JP2012240675A5

JP2012240675A5 -

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Publication number: JP2012240675A5
Application number: JP2012111684A
Authority: JP
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2032-05-15

Description

本発明は、一般的には、たとえば飛行乗務員とインタフェースして飛行中に航空機の制御を支援するため、航空機に搭載されて使用される飛行管理システム（ＦＭＳ(Flight Management System)）に関し、更に具体的には、既存のＦＭＳを更新して増加した機能性を提供し、既存の搭載された飛行管理システムの高価な各種コンポーネントの流用および利用の最適化を試みるため、以前に航空機へ提供された既存の飛行管理システムをグレードアップすることに関する。

航空機の能力および効率を改善する相当の変化が存在した１つのそのような領域は、飛行管理システムの領域である。飛行管理システムは、現在、競争圧力に対処するだけでなく、ＦＡＡによって所望される最新の能力および機能性に対処するためにも更新が必要である。この典型的な例は、従来のＭＤ−８０／９０航空機に搭載されている既存の飛行管理システムである。ＭＤ−８０／９０航空機は、多くの航空会社集団の主力商品であり、多年にわたり航空会社によって利用されてきた。そのような航空機は、長い使用にも拘わらず依然として多くの飛行時間を残しているが、既存の搭載飛行管理システムを置換または更新して現代の必要性および要件に対処することが必要である。これらの既存のシステム、たとえば典型的なＭＤ−８０／９０航空機に搭載された既存の飛行管理システムは、一般的にはレガシーＥＦＩＳ（Electrical Flight Information System）システムを有しており、最初に航空機へ搭載されたとき、およびその後の数年間には、満足を与えていた。しかし、レガシーＥＦＩＳシステムは、今日の環境において、様々な既存のシステム欠陥、たとえば限定されたＦＭＳ航法データベース記憶容量の提供、所望の到達要求時刻すなわちＲＴＡ能力の欠如、およびＧＰＳ(Global Positioning System)すなわち全地球測位システムに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ、ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力を提供する能力の欠如を生じている。

この領域における先行技術の努力は、依然として相当の寿命を有する既存の航空機の、これらおよび他の現在の必要性を満たすため、既存の飛行管理システムを全く新しいシステムで置換するという、しばしば費用のかかる非効率的な完全置換を必要としていた。これは、以前に利用された典型的なアプローチであり、改良されたシステム内の重要な各種レガシーコンポーネントを生かそうとするものではなかった。たとえば、レガシーＥＦＩＳシステムを他のコンポーネントで置換し、同時に、先行する搭載飛行管理システムからの既存のレガシーコンポーネント、たとえばレガシー先進飛行管理コンピュータすなわちＡＦＭＣの使用を最適化することによって、これらの既存のシステム欠陥を克服するものではなかった。前記のＡＦＭＣは、既存の航空機、たとえばＭＤ−８０／９０で利用され
る航法ソリューションにおいて、単一のＡＦＭＣに頼って、水平方向案内、垂直方向案内、および性能計算のようなパラメータを計算する。したがって、航法グレードアップソリューションにおいて、既存の航空機は、その航空機のためにグレードアップされた航法ソリューションの中にレガシーＡＦＭＣを保持し得ることが望ましい。これは、既存のＦＭＳシステムを完全に置換することではなく、特に、搭載されたＡＦＭＣの以前に証明された性能能力を活用し得るようにすることである。加えて、これらの既存の飛行管理システムは、今日では好ましいＧＰＳに基づく航法ソリューションの利用を最初に意図されていなかったので、ＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用する能力、たとえばＲＮＰ、ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力を提供していなかった。

