JP2014156241A - 航空機監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】飛行試験中において、航空機の制御翼面の動作を監視するための方法及び装置を提供する。
【解決手段】パイロット制御入力信号２０４が受信される。飛行制御モデル２３０によって制御される制御翼面システム２０６の応答が、パイロット制御入力信号２２４を使用して特定される。飽和状態になりつつある制御翼面システム２０６に関して、前記制御翼面システム２０６が閾値２４１に達するときに警報２４０が生成される。
【選択図】図２

Description

本開示は概して航空機に関し、具体的には航空機の飛行の監視に関する。より具体的には、本開示は航空機の試験中に航空機の状態認識を提供する方法および装置に関する。

航空機が開発されると、航空機の開発の一部として試験が実施される。航空機の飛行中に航空機の性能に関するデータを収集するために、飛行試験が実施される。このデータは航空機を評価するために使用されることがある。例えば、データは航空機のための特定の設計性能を実証するために使用されてもよい。

加えて、データは航空機が所望通りに飛行するかどうか、また所望の安全性レベルを提供しているかどうかを判断するために使用されてもよい。飛行試験はまた、特定の政府機関の安全性及び性能要件に関して航空機を検証するために使用されることもある。

飛行試験中には、パイロットは様々な操縦を行うための制御装置を操作する。制御装置の操作によって航空機の制御翼面の位置を変えることができる。飛行試験が進行するにつれて、パイロットは制御翼面の限界に向かって制御翼面を動かすことができる。

例えば、パイロットは制御装置を操作して航空機のピッチを変更することができる。飛行試験中に又は様々な飛行試験全体を通じて、ピッチ変更を徐々に大きくしていくことができる。このピッチ変更によって制御翼面は限界に達することがある。限界に達すると、航空機は所望通りに、或いは予想通りに機能しなくなることがある。

現在使用されている飛行制御システムの多くは、航空機の制御翼面に機械的に接続された制御装置をコクピット内に有する。これらの制御装置はしばしば、リンケージ、ケーブル、及び他の機械的なコンポーネントによって制御翼面に接続されている。この種の飛行制御システムによって、コクピット内の制御装置が限界まで動かされると、制御翼面もまた運動の限界に達する。このように、パイロットは、制御翼面がどこまで操作可能であるかに応じて、制御翼面がいつ限界に達するかを判断することができる。すなわち、制御翼面の限界に達したときには、特定の制御翼面に対応する制御装置はこれ以上操作することはできなくなる。

飛行試験の実施時には、航空機の飛行試験工程の初期段階での操縦時に、制御翼面の動作が限界に達することは多くの場合好ましくない。結果的に、パイロットは限界に向かって制御翼面を動作させることができるが、試験時及び通常の飛行時には限界に達するのを避けることになる。

フライ・バイ・ワイヤシステムの形態の制御翼面システムを有する航空機の試験は、機械制御システムによる試験よりも難しくなることがある。フライ・バイ・ワイヤ制御システムは、機械システムによる手動飛行制御を電子的インターフェースで置き換えたものである。

したがって、パイロットがコクピット内で制御装置を動かすと、この制御装置の動きは導線、光ファイバー、又は他の種類の通信リンクによって伝送される信号に変換される。これらの信号は、航空機内のコンピュータによって、指示された航空機の応答として解釈される。次に、コンピュータは、指示された航空機の応答を有効にするため、飛行制御翼面に送信される信号を生成する。これらの信号は、アクチュエータなど、飛行制御翼面に関連付けられた装置に送信される。

結果的に、パイロットは、パイロット制御の位置に基づいて、飛行制御翼面の実際の位置に対する感覚を有することができない。そのため、飛行制御翼面の限界を回避しようとするときには、フライ・バイ・ワイヤシステムを使用する航空機の飛行試験はより難しくなることがある。したがって、少なくとも上述の問題点の幾つかと、起こりうる他の問題点を考慮する方法及び装置を有することが有利であろう。

１つの例示的な実施形態で、航空機を監視するための方法が提示される。パイロット制御入力信号が受信される。飛行制御モデルによって制御される制御翼面システムの応答が、パイロット制御入力信号を使用して特定される。飽和状態になりつつある制御翼面システムに関して、制御翼面システムが閾値に達するときに警報が生成せられる。

別の例示的な実施形態で、航空機を監視する方法が提示される。パイロット制御入力信号が受信される。飛行制御モデルによって制御される制御翼面システムの応答が、パイロット制御入力信号を使用して特定される。制御翼面システムの応答の表示は、制御翼面システムの位置の範囲に基づいて修正される。

なお別の例示的な実施形態では、装置は飛行モニタを備えている。飛行モニタは航空機に対するパイロット制御入力信号を受信し、パイロット制御入力信号を使用して飛行制御モデルによって制御される制御翼面システムの応答を特定するように構成されている。飛行モニタは、飽和状態になりつつある制御翼面システムに関して、制御翼面システムが閾値に達するときに警報を生成するように構成されている。

さらに別の例示的な実施形態では、装置は飛行モニタを備えている。飛行モニタは航空機に対するパイロット制御入力信号を受信し、パイロット制御入力信号を使用して飛行制御モデルによって制御される制御翼面システムの応答を特定するように構成されている。飛行モニタはさらに、制御翼面システムの位置の範囲に基づいて、制御翼面システムの応答の表示を修正するように構成されている。

特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解されうる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。

例示的な実施形態の特徴と考えられる新規の機能は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、例示的な実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的及び特徴とは、添付図面を参照して本開示の例示的な実施形態の後述の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。

例示的な実施形態による航空機の図解である。 例示的な実施形態による航空機監視環境のブロック図の図解である。 例示的な実施形態によるグラフィカルユーザーインターフェースのブロック図の図解である。 例示的な実施形態によるグラフィカルユーザーインターフェースの図解である。 例示的な実施形態による側方方向の飽和の図解である。 例示的な実施形態による縦方向の飽和の図解である。 例示的な実施形態による方位方向の飽和の図解である。 例示的の実施形態による経時的なピッチ制御のためのグラフィカルユーザーインターフェース要素の図解である。 例示的な実施形態によるフライ・バイ・ワイヤ航空機を監視する工程のフロー図の図解である。 例示的な実施形態によるフライ・バイ・ワイヤ航空機を監視する工程のフロー図の別の図解である。 例示的な実施形態によるデータ処理システムのブロック図の図解である。

例示的な実施形態は、一又は複数の異なる検討事項を認識し、且つ考慮している。例えば、例示的な実施形態は、フライ・バイ・ワイヤ制御システムを有する航空機の制御装置群は所望の量のフィードバックを提供することができないことを認識し、且つ考慮している。例えば、機械的な制御システムとは異なり、フライ・バイ・ワイヤ制御システムは、制御翼面の位置の物理的限界にいつ近づくのか、又はいつ到達したのかを示すことができない。

例示的な実施形態はまた、フライ・バイ・ワイヤ制御システムが拡張を含みうることを認識し、且つ考慮している。例えば、制御則などのソフトウェアは、制御システムの制御装置群を動かすことで得られる所望の結果を予測するために使用可能である。ソフトウェアは制御翼面に対して、パイロットによって操作される制御装置の位置によっておおよそ示される位置まで制御翼面を移動させるコマンドを生成することができる。ソフトウェアに基づく限界は制御限界と呼ばれることがある。

結果的に、フライ・バイ・ワイヤ制御システムのこの種の拡張は、制御翼面の位置の物理的限界にいつ近づくのか、又はいつ到達したのかを知る際の困難をさらに増すことがある。すなわち、ソフトウェアは、制御翼面の実際の機械的な限界に加えて、制御翼面の動作に限界を設定することができる。その結果、制御翼面の動作の限界は、特定の位置まで移動する制御翼面の実際の能力に加えて、ソフトウェアに基づいて動作する制御翼面の能力に依存することがある。

