、航空機が受ける抵抗を減らすため、リブレットを塗装で機体の表面に取り付ける研究を進めてきた。水溶性の型で塗膜に直接リブレット構造を作る方法で、オーウエルとJAXAが特許を持つ。溝は幅が約0.1ミリで、表面摩擦抵抗を約5％低減できる。JAXAの担当者によると、フィルムによるリブレットではフィルムの重さや、耐久性の制約がある。塗膜ならば航空機の重さがほとんど変わらず、大幅な改修が不要。塗料と同じ8～9年の耐久性が見込めるという。

リブレット構造の断面（右上の拡大写真）。機体はJAXAの実験機（JAXA提供）

日航は国内線で使われるボーイング737-800型機で、2022年7月から耐久性を検証した。23年11月からは塗膜の面積を拡大し、燃費に与える効果を調べた。さらにJAXAが、国際線に使用するボーイング787-9型機で効果があるどうかを、風洞試験や数値解析で確認。オーウエルも機体の大型化に対応できる塗膜システムを開発した。これらを受け、787-9型機の胴体の約30％に施工し、長距離飛行による検証に踏み切ることにした。燃費改善効果や耐久性、美観を調べていく。