JP2008514477A - 航空機の前脚の向きを測定する方法とデバイス - Google Patents

Abstract

デバイス(１)は、航空機の方向を測定するための慣性基準ステーション(７)と、前脚の車輪へ固定システムによって取り付けることができ、非操向位置における上記前脚の向きを測定するために使用される慣性基準ユニット(９)と、前脚の向きの測定値と航空機の向きの測定値との比較を、上記前脚の航空機機体に対する方位が計算されるようにして実行するための手段(12，13)を備えるデータ処理ユニット(11)と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、航空機の、具体的には輸送機の前脚の向き(orientation)を測定するための方法とデバイスに関する。

地上、例えば飛行場の誘導路または滑走路上を走る場合、航空機の操縦は前脚の操向によって実行されることは知られている。パイロットが地上でのこのような操縦を可能な限り最高の条件下で実行し得るためには、当然ながら、右方向(または左方向)への操向命令が車輪の右(または左)への比例的な操向を引き起こすように、非操向位置において前脚が航空機の胴体に対して平行であること、及び航空機は偏向なしに真っ直ぐ進むことが必要である。

前脚の方位は、概して、上記装置の製造段階で調整される。しかしながら、このような初期調整の存在にも関わらず、その後、前脚の車輪が胴体に対して完全には平行に向かず、よってパイロットは、例えば滑走路の中央を真っ直ぐに進もうとする際に航空機のドリフトを補償しなければならなくなる場合がある。当然ながら、このような調整不良は、特に地上滑走の快適さのために、かつ安全性の理由から矯正されなければならない。

しかしながら、このような調整不良の矯正をなし得るためには、上記前脚の航空機の長手軸に対する正確な方位を知ることが必要である。

現時点では、具体的には前脚の車輪に固定されなければならないアダプタと、付属のレーザ・ポインタと、中央ユニットと、標的と、を備えるレーザ測定ツールを利用可能である。この測定ツールは正確であり、全体的に満足のいくものではあるが、下記のような幾つかの欠点がある。
− 航空機の周辺環境が清浄でなければならない、
− 実施が比較的長時間化する、
− 全体質量が極めて大きい、
− 容積が巨大である、
− 実行される測定が雨及び／または風によって妨害される可能性があるため、使用が(建物の)内部に限定される。

本発明の目的は、これらの欠点を改善することにある。本発明は、少なくとも１つの第１の慣性基準ユニットを備える慣性基準リグを装備した航空機の前脚の方位を測定するための、実施が容易で効果的かつ安価な方法に関する。

この目的に沿って、本発明による方法は、
ａ) 上記前脚の車輪の一方に第２の慣性基準ユニットが取り付けられ、
ｂ) 上記第２の慣性基準ユニットの扶助により、上記前脚の向き(heading)は上記前脚のふれなしに測定され、
ｃ) 上記慣性基準リグの少なくとも上記第１の慣性基準ユニットの扶助により、航空機の向きが測定され、
ｄ) 上記前脚の方向の測定値は、それにより上記前脚の航空機胴体に対する方位を推論するように上記航空機の方向の測定値と比較されること、
を特徴とする。

従って、これら２つの方向の考察により、方位の測定は極めて正確である。

さらに、上記方法の実施は、特に上述のレーザ測定ツールに関して操作しかつ車輪に設置する必要があるのは第２の慣性基準ユニットのみであることから、単純で速い。さらに、質量及び容積は低減される。

ある好適な実施形態では、上記第２の慣性基準ユニットは(既に航空機に存在している)上記慣性基準リグの一部を形成し、かつステップａ)において、上記第２の慣性基準ユニットは、上記車輪へ設置される前に航空機から取り外される。従って、前脚の方向の測定を実行する際に航空機外部のデバイスは不要である。

好適には、ステップａ)において、上記第２の慣性基準ユニットは、上記車輪のリムに固定されるプレート上へ、より正確には、共働するナット上に張り出す上記リムのねじの部品上へ取り付けられる。従って、上記第２の慣性基準ユニットの据付けは、簡単、高速かつ正確に実行することができる。

