據(jù)美國航空周刊和空間技術(shù)網(wǎng)站2018年11月10日刊文，盡管與空間系統(tǒng)支出相比，日本在民用航空研究方面的投資不算多，但在支持本國航空航天工業(yè)方面取得了堅實的成果。但航空業(yè)正在發(fā)生變化，日本航空航天局(JAXA)正在研究如何適應這種變化。

日本對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的支持仍在繼續(xù)（例如發(fā)動機研究），但JAXA正密切關(guān)注新興領(lǐng)域，如飛機電氣化、集成仿真、先進材料和人工智能，以及這些技術(shù)如何融合，以開拓新市場。

JAXA鼓勵其研究人員探索新領(lǐng)域，希望這將帶來新技術(shù)。JAXA正在加強數(shù)值模擬、復合材料和推進等方面的基礎(chǔ)研究。JAXA已經(jīng)創(chuàng)建了一個部門，負責包含航空各個方面的系統(tǒng)級研究，JAXA航空創(chuàng)新中心(Aeronautical Innovation Hub Center)正在進行排放等領(lǐng)域的多學科研究。

JAXA的研究如何支持日本工業(yè)界參與國際項目，最明顯的例子就是發(fā)動機市場。以石川島播磨（IHI）和川崎重工(KHI)為首的公司是通用電氣(GE)、普·惠和羅·羅等公司生產(chǎn)的商用渦扇發(fā)動機的風險分擔合作伙伴，他們通常參與低壓系統(tǒng)研制。日本為國際航空發(fā)動機公司（IAE）V2500發(fā)動機提供低壓轉(zhuǎn)子是建立在1970-1980年代在FJR項目下開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)上的。

2015年，JAXA啟動了aFJR項目，以期在高效輕質(zhì)風扇和低壓渦輪技術(shù)方面更進一步。aFJR的目標是提高風扇空氣動力學效率至少1%，并減少發(fā)動機整體重量約10%。該項目將驗證層流風扇、碳纖維空心葉片和輕質(zhì)金屬盤以補償超高涵道發(fā)動機風扇直徑的增加，以及耐熱陶瓷基復合材料(CMC)葉片，以減輕驅(qū)動更大風扇的低壓渦輪重量。

作為aFJR的后續(xù)，JAXA已經(jīng)啟動了En-Core先期項目，以驗證高壓部分的技術(shù)。目標是通過擴大對發(fā)動機核心機的參與，使日本工業(yè)界的市場份額超過目前的6.6%。En-Core將專注于兩種技術(shù):一種是極低氮氧化物(NOx)排放的貧油燃燒室，另一種是高溫、高效、高壓渦輪。

貧油燃燒室將采用CMC內(nèi)襯以增加耐熱性，減少所需冷卻空氣;采用能夠大大增加與燃料混合空氣量的噴嘴，具有防止結(jié)焦的絕緣設計;采用燃燒振動抑制技術(shù)以減輕由貧油預混燃燒引起的不穩(wěn)定燃燒。

高壓渦輪將采用CMC定子葉片以減少冷卻空氣和相關(guān)損失,內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用翼型剖面以獲得更高的冷卻效果降低所需風量,采用減少氣動損失的三維機翼設計以及膜冷卻減少熱冷氣流混合區(qū)的損失。

JAXA還啟動了DANTE項目，以改進設計和分析技術(shù)，為國際聯(lián)合開發(fā)低二氧化碳排放的下一代發(fā)動機做準備。JAXA表示:“我們的目標是展示下一代噴氣發(fā)動機的概念，使燃油效率比最新一代發(fā)動機提高2%。”此外，DANTE還將開發(fā)小核心超高涵道比發(fā)動機的高性能多級高壓壓氣機技術(shù)，目標是在穩(wěn)定的工作范圍內(nèi)達到所要求的氣動性能。該項目還將設計一個進氣口，以有效抑制下一代發(fā)動機較短短艙的噪音。DANTE項目的第三個內(nèi)容是推進碳纖維多尺度分析和CMC失效模擬技術(shù)，開發(fā)用于未來發(fā)動機的復合材料旋轉(zhuǎn)部件設計所需的疲勞壽命預測能力。

JAXA已經(jīng)將目光從燃氣輪機技術(shù)轉(zhuǎn)向飛機電氣化。在2012年至2015年的Feather項目下，該機構(gòu)使用鋰離子電池和1臺4冗余度電動機驅(qū)動的鉆石HK36電動滑翔機進行了試飛。該有人駕駛驗證機可以通過使用螺旋槳和電動機作為再生空氣制動系統(tǒng)（regenerative airbrake system）來控制下降速度。

2019年，在與德國航空航天中心（DLR）的聯(lián)合項目下，JAXA的多路復用電動機系統(tǒng)將在HY4上進行飛行測試。HY4是由DLR所屬的H2Fly公司研發(fā)的氫燃料電動飛機。該聯(lián)合項目旨在演示在真實飛行環(huán)境中自動故障檢測和功率降級使用。