このように、例示的な実施形態は航空機の監視のための方法及び装置を提供する。具体的には、例示的な実施形態は、フライ・バイ・ワイヤ制御システムを有する航空機を監視するために使用されうる。

１つの例示的な実施例では、パイロット制御入力信号が受信される。飛行制御モデルによって制御される制御翼面システムの応答が、パイロット制御入力信号を使用して特定される。飽和状態になりつつある制御翼面システムに関して、制御翼面システムが閾値に達するときに警報が生成される。すなわち、警報は、制御翼面システムが制御翼面システムの最大限の偏向能力に近づいていることを示す応答となることがある。

ここで図面を参照すると、具体的には図１では、例示的な実施形態による航空機の図が描かれている。この例示的な実施例では、航空機１００は、機体１０６に取り付けられた翼１０２、及び翼１０４を有する。航空機１００は、翼１０２に取り付けられたエンジン１０８と、翼１０４に取り付けられたエンジン１１０を含む。

機体１０６は、機首部分１１２及び尾部１１４を有する。水平安定板１１６、水平安定板１１８、及び垂直安定板１２０は機体１０６の尾部１１４に取り付けられる。

航空機１００は、１つの例示的な実施形態による、飛行モニタが実装可能な航空機の一例である。飛行モニタは、航空機１００の制御翼面１２２を監視するため、航空機１００に実装されうる。この制御翼面１２２の監視は、航空機１００の制御翼面１２２の位置を含みうる。飛行モニタはまた、航空機１００による操縦の動きも監視することができる。例えば、飛行モニタは航空機１００によって実施されるロールを監視してもよい。

図示されているように、制御翼面１２２は、補助翼１２４、補助翼１２６、補助翼１２８、補助翼１３０、補助翼１３２、及び補助翼１３４などの制御翼面を含む。制御翼面１２２はまた、例えば、昇降舵１３６、昇降舵１３８、及び方向舵１４０を含みうる。言うまでもなく、これらは、航空機１００の主制御翼面のいくつかの種類の実施例に過ぎない。航空機１００は、例えば、限定しないが、スポイラー、エアブレーキ、スラット、制御タブなどの他の制御翼面、及び航空機１００の運動の制御に使用されうる他の好適な種類の制御翼面を含んでもよい。

航空機１００は商用航空機の形態で示されているが、種々の例示的な実施形態が他の種類の航空機に適用可能である。例えば、例示的な実施形態は、軍用機、回転翼航空機、及び他の好適な種類の航空機に適用可能である。

次に図２を参照すると、例示的な実施形態による航空機監視環境のブロック図が図解されている。この図解されている実施例では、航空機監視環境２００は航空機２０２の性能が監視される環境である。図１の航空機１００は、航空機２０２の１つの実装例である。

この例示的な実施例では、飛行モニタ２０４は制御翼面システム２０６を監視するように構成されている。図示されているように、飛行モニタ２０４は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせを用いて実装することができる。ソフトウェアを使用する場合、飛行モニタ２０４によって実施される操作は、プロセッサユニット上で実行されるように構成されたプログラムコードに実装することができる。ファームウェアを使用する場合、飛行モニタ２０４によって実施される操作は、プロセッサユニット上で実行されるようにプログラムコードに実装され、永続メモリに保存することができる。ハードウェアが採用される場合には、ハードウェアは、飛行モニタ２０４内でこれらの操作を実行するよう動作する回路を含むことができる。

このような例示的な実施例では、ハードウェアは回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス、又は任意の数の操作を実施するように構成された他の好適な種類のハードウェアであってもよい。プログラマブル論理デバイスにより、デバイスは任意の数の操作を実施するように構成されている。このデバイスはその後再構成すること、又は任意の数の操作を実施するために永続的に構成することができる。プログラマブル論理デバイスの実施例は、例えば、プログラマブル論理アレイ、プログラマブルアレイロジック、フィールドプログラマブルロジックアレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及び他の好適なハードウェアデバイスを含む。加えて、これらのプロセスは無機的なコンポーネントと統合された有機的なコンポーネント内で実装されてよく、及び／又はこれらのプロセスは人間以外の有機的なコンポーネントで全体的に構成されてよい。たとえば、これらのプロセスは有機的半導体の回路として実装可能である。

この例示的な実施例では、飛行モニタ２０４は航空機２０２のコンピュータシステム２０８に実装されうる。コンピュータシステム２０８は、これらの実施例では一又は複数のコンピュータである。コンピュータシステム２０８内に複数のコンピュータが存在する場合には、これらのコンピュータはネットワークなどの通信媒体を使用して相互に通信することができる。

これらの図解されている実施例では、制御翼面システム２０６は航空機２０２に関連付けられた制御翼面２１０である。すなわち、制御翼面システム２０６は、制御翼面２１０内の一又は複数の制御翼面を含む。

制御翼面システム２０６内の制御翼面２１０は、オペレータ２１４による制御装置２１２の操作に応答して動く一又は複数の制御翼面からなる。制御翼面システム２０６は、例えば、ロール制御翼面システム、ヨー制御翼面システム、ピッチ制御翼面システム、又は他の好適な種類の制御翼面システムであってもよい。

制御装置２１２は、任意の数の異なる形態を取ることができる。例えば、制御装置２１２は、ホイール、操縦桿、ペダル、ジョイスティック、レバー、又は航空機２０２の構成又は運動を制御する際にオペレータ２１４によって操作されるいくつかの他の好適な制御装置のうちの１つから選択されてもよい。

制御装置２１２は一又は複数の飽和限界２１３を有する。これらの例示的な実施例では、制御装置２１２の飽和限界２１３は物理的な限界である。飽和限界２１３は、航空機２０２のすべての飛行条件及び構成に対して一定であってもよく、一定でなくてもよい。

この例示的な実施例では、制御装置２１２は制御翼面システム２０６を直接操作しない。図示されているように、航空機２０２はフライ・バイ・ワイヤ航空機２１６の形態を取る。すなわち、航空機２０２はフライ・バイ・ワイヤ制御システム２２０の形態の制御システム２１８を有する。

制御システム２１８は、制御翼面２１０を操作するための制御装置２１２を含む制御装置群２２２のためのインターフェースである。これらの例示的な実施例では、制御システム２１８は、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせを使用して実装されてもよい。制御システム２１８はまた、これらの例示的な実施例では、コンピュータシステム２０８内に実装されてもよい。

これらの図解されている実施例では、オペレータ２１４は制御装置群２２２の制御装置２１２を操作することによって、パイロット制御入力信号２２４を生成することができる。パイロット制御入力信号２２４は飛行モニタ２０４によって受信されてもよい。これらの例示的な実施例では、パイロット制御入力信号２２４は航空機２０２及び航空機２０２用のシミュレータのうちの１つに配置されている制御装置によって生成されてもよい。

この例示的な実施例では、パイロット制御入力信号２２４はオペレータ２１４によって実施される制御装置２１２の操作を意味する。例えば、パイロット制御入力信号２２４は、制御装置２１２の位置の変化及び具体的な実装に応じて他の好適な種類の情報を示すことができる。

制御システム２１８は、オペレータ２１４による制御装置２１２の操作に対応して、制御装置２１２によって生成されるパイロット制御入力信号２２４を使用して制御翼面システム２０６の構成２２６を制御するように構成されている。すなわち、制御システム２１８は、制御翼面システム２０６にコマンド２２８を送って、制御翼面システム２０６の制御翼面の位置の変更を引き起こすことができる。これらの例示的な実施例では、コマンド２２８は、制御翼面システム２０６に関連する一又は複数のアクチュエータによって、制御翼面の位置を変えることができる。場合によっては、制御翼面システム２０６が一又は複数の制御翼面を含んでいると、２つ以上の制御翼面を動かすことができる。