本発明によれば、既存の飛行管理システムＦＭＳ、たとえばレガシーＭＤ−８０／９０ＦＭＳシステムのようなＦＭＳは、その機能性を追加するためにグレードアップされる。一方依然として、レガシーシステムの或る一部の既存のコンポーネント、たとえば先進飛行管理コンピュータすなわちＡＦＭＣ、慣性参照ユニットすなわちＩＲＵ、中央空調データコンピュータすなわちＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびディジタル飛行案内コンピュータすなわちＤＦＧＣを採用し、また、ＦＭＳシステムの向上した機能性を提供する異なるコンポーネントによって他の既存のコンポーネント、たとえばレガシーＥＦＩＳシステムを置換する。本発明の再構成またはグレードアップされた飛行管理システムにおいて、既存のＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびＤＦＧＣは、レガシーＡＦＭＣと通信するように残る。しかし、既存のＦＭＳシステムからのレガシー電気飛行情報システムすなわちＥＦＩＳシステムを利用する代わりに、ＥＦＩＳシステムはデータ集中器ユニットならびにディスプレイ制御パネルおよび一体化したフラット・パネル・ディスプレイによって置換され、全地球測位システムすなわちＧＰＳ受信機がシステムへ追加されて、ＧＰＳに基づく航法ソリューションが提供されることを可能にする。データ集中器ユニットおよびレガシーＡＦＭＣは相互間で情報を交換するために相互に機能的に接続され、ＤＦＧＣはデータ集中器ユニットの出力に接続される。ＧＰＳすなわち全地球測位システム受信機は、データ集中器へ入力情報を提供するためにデータ集中器に機能的に接続される。本発明のグレードアップされたＦＭＳシステムは、少なくとも追加された航法データベース記憶容量の能力および／またはＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ、ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力を有し、更に到達要求時刻すなわちＲＴＡ能力を有し、依然として、レガシーＡＦＭＣが、グレードアップされたＦＭＳシステムを搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用することも可能にする。既存の飛行管理システムと同じように、本発明のグレードアップされた飛行管理システムは、レガシーＡＦＭＣへ接続された冗長システムを採用し、たとえば、パイロットおよび１等航空士の各々が二重コントロールセットを有する。そのような場合、本発明のグレードアップされたシステムは、第２のＩＲＵ、第２のＣＡＤＣ、第２のＤＭＥ受信機、第２のＤＦＧＣ、第２のデータ集中器ユニット、および第２の全地球測位受信機を含み、依然として、共通のレガシーＡＦＭＣも利用する。こうして、図面を参照して下記で一層詳細に説明されるように、本発明のグレードアップされた飛行管理システムは、既存の飛行管理システムを更新するため実行可能および費用効果的な解決法を提供し、機能性を増加して既存システムの欠陥を克服し、たとえばＦＭＳ航法データベース記憶容量を増加し、ＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ、ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力を提供し、到達要求時刻すなわちＲＴＡ能力を提供する。

図２および他の図を参照して下記で詳細に説明されるように、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００は、既存の飛行管理システム、たとえば図１で示される既存の飛行管理システムすなわちＦＭＳ１００をグレードアップし、好ましくは機能性を追加し、今日の要件が与えられるとすれば、先行技術の飛行管理システム、たとえば図１で示される先行技術のＦＭＳシステム１００に存在する既存のシステム欠陥を克服する実行可能な費用効果的ソリューションを提供する。たとえば、下記で説明されるように、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００は、ＦＭＳ航法データベース記憶容量を増加し、ＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ（Required Navigational Performance）、ＶＮＡＶ（Vertical Navigation）およびＲＮＡＶ（Area Navigation）能力を提供し、および／または到達要求時刻すなわちＲＴＡ（Required Time of Arrival）能力を提供することが期待される。これらの全ては、本発明に従ってグレードアップされる既存のＦＭＳシステム１００の機能性を増加し、システム欠陥を克服することを支援する。

図２で示されて好ましいとされるように、グレードアップされたＦＭＳシステム２００は、既存の飛行管理システム１００の中に存在していたレガシーＡＦＭＣ（Advanced Flight Management Computer）、１０５、ならびにレガシーＩＲＵ（Inertial Reference Unit）１１０、１２０、ＣＡＤＣ（Central Air Data Computer）１１１、１２１、ＶＨＦＮＡＶ（Very High Frequency Navigation）受信機１１６、１１８、ＤＭＥ（Distance Measuring Equipment）受信機１１２、１２２、およびＤＦＧＣ（Digital Flight Guidance Computer）１１３、１２３を保持する。レガシーＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、以前に証明されたその性能能力を活用するために、グレードアップされたＦＭＳシステム２００の中に保持される。既存のＭＣＤＵ（Multipurpose Control Display Unit）１３０、１３２は、好ましくは、新しいＭＣＤＵ２２５、２５５で置換される。新しいＭＣＤＵ２２５、２５５は好ましくは航法コンピュータ２８０、２８２を含む。航法コンピュータ２８０、２８２は飛行計画を管理し、水平方向および垂直方向案内、自動スロットル制御を生成し、レガシーＡＦＭＣ１０５を構成および同期化して、それが飛行中に航空機性能パラメータの計算を続けることを許す。好ましくは、ＭＣＤＵ２２５、２５５の上に現れるＡＦＭＣ性能に基づくページは、ＡＲＩＮＣ７３９プロトコルによりＭＣＤＵ２２５、２５５を介してアクセス可能である。そのような性能に基づくページは、例として、図６〜図１７に示される。

