貨物機

ヴォルガ・ドニエプル航空のアントノフAn-124 ルスランが積み込みの準備をしている

貨物機[a]は、旅客ではなく貨物の輸送を目的として設計または改造された固定翼航空機である。このような航空機には通常、貨物を積み込むための1つ以上の大きな扉が備えられている。旅客用の設備は取り外されているか、設置されていないが、大型機にはギャレー、トイレ、二段ベッドなど、乗務員のための基本的な快適設備が備えられているのが一般的である。[1]貨物機は、民間の旅客航空会社や貨物航空会社、個人、あるいは各国の政府機関（例えば軍隊）によって運航される。

貨物飛行用に設計された航空機は、通常、従来の旅客機とは異なる特徴を備えています。胴体断面が広くて高いこと、貨物エリアを地面近くに配置できるように翼が高く、整備されていない場所に着陸できるように多数の車輪が付いていること、貨物を航空機に直接積み込んだり降ろしたりできるように尾部が高く取り付けられていることなどです。

2015年までに、専用貨物機は7,000億ATK（有効トンキロ）の積載能力の43%を占め、57%は旅客機の貨物室で運ばれる。また、ボーイング社は2015年に、2035年にはベリー貨物が63%に増加し、特殊貨物は1兆2,000億ATKの37%を占めると予測した。[2]コンサルティング会社カーゴ・ファクトスは、世界の貨物機保有数が2019年から2039年の間に1,782機から2,920機に増加すると予測している。[3]

歴史

1921年に導入されたヴィッカース・ヴァーノンは、軍隊向けの最初の貨物機であった。
アラドAr232は、最初の専用貨物機である。
2014年に大西洋上空を飛行する、アメリカ空軍の ロッキードC-130ハーキュリーズ（典型的な軍用輸送機）
最も重い貨物機、アントノフAn-225 ムリーヤ

航空機は、1911 年という早い時期から航空郵便という形で貨物を運ぶために使われてきました。初期の航空機は主に貨物輸送用に設計されたものではありませんでしたが、1920 年代半ばまでに航空機メーカーは専用の貨物航空機を設計、製造していました。

1920年代初頭の英国では、中東の新しく占領された地域で部族の反乱を鎮圧するために、兵士と物資を迅速に輸送する貨物機の必要性が認識されていました。ヴィッカースヴィミー コマーシャルの開発であるヴィッカース バーノンは、1921年に最初の専用兵員輸送機として英国空軍で就役しました。 1923年2月、これは英国空軍のイラク司令部によって使用され、約500人のシク教徒の兵士をキンガルバンからキルクークまで運ぶ史上初の戦略的な兵員輸送でした。[4] [5]ヴィッカース ビクトリアは、1928年11月から1929年2月にかけてのカブール空輸で重要な役割を果たし、内戦で危険にさらされていたアフガニスタン王族とともに外交官とその扶養家族を避難させました。[6]ビクトリアはまた、インペリアル航空のハンドレページHP.42旅客機の航空路線開拓にも貢献しました。[7]

第二次世界大戦でドイツが設計したアラド Ar 232は、世界初の専用貨物機であった。Ar 232 は、初期のユンカース Ju 52貨物機改造の後継機として計画されたが、製造されたのはごく少数であった。他のほとんどの部隊も貨物機として旅客機の貨物型を使用しており、最も有名なのはダグラス DC-3のC-47 スカイトレイン版で、これは実質的にすべての連合国で運用された。将来の貨物機設計にとって重要な革新の 1 つは、1939 年に発表されたユンカース Ju 90 4 エンジン軍用輸送機の 5 番目と 6 番目の試作機であり、これには後部積載ランプの最も初期の例として知られているものが搭載されていた。この機体は、同時代のほとんどの機体と同様に、着陸時に機体が明らかに後方に傾く尾部引きずり式の着陸装置を使用していた。これらの航空機にはトラポクラッペが導入されました。これは、車両トラックウェイランプの中央に人員用階段を備えた強力なランプ/油圧リフトで、機体後部を空中に持ち上げて簡単に積み込みを可能にしました。[8]同様の後部積載ランプは、前輪ギアを装備した第二次世界大戦後期のアメリカのバッドRB-1コネストーガ双発貨物機にも多少異なる形で登場しました。

戦後のヨーロッパも、現代の航空貨物および航空貨物業界の発展に大きな役割を果たしました。冷戦の真っただ中にあったベルリン大空輸では、ソ連がベルリンと西側との陸路を閉鎖し封鎖した後、西側諸国は航空機を大量に動員して、事実上24時間体制の空の橋で西ベルリンに食料や物資を補給しました。必要な数の航空機を迅速に補給するため、特にダグラス C-47 スカイトレインなどの旧型の航空機が数多く投入されました。運用してみると、これらの旧式の設計では、着陸時に移動が簡単な三輪式着陸装置を搭載したはるかに大型のダグラス C-54 スカイマスターと同じかそれ以上の時間がかかることがわかりました。C-47はすぐに退役し、それ以降、フラットデッキはすべての新しい貨物設計の要件となりました。