これらの例示的な実施例では、制御システム２１８はパイロット制御入力信号２２４を指示された航空機の応答として解釈する。制御システム２１８は、指示された航空機の応答に適合する予測どおりの航空機の応答を引き起こすコマンド２２８を特定する制御モデル２３０を使用する。飛行制御モデル２３０は、現在の航空機の構成及び飛行条件を使用して、指示された航空機の応答を引き起こすコマンド２２８を決定する。

図示されているように、飛行制御則２３２はセンサデータ２５０を監視して、指示された航空機の応答と実際の航空機の応答との間の誤差を決定する。飛行制御モデル２３０は次に、航空機の応答誤差をゼロまで低減するようにコマンド２２８を調整する。

これらの例示的な実施例では、飛行制御則２３２はパイロット制御入力信号２２４を、コマンド２２８を生成する際に指示された航空機の応答として解釈する。その結果、制御翼面システム２０６の翼面２２６は、制御装置２１２の操作に基づいてオペレータ２１４によって予測されたものとは異なることがある。

例えば、制御装置２１２が操縦桿の場合、オペレータ２１４は操縦桿が操縦桿の動作の限界に達しないように操縦桿を動かしてもよい。しかしながら、飛行制御則２３２を使用する制御システム２１８及び飛行制御モデル２３０は、制御翼面システム２０６の昇降舵を昇降舵の物理的な限界まで動かすようなコマンド２２８を生成することがある。すなわち、飛行制御則２３２は、制御翼面を物理的な限界まで動かし、応答誤差を低減しようとしてそこに留めようとすることがある。

例示的な実施例では、制御システム２１８は、パイロット制御入力信号２２４がゼロであったとしてもコマンド２２８を生成するため飛行制御モデル２３０を使用することがある。すなわち、制御システム２１８はパイロットからの入力がなくても自動的に機能を実行することができる。例えば、制御システム２１８は、応答誤差を消すためにコマンド２２８を生成してもよい。

これらの例示的な実施例では、制御翼面システム２０６は任意の数の飽和限界２３３を含みうる。本明細書で使用されているように、アイテムに関連して使用される「任意の数の」は、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、「任意の数の飽和限界２３３」は、一又は複数の飽和限界となる。

任意の数の飽和限界２３３の中の１つの飽和限界は、制御翼面システム２０６の１つの制御翼面の動作の物理的な限界である。飽和限界は制御翼面が動くことができる物理的な限界として、機械的に決定されることがある。すなわち、飽和限界は制御翼面の設計によって定義されてもよい。飽和限界はまた、処理又はソフトウェアに基づいて決定されることもある。この場合、制御翼面の設計によってさらに動かすことが可能であっても、動作は処理又はソフトウェアによって制限されることがある。このような限界は、一又は複数の制御翼面の最大限の偏向能力を示すことがある。

この例示的な実施例では、飽和限界は制御システム２１８によって設定されうる。より具体的には、飛行制御則２３２は、物理的な限界に満たない限界を生成するため、制御翼面は任意の数の飽和限界２３３内に１つの飽和限界を形成するように動くことができる

図示されているように、飛行モニタ２０４は、制御翼面システム２０６の制御翼面２１０の構成２２６に関する情報２３４を提供するように構成されている。これらの例示的な実施例では、情報２３４は、コンピュータシステム２０８のディスプレイシステム２３８のグラフィカルユーザーインターフェース２３６に情報２３４を表示することによって提供されてもよい。ディスプレイシステム２３８はハードウェアであって、一又は複数のディスプレイデバイスを含みうる。

これらの例示的な実施例では、飛行モニタ２０４は警報２４０を生成することができる。警報２４０は、制御翼面システム２０６が閾値２４１に達したときに生成されてもよい。図示されているように、閾値２４１は制御翼面システム２０６に関して飽和しつつある。すなわち、閾値２４１に関連する任意の数の飽和限界２２３の中で１つの飽和限界に達する前に、閾値２４１に達することがある。

これらの例示的な実施例では、閾値２４１は、具体的な実装に応じて任意の数の種々の方法で選択されてもよい。例えば、閾値２１４は、制御翼面システム２０６が飽和に達するときの百分率、値、制御翼面システム２０６が飽和に達する実際の点、又は何らかの他の好適な測定値であってもよい。

これらの例示的な実施例では、飽和に達しつつある制御翼面システム２０６は好ましくない状況である。制御翼面システム２０６が飽和に達するときには、制御翼面システム２０６は所望の方法で航空機２０２の運動を制御するように動作しないことがある。その結果、航空機２０２は好ましくない方法で動作することがある。例えば、航空機２０２は所望よりもゆっくりと操縦を実施してもよく、好ましくない操縦を実施してもよく、又は好ましくない又は予期していない他の種類の運動を行ってもよい。

図示されているように、制御翼面システム２０６は、制御翼面システム２０６の一又は複数の制御翼面が、制御翼面の運動に関して物理的な限界に達したときには、機械的に飽和されることがある。この物理的な限界は、制御翼面の設計、制御システム２１８によって設定された限界、又はこれらの何らかの組み合わせに基づいていてもよい。その結果、制御翼面は所望の方法で航空機２０２の航空機応答エラーを低減するために必要となる力の量を提供する。

これらの例示的な実施例では、任意の数の飽和限界２３３は動的に変化する。すなわち、任意の数の飽和限界２３３は航空機２０２の飛行中に変化することがある。任意の数の飽和限界２３３は、任意の数の種々の条件に基づいて変化することがある。これらの条件は、例えば、飛行フェーズ、高度、ヨー角度、総重量、フラップの設定、ギヤ位置、航空機２０２の速度、及び他の好適な条件のうちの少なくとも１つを含みうる。

本明細書で使用しているように、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムの一又は複数の様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙されたアイテムのいずれかが１つだけあればよいということを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、限定しないが、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含む。この例は、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」も含む。アイテムは特定の対象物、物、又はカテゴリであってもよい。すなわち、少なくとも１つの手段、任意の組み合わせアイテム、及び任意の数のアイテムがリストから使用されるが、列挙されたアイテムのすべてが必要となるわけではない。

さらに、制御翼面システム２０６は、一又は複数の他の制御翼面が飽和することがないとしても、システムとして飽和されることがある。この状態は、一部の制御翼面が力を与えるために位置を変えても、制御翼面システム２０６が所望通りに航空機２０２の運動を制御するのに必要な力を提供することができないときに、発生することがある。

すなわち、一部の制御翼面は、所望の方法で航空機２０２の運動を制御するために、設計された力を与えることができる。結果的に、制御翼面システム２０６の制御翼面２１０は、所望の方法で航空機２０２の運動を制御するために必要となる力を提供することができない。

これらの例示的な実施例では、警報２４０は様々な形態をとりうる。例えば、警報２４０は、グラフィカル警報２４２、音声警報２４４、触覚警報２４６、又は他の好適な種類の警報のうちの少なくとも１つから選択されてもよい。グラフィカル警報２４２は、ディスプレイシステム２３８のグラフィカルユーザーインターフェース２３６上に表示されることがある。音声警報２４４は、音声システム（図示せず）上で生成されることがある。触覚警報２４６は、制御装置２１２上に提供されることがあり、例えば、振動又は何らかの他の好適な触覚の合図であってもよい。

これらの図解されている実施例では、制御翼面システム２０６の制御翼面２１０の構成２２６に関する情報２３４はセンサシステム２４８から得られる。センサシステム２４８は制御翼面２１０を監視するため制御翼面２１０に関連付けられており、センサデータ２５０を生成するように構成されている。制翼面２１０の構成は制御翼面システム２０６の構成２２６を含む。

センサシステム２４８はまた、航空機２０２の他のシステムに関連付けられてもよい。例えば、センサシステム２４８は、エンジン、補助電源ユニット、油圧システム、又は航空機２０２の他のコンポーネントに関連づけられてもよい。