効果的には、上記慣性基準リグはさらに第３の慣性基準ユニットを備え、航空機の向きは、上記第１及び第３の慣性基準ユニットによって実行される測定を援用して決定され、これにより、方向測定値の精緻化が可能にされる。

(測定に加えて)上記前脚の向きの調整をも望む場合、効果的には、上記前脚の向きの測定値と上記航空機の向きの測定値との差が予め決められた第１の値を超えていれば、上記前脚の向きは即時、(当然ながら、上記予め決められた第１の値より小さい)予め決められた第２の値より小さくなる差が達成されるように修正される。

また、本発明は、少なくとも１つの第１の慣性基準ユニットを備える慣性基準リグを装備した航空機の前脚の方向を測定するためのデバイスにも関する。

本発明によれば、本デバイスは、
− 航空機の方向を測定することのできる上記慣性基準リグと、
− 固定システムによって前脚の車輪へ取り付けることが可能であり、上記前脚の向きをふれのないことに対応する位置で測定することのできる第２の慣性基準ユニットと、
− 上記前脚の方向の測定値と上記航空機の方向の測定値との比較を、それにより上記前脚の航空機胴体に対する向きを推論できるようにして実行することを可能にする手段を備える情報処理ユニット、
を備えることを特徴とする。

好適には、上記固定システムはプレートを備え、上記プレートは、
− 上記第２の慣性基準ユニットを受け入れることのできる固定式の支持体を装備し、
− 上記一方の車輪のリムへ取り付けることができる。

ある特定の実施形態では、上記固定システムにはさらに、
− 上記第２の慣性基準ユニットを、具体的には雨から保護することを可能にする保護フードが装備され、及び／または、
− ファンが装備される。従って、本発明によるデバイスは、酷暑においても全く問題なく使用することができる。

ある好適な実施形態では、上記第２の慣性基準ユニットは航空機の上記慣性基準リグの一部を形成していて上記航空機から取り外すことができるため、航空機上に既に存在している測定エレメントのみを備える本発明によるデバイスのコスト低減を可能にする。

さらに、効果的には、上記第２の慣性基準ユニットは、航空機の電源によって(標準仕様で)電気を供給されることが可能である。従って、本発明によるデバイスはかなりの自立性を呈する。

さらに、効果的には、例えばＡＤＩＲＳ(エアデータ慣性基準システム)型の慣性基準リグは第３の慣性基準ユニットも備え、上記慣性基準リグは上記第１及び第３の慣性基準ユニットによって実行される測定を援用して航空機の方向を決定する。効果的には、上記第１、第２及び第３の慣性基準ユニットのうちの少なくとも１つはＡＤＩＲＵ(エアデータ慣性基準ユニット)型であり、地球の加速度(the acceleration of the earth)を利用して方向を決定するジャイロレーザ(gyrolaser)を備える。

さらに、ある特定の実施形態では、
− 上記第２の慣性基準ユニットは、測定値を表示するための少なくとも１つの画面を備える情報処理ユニットへ情報を送信することができるように、上記情報処理ユニットへリンクされることが可能であり、かつ／または、
− 本発明によるデバイスは、さらに、第２の慣性基準ユニットにより測定される方向を読み取って一体式のディスプレイ画面に表示できるように上記第２の慣性基準ユニットへリンクされることが可能な、取外しのできるリーダを備える。

本発明を具現し得る方法は、添付の図面における諸図によって解明されるであろう。諸図を通じて、同じ参照番号は類似のエレメントを示す。

本発明による、図１の線図で示すデバイス１は、航空機Ａの、具体的には輸送機の前脚３の車輪２の方向を測定(かつおそらくは矯正または調整)するためのものであり、上記方位は上記航空機Ａの胴体５に対して、かつより正確には図２及び３に表示されている上記航空機Ａの長手軸６に対して確定される。