戦後数年間、数多くの新型特注貨物機が導入され、その多くは「実験的な」特徴を備えていました。例えば、米国のC-82パケットは取り外し可能な貨物室を備え、C-123プロバイダーは現在では一般的な後部胴体とアップスイープテール形状を採用し、より大型の後部積載ランプを可能にしました。しかし、このクラスが成熟したのはターボプロップエンジンの導入によるものであり、その初期の例の一つであるC-130ハーキュリーズは、21世紀にはロッキード・マーティンC-130Jとして、今でも新しい軍用輸送機の設計基準となっています。長年にわたり、より大型、より小型、より高速な設計が提案されてきましたが、C-130は生産を継続できるペースで改良を続けています。

「戦略」貨物機は、1960年代のロッキードC-5ギャラクシー、そして70年代と80年代のソ連の類似設計機の数々、そして世界最大の航空機であるアントノフAn-225に始まり、独自の重要なクラスとなりました。これらの設計は、主力戦車を含む最も重い荷物を世界的範囲で運ぶ能力を備えています。ボーイング747は当初C-5と同じ仕様で設計されましたが、後に旅客機と貨物機の両方として提供できる設計に改良されました。胴体上部の「突起」により、事故の際に貨物コンテナが前方から滑り落ちても乗員エリアは安全な場所にあります。

エアバスA380が発表された際、メーカーは当初、貨物機バージョンであるA380Fの受注を開始した。これは貨物機としてはAn-225に次ぐ2番目に大きな積載量を備えていた。[9]航空宇宙コンサルタントは、A380Fは747-8Fよりも積載量と航続距離が7%向上するが、輸送コストは高くなると推定している。2020年5月から、ポルトガルのハイフライはA380を使った貨物便のチャーターを開始し、COVID-19の発生に対応して中国から世界各地へ医療物資を輸送している。[10]これにより、ほぼ3つのデッキの間には320 立方メートルの貨物スペースがある。 [11] 2020年11月、エミレーツ航空は機体下部に50トンの貨物を搭載できるA380ミニ貨物機の提供を開始した。[12] [13]

重要性

貨物機は長年にわたって多くの用途に使用されてきましたが、現在、貨物機の重要性についてはあまり語られていません。今日の貨物機は、生鮮食品や物資から完成車や家畜に至るまで、ほとんどすべてのものを運ぶことができます。貨物機が最も多く使用されるようになったのは、AmazonやeBayなどの小売業者を通じたオンラインショッピングの増加によるものです。これらの商品のほとんどは世界中で製造されているため、[14]航空貨物は、A地点からB地点にできるだけ早く輸送するために使用されます。航空貨物は世界貿易額に大きく貢献しており、[15]航空貨物は6兆米ドル以上の商品を輸送し、金額で世界貿易の約35％を占めています。これにより、生産者は商品のコストを抑えることができ、消費者はより多くの商品を購入できるようになり、店舗は商品を棚に残すことができます。  

航空貨物は配送・輸送の面で重要であるだけでなく、雇用創出の面でも非常に重要な産業です。全米の航空貨物会社は25万人以上の従業員を雇用しており、[16]米国の貨物航空会社は2023年8月に26万8,730人の従業員を雇用しており、これは業界全体の34%に相当します。

貨物機の種類

現在保有されている商用貨物機のほぼ全ては、旅客機の派生型または改造型である。しかし、貨物機の開発には他に3つの方法がある。[17]

非貨物航空機の派生型

2009年にトール・アビエーションが改造したボーイング737-300貨物機

多くの機種は、メインデッキの貨物ドアとその制御システムの設置、貨物積載用の床梁のアップグレード、乗客用機器および家具類を新しい内張り、天井、照明、床、排水溝、煙探知器に交換することで、旅客機から貨物機に改造できる。エアバスやボーイングに匹敵する専門のエンジニアリングチームにより、航空機の寿命がさらに15～20年延びる。Aeronautical Engineers Incは、ボーイング737-300 /400/800、マクドネル・ダグラスMD-80、ボンバルディアCRJ200を改造する。イスラエル航空宇宙産業のBedek Aviationは737-300/400/700/800を約90日、767-200 /300を約4か月、747-400を5か月で改造しており、ボーイング777、エアバスA330、A321も検討している。[18]オンタリオ州ノースベイにあるボヤージャー・アビエーションは、DHC-8-100をDHC-8-100パッケージ貨物機に改造しました。[19]