この例示的な実施例では、センサデータ２５０は試験サーバー２５２を介して飛行モニタ２０４によって受信されてもよい。試験サーバー２５２はセンサデータ２５０を受信して処理するように構成されてもよい。試験サーバー２５２は、飛行モニタ２０４が可能な限り迅速にセンサデータ２５０を受信することができるように、センサデータ２５０を処理してもよい。例えば、飛行モニタ２０４はリアルタイムでセンサデータ２５０を受信することができる。

図示されているように、試験サーバー２５２はまた、飛行モニタ２０４で使用される形態でセンサデータ２５０を配置するようにセンサデータ２５０を処理してもよい。試験サーバー２５２は、健全性監視システムの一部として、又は特定の実装に基づくこれらの組み合わせとして、飛行試験専用に実装されてもよい。

ここで図３を参照すると、例示的な実施形態によるグラフィカルユーザーインターフェースのブロック図が図解されている。この図では、図２のグラフィカルユーザーインターフェース２３６に提示される機能の図解が表示されている。

図示されているように、グラフィカルユーザーインターフェース２３６はグラフィカル要素３００を含む。これらのグラフィカル要素は様々な形態をとりうる。例えば、グラフィカル要素３００のグラフィカル要素は、ビットマップ、画像、色、文字種、文字サイズ、シェーディング、網掛け、又は他の好適な種類の要素のうちの少なくとも１つから選択されてもよい。

これらの図示されている実施例では、グラフィカル要素３００は、グラフィカルユーザーインターフェース２３６上で図２の情報２３４を示すために使用されてもよい。例えば、グラフィカル要素３００は、制御入力３０２、コマンド３０４、飽和限界３０６、ラッチされた値３０８、飽和のレベル３１０、制御翼面位置３１２、制御翼面飽和３１６、又は他の好適な情報のうちの少なくとも１つの形態で情報２３４を表示するように使用されてもよい。

図示されているように、制御入力３０２は図２の制御装置２１２上でオペレータ２１４によって生成される入力である。制御入力３０２は、これらの例示的な実施例では、図２のパイロット制御入力信号２２４の視覚的な提示であってもよい。

コマンド３０４は図２の制御システム２１８によるコマンド２２８である。図示されているように、コマンド３０４は図２の制御翼面システム２０６を制御するために送信されたコマンド２２８の視覚的な提示である。

図示されているように、飽和限界３０６は特定の制御翼面又は制御翼面群の限界である。すなわち、飽和限界３０６は、制御入力３０２及びコマンド３０４のうちの少なくとも１つの範囲を示すために使用されてもよい。飽和限界３０６は、制御翼面の機械的な設計に基づく限界、制御システムによって設定された限界に基づく限界、又はこれらの何らかの組み合わせであってもよい。

この例示的な実施例では、これらの限界は修正された様式で表示されてもよい。すなわち、飽和限界３０６のグラフィカル要素は、飽和限界３０６の値が変化しても、一定であってもよい。ディスプレイは所定の範囲に基づいて修正されてもよい。

ラッチされた値３０８は最大値及び最小値のうちの少なくとも１つである。ラッチされた値３０８は制御入力３０２及びコマンド３０４のうちの少なくとも１つである。

飽和のレベル３１０は、図２の制御翼面システム２０６の飽和のレベルを特定する。飽和のレベル３１０は、制御翼面システム２０６が飽和にどれだけ近いかを示してもよい。

これらの例示的な実施例では、グラフィカル要素３００はパイロットに状況認識を提供する。この状況認識は、グラフィカル要素３００の各々が直観的に理解できる感覚と形態で動作するように提供されてもよい。すなわち、グラフィカル要素３００が論理的な形式で動作してパイロットが容易に閲覧及び理解しうる情報を提供するときには、状況認識はグラフィカル要素３００で提供することができる。例えば、航空機２０２の側方方向のパラメータが円周上にグラフィカル表示されると、グラフィカル要素３００の時計回りの動きが航空機２０２の時計回りの動きに一致するように、状況認識を高めることが可能になる。

言うまでもなく、状況認識は、具体的な実装に応じて、何らかの他の方法でグラフィック要素３００を配置することでパイロットに提供されてもよい。他の例示的な実施例では、状況認識はまた、飛行制御モード、航空機構成、飛行エンベロープ、及び他の好適な種類のデータなどの追加データを提供することによって、高めることが可能である。

加えて、グラフィカル要素３００はまた、パイロットにデータの完全性を提供することができる。例えば、データの完全性は連続的に監視され、グラフィカル要素３００を用いてグラフィカルユーザーインターフェースの各セクションに表示される。一例として、グラフィカルユーザーインターフェースに表示されるデータが無効であると判断されると、グラフィカル要素３００の１つは明度を抑えた灰色で表示されることがある。他の例示的な実施例では、具体的な実装に応じて、データが無効であるという兆候は、何らかの他の好適な方法でグラフィカルユーザーインターフェース上に表示されてもよい。

グラフィカル要素３００を用いたグラフィカルユーザーインターフェース２３６上での情報２３４の提示は、航空機２０２に関する情報２３４をオペレータ２１４に提供するように構成されてもよい。具体的には、グラフィカル要素３００は、制御翼面２１０及び、具体的には、特定の操縦について注目すべき制御翼面システム２０６に関する状況認識を提供するように使用されることがある。したがって、一又は複数の例示的な実施形態は、制御翼面システムでの飽和を監視すること、制御翼面に関する情報を表示すること、制御翼面の飽和に関する情報を表示すること、又はパイロットに状況認識、安全監視、及び他の好適な情報を提示するために使われる他の情報を提供すること、のうちの少なくとも１つを実施するための能力を提供することができる。

図２及び図３の航空機監視環境２００並びに種々のコンポーネントの図解は、例示的な実施形態が実装される方法に対して物理的又は構造的な限定を示唆することを意図していない。図示したコンポーネントに加えて又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。幾つかのコンポーネントは不必要になることもある。また、幾つかの機能コンポーネントを図解するためにブロックが提示されている。例示的な実施形態において実装される場合、これらのブロックの一又は複数を、異なるブロックに統合、分割、或いは統合且つ分割することができる。

例えば、制御システム２１８の操作は、例示的な実施例でパイロット制御入力信号２２４の受信に応答してコマンド２２８を生成することとして説明されている。他の例示的な実施例では、パイロット制御入力信号２２４に加えて、一又は複数の付加的なパイロット制御入力信号が生成されることがある。さらに、制御システム２１８は、パイロット制御入力信号２２４又は付加的なパイロット制御入力信号に応答したコマンド２２８に加えて、一又は複数のコマンドを生成してもよい。

さらに、グラフィカル要素３００は、グラフィカルユーザーインターフェース２３６で使用されるグラフィカル要素の実施例に過ぎない。具体的な実装に応じて、これらの様々な種類のグラフィカル要素の複数の事例がグラフィカルユーザーインターフェース２３６に表示される。さらに、図３に描かれているグラフィカル要素に加えて又は代えて、他の種類のグラフィカル要素が含まれることがある。

次に図４に注目すると、例示的な実施形態によるグラフィカルユーザーインターフェースが図解されている。この例示的な実施例では、グラフィカルユーザーインターフェース４００は、図２のグラフィカルユーザーインターフェース２３６の１つの実装の例である。

この例示的な実施例では、制御翼面システム２０６の応答は、これらの例示的な実施例でグラフィカルユーザーインターフェース２３６に表示されてもよい。図示されているように、ロールセクション４０２は、ロール制御翼面システムのロールレートに関する情報を表示する。

図示されているこれらの実施例では、ホイール入力４０４は、航空機のコクピット内でホイールの形態の制御装置を回すことによって生成されるパイロット制御入力信号を示すグラフィカル要素である。ロールレート４０６は航空機のロールレートを示すグラフィカル要素である。航空機のロールレートは、ロールセクション４０２のホイール入力コマンドの関数として、ロールレート４０６に表示されてもよい。この実施例では、ホイール入力４０４及びロールレート４０６は円周部分として表示される。すなわち、これら２つのグラフィカル要素は、円の一部であって円周表示を形成する円弧又は曲線として表示される。