(離陸または着陸を目的として)例えば空港の誘導路または滑走路である地上を走行する場合、航空機Ａの操舵は、前脚３の操向を制御するための、例えば操舵輪である適切な規格作動手段(図示されていない)をその目的に沿って操縦するパイロットにより制御されることは知られている。操向角度は、パイロットにより操向が制御される間に操舵可能な車輪２と航空機Ａの長手方向の平面とで作られる角度である。安全上の理由、及び地上走行の快適さを理由として、操向のない位置(よって上述の作動手段は中央のニュートラル位置にある)では前脚３は、
− パイロットが右側(或いは左側)への操向指令を実行する場合には、車輪２による右(或いは左)への比例的偏向を引き起こすように、かつ、
− 操向がない場合(上述のニュートラル位置)には、航空機Ａがその長手軸６に沿って真っ直ぐに進むように、
航空機Ａの胴体５に対して平行であることが必要である。

当然ながら、潜在的な調整不良(操舵可能な車輪２のニュートラル位置における長手軸６に対する平行度のなさ)を矯正し得るためには、この調整不良の値、言い替えれば、航空機Ａの長手軸６に対する上記前脚３の方向の正確な値を知る必要がある。

本発明によるデバイス１は、このような方向を測定すべく意図されたものである。このデバイス１は、例えばＡＤＩＲＳ(「エアデータ慣性基準システム」)型の慣性基準リグ７、言い替えれば、風速気圧計リグの機能を統合しかつ好適にはＡＤＩＲＵ(「エアデータ慣性基準ユニット」)型である少なくとも１つの第１の慣性基準ユニット８を備える慣性基準リグ、を装備した航空機Ａへ適用される。

本発明によれば、上記デバイス１は、図１に示すように、
− 航空機Ａの方向Ｃ１、言い替えれば、図２及び３において矢印Ｅ１が表す上記航空機Ａの長手軸６に沿った方向Ｃ１、を測定することのできる上記慣性基準リグ７と、
− 後に明記するように、固定システム10によって前脚３の車輪２へ取付けることができ、次いで、図２及び３における矢印Ｅ２が表すような、ふれのない車輪２に対応する(ニュートラル)位置において上記前脚３の方向Ｃ２を測定することのできる第２の慣性基準ユニット９と、
− 前脚３の上記測定された方向Ｃ２と航空機Ａの上記測定された方向Ｃ１との比較を、それにより航空機Ａの胴体５に対する上記前脚３の正確な角度の方位を演繹できるように実行することを可能にする手段12、13を備える情報処理ユニット11と、を備える。

航空機Ａに搭載されて運搬される上記情報処理ユニット11は、固定リンク14によって上記慣性基準リグ７へ連結され、かつ取外し可能なリンク15(点線で表示)によって上記慣性基準ユニット９へ連結されてもよい。

さらに、上記情報処理ユニット11が備えるディスプレイ手段12は、視覚化画面16に下記を表示することができる。
− 第１の変形例では、各々上記慣性基準リグ７及び上記慣性基準ユニット９により向きの値Ｃ１及びＣ２が測定される。従って、上記向きの値Ｃ１及びＣ２の知識を有するオペレータは、上述のこれらの２値間の比較を個人的に実行することができる。
− 第２の変形例では、これらの向きの値Ｃ１及びＣ２間の差(または偏差)、言い替えれば上述の比較の結果。
− 第３の変形例では、同じく上記方向の値Ｃ１及びＣ２及び上記差。

上述の変形例のうちの後者２例を実行するために、上記情報処理ユニット11は、上記値Ｃ１及びＣ２の差を自動的に計算する比較手段13を備えてもよい。

ある特定の実施形態では、本発明によるデバイス１は、さらに、慣性基準ユニット９により測定される向きを読み取って一体式のディスプレイ画面19へ表示することができるように、リンク18(点線で表示)によって上記慣性基準ユニット９へリンクされ得る取外し可能なリーダ17を備える。これにより、オペレータは、視覚化画面16が概して位置づけられるフライトデッキへ近付く必要なしに、上記慣性基準ユニット９が設置される航空機Ａの車輪２の直近の値を読み取ることができる。

