航空エンジン複合材料市場 サイズと展望 2025-2033

このレポートについてさらに詳しく知るには 無料サンプルをダウンロード

航空エンジン複合材料市場の成長要因

セラミックマトリックス複合材料（CMC）の技術開発

エンジンは航空機の中で最も複雑な部品であり、複雑さの異なる複数の部品で構成されています。最小の部品であっても、設計と材料の微調整​​によってエンジン全体の性能が大幅に向上しています。現代の航空機設計の多くの要素に広く使用されている先進複合材料は、近年のエンジン性能向上の主因となっています。次世代航空機の運航経済性向上に向けて、材料製造とエンジン技術の向上が不可欠です。

最新のセラミックマトリックス複合材料（CMC）は、ターボエンジンへの適用に適していることが示され始めており、性能と排出ガス制御の大幅な改善が期待されています。この革新的取り組みは、大気汚染の最小化と燃費向上を目指す政府の取り組みによって推進されています。その結果、メーカーは信頼性を維持しながらエンジン全体の軽量化を図り、燃料当たりの推力を向上させることに取り組んでいます。

市場の制約

民間航空機の納入台数の減少

プラット・アンド・ホイットニー社のPW1000Gギアード・ターボファンをはじめとする大型民間エンジンの受注は、2020年に27%減少しました。一方、ターボプロップエンジンメーカーのプラット・アンド・ホイットニー・カナダは、2020年に1,650基を納入し、2019年比で30%減少しました。COVID-19の流行は航空サプライチェーンに影響を与えましたが、パンデミック以前からいくつかの問題が蔓延していました。航空エンジンメーカーにとって、サプライヤーの信頼性は、生産を第三者に依存せざるを得なくなった際に大きな問題となりました。デュアルソーシング／マルチソーシングは、サプライチェーンの下流レベルで発生する望ましくない不一致に柔軟に対応できるプログラムを保証する上で、今や重要な要素となっています。

2018年初頭、CFMのサプライチェーンにおける品質問題により、生産は計画より1か月遅れました。主要部品と材料のマルチソース戦略を採用していたにもかかわらず、同社は初回歩留まりとサイクルタイムの維持において特有の困難に直面しました。OEM向けで最も多く生産・納入された航空機であるボーイング737 MAXとエアバスA320neoの納入は、CFMインターナショナル製LEAPエンジンの納入により遅延しました。この遅延には、鍛造および鋳造関連のサプライチェーン問題が大きな役割を果たしました。 CFMインターナショナルによると、A320neo航空機組立ラインへのLeap-1Aエンジンの納入は2019年初頭にようやく完了した。

市場機会

複合材料採用を支える新世代エンジン開発

航空会社は、商業飛行の開始以来、燃費効率が高く総運航費が低い運用エンジンの使用に注力してきた。性能向上と航空機の航続距離の延長のため、エンジンおよび航空機OEMは統合に向けた多大な努力を払っている。現代のエンジンは、耐久性と性能を確保しながら寿命を縮めることのない、高度な材料で作られた科学的な驚異である。最新のCFM LEAPエンジンは、複合材ファンブレード、ケース、プラットフォーム、スペーサーなど、様々な複合部品を使用することで、非複合材設計と比較して大幅な軽量化を実現している。これらのエンジンは現在、COMAC C919、エアバス A320、ボーイング 737 など、多くの航空機モデルに搭載されています。この軽量化により、燃料消費量とエンジン排出量が削減されます。

複合材ファンブレード技術のパイオニアであるGEは、ボーイングの次世代ワイドボディ機777X向けに特別に設計された、同社史上最大のエンジンであるGE9X用の第4世代ブレードを開発しました。このエンジンは、直径11フィートの複合材ファンブレード16枚で構成されています。エンジンの燃焼器とタービンも、軽量で長寿命のセラミックマトリックス複合材料です。これらの開発は、複合材航空エンジン部品の将来的な需要を促進すると予測されています。

アプリケーションインサイト

世界の航空機市場は、民間航空機、軍用航空機、一般航空機の3つに分かれています。民間航空機セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に18.95%のCAGRで成長すると予想されています。ナローボディ機の需要は、民間セクターから業界を牽引する主な要因の一つです。ナローボディ機の需要は、民間セクターから業界を牽引する主な要因の一つです。エアバスは、2020年12月末時点で7,184機の受注残があると報告しており、A220およびA320ceo/neoファミリーのナローボディ機が受注残の88.70%を占めています。同様に、ボーイングの受注残は4,997機で、そのうち4,031機は737 NG/MAXナローボディ機でした。

軍用機は、攻撃、偵察、観測など、様々な作戦に対応できる高精度の機器へと進化しました。軍用ヘリコプターは、兵士の空輸に加え、消防、貨物補給、医療搬送にも使用されています。エンジンと機体システムの性能、耐候性、制御応答性は、技術の進歩によって向上してきました。これらの進歩により、新型航空機は厳しい条件下でも運用できるようになりました。多くの国が、防空能力を強化するために新型戦闘機を製造しています。

コンポーネントの洞察

世界市場は、ファンブレード、ファンケース、ガイドベーン、シュラウド、その他に分類されます。ファンブレードセグメントは最も高い市場シェアを占めており、予測期間中は15.40%のCAGRで成長すると予想されています。炭素繊維複合材は軽量であることから、エンジンブレードの製造に利用されています。複合材ブレードの断面はチタンブレードよりも厚くなっています。炭素繊維複合材ファンブレードの薄いチタンエッジは、鳥の衝突にも耐えられる耐衝撃性を備えています。このブレードには、CFMインターナショナルとアルバニー・エンジニアード・コンポジッツ社が共同開発した3Dウィービング技術が採用されています。同社のLEAPおよびCFM56航空機エンジンには、炭素繊維複合材ブレードが採用されています。 CFMインターナショナルは、2018年にLEAPエンジンの年間納入台数を1,118台に増加させました。COVID-19の流行により、同社は2020年までに年間2,000台を生産するという目標を掲げていましたが、これが納入台数に長期的な影響を与えると予想されています。