ロールセクション４０２では、インジケータ４０８はパイロットによって生成されるロール制御入力を示すグラフィカル要素である。この実施例では、制御入力はパイロットによって操作されるホイールの入力である。

図示されているように、インジケータ４０８は矢印４１０の方向へ移動することができる。このインジケータ４０８の動きはホイール入力４０４の範囲内にある。

ロールセクション４０２のインジケータ４１２は、この例示的な実施例では、制御装置を操作するパイロットによって生成される制御入力に応答して生成されるコマンドを示すグラフィカル要素である。図示されているように、インジケータ４１２はまた、ホイール入力４０４の範囲内で矢印４１０の方向へ移動することができる。

インジケータ４１３は、インジケータ４１２によって示されるコマンド及び航空機上の他の外力の結果として発生するロールレートを示すグラフィカル要素である。図示されているこれらの実施例では、インジケータ４１３は、ロールレート４０６の範囲内で矢印４１０の方向へ移動するように構成されている。

図示されているように、ホイール入力４０４及びロールレート４０６の限界は、これらのグラフィカル要素の端部によって示されている。これらの端部はロール制御翼面システムの飽和限界の実施例である。この例示的な実施例では、各端部はロール制御翼面システムの飽和限界を表している。限界は、ロール制御翼面システムの一又は複数の制御翼面に対するものとなることがある。

例えば、ホイール入力４０４の端部４１４及び端部４１６は、パイロットによって操作される際のホイールに対する入力、及びパイロット制御入力信号に応答して制御システムによって生成されるコマンドに基づいて、ロール制御翼面システムの動きの限界を示す。別の実施例として、端部４１８及び端部４２０は、ロール制御翼面システムによって生成される指示されたロールレートの限界を示す。

これらの例示的な実施例では、これらの端部は制御翼面の飽和を表す。これらの実施例では、飽和は、パイロットからのいかなる追加入力も制御翼面の運動に影響を及ぼさない点である。このように、セクションの端部は飽和点を表す。警報は、制御翼面がこの飽和の一定の割合の範囲内で動くときに発生することがある警報が生成される割合は、これらの例示的な実施例では設定可能である。

図示されているように、ホイール入力４０４は修正された値と共に表示される。すなわち、実際の値又は位置は使用されない。その代りに、範囲が−１００％から＋１００％まで表示される。したがって、飽和限界が変化しても、端部４１４及び端部４１６は位置を変えないことがある。その代りに、インジケータ４０８及びインジケータ４１２はホイール入力４０４の範囲内に再配置されることがある。このように、制御システムの制御則によって生成される制御翼面の運動に対する限界は、ホイール入力４０４の表示の中で考慮されうる。飽和限界が変化してもホイール入力４０４の表示を変えないことで、グラフィカルユーザーインターフェース４００を使用するパイロットに関して、発生する注意力低下は少なくなる。

この実施例では、フィールド４２２がグラフィカル要素である。フィールド４２２は、インジケータ４０８によって示されるホイール入力の数値を提供する。フィールド４２３は、インジケータ４１２によって示されているように、制御システムによって指示されるホイール入力の数値を表示するグラフィカル要素である。図示されているように、フィールと４２４はインジケータ４１３によって示されるロールレートの数値を表示するグラフィカル要素である。

ラッチ４２６及びラッチ４２８は、制御システムによって生成されるコマンドに関して、それぞれマイナス方向及びプラス方向の最大値を示すグラフィカル要素である。このように、パイロットはラッチ４２６によって示されるマイナスの最大値と、ラッチ４２８によって示されるプラスの最大値を見ることができる。言うまでもなく、これらのラッチは、ある期間、オペレータ入力、及び他の何らかの事象に対する応答のうちの少なくとも１つの後に、リセットされることがある。

グラフィカルユーザーインターフェース４００はまた、ピッチセクション４３０を含む。図示されているように、ピッチセクション４３０は、ピッチ制御翼面システムについては航空機のピッチに関する情報を提供する。ピッチ制御翼面システムは航空機の昇降舵群となることがある。

この例示的な実施例では、ピッチセクション４３０は操縦桿入力４３２、安定板位置４３４、操縦桿入力４３２のインジケータ４４２、及び安定板位置４３４のインジケータ４４４の形態のグラフィカル要素を含む。この実施例では、操縦桿入力４３２は修正された値を使用して表示される。これらの値は所定の範囲に基づいて修正されてもよい。幾つかの実施例では、航空機の迎え角はピッチセクション４３０に表示されてもよい。これらの図示されている実施例では、インジケータ４３６は操縦桿入力を表し、インジケータ４４２は昇降舵位置を表し、さらにインジケータ４４４は安定板位置を表す。

図示されているように、インジケータ４３６は、操縦桿の形態にある制御装置を操作するパイロットによって生成されるパイロット制御入力信号を示すグラフィカル要素である。この例示的な実施例では、インジケータ４３６はまた、操縦桿４０６の範囲内で矢印４４０の方向に移動する。

操縦桿入力４３２のインジケータ４４２は、この例示的な実施例では、操縦桿を操作するパイロットによって生成されるパイロット制御入力に応答して生成される昇降舵コマンドを示すグラフィカル要素である。すなわち、インジケータ４４２は昇降舵位置を示す。この図では、インジケータ４４２はまた、操縦桿入力４３２の範囲内で矢印４４０の方向に移動する。

インジケータ４４４は、インジケータ４４２によって示される制御システムコマンドの結果として生ずる安定板位置を示すグラフィカル要素である。図示されているように、インジケータ４４４は、安定板位置４３４の範囲内で矢印４４０の方向に移動するように構成されている。

これらの例示的な実施例では、制御システムコマンドは、昇降舵コマンド及び安定板コマンドのうちの少なくとも１つを生成することができる。その結果、昇降舵コマンドに対応するインジケータ４４２及び安定板コマンドに対応するインジケータ４４４のうちの少なくとも１つは、矢印４４０の方向に動きうる。昇降舵の閾値限界と安定板の閾値限界は、これらの例示的な実施例では異なることがある。

図示されているように、操縦桿入力４３２及び安定板位置４３４の限界は、これらのグラフィカル要素の端部によって示されている。例えば、操縦桿入力４３２の端部４４６及び端部４４８は、パイロットによって操作されたときの操縦桿の動きの限界を、制御システムによって指示されたように示す。すなわち、操縦桿入力４３２の端部４４６及び端部４４８は、長手方向の制御翼面で昇降舵が動かされるときの限界を示している。別の実施例として、端部４５０及び端部４５２は、安定板が長手方向の制御翼面システム内で動かされる際の限界を示す。

この例示的な実施例では、ピッチセクション４３０はまた、フィールド４５４、フィールド４５６、及びフィールド４５７を含む。フィールド４５４は、インジケータ４３６によって示される操縦桿入力の数値を表示する。フィールド４５６は、昇降舵の位置を表示する。これらのフィールドは、修正値を所定の範囲に基づいて百分率の形式で正規化された値として表示する。フィールド４５７は安定板位置を角度で表示する。

この例示的な実施例では、グラフィカルユーザーインターフェース４００はまた、ペダルセクション４５８を含む。図示されているように、ペダルセクション４５８は、ヨー制御翼面システムについて航空機のヨーに関する情報を提供する。ヨー制御翼面システムは航空機の方向舵となることがある。例えば、ペダルセクション４５８はヨー制御翼面の飽和レベルを表示してもよい。

ペダルセクション４５８は、ペダル入力４６０、方向舵位置４６８、及びヨー角度位置４６２の形式のグラフィカル要素を含む。ペダル入力４６０及び方向舵位置４６８はまた、修正値で表示される。これらの例示的な実施例では、ペダル入力４６０の関数として、航空機の横滑り（ヨー角度）がペダルセクション４５８に表示されてもよい。