ある特定の実施形態では、慣性基準リグ７はさらに別の慣性基準ユニット20を備え、上記慣性基準リグ７は、これら２つの慣性基準ユニット８及び20により実行される測定を援用して航空機Ａの向きＣ１を決定する。

好適には、上記慣性基準ユニット８、９及び20のうちの少なくとも１つは、角速度を測定するための装置である規格ジャイロレーザを備える。上記装置の原理はコヒーレント光の伝搬を基礎とし、このようなジャイロレーザは地球の加速度を利用して方向を決定する。

さらに、ある好適な実施形態では、上記慣性基準ユニット９は航空機Ａの上記慣性基準リグ７の一部を形成し、かつ、(測定終了時の航空機Ａへの際取付け前の)方向Ｃ２の測定を目的として車輪２へ取り付けられるように、(最初に据え付けられる場所である)上記航空機Ａから取り外されることが可能であり、これにより、航空機Ａ上に既に存在する唯一の測定エレメントを備える結果となる本発明による上記デバイス１のコストの低減が可能にされる。このことは、情報処理ユニット11に関しても言える。従って、リーダ17(本発明の実施に不可欠でない)のみが、航空機Ａの一部を形成していない。

さらに、車輪２上へ取り付けられると、上記慣性基準ユニット９は、航空機Ａの規格電力供給(図示されていない)によって(規格方式で)通電されることが可能である。従って、航空機Ａの外部からの電力供給を必要としないことから、本発明によるデバイス１はかなりの自立性を呈する。

さらに、図４、５及び６に表される特定の実施形態において、上記固定システム10は木製または金属製のプレート２１を備え、上記プレート２１は、例えば、
− 図５及び６に表されるように、上記慣性基準ユニット９を受け入れることのできる固定式のサポート22を装備し、かつ、
− 好適には前脚３の右輪である上記車輪２のリム23上へ、上記リム23に平行に取り付けることができる。

この目的に添って、上記プレート２１はナット24に援用されて上記車輪２のリム23へ固定され、上記ナット24は、図４至る６では使用されていないボルトで表されるように、上記リム23のねじ25における共働するナット26の上に張り出す部分と共働するる。従って、上記プレート２１、それゆえ上記慣性基準ユニット９の据付けは、簡単で高速かつ正確に実行することができる。

上記固定システム10はさらに、サポート22上へ慣性基準ユニット９が取り付けられると、上記慣性基準ユニット９側の共働コネクタ(図示されていない)と共働するように意図された規格コネクタ27を備える(図５及び６)。コネクタ27はサポート22へ固定され、上述のデータ伝送リンク15及び18の少なくとも一方を備えるケーブルまたはバンドル28へ連結される。

図６において極めて図式的に示されている特定の実施形態では、上記固定システム10には、さらに、
− それにより上記慣性基準ユニット９を具体的には雨から保護することを可能にする保護フード29、及び／または、
− 規格ファン30、が装備される。従って、本発明によるデバイス１は、酷暑でも問題なく使用することができる。

従って、上記デバイス１は極めて多くの優位点を呈する。具体的には、
− 測定値の精度が極めて高い。
− 特に上述のタイプの規格レーザ測定ツールに関して、その取付けは単純で信頼性が高く、正確である。また、(組立工場においてさえ)前脚３の方向の体系的監視の実行が容易に可能となり、よって、組立工場を出る各航空機Ａは、前脚３の方位に関する航路の許容範囲内にある。
− コストが下がる。
− かなりの自立性を呈する。
− 測定値が悪い気象条件(雨、熱、風その他)によって乱されない。
− 航空機Ａの方向Ｃ１を測定することのできる慣性基準リグ７を備えるどのようなタイプの航空機Ａにも使用することができる。