A300B4 -200Fの改造には 1996 年に 500 万ドル、A300 -600F は 2001 年に 800 万ドル、マクドネル・ダグラス MD-11 F は 1994 年に 900 万ドル、B767 -300ERF は 2007 年に 1,300 万ドル、ボーイング 747-400 PSF は 2006 年に 2,200 万ドル、A330 -300 P2F は 2016 年に 2,000 万ドル、ボーイング 777 -200ER BCF は 2017 年に 4,000 万ドルと見積もられています。LCF Conversions は、メインデッキドアの設置を避け、デッキ間の軽量エレベーターを使用することで、A330/ A340または B777 を 650 万ドルから 750 万ドルで改造したいと考えています。[20] 2000年代半ばには、旅客機747-400のコストは2500万ドルの改造前は3000万～5000万ドル、ボーイング757は改造前は1500万ドルだったが、2018年には1000万ドル以下に下がり、737クラシックは500万ドルだったが、 2018年にはボーイング737-400では200万～300万ドルに下がった。[21]

派生型貨物機は開発費の大部分が既に償却済みであり、生産までのリードタイムは新型機全体よりも短い。改造貨物機は古い技術を使用しているため、直接的な運航コストは現在の技術で達成できるコストよりも高い。航空貨物専用に設計されていないため、積み下ろしが最適化されておらず、機体に必要以上に加圧されていたり、乗客の安全のために不要な装置が取り付けられている場合がある。

専用民間貨物機

専用商業航空貨物機とは、旅客や軍事上の要件による制約を受けず、最初から貨物機として設計された航空機です。長年にわたり、このような航空機の費用対効果については論争があり、一部の貨物航空会社は、このような航空機を保有すれば安定的に利益を上げることができると主張していました。この意見の相違を解決するため、アメリカ航空宇宙局（NASA）は、ダグラス・エアクラフト社とロッキード・ジョージア社の2社を選定し、1990年までにこのような貨物機の製造可能性を独自に評価させました。これは、貨物／ロジスティクス航空輸送システム研究（CLASS）の一環として行われました。同等の積載量の場合、専用貨物機は他の貨物機と比較して、輸送コストを20%、機体価格を15%削減できると言われています。しかし、これらの結果は、燃料費や人件費、そして特に航空貨物サービスの需要増加に関する想定に大きく左右されます。さらに、将来の派生型航空貨物機の資本コストの低下によってもたらされる競争状況も無視されています。

専用航空貨物機の主な利点は、航空貨物需要に合わせて特別に設計できることです。これにより、そのミッションに最適な積み下ろし方法、床面、胴体形状、与圧装置が提供されます。さらに、NASAのACEE（航空宇宙工学）の成果を最大限に活用できるため、運航コストと燃料消費量を大幅に削減できる可能性があります。このような高い諸経費は、航空機の価格と直接的な運航コスト（減価償却費と保険料のため）を引き上げ、投資家の財務リスクを高めます。特に、ユニットあたりの開発コストがはるかに低く、コスト削減技術の一部が組み込まれている派生型機との競合となるため、そのリスクはさらに高まります。

民軍共同貨物機

共同開発の利点の一つは、開発費を民間部門と軍部門で分担し、航空会社が購入し緊急時に軍が利用できる民間予備機の数だけ、軍が必要とする航空機の数を削減できることです。一方で、共同開発に伴う制約、民間機と軍機双方が受ける不利益、そして両者の妥協を正当化する組織構造を見つけることの難しさなど、いくつかの欠点も考えられます。軍用機に適した機能の一部は、民間貨物機には適さないため、却下せざるを得なくなります。さらに、各航空機は、個別に設計した場合には搭載できない重量を担うことになります。この追加重量は、民間版のペイロードと収益性を低下させます。これは、取得時の譲渡金、または運航違約金の支払いによって補償される可能性があります。最も重要なのは、民間版の市場が十分に確保されるか、旅客機の派生型と価格競争力があるかどうかが不透明であることです。

無人貨物機

2012年に無人機PAC P-750 XSTOLを飛行する中国科学院
2011年のパリ航空ショーで公開されたボーイング747の開いた貨物ドアの先端

迅速な配送需要と電子商取引の成長が2020年のUAV貨物機の開発を刺激する： [22]

カリフォルニア州カーピンテリア発 - 新興企業ドーサル・エアクラフトは、軽量のISO規格コンテナを無人貨物機の構造に組み込むことを目指している。この貨物機では、主翼、エンジン、尾翼が胴体後部に取り付けられている。長さ1.5～15.2メートル（5～50フィート）のアルミ製コンテナを連結して飛行貨物を運ぶことで、海外航空貨物コストを60%削減することを目指している。同社は、旅客機から貨物機への改造で豊富な経験を持つサンディエゴのワグナー・エアロノーティカルの協力を得て、 C-130 Hを改造する計画だ。[23]