図示されているように、インジケータ４６４は、ペダルの形態にある制御装置を操作するパイロットによって生成されるパイロット制御入力信号を示すグラフィカル要素である。これらの例示的な実施例では、インジケータ４６４はペダル入力４６０の範囲内で矢印４６６の方向に移動することができる。

ペダル入力４６０のインジケータ４６４は、この例示的な実施例では、ペダルを操作するパイロットによる制御入力に応答して生成される方向舵偏向コマンドを示すグラフィカル要素である。これらの例示的な実施例では、インジケータ４６４はまた、ペダル入力４６０の範囲内で矢印４６６の方向に移動することができる。

インジケータ４６９は、インジケータ４６４によって示されるコマンドの結果として生ずる航空機のヨー角度を示すグラフィカル要素である。図示されているように、インジケータ４６９は、ヨー角度位置４６２の範囲内で矢印４６６の方向に移動するように構成される。

この図示されている実施例では、ペダル入力４６０及びヨー角度位置４６２の限界は、これらのグラフィカル要素の端部によって示されている。例えば、ペダル入力４６０の端部４７０及び端部４７２は、パイロットによって操作されたときのペダルの動きの限界を、制御システムによって指示されたように示す。別の実施例として、端部４７４及び端部４７６は、ヨー制御翼面システムによって指示されるヨー角度位置の限界を示す。

これらの例示的な実施例では、ウィンドウ４７８はペダル入力４６０の値を示す。この値は、この例示的な実施例でのパイロットによるペダル入力である。ウィンドウ４８０は方向舵の位置の値を、方向舵４６８のインジケータ４６４によって示されているように表示する。

この例示的な実施例では、ラッチ情報セクション４８２はウィンドウ４８４を含む。ウィンドウ４８４は、グラフィカル要素を使用してこれらの値を示すことに加えて又は代えて、最大値及び最小値を表示するように構成されている。

さらに、グラフィカルユーザーインターフェース４００はまた、モードセクション４８６を含む。モードセクション４８６は、制御則が航空機に対して動作するモードを示す。これらの例示的な実施例では、モードセクション４８６はユーザーに状況認識を提供する。例えば、航空機が正常な飛行制御モードにあるときには、グラフィカル表現は正確である。航空機が正常でない飛行制御モードで動作しているときには、モードセクション４８６は点滅するか、又は別の方法で正常化の前提が無効でありデータはもはや有効ではないことを示す。

さらに、データの完全性は連続的に監視され、グラフィカルユーザーインターフェースの各セクションに表示される。例えば、ロール制御装置及びロール制御翼面データが無効であると判断された場合には、ホイール入力４０４の円周セクターディスプレイは明度を抑えた灰色で表示されることがある。別の実施例として、対気速度が無効であると判断され、制御翼面システムの正常化を判断するための入力として対気速度が使用される場合には、制御翼面位置の正常化は無効となることが知られており、正常な制御翼面位置を提示するディスプレイは明度を抑えた灰色で表示されることがある。この事例では、操縦桿入力４３２、ホイール入力４０４．又はペダル入力４６０は明度を抑えた灰色で表示されることがある。言うまでもなく、データの完全性は、具体的な実装に応じて他の方法で示すこともできる。

次に図５を参照すると、例示的な実施形態による側方方向の飽和が示されている。ロール制御翼面の飽和のレベルがこの実施例で図解されている。さらに、閾値に近づきつつあるロール制御翼面システムの兆候がこの図に描かれている。

この例示的な実施例では、飽和インジケータ５００及び飽和インジケータ５０２は、ロールセクション４０２の範囲内のホイール入力４０４に表示されている。飽和インジケータ５００及び飽和インジケータ５０２は、図示されているこの実施例のロール制御翼面システムに関して、閾値に達した、閾値を超えた、或いはその両方の場合に、警告を発するグラフィカル要素である。これらの飽和インジケータは、航空機について側方方向の飽和が近づいている又は飽和したときを示すことができる。

この例示的な実施例では飽和インジケータ５００は、ホイール入力４０４の端部４１４からインジケータ４０８まで延在するセグメントである。飽和インジケータ５０２は、ホイール入力４０４の端部４１６からインジケータ４１２まで延在するセグメントである。図示されているように、飽和インジケータ５００及び飽和インジケータ５０２は、黄色などの色を有してもよい。これら２つのインジケータは同一色を有するように表示されているが、他の例示的な実施例では互いに異なる色を有してもよい。

さらに、なお別の例示的な実施例では、これらの飽和インジケータは他の形態を取り得る。これらの他の形態は、例えば、他の色、アイコン、点滅色、テキスト、ポップアップウィンドウ、又はオペレータの注意を引くことができる何らかの他の好適な種類のインジケータのうちの少なくとも１つであってもよい。

この特定の実施例では、飽和インジケータ５００は、ホイールによって生成されるパイロット制御入力信号のインジケータ４０８が８０パーセントを超えるときに表示される。同様に、飽和インジケータ５０２はまた、生成されたコマンドのインジケータ４１２が８０パーセントを超えるときに表示される。言うまでもなく、具体的な実装によっては、他の閾値が使用されてもよい。例えば、他の閾値は、７５パーセント、９０パーセント、又は特定の試験飛行に対して望まれる他の好適なパーセンテージであってもよい。

グラフィカルユーザーインターフェース４００はまた、ホイール入力４００に異なるインジケータ５０４を含むことがある。差分インジケータ５０４は、インジケータ４０８によって特定されるパイロット制御入力信号とインジケータ４１２によって特定されるコマンドとの間に延在するセグメントの形態にあるグラフィカル要素である。差分インジケータ５０４は、パイロット制御入力信号とコマンドとの間の差分をグラフィカルに示すように構成されている。この例示的な実施例では、差分インジケータ５０４はマゼンタなどの色であってもよい。言うまでもなく、具体的な実装に応じて、他の色及び他の種類のグラフィックスが差分インジケータ５０４に使用されてもよい。

ここで図６を参照すると、例示的な実施形態による縦方向の飽和が図解されている。この例示的な実施例では、グラフィカルユーザーインターフェース４００はピッチ制御翼面の飽和レベルを表示している。さらに、閾値に近づきつつあるピッチ制御翼面システムの兆候がこの図に描かれている。図示されているように、グラフィカルユーザーインターフェース４００は安定板位置４３４の飽和インジケータ６００を含む。図示されているように、飽和インジケータ６００は、端部４５０から黄色を有するインジケータ４４４を含むように延在するセグメントの形態を取るグラフィカル要素である。

飽和インジケータ６００は、安定板位置がインジケータ４４４によって示されている安定板位置４３４の８０パーセントを超えるときに表示される。この具体的な実施例では、飽和インジケータ６００及び安定板位置４３４のインジケータ４４４の位置は、ピッチ制御翼面システムが完全に機首を下げた構成にあることを示している。

この実施例では、安定板位置４３４の安定板の位置は、所定の範囲に基づいて修正されているようには示されていない。その代りに、安定板位置の値が表示されている。この例示的な実施例では、８０パーセントは１度未満又は１５度を上回る安定板の動きとなることがある。

この例示的な実施例では、差分インジケータ６０２は、パイロット入力信号のインジケータ４３６から制御システムによる昇降舵コマンドのインジケータ４４２まで延在するセグメントの形態にあるグラフィカル要素である。この実施例では、差分インジケータ６０２はマゼンタを含む。

次に図７を参照すると、例示的な実施形態による方位方向の飽和の図が示されている。図示されているように、飽和インジケータ７００はペダル入力４６０に表示されている。飽和インジケータ７００は、黄色を含むグラフィカル要素である。飽和インジケータ７００は、パイロットによってペダルが８０％を超えて動かされたことを、パイロット制御入力信号が示すときに表示される。この例示的な実施例では、飽和インジケータ７００は、ペダル入力４６０の端部４７２からパイロット制御入力信号を示すインジケータ４６４まで延在するセグメントである。この例示的な実施例では、飽和インジケータ７００は、方向舵ペダルが可動範囲の８０％を超えるように指示されたことを、パイロット制御入力信号が示しているときに表示される。