本発明の枠組みにおいては、(測定の実行に加えて)上記前脚３の方位の矯正をも望む場合、上記前脚３の向きの測定値Ｃ２と上記航空機Ａの向きの測定値Ｃ１との差(角度値)が例えば３゜である予め決められた第１の角度値を超えると、上記前脚３の方位は即時、例えば０.１゜である予め決められた第２の角度値より小さくなる方向差(または偏差)が達成されるように修正される。

慣性基準ユニット９が航空機Ａの慣性基準リグ７の一部を形成する好適な実施形態では、上記前脚３の向きの測定及び調整(または矯正)の間に、下記の連続ステップが実施される。
− 準備の間：
・ 航空機Ａから慣性基準ユニット９が取り外される。
・ 固定システム10が車輪２へ据え付けられ、ケーブル28が情報処理ユニット11へ連結される。
・ 慣性基準ユニット９が上記固定システム10上へ据え付けられる。
− 後続測定及び後続調整の間：
・ 航空機Ａは電気及び油が補給される。
・ 慣性基準リグ７及び慣性基準ユニット９が通電される。
・ 慣性基準リグ７を援用して、航空機Ａの向きＣ１が測定される。
・ 慣性基準ユニット９を援用して、前脚３の向きＣ２が測定される。
・ 上記方向Ｃ１及びＣ２が比較される。
・ この比較の機能として、必要であれば、車輪２の向きが規格方法で調整される。
・ 任意選択として、調整が正しく行われていることを検証するために、向きの測定及び比較が再度行われる。
− 最終的復旧の間：
・ 慣性基準ユニット９が取り外され、航空機Ａ上のその定在場所に置き直される。
・ 固定システム10が取り外される。

本発明による測定デバイスを示す略図である。 前脚を下ろした(extended)状態の航空機機首を示す部分線図である。 本発明による測定デバイスによって測定された様々な方向が示されている、航空機平面図を示す線図である。 前脚の車輪へ取り付けられている支持プレートを示す。 図４に表示した指示プレートによって搭載されている慣性基準ユニットを示す。 図５に類似する、本発明の追加的な特徴を示す線図である。

Claims (18)

