JP2003034300A - 航法支援装置 - Google Patents

航法支援装置

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JP2003034300A
JP2003034300A JP2001220190A JP2001220190A JP2003034300A JP 2003034300 A JP2003034300 A JP 2003034300A JP 2001220190 A JP2001220190 A JP 2001220190A JP 2001220190 A JP2001220190 A JP 2001220190A JP 2003034300 A JP2003034300 A JP 2003034300A
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JP
Japan
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flight
aircraft
emission amount
cost
environmental
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JP2001220190A
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English (en)
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Yuichi Shinagawa
祐一 品川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】環境に与える影響の少ない航空輸送を行なえる
航法支援装置を提供する。 【解決手段】モード指定部1aにおいて、環境への影響
を少なくするための環境飛行モードを指定できるように
した。環境飛行モードが指定されると(ステップS
1)、主として航空機の搭乗員の人件費に関係する時間
コストに0が設定され(ステップS2)、この条件のも
とで環境を優先する飛行支援処理が開始される(ステッ
プS3)。この処理では、時間コスト=0の条件のもと
で最も経済的に飛行できる速度、すなわち燃料コストが
最低となる速度を最適飛行速度として算出する(ステッ
プS4)。また航空機の速度の関数であるエミッション
量を算出し、これを地上局に通知するようにした(ステ
ップS5)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機の飛行プロ
ファイルを決定する航法支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年になり開発が進んでいるFMS(Fl
ight Management System)と称する航法支援装置によれ
ば、航空機の飛行経路や飛行速度などを自動的に算出す
ることが可能になってきている。FMSを用いれば、天
候、風速、エンジンの性能や燃料の搭載量などの要素を
加味し、与えられた条件のもとで最適な飛行プロファイ
ルをリアルタイムに算出することができる。
【0003】この種の航法支援装置には、例えば目的地
への到着時刻を条件として飛行プロファイルを算出する
モード(時間飛行モード)や、航空機の飛行にかかる費
用(人件費や燃料コストなど)を最小にする飛行プロフ
ァイルを算出するモード(経済飛行モード)などの動作
モードがある。
【0004】ところで、地球環境保全への関心が高まる
今日において、環境対策は航空輸送における主要課題の
一つとなってきている。ICAO(International Civi
l Aviation Organization)などの国際機関からも環境
面への配慮が要請され、航空機の運用者は環境への意識
をますます高めることが必要となっている。
【0005】しかしながら従来の航法支援装置は、(時
間モード)や(経済飛行モード)など、特に時間や運航
コストに配慮した飛行プロファイルを算出する機能を備
えているものの、環境面への影響を少なくするという条
件を盛り込んで飛行プロファイルを算出するという機能
を備えていない。先に述べたように、航空機においても
環境への配慮を要求される今日の趨勢にあっては、何ら
かの対策が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、到
着時刻、または運航コストを重視する飛行プロファイル
を算出し得る航法支援装置は従来から知られていたが、
環境への配慮を加味した飛行プロファイルを算出可能な
航法支援装置は未だ知られていない。このためこれから
の時代の航空輸送にあっては何らかの対処が望まれてい
る。本発明は上記事情によりなされたもので、その目的
は、環境に与える影響の少ない航空輸送を行なえる航法
支援装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかる航法支援装置は、航空機が飛行するに
際して地球環境への影響を低減することを優先する環境
飛行モードを指定するための環境飛行モード指定手段
と、この環境飛行モード指定手段において前記環境飛行
モードが指定された場合に、前記航空機から排出される
エミッション量を当該航空機の速度をもとに算出し、当
該エミッション量が予め定められた規定値以下となる飛
行プロファイルを算出する演算手段とを具備することを
特徴とする。
【0008】このような手段を講じたことにより、従来
からの時間優先の時間モード、コスト優先の経済飛行モ
ードに加え、地球環境を優先する環境飛行モードを新た
に指定することが可能になる。すなわち環境への配慮を
加味した、いわば第3の飛行モードである(環境飛行モ