在Feather項目之后，JAXA于2015年啟動了零排放飛機（Emission-Free Aircraft）項目。該項目采用分布式渦輪電推進提高推進效率和邊界層吸入提高空氣動力效率的概念，并增加了一個組合循環(huán)燃料電池/燃氣輪機推進系統(tǒng)，以提高熱效率，實現(xiàn)燃料燃燒減少50%以上。

JAXA零排放飛機項目采用組合循環(huán)燃料電池/燃氣渦輪推進系統(tǒng)可減少排放。

在上述零排放飛行設計中，渦輪電推進系統(tǒng)中的發(fā)電機、電動機和其他電氣部件增加了損失。JAXA的想法是用高效、低排放的發(fā)電機替代渦輪發(fā)電機，這種發(fā)電機將固體氧化物燃料電池(SOFC)和燃氣輪機結(jié)合在一起。渦輪燃燒噴氣燃料以產(chǎn)生SOFC所需的高溫運轉(zhuǎn)溫度，SOFC燃燒氫氣發(fā)電。

從更近期的角度來看，JAXA在2018年7月份與IHI、KHI、斯巴魯、日立、三菱和日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省合作，發(fā)起了“飛機電氣化挑戰(zhàn)”(Eclair)聯(lián)盟。成立該組織有兩個目的，一是開發(fā)電力推進技術(shù)以大幅減少二氧化碳排放，二是刺激航空業(yè)的增長。

Eclair的目標是在短期至中期實現(xiàn)小型飛機電氣化，遠期實現(xiàn)客機電氣化，并計劃在2018-2024年開發(fā)對兩種飛機都至關(guān)重要的技術(shù)。Eclair聯(lián)盟將從實現(xiàn)未來電動飛機的共同愿景開始，以指導技術(shù)開發(fā)。Eclair將于2018年12月舉行一個公眾論壇來推廣該計劃。

日本航空工業(yè)潛在的國際合作另一個領(lǐng)域是超聲速民用運輸。為了這個目標，JAXA已經(jīng)提出了1個36-50人的小型超聲速客機概念。該機巡航速度為1.6馬赫，航程超過3500海里。但業(yè)界希望在此過程中發(fā)展起來的技術(shù)將使工業(yè)界能夠首先開發(fā)超音速噴氣公務機。

日本的超聲速運輸研究領(lǐng)域包括減少超音速運輸機的聲爆、起飛和著陸噪音、阻力和重量。2015年，亞尺度靜音超聲速概念模型在瑞典進行了高空拋放測試，驗證了JAXA的低聲爆設計理念。JAXA將繼續(xù)研究超聲速自然層流機翼以減少阻力，以及可變發(fā)動機噴嘴以減少機場噪音。

JAXA已經(jīng)通過國際合作開展了靜音超聲速飛機研究

日本的超聲速研究為制定民用超聲速飛機機場噪聲和聲爆認證標準的國際努力提供了數(shù)據(jù)。為此，JAXA于2017年與法國的Onera和德國的DLR簽署了一份為期三年的協(xié)議，三方將合作進行聲爆研究。此外，JAXA已經(jīng)與美國國家航空航天局(NASA)合作，Onera也是，而歐洲正與俄羅斯合作。

JAXA的亞聲速研究包括Fquroh項目。在這個項目中，JAXA對起落架和后緣襟翼降噪裝置進行了飛行測試，以減少進近噪聲。Fquroh項目的最后一部分是評估三菱MRJ上的起落架、襟翼和前緣縫翼的聲學處理措施，目前正在等待測試飛機的投入使用，預計將在2020年MRJ獲得認證后可用。

盡管日本是民用直升機的最大市場之一，但軍用直升機在日本航空業(yè)出口中所占比例很大。JAXA支持直升機工業(yè)的研究計劃集中在醫(yī)療運輸、災難響應和海上救援的高速旋翼飛機上。目標概念機是時速500公里的復合式直升機，該機能夠在15分鐘內(nèi)覆蓋100公里(60英里)半徑，或在2小時內(nèi)到達國內(nèi)任何地方。

JAXA開發(fā)高速旋翼機瞄準醫(yī)務運輸和災害應對市場

該設計有一個高前進比單主旋翼，帶翼尖電動涵道螺旋槳的低阻機翼（提供反扭矩），低阻增壓機身和用于高速前飛的推進螺旋槳。JAXA表示，這種結(jié)構(gòu)避免了對高速飛行發(fā)動機動力的過度需求，也避免了共軸轉(zhuǎn)子的復雜性和阻力增加，而且比機翼翼梢推進螺旋槳更安全。這項為期四年的工作將于2018-2022年在縮比模型測試中達到定點。