好ましくは、図２のグレードアップされたＦＭＳシステム２００の中のＡＦＭＣ１０５の性能データは、飛行の各区間（レグ、ｌｅｇ）の推定到達時間および最終目的地への推定到達時間、予測される区間速度および高度区間巡航風、残距離のような進展、ＥＴＡおよび残存燃料、現在の速度モード、たとえばＬＲＣ／ＥＣＯＮに関連づけられたパラメータ、選択された対気速度すなわちマッハ、限定速度、たとえばＶＭＯ、ＭＭＯ、フラップ、アルファ、速度オーバーライド、およびエンジン・アウト・モード、降下頂点（ｔｏｐｏｆｄｅｃｅｎｔ）、上昇頂点（ｔｏｐｏｆｃｌｉｍｂ）、ステップ上昇、および燃料量および使用された燃料を提供するために利用される。所望の飛行計画ルートは、好ましくはＲＮＰ能力を有するＮＡＶ（Navigation）コンピュータ２８０、２８２へ入力されて計算される。本発明の好ましいシステム２００において、飛行計画ページは既存のＡＦＭＣ１０５ページを複製したフォーマットである。好ましくは、飛行計画のサブセットは、従来のＡＲＩＮＣ７３９インタフェースを介して、ＭＣＤＵ２２５、２５５の中に置かれたＮＡＶコンピュータ２８０、２８２からレガシーＡＦＭＣ１０５へ自動的に転送される。好ましくは、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００において、飛行計画のサブセットは、出発地、目的地、および中間ウェイポイントから構成される。ＳＩＤＳおよびＳＴＡＲの上のウェイポイントは、好ましくは、緯度経度データを介してレガシーＡＦＭＣ１０５へ転送される。というのは、本発明のＡＦＭＣ１０５データベースは、全ての必要なターミナル手順を含まず、より小さいデータベースの保持を許すので、既存のＦＭＳシステム１００に存在するメモリ制限問題を克服するうえで、アップグレードされたＦＭＳシステム２００を支援する。