ード)が新たに導入される。環境飛行モードにおいて
は、航空機から排出されるエミッション量が予め定めら
れた規定値以下となる飛行プロファイルが演算手段によ
り算出される。これにより、地球環境に与える影響を最
小限に抑えた航空輸送を実現することが可能になる。
【0009】演算手段においては、エミッション量が最
低となる飛行プロファイルが算出されるようにしても良
い。ただし、他の条件を無視してエミッション量を最低
にすると例えば飛行時間が長くなって人件費を含む運航
コストが高くなる虞が有る。そこで、エミッション量が
規定値内となることを条件として、この条件のもとで運
航コストが最小となる飛行プロファイルを算出するよう
にしても良い。
【0010】さらに本発明にかかる航法支援装置は、演
算手段で算出された前記エミッション量を地上局に向け
逐次通知する送信手段を具備することを特徴とする。こ
のようにすることで、航空機から排出されるCOなど
のエミッションの量が地上側の管制センターなどに通知
される。このようにすることで、将来、エミッション量
に関する制限条項が策定された場合に、航空機がこの条
項を守って飛行しているか否かを地上側において判断す
ることが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係わる航
法支援装置の実施の形態における構成を示すブロック図
である。この装置は航空機に搭載され、航空機の飛行を
支援する装置である。具体的にはFMSとして知られる
システムの一部をなすものである。
【0012】図1に示される装置は、キーボード(図示
せず)などを備え操作員(パイロット)による指示を受
け付ける制御指示部1と、航法データなどを記憶する記
憶部2と、種々の演算データをもとに飛行プロファイル
などを算出する演算部3と、演算部3による演算の結果
を表示する表示部4と、演算部3により算出された飛行
プロファイルを逐次地上局(図示せず)に通知する送信
部5とを備える。
【0013】このうち制御指示部1は、例えばキーボー
ド上に設けられたセレクトボタンなどとして実現される
モード指定部1aを備える。モード指定部1aにおいて
は、従来からの(時間飛行モード)、(経済飛行モー
ド)に加え、航空機が飛行するに際して地球環境への影
響を低減することを優先する(環境飛行モード)を指定
することが可能となっている。
【0014】演算部3は、飛行プロファイル演算手段3
aを備える。飛行プロファイル演算手段3aは、例えば
記憶部2に記憶された処理プログラムのもとでCPU
(Central Processing Unit)により実施される処理機
能である。飛行プロファイル演算手段3aは、モード指
定部1aにおいて指定された航空機の飛行モードに応じ
た飛行プロファイルを算出する。特に環境飛行モードが
指定された場合には、飛行プロファイル演算手段3aは
航空機から排出されるエミッション量を航空機の速度を
もとに算出する。そして飛行プロファイル演算手段3a
は、このエミッション量が最低となるような飛行プロフ
ァイルを算出する。
【0015】次に、上記構成における動作を説明する。
図2を参照して、まず航空機の運用における運航コス
ト、時間コスト、及び燃料コストの関係を説明する。図
2に示されるグラフは、横軸を航空機の速度(SPEED)
とし、縦軸を航空機に運航にかかる各種のコスト(COS
T)としてプロットしたものである。
【0016】図2においては、A〜B間のグラフが時間
コスト、C〜D間のグラフが燃料コストを示す。また、
航空機の運用においては運航コストは次式のように定義
される。 (運航コスト)=(時間コスト)+(燃料コスト) よって、図2において運航コストを示すグラフは、A〜
B間のグラフとC〜D間のグラフとの和である、グラフ
E〜Fに相当する。時間コストとは主として乗員の人件
費などに起因するコストであり、航空機が早く目的地に
着くほど少なくなる。燃料コストは燃料単価と燃料消費
率の積で表されるもので、主として航空機に搭載された
エンジンの性能により決定される。
【0017】図3は、図1に示される航法支援装置の演
算部3における処理手順を示すフローチャートである。
図3のステップS1で、パイロットの操作によりモード
指定部1aにおいて環境飛行モードが選択指定される
と、ステップS2において時間コストにゼロ(0)が設
定される。すなわち環境飛行モードにおいては、時間コ
ストを度外視した飛行プロファイルが算出されることに
なる。
【0018】次のステップS3では、演算部3は環境を
優先した飛行支援処理を開始する。すなわち演算部3
は、航空機から排出されるエミッション量を算出し、こ
のエミッション量が最小となるような飛行プロファイル
を算出する。ここで、エミッション量は航空機の燃料コ
ストと強い相関が有る量であり、またステップS2で時
間コストを0としたことから、エミッション量を最小に
するには図2の燃料コストのグラフが最低となる点(MI
N FUEL)を求めれば良いことが分かる。
【0019】次のステップS4では、図2に示される
(MIN FUEL)に対応する横軸の値が、上記算出された飛
行プロファイルを反映する最適飛行速度として求められ
る。ここで求められた飛行速度は、燃料コストが最小と
なる飛行速度、すなわち航空機から排出されるエミッシ
ョン量が最小となる飛行速度である。この飛行速度は飛
行プロファイルの内容の一部として表示部4に表示され
るとともに、時間の経過とともに更新される。また次の
ステップS5において、上記算出されたエミッション量
が地上局に向け通知される。
【0020】図4のフローチャートを参照して、比較の
ため従来の航法支援装置における処理手順につき説明す
る。従来のFMSには飛行モードの選択肢として経済飛
行モードが備えられている。ステップS6で経済飛行モ