このように、図４から７のグラフィカルユーザーインターフェース４００は、パイロットなどのオペレータに制御翼面がいつ所望の飽和レベルに達したか又は超えたかを判断する能力を提供する。この実施例では、様々なインジケータは、制御システムによって生成されるコマンドと比較して、制御装置からの操作によって生成されるパイロット制御入力信号に関する情報を図形として表示するように使用される。さらに、グラフィカルユーザーインターフェース４００は、いつ閾値限界に達するか又は超えるかに関して、高度な状況認識をパイロットに提供する。

パイロット制御入力信号から生成される実際のコマンドを示すことで、グラフィカルユーザーインターフェース４００により、パイロットは制御翼面システムが特定の限界の範囲内に留まるように航空機を操作することができる。このように、航空機の性能は評価可能であり、限界を変更すべきかどうかに関する判断が可能になる。例えば、航空機の試験中、制御翼面システムの一連の限界の中で、限界を別の限界に変更するための判断が行われてもよい。

図４から７のグラフィカルユーザーインターフェース４００の図解は、図２のディスプレイシステム２３８に表示されうるグラフィカルユーザーインターフェース２３６の一実施例を示すことのみが意図されている。この図解は、他のグラフィカルユーザーインターフェースが実装される方法を限定することを意図していない。例えば、他の例示的な実施例では、数値を表示するためのウィンドウは除外されることがある。

別の実施例として、グラフィカルユーザーインターフェース４００は、図４から７に示したもの以外の他の制御翼面システムのためのセクション又はウィンドウを表示することがある。さらに別の例示的な実施例では、単一の制御翼面システムが表示されること、又は他の種類の制御翼面システムが、グラフィカルユーザーインターフェース４００に描かれている制御翼面システムに加えて又は代えて表示されることがある。

次に図８を参照すると、例示的な実施形態による経時的なピッチ制御のためのユーザーインターフェースが図解されている。この例示的な実施例では、ダイアグラム８００は、ピッチセクション８０２、ピッチセクション８０４、及びピッチセクション８０６によって図解されているように、図４の経時的なピッチセクション４３０の実施例を含む。

図示されているように、ダイアグラム８００は、グラフィカルユーザーインターフェース上に応答を表示する前に、制御翼面の位置の範囲に基づいて制御翼面システムの応答の表示の修正を図解している。この図示されている実施例では、ピッチセクション８０２、ピッチセクション８０４、及びピッチセクション８０６は、ピッチ制御翼面システムについて航空機のピッチに関する情報を提供する。例えば、ダイアグラム８００は、これらの例示的な実施例では、図１の航空機１００のピッチに関する情報を提供してもよい。この図解では、ピッチセクション８０２、ピッチセクション８０４、及びピッチセクション８０６は、昇降舵位置を表す操縦桿入力４３２及び安定板位置を表す安定板位置４３４に表示されるグラフィカル要素を含む。

この図示されている実施例では、ピッチセクション８０２、ピッチセクション８０４、及びピッチセクション８０６が表示される各時点で、プロセスは、操縦桿の動きの現在の限界を示す操縦桿入力４３２の端部４４６及び端部４４８を決定する。例えば、端部４４６及び端部４４８に対する値は、航空機の現在の構成及び現在の飛行条件に基づいて特定されてもよい。例えば、航空機の構成は、フラップ設定、ギヤ位置、及び他の好適な航空機構成コンポーネントを含んでもよい。さらに、飛行条件が対気速度、マッハ数、高度、及び他の好適な飛行条件を含んでもよい。

この実施例では、端部４４６及び端部４４８は、操縦桿入力４３２のグラフィカル要素の値の範囲を特定する。操縦桿入力４３２は、プラス１００からマイナス１００までの値の範囲を表示する。但し、操縦桿入力４３２上のインジケータ４３６及びインジケータ４４２を表示する場所を特定するために使用される値の範囲は、端部４４６及び端部４４８の値の範囲である。例えば、端部４４６の実際の値が各インジケータとは異なる値であっても、端部４４６に対する値は１００として表示される。

別のプロセスはインジケータ４４２の値及びインジケータ４３６の値を特定する。これらの例示的な実施例では、インジケータ４４２の値及びインジケータ４３６の値は、インジケータ４４２及びインジケータ４３６が端部４４６と端部４４８の値の範囲内のどこに表示されるかを決定するために使用される。

この例示的な実施例では、端部４４６及び端部４４８の値は、ピッチセクション８０２、ピッチセクション８０４、及びピッチセクション８０６の間で経時的に変化する。この実施例では、パイロットは制御装置にいかなる変更も加えていないが、現在の航空機の構成及び／又は飛行条件は経時的に変化し、ピッチセクション８０４及びピッチセクション８０６の端部４４６及び端部４４８に新しい値をもたらす。この事例では、端部４４６及び端部４４８の値は、端部４４６と端部４４８との間の経時的な値の小さな範囲をもたらす。

図示されているように、ピッチセクション８０６の端部４４６の値は、飽和の閾値を超えるインジケータ４４４の位置をもたらす。飽和の閾値を超えるインジケータ４４４の位置に応答して、安定板位置４３４は、飽和に関して閾値に達した兆候を表示する。すなわち、安定板位置４３４は、安定板入力の飽和に関して閾値に達したことを示す。この実施例では、飽和に関して閾値に達した兆候は、安定板位置４３４の表示の中でクロスハッチングによって示されている。

ここで図９を参照すると、例示的な実施形態によるフライ・バイ・ワイヤ航空機を監視するためのプロセスのフロー図が図解されている。図９に示すプロセスは、図２の航空機監視環境２００にある航空機２０２を監視するための飛行モニタ２０４を使用して実装されてもよい。

プロセスは、パイロット制御入力信号を受信することにより開始される（操作９００）。その後、飛行制御モデルによって制御される制御翼面システムの応答が、パイロット制御入力信号を使用して特定される（操作９０２）。この例示的な実施例では、図２の飛行制御モデル２３０は、制御システム２１８によって使用されたときに制御翼面システム２０６の操作を制御することができる。

プロセスは次に、グラフィカルユーザーインターフェース上の制御翼面システムの応答を表示する（操作９０４）。次に、飽和状態になりつつある制御翼面システムに関して、制御翼面システムが閾値に達したかどうかの判断が行われる（操作９０６）。制御翼面システムが閾値に達すると警報が生成され（操作９０８）、プロセスは本明細書に記載されているように操作９００に戻る。警報は様々な形を取り得る。例えば、警報は、グラフィカル警報２４２、音声警報２４４、触覚警報２４６、又は他の好適な種類の警報のうちの少なくとも１つであってもよい。再び操作９０６を参照すると、制御翼面システムが閾値に達していない場合には、プロセスは操作９００へ進む。

ここで図１０を参照すると、例示的な実施形態によるフライ・バイ・ワイヤ航空機を監視するためのプロセスのフロー図が図解されている。図１０に示すプロセスは、図２の航空機監視環境２００にある航空機２０２を監視するための飛行モニタ２０４を使用して実装されてもよい。

このプロセスは、航空機の構成及び飛行条件に基づいて、制御翼面システムの値の範囲を特定することによりプロセスは開始される（操作１０００）。このプロセスは次に、制御翼面システム対するパイロット制御入力を特定する（操作１００２）。この例示的な実施例では、図２の飛行制御モデル２３０は、制御システム２１８によって使用されたときに制御翼面システム２０６の操作を制御することができる。

その後、プロセスは、パイロット制御入力信号を使用して、飛行制御モデルによって制御される制御翼面システムの応答を特定する（操作１００４）。次に、プロセスは、制御翼面システムの値の範囲を使用して、グラフィカルユーザーインターフェース上に制御翼面システムの応答を表示する（操作１００６）。