1. 少なくとも１つの第１の慣性基準ユニット(８)を備える慣性基準リグ(７)を装備した航空機(Ａ)の前脚(３)の向きを測定するための方法であって、
   ａ) 上記前脚(３)の一方車輪(２)に第２の慣性基準ユニット(９)が取り付けられ、
   ｂ) 上記第２の慣性基準ユニット(９)の扶助により、上記前脚(３)の方向は上記前脚の偏向なしに測定され、
   ｃ) 上記慣性基準リグ(７)の少なくとも上記第１の慣性基準ユニット(８)の扶助により、上記航空機(Ａ)の向きが測定され、
   ｄ) 上記前脚(３)の向きの測定値は、それにより上記前脚(３)の上記航空機(Ａ)の胴体(５)に対する向きを推論するように上記航空機(Ａ)の方向の測定値と比較されること、
   を特徴とする方法。
2. 上記第２の慣性基準ユニット(９)は上記慣性基準リグ(７)の一部を形成することと、ステップａ)において、上記第２の慣性基準ユニット(９)は、上記車輪(２)へ設置される前に上記航空機(Ａ)から取り外されること、を特徴とする、請求項１記載の方法。
3. ステップａ)において、上記第２の慣性基準ユニット(９)は、上記車輪(２)のリム(23)に固定されるプレート(21)上へ固定されることを特徴とする、請求項１及び２の一方に記載された方法。
4. 上記プレート(21)は、共働するナット(26)上に張り出す上記リムのねじ(25)の部品上へ固定されることを特徴とする、請求項３記載の方法。
5. 上記慣性基準リグ(７)はさらに第３の慣性基準ユニット(20)を備えることと、上記航空機(Ａ)の向きは、上記第１及び第３の慣性基準ユニット(８，20)によって実行される測定に推論されて決定されること、を特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. さらに前脚(３)の向きを調整するための請求項１から５のいずれか１項に記載の方法であって、
   上記前脚(３)の向きの測定値と上記航空機(Ａ)の向きの測定値との差が予め決められた第１の値を超えていれば、上記前脚(３)の向きは、予め決められた第２の値より小さくなる差が達成されるように修正されることを特徴とする方法。
7. 少なくとも１つの第１の慣性基準ユニット(８)を備える慣性基準リグ(７)を装備した航空機(Ａ)の前脚(３)の向きを測定するためのデバイスであって、
   − 上記航空機(Ａ)の向きを測定することのできる上記慣性基準リグ(７)と、
   − 固定システム(10)によって前脚(３)の車輪(２)へ取り付けることが可能であり、上記前脚(３)の向きを偏向のない位置で測定することのできる第２の慣性基準ユニット(９)と、
   − 上記前脚(３)の向きの測定値と上記航空機(Ａ)の向きの測定値との比較を、それにより上記前脚(３)の上記航空機(Ａ)の胴体(６)に対する方位を推論するようにして実行することを可能にする手段(12，13)を備える情報処理ユニット(11)と、を備えることを特徴とするデバイス。
8. 上記固定システム(10)はプレート(21)を備え、上記プレート(21)は、
   − 上記第２の慣性基準ユニット(９)を受け入れることのできる固定式の支持体(22)を装備し、かつ、
   − 上記車輪(２)のリム(23)への取付けが可能であること、を特徴とする、請求項７に記載のデバイス。
9. 上記固定システム(10)は保護フード(29)を装備していることを特徴とする、請求項７及び８の一方に記載されたデバイス。
10. 上記固定システム(10)はファン(30)を装備していることを特徴とする、請求項７乃至９のいずれか１項に記載のデバイス。
11. 上記第２の慣性基準ユニット(９)は上記航空機(Ａ)の上記慣性基準リグ(７)の一部を形成していて上記航空機(Ａ)から取り外すことができることを特徴とする、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のデバイス。
12. 上記第２の慣性基準ユニット(９)は、上記航空機(Ａ)の電源によって電気を供給されることが可能であることを特徴とする、請求項７乃至１１のいずれか１項に記載のデバイス。
13. 上記慣性基準リグ(７)はさらに第３の慣性基準ユニット(20)も備えることと、上記慣性基準リグ(７)は上記第１及び第３の慣性基準ユニット(８，20)によって実行される測定を援用して上記航空機(Ａ)の向きを決定すること、を特徴とする、請求項７乃至１２のいずれか１項に記載のデバイス。
14. 上記第２の慣性基準ユニット(９)は、測定値を表示するための少なくとも１つの画面(16)を備える情報処理ユニット(11)へ情報を送信することができるように、上記情報処理ユニット(11)へリンクされることが可能であることを特徴とする、請求項７乃至１３のいずれか１項に記載のデバイス。
15. 上記デバイスは、さらに、上記第２の慣性基準ユニット(９)により測定される方向を読み取って一体式のディスプレイ画面(19)に表示できるように上記第２の慣性基準ユニット(９)へリンクされることが可能な、取外しのできるリーダ(17)を備えることを特徴とする、請求項７乃至１４のいずれか１項に記載のデバイス。
16. 上記慣性基準ユニット(８，９，20)のうちの少なくとも１つは、地球の加速度を利用して方向を測定するジャイロレーザを備えることを特徴とする、請求項７乃至１５のいずれか１項に記載のデバイス。
17. 航空機であって、
    請求項１乃至６のいずれか１項に明記された方法を実施することのできるデバイス(１)を備えることを特徴とする航空機。
18. 航空機であって、
    請求項７乃至１６のいずれか１項に明記されているデバイス(１)を備えることを特徴とする航空機。

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