ードが選択されると、ステップS7において経済飛行を
支援する処理が開始される。ここではステップS8にお
いて、図2における運航コストが最小となる点(MIN CO
ST)の飛行速度が算出される。
【0021】しかしながら図2のグラフを参照すると、
運行コストが最小になる運航コストは、燃料コストが最
小になる速度と必ずしも一致しない。このため従来の航
法支援装置では環境への配慮を優先した飛行プロファイ
ルを算出することが困難であった。すなわち従来の経済
飛行モードは、燃料コストと時間コストとの和が最小と
なるような設定であったため、燃料コストの低減を通し
てのエンジンのエミッション量の低減を、直接的に支援
するものではなかった。
【0022】これに対して本実施形態では、モード指定
部1aにおいて環境飛行モードを指定できるようにして
いる。環境飛行モードにおいては、飛行プロファイル算
出手段3aにより、エミッション量が予め定められた規
定値以下となる飛行プロファイルを算出するようにして
いる。特に本実施形態では、環境飛行モードにおいては
時間コストを0とし、この条件で燃料コストが最低とな
る速度を算出するようにしている。
【0023】このようにしたので、操作者にとっては飛
行モードの選択肢が増える。そして、エミッションの排
出量を最小限に抑えた飛行プロファイルが算出されるこ
とから、環境に与える影響の少ない航空輸送を行なえる
航法支援装置を提供することができるようになる。
【0024】また本実施形態では、演算部3で算出され
たエミッション量を、送信部5を介して地上局に逐次通
知するようにしている。このようにしたので、ICAO
などにおいてエミッション量に関する規定が定められた
場合に、各航空機がこの規定を守って飛行しているか否
かを地上側においてモニタすることが可能になる。
【0025】また本実施形態では、環境飛行モードが指
定された場合には時間コストを0とし、燃料コストを最
小にする飛行速度を算出するようにしている。これは、
従来の経済飛行モードにおいて時間コストのパラメータ
を0と置き換えたことに相当し、従って従来の飛行プロ
ファイル算出プログラムをそのまま流用することが可能
である。これにより、従来からの処理プログラムに変更
を加える必要が無く、壮途の開発コストを少なくするこ
とができる。
【0026】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。例えば本実施形態では環境飛行モード
が指定されると自動的に時間コストをゼロにするように
したが、このようにすると現実の運航コストが大きくな
りすぎる虞がある。そこで、飛行プロファイル演算手段
3aにおいて、エミッション量が予め定められた規定値
以下となる範囲内において運航コストが最小となる飛行
プロファイルを算出するようにしても良い。このように
することで、環境への配慮と運用コストの低減という相
反する要求を最大限に満たすことが可能となり、航空機
の運用者にとってのメリットが大きくなる。このほか、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施を行う
ことができる。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、
(環境飛行モード)なる新たな飛行モードを選択指定で
き、この環境飛行モードが指定された場合に、前記航空
機から排出されるエミッションが予め定められた規定値
以下となる飛行プロファイルを算出することができる。
よって、環境に与える影響の少ない航空輸送を行なえる
航法支援装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる航法支援装置の実施の形態に
おける構成を示すブロック図。
【図2】 航空機の運用における運航コスト、時間コス
ト、及び燃料コストの関係を示すグラフ。
【図3】 図1に示される航法支援装置の演算部3にお
ける処理手順を示すフローチャート。
【図4】 従来の航法支援装置における処理手順を示す
フローチャート。
【符号の説明】
1…制御指示部 1a…モード指定部 2…記憶部 3…演算部 3a…飛行プロファイル演算手段 4…表示部 5…送信部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 航空機が飛行するに際して地球環境への
    影響を低減することを優先する環境飛行モードを指定す
    るための環境飛行モード指定手段と、 この環境飛行モード指定手段において前記環境飛行モー
    ドが指定された場合に、前記航空機から排出されるエミ
    ッション量を当該航空機の速度をもとに算出し、当該エ
    ミッション量が予め定められた規定値以下となる飛行プ
    ロファイルを算出する演算手段とを具備することを特徴
    とする航法支援装置。
  2. 【請求項2】 前記演算手段は、前記環境飛行モードが
    指定された場合に、前記エミッション量が最低となる飛
    行プロファイルを算出することを特徴とする請求項1に
    記載の航法支援装置。
  3. 【請求項3】 前記演算手段は、前記環境飛行モードが
    指定された場合に、前記エミッション量が予め定められ
    た規定値以下となる範囲で、当該航空機の速度に関係し
    て変化する運航コストが最小となる飛行プロファイルを
    算出することを特徴とする請求項1に記載の航法支援装
    置。
  4. 【請求項4】 さらに、前記演算手段で算出された前記
    エミッション量を地上局に向け逐次通知する送信手段を
    具備することを特徴とする請求項1に記載の航法支援装
    置。
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