ファンケースはファンのケージとして機能し、飛散するブレードの破片の衝撃に耐えるだけでなく、エンジン停止時にも構造的完全性を維持できるように設計されているため、ブレードアウト事故が発生した場合の構造的損傷を防ぎます。そのため、エンジンの中で最もかさばる部品の一つがファンケースです。エンジンメーカーが燃費向上に注力する中で、複合材料は構造的完全性の向上・維持と大幅な軽量化を実現する実用的な方法であることが証明されています。ロールス・ロイスは2020年2月、UltraFan実証エンジンの生産を開始しました。このエンジンは、複合材製のファンブレードとファンボックス設計を採用しており、エンジン1台あたり約700kgの軽量化を実現しています。

複合材料製のガイドベーンは、ベーンの半径方向端から翼の反対側の側面に向かって伸びる少なくとも2つのファスナーフランジを備え、マトリックスに3次元織り込みによって高密度化された繊維強化材が組み込まれています。ファスナーフランジは互いに軸方向にオフセットされています。この特定の用途は、材料と製造プロセスの面で実証されており、エンジンへの曝露が最小限に抑えられているにもかかわらず、潜在的なコストと重量のメリットを享受するには、新しいエンジン設計の導入を待っています。例えば、ロールス・ロイスの排気ガイドベーンは、織りまたは編み込みと化学蒸気浸透を含む高度な繊維処理技術を用いて製造されており、航空エンジン業界におけるCMC技術の最も複雑な応用例となっています。

地域分析

アジア太平洋地域は、世界の航空エンジン複合材市場において最大のシェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）15.70%で成長すると予想されています。 中国の民間航空業界は、ここ数年、アジア太平洋地域で大きな成果と進歩を遂げてきました。中国の主要航空会社は、中国国際航空、中国南方航空、中国東方航空、海南航空です。2020年、中国は米国を抜いて世界最大の航空市場の座を獲得しました。中国民用航空局は、COVID-19パンデミックの影響により、2020年の中国における旅客輸送数は4億2,000万人で、2019年比36.7%減少したと報告しました。2020年第4四半期に国際線が就航したため、2021年には旅客数が大幅に増加すると予測されています。さらに、航空業界の拡大は、中国の航空会社による新型機の需要を押し上げています。

北米市場動向

北米は予測期間中に年平均成長率13.55%で成長し、22億9,247万米ドルの収益を生み出すと予測されています。米国を発着する旅行者数は年々増加しています。運輸統計局によると、2019年に米国および国際航空会社が輸送した定期便の旅客数は10億5,280万人で、前年比3.9%増加しました。 2019年の国際線旅客数は2億4,140万人、国内線旅客数は8億1,140万人で、それぞれ2018年比4.3%、2.4%増加しました。新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックによる国際線の運航停止は、旅客数減少の要因となりました。しかし、2020年第4四半期に国際線が再開されたため、2021年には旅客数が急増すると予想されています。

欧州市場動向

主要な市場プレーヤーによる様々な買収や契約により、欧州市場は予測期間中に大幅な成長が見込まれています。例えば、英国を拠点とするLCCであるイージージェットとエアバスは、イージージェットがA320NEO型機17機の確定発注権を行使できる契約を締結しました。同社は2019年11月にA320NEO型機を12機追加購入し、NEO型機の総受注数は159機（A321neo 30機を含む）に増加しました。追加されるA320NEOS型機の最初の1機は、2023年初頭に納入される予定です。さらに、エンジン設計のパイオニアである英国ロールス・ロイスは、2020年までに次世代エンジンにCMCを広く採用する予定です。

ブラジルは現在、航空セクターの成長を遂げています。ブラジルの主要3航空会社であるLATAM航空、ゴル航空、アズールブラジル航空は、過去数年間で航空旅客数が大幅に増加したと報告しています。ブラジル国立民間航空局（ANAC）のデータによると、2019年の航空機利用者数は1億292万人で、2018年の1億211万人から増加しており、新型コロナウイルス感染症のパンデミック後の2021年からはさらに増加し​​ています。政府は、地域航空への投資拡大など、複数の施策を展開しています。多くの大手航空機メーカーがメキシコに生産・修理施設を構えていることから、メキシコは航空業界にとって製造・MRO拠点として最適な選択肢となっています。サフランとアルバニーは、2018年2月にケレタロにLEAPエンジン用複合部品を製造するための新たな製造施設を開設しました。これらの要因は、予測期間中の市場成長を牽引すると予想されます。

地域別成長の洞察 無料サンプルダウンロード

航空エンジン複合材料市場のトップ競合他社

1. GE Aviation
2. Rolls Royce PLC
3. Safran SA
4. General Dynamics Corporation
5. GKN Aerospace
6. FACC AG
7. Meggitt PLC
8. Hexcel Corporation
9. Solvay SA
10. Albany Engineered Composites Inc

最近の動向

• 2022年10月 GEエアロスペース（米国オハイオ州シンシナティ）は、インドにおける航空エンジンのサプライチェーンが10月に13社に拡大し、GEのプネにある複合一貫製造施設も加わったと発表しました。
• 2022年10月 ホンダ・エアクラフト・カンパニーは、2022年全米ビジネス航空コンベンション＆エキシビション（NBAA-BACE）において、「HondaJet Elite II」を発表しました。これは、性能と快適性において数々の重要な進歩を遂げた、新たにアップグレードされた航空機です。また、自動化技術の導入も発表しました。