Claims

既存の飛行管理システム（ＦＭＳ(Flight Management System)）に追加された機能性を有する、グレードアップされた飛行管理システムであって、
前記グレードアップされた飛行管理システムは、航空機に搭載された既存のＦＭＳを有する前記航空機の飛行中に活用可能な航空機性能能力を有するレガシーＡＦＭＣ（legacy AFMC(Advanced Flight Management Computer)）、ＩＲＵ（Inertial Reference Unit）、ＣＡＤＣ（Central Air Data Computer）、ＤＭＥ（Distance Measuring Equipment）受信機、およびＤＦＧＣ（Digital Flight Guidance Computer）を備え、
前記ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびＤＦＧＣは前記レガシーＡＦＭＣと通信し、
改良は、データ集中器ユニットを備え、
前記ＣＡＤＣ、ＩＲＵ、およびＤＭＥ受信機は入力情報を提供するため前記データ集中器ユニットに接続され、
前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣはそれらの間の入力および出力情報を交換するため相互に機能的に接続され、
前記ＤＦＧＣは出力情報を受け取るため前記データ集中器ユニットに接続され、
さらに入力情報を提供するため前記データ集中器ユニットへ機能的に接続される全地球測位システム（ＧＰＳ(Global Positioning System)）受信機を備え、
それによって前記グレードアップされた飛行管理システムは、
少なくとも増加された航法データベース記憶容量の能力と、および／またはＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ（Required Navigational Performance）、ＶＮＡＶ（Vertical Navigation）、およびＲＮＡＶ（Area Navigation）能力と、および／またはＲＴＡ（Required Time of Arrival）能力とを有し、
前記レガシーＡＦＭＣは、
前記既存のＦＭＳが搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用できるようにもされていることを特徴とするグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣに機能的に接続されたＭＣＤＵ（Multipurpose Control Display Unit）を更に備える、請求項１に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続されたディスプレイ制御パネルを更に備える、請求項２に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続された一体化フラット・パネル・ディスプレイを更に備える、請求項３に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続されたディスプレイ制御パネルを更に備える、請求項１に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続された一体化フラット・パネル・ディスプレイを更に備える、請求項５に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続された一体化フラット・パネル・ディスプレイを更に備える、請求項１に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
前記レガシーＡＦＭＣに機能的に接続された冗長（redundant）システムを更に備え、
前記冗長システムは、第２のＩＲＵ、第２のＣＡＤＣ、第２のＤＭＥ受信機、第２のＤＦＧＣ、第２のデータ集中器ユニット、および第２の全地球測位システム受信機を備える、請求項１に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
前記第２のＣＡＤＣ、第２のＩＲＵ、および第２のＤＭＥ受信機は、冗長入力情報を提供するために前記第２のデータ集中器ユニットに接続され、
前記第２のＣＡＤＣは、冗長入力情報を提供するために前記レガシーＡＦＭＣに更に接続され、
前記第２のデータ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣは、冗長入力および出力情報を交換するために相互に機能的に接続され、
前記第２のＤＦＧＣは、出力情報を受け取るために前記第２のデータ集中器ユニットに接続され、
前記第２の全地球測位システム受信機は、前記第２のデータ集中器ユニットの入力に機能的に接続され、
よって前記冗長システムは、前記レガシーＡＦＭＣを共用する、請求項８に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記第２のデータ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣに機能的に接続された第２のＭＣＤＵを更に備える、請求項９に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記第２のデータ集中器ユニットに機能的に接続された第２のディスプレイ制御パネルを更に備える、請求項１０に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
情報を交換するために、前記第２のデータ集中器ユニットに機能的に接続された第２の一体化フラット・パネル・ディスプレイを更に備える、請求項１１に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
前記既存のＦＭＳにＮＡＶ（Navigation）情報を提供するために、ＶＨＦＮＡＶ（Very High Frequency Navigation）受信機を更に備える、請求項１に記載のグレードアップされた飛行管理システム。
レガシーＡＦＭＣを有する既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）をグレードアップする方法であって、
追加された機能性を提供するために、
前記既存のＦＭＳは、少なくともレガシーＡＦＭＣ、ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、ＤＦＧＣ、およびレガシーＥＦＩＳ（Electrical Flight Information System）を有し、
前記ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびＤＦＧＣは、前記レガシーＡＦＭＣと通信し、
グレードアップされたＦＭＳが、少なくとも増加された航法データベース記憶容量を有する能力、
および／またはＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ、ＶＮＡＶ、およびＲＮＡＶ能力、
および／またはＲＴＡ能力を有することを可能にし、依然として、
前記レガシーＡＦＭＣが、前記既存のＦＭＳを搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用することも可能にするため、
前記方法が、前記レガシーＥＦＩＳシステムをデータ集中器ユニットで置換すること、
入力情報を提供するために前記ＣＡＤＣ、ＩＲＵ、およびＤＭＥ受信機を前記データ集中器ユニットに接続すること、
入力および出力情報を交換するために前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣを相互に接続すること、
出力情報を受け取るために前記ＤＦＧＣを前記データ集中器ユニットの出力に接続すること、
および全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を前記既存のＦＭＳへ追加し、前記ＧＰＳ受信機を前記データ集中器ユニットの入力に機能的に接続すること、
の各ステップを備える既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）をグレードアップする方法。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣにＭＣＤＵを機能的に接続するステップを更に備える、請求項１４に記載の既存の飛行管理システムをグレードアップする方法。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットをディスプレイ制御パネルに接続するステップを更に備える、請求項１５に記載の既存の飛行管理システムをグレードアップする方法。
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットを一体化フラット・パネル・ディスプレイに機能的に接続するステップを更に備える、請求項１６に記載の既存の飛行管理システムをグレードアップする方法。
ＮＡＶ情報を前記既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）へ提供するために、ＶＨＦＮＡＶ受信機を提供するステップを更に備える、請求項１４に記載の既存の飛行管理システムをグレードアップする方法。