北京に拠点を置く北京航空航天科技（Beihang UAS Technology）は、貨物輸送用の高高度長距離無人航空機BZK-005を開発しました。この無人航空機は、高度5,000メートル（16,000フィート）で1.2トン（2,600ポンド）の貨物を1,200キロメートル（650海里）以上輸送することができます。ガルーダ・インドネシア航空は、2019年9月から3機の無人航空機の試験飛行を開始し、第4四半期に運用開始する予定です。ガルーダは、マルク、パプア、スラウェシの限られた空港と遠隔地を結ぶため、最大100機の貨物無人航空機の導入を計画しています。[24]

例

初期の航空郵便および航空輸送物流航空機

イギリス空軍によって撮影されたこのアブロ・ヨーク貨物機は、後にウィンストン・チャーチルによって使用された。

改造された旅客機

  1. ^ 貨物航空機、輸送機、貨物機、航空輸送機、または貨物飛行機とも呼ばれます。
  2. ^ abcdef 変換

特大輸送

軽飛行機

軍用貨物機

実験的な貨物航空機

比較

貨物機の能力の比較
航空機容積
（m 3）		ペイロードクルーズ範囲使用法
エアバス A400M27037,000 kg (82,000 ポンド)時速780キロメートル（420ノット）6,390 km (3,450 nmi)軍隊
エアバス A300 -600F391.448,000 kg (106,000 ポンド)–7,400 km (4,000 nmi)コマーシャル
エアバス A330 -200F47570,000 kg (154,000 ポンド)時速871キロメートル（470ノット）7,400 km (4,000 nmi)コマーシャル
エアバスA380 [28]34268,000 kg (150,000 ポンド)時速871キロメートル（470ノット）14,800 km (8,000 nmi)コマーシャル
エアバス・ベルーガ121047,000 kg (104,000 ポンド)–4,632 km (2,500 nmi)コマーシャル
エアバス ベルーガXL261553,000 kg (117,000 ポンド)737 km/h (398 ノット)4,074 km (2,200 nmi)コマーシャル
アントノフ An-1241028150,000 kg (331,000 ポンド)時速800キロメートル（430ノット）5,400 km (2,900 nmi)両方
アントノフ An-2263980,000 kg (176,000 ポンド)時速740キロメートル（400ノット）10,950 km (5,910 nmi)両方
アントノフ An-2251300250,000 kg (551,000 ポンド)時速800キロメートル（430ノット）15,400 km (8,316 nmi)コマーシャル
ボーイングC-1759277,519 kg (170,900 ポンド)時速830キロメートル（450ノット）4,482 km (2,420 nmi)軍隊
ボーイング737-700C107.618,200 kg (40,000 ポンド)931 km/h (503 ノット)5,330 km (2,880 nmi)コマーシャル
ボーイング757 -200F23939,780 kg (87,700 ポンド)955 km/h (516 kn)5,834 km (3,150 nmi)コマーシャル
ボーイング747-8F854.5134,200 kg (295,900 ポンド)時速908キロメートル（490ノット）8,288 km (4,475 nmi)コマーシャル
ボーイング747 LCF184083,325 kg (183,700 ポンド)時速878キロメートル（474ノット）7,800 km (4,200 nmi)コマーシャル
ボーイング767 -300F438.252,700 kg (116,200 ポンド)850 km/h (460 kn)6,025 km (3,225 nmi)コマーシャル
ボーイング777F653103,000 kg (227,000 ポンド)時速896キロメートル（484ノット）9,070 km (4,900 nmi)コマーシャル
ボンバルディア ダッシュ 8 -100394,700 kg (10,400 ポンド)491 km/h (265 ノット)2,039 km (1,100 nmi)コマーシャル
HESAシムール496,000 kg (13,200 ポンド)533 km/h (288 ノット)3900 km (2105 nmi)商業\軍事
ロッキードC-5880122,470 kg (270,000 ポンド)時速830キロメートル（450ノット）4,440 km (2,400 nmi)軍隊
ロッキード・マーティン C-130J17018,700 kg (41,200 ポンド)644 km/h (348 ノット)3,300 km (1,800 nmi)軍隊
ダグラス DC-10 -3077,000 kg (170,000 ポンド)時速908キロメートル（490ノット）5,790 km (3,127 nmi)コマーシャル
マクドネル・ダグラス MD-1144091,670 kg (202,100 ポンド)945 km/h (510 kn)7,320 km (3,950 nmi)コマーシャル
エアバスA350F695111,000 kg (245,000 ポンド)時速903キロメートル（488ノット）8,700 km (4,700 nmi)コマーシャル
エアバス・カーサ C295-W579,250 kg (20,390 ポンド)482 km/h (260 ノット)1,277 km (690 nmi)軍隊

参照

参考文献

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  6. ^ アンドリュースとモーガン 1988年、158～159頁。
  7. ^ アンドリュースとモーガン 1988年、157ページ。
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