民間航空宇宙産業は、事業展開において最も困難かつ複雑な産業の一つです。今日の民間航空機メーカーや運航会社は、長期的なビジネスの成功を収めるために、経済的、技術的、安全面、環境面における多様な要求の複雑な組み合わせに対応しなければなりません。
航空機構造品は、この複雑さの重要な要素です。航空機構造品は、厳格な構造要件を満たすだけでなく、コスト、製造性、耐久性、耐環境性に関する目標も達成しなければなりません。また、内装部品については、厳しい難燃性および発熱量の規制も満たす必要があります。
Nomex® Kevlar® 軽量ハニカムコアを採用したサンドイッチ構造の航空機用構造材は、数十年にわたり業界で定着しています。下図に示すように、これらの構造材は、負荷の少ない内装部品から高負荷が求められる外装構造に至るまで、航空機全体に広く採用されています。こうした部品は、必要な機械的性能を可能な限り軽量な状態で実現する、構造効率において最も優れたものとして知られています。
軽量化のメリット
軽量化には多くの利点があります。最も明らかなのは燃費効率の向上です。機体が軽ければ、飛行を維持するために必要な推力が少なくて済み、その結果、次のような利点があります：
- 燃料消費量とコストの削減
- 積載量の増加
- 航続距離の延長
軽量化によるもう一つのメリットは、持続可能性です。世界の航空宇宙産業は、全CO₂排出量の約2%を占めています（www.iea.org/reports/aviation）。航空業界の環境負荷を低減することは、より持続可能な産業を実現するための鍵となります。
燃料消費量の削減は、運用時の排出量の削減につながります。航空機のライフサイクル全体で排出されるCO₂の99%以上が運航中に発生するため、軽量化は航空機のカーボンフットプリントを削減するための最も即効性があり、実現しやすい手段の一つであり、20～30年にわたる運用期間を通じて多大なメリットをもたらします。
これらのメリットは、燃料を動力源とする航空機だけに限ったものではありません。新しい電気式先進航空モビリティ（AAM）やeVTOL機も同様に恩恵を受けています。バッテリーのエネルギー密度は液体炭化水素に比べて1桁以上低いため、航続距離や積載量（乗客数や貨物量）が大幅に制限されることから、AAMにおいては軽量化がさらに重要であると主張することもできます。 AAMのビジネスケースにおいて、1ポンドの軽量化も貴重な価値を持つ。
Kevlar® 1ミル紙
さらなる軽量化のニーズに応えるため、Arclin 、航空機の客室内装用サンドイッチ構造（特に民間航空機およびAAM）向けに、超Kevlar® 紙製品をArclin 。航空機の重量の約15％を客室内装が占めていることから、内装部品の軽量化は、燃料消費量の削減に直接寄与するだけでなく、運用コストの低減、カーボンフットプリントの削減、航続距離や積載量の向上にもつながります。
最先端の複合材料を採用する場合、その材料がライフサイクルの初期段階にあり、生産量が少ないため、多額のコストがかかることがよくあります。しかし、Arclin Kevlar® 1ミル紙は、他のN636グレードと同様、既存の商業施設で生産されています。重要な点として、部品の製造プロセスに大幅な変更を加える必要はありません。
超軽量5kgサイドウォール・デモ機
Arclin ドイツのComposites Technology Center GmbH（CTC、エアバス傘下）および世界的な航空宇宙用ハニカムメーカーであるEuro-Compositesとの最近の共同プロジェクトは、Kevlar® 1ミル紙の利点を実証しています。
このプロジェクトの主な目的は、一般的な双通路型航空機の側壁パネルの総重量を削減することでした。側壁パネルは通常、ハニカムコアを中材とし、両面にフェノール樹脂・ガラス繊維プリプレグを積層し、外装面には装飾用フィルムを貼り付けた構造となっています。
こうした大幅な軽量化に加え、製造工程に変更がないため、製造現場での導入コストが削減されるだけでなく、部材の準備に伴う人件費も大幅に削減されます。Kevlar® 1ミル紙を使用した実物大のサイドウォール部材では、ハニカムパターンの裏写りが大幅に低減されるため、装飾用フォイルを貼付する前の手作業による表面処理を最小限に抑えることができます。