飽和状態になりつつある制御翼面システムに関して、制御翼面システムが閾値に達するかどうかに関して判断が行われる（操作１００８）。制御翼面システムが閾値に達すると、警報が生成され（操作１０１０）、プロセスは本明細書に記載されているように操作１００２に戻る。警報は様々な形を取り得る。例えば、警報は、グラフィカル警報２４２、音声警報２４４、触覚警報２４６、又は他の好適な種類の警報のうちの少なくとも１つであってもよい。

再び操作１００８を参照すると、制御翼面システムが閾値に達していない場合には、プロセスは航空機の構成又は飛行条件に変化が生じたかどうかを判断する（操作１０１２）。航空機の構成又は飛行条件に変化が生じていない場合には、プロセスは操作１００２に戻る。航空機の構成又は飛行条件に変化が生じている場合には、プロセスは航空機の構成又は飛行条件に基づいて制御翼面システムの値の範囲を修正し（操作１０１４）、その後プロセスは操作１００２に戻る。

図示した異なる実施形態でのフロー図及びブロック図は、装置及び方法の幾つかの可能な実装の構造、機能、及び操作を示している。これに関し、フロー図又はブロック図の各ブロックは、１つのモジュール、セグメント、機能及び／又は操作或いはステップの部分を表わすことができる。例えば、一又は複数のブロックは、ハードウェア内のプログラムコードとしてハードウェア内に、又はプログラムコードとハードウェアの組合せとして実装可能である。ハードウェア内に実装した場合、ハードウェアは、例えば、フロー図又はブロック図の一又は複数の操作を実施するように製造又は構成された集積回路の形態をとりうる。プログラムコードとハードウェアとの組み合わせとして実装されると、この実装はファームウェアの形態を取ることがある。

例示的な実施形態の幾つかの代替的な実装では、ブロックに記載された一又は複数の機能は、図中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、場合によっては、連続して示されている二つのブロックがほぼ同時に実行されること、又は時には含まれる機能によってはブロックが逆順に実施されることもありうる。また、フロー図又はブロック図に示されているブロックに加えて他のブロックが追加されることもありうる。

例えば、図９及び図１０で示されている種々の操作は、異なる制御翼面システムでは任意の回数だけ反復されてもよい。加えて、グラフィカルユーザーインターフェース上の制御翼面システムの応答の表示は、注目している任意の制御翼面システムに対して実施されてもよい。

次に図１１を参照すると、例示的な実施形態によるデータ処理システムのブロック図が示されている。データ処理システム１１００を使用して、図２のコンピュータシステム２０８に一又は複数のコンピュータを実装することができる。この例示的な実施例では、データ処理システム１１００は通信フレームワーク１１０２を含み、これによりプロセッサユニット１１０４、メモリ１１０６、固定記憶域１１０８、通信ユニット１１１０、入出力ユニット１１１２、及びディスプレイ１１１４の間の通信が行われる。この実施例では、通信フレームワーク１１０２はバスシステムの形態を取る。

プロセッサユニット１１０４は、メモリ１１０６に読み込まれるソフトウェアに対する命令を実行するよう機能する。プロセッサユニット１１０４は、具体的な実装に応じて、任意の数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は何らかの他の種類のプロセッサであってよい。

メモリ１１０６及び固定記憶域１１０８は、記憶装置１１１６の例である。記憶装置は、例えば、限定しないが、データ、機能的な形態のプログラムコード、及び／又は他の適切な情報などの情報を、一時的及び／又は永続的に保存することができるハードウェアの任意の部分である。メモリ１１０６は、これらの例示的な実施例では、ランダムアクセスメモリ又は任意の他の好適な揮発性または不揮発性の記憶デバイスであってもよい。

固定記憶域１１０８は具体的な実装に応じて様々な形態をとりうる。例えば、固定記憶域１１０８は、一又は複数のコンポーネント又はデバイスを含みうる。例えば、固定記憶域１１０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書き換え型光ディスク、書き換え型磁気テープ、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。

これらの例示的な実施例では、通信ユニット１１１０は、他のデータ処理システムまたはデバイスとの通信を提供する。これらの例示的な実施例では、通信ユニット１１１０はネットワークインターフェースカードである。

入出力ユニット１１１２は、データ処理システム１１００に接続される他の装置とのデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット１１１２は、キーボード、マウス、及び／又は何らかの他の好適な入力デバイスを介してユーザー入力への接続を提供することができる。さらに、入出力装置１１１２は、プリンタに出力を送信することができる。ディスプレイ１１１４はユーザーに情報を表示する機構を提供する。

オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する命令は、通信フレームワーク１１０２を介してプロセッサユニット１１０４と通信する記憶デバイス１１１６内に置かれる。種々の実施形態でのプロセスは、コンピュータに実装された命令を使用するプロセッサユニット１１０４によって実行可能であり、これらの命令はメモリ１１０６などのメモリに配置することができる。

これらの命令は、プログラムコード、コンピュータで使用可能なプログラムコード、又はコンピュータ可読プログラムコードと呼ばれ、プロセッサユニット１１０４内のプロセッサによって読取及び実行することができる。種々の実施形態のプログラムコードは、メモリ１１０６又は固定記憶域１１０８など、種々の物理的な媒体又はコンピュータ可読記憶媒体上に具現化することができる。

プログラムコード１１１８及びコンピュータ可読媒体１１２０は、このような例示的な実施例ではコンピュータプログラム製品１１２２を形成する。１つの実施例では、コンピュータ可読媒体１１２０は、コンピュータ可読記憶媒体１１２４又はコンピュータ可読信号媒体１１２６であってもよい。

これらの実施例では、コンピュータ可読記憶媒体１１２４は、プログラムコード１１１８を伝播又は伝送する媒体よりはむしろプログラムコード１１１８を保存するために使用される物理的な又は有形の記憶デバイスである。

データ処理システム１１００に例示されている種々のコンポーネントは、種々の実施形態が実装しうる方法に対してアーキテクチャ的な制限を与えることを意図したものではなく、種々の実施形態が実装可能である。種々の例示的な実施形態は、データ処理システム１１００に対して図解されているコンポーネントに追加的及び／又は代替的なコンポーネントを含むデータ処理システム内に実装されうる。図１１に示した他のコンポーネントは、示した例示的な実施例のものと異なってよい。種々の実施形態を、プログラムコード１１１８を実行できる任意のハードウェアデバイスまたはシステムを使用して実装できる。

具体的には、一又は複数の例示的な実施例は、パイロット又は航空機の他のオペレータが、制御翼面システムの飽和が近づいている又は切迫しているときを認識することができる方法で、情報を表示する。このように、例示的な実施形態は、制御翼面システムに関して飽和が存在するときに起こりうる好ましくない航空機の性能を回避する機構をパイロットに提供する。これらの例示的な実施例のグラフィカルユーザーインターフェースは、航空機の制御翼面に関して達することがある限界に関する情報の伝達を容易にする制御限界の兆候として機能することがある。

種々の例示的な実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提供されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、異なる例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なる特徴を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。

１００ 航空機
１０２、１０４ 翼
１０６ 機体
１０８、１１０ エンジン
１１２ 機首
１１４ 尾部
１１６、１１８ 水平安定板
１２０ 垂直安定板
１２２ 制御翼面
１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４ 補助翼
１３６、１３８ 昇降舵
１４０ 方向舵
４００ グラフィカルユーザーインターフェース
４０２ ロールセクション
４０４ ホイール入力
４０６ ロールレート
４０８ インジケータ
４１０ 矢印（ホイール入力方向）
４１２、４１３ インジケータ
４１４、４１６、４１８、４２０ 端部
４２２、４２３、４２４ フィールド
４２６、４２８ ラッチ
４３０ ピッチセクション
４３２ 操縦桿入力
４３４ 安定板位置
４３６ インジケータ
４４０ 矢印（操縦桿入力の方向）
４４２、４４４ インジケータ
４４６、４４８、４５０、４５２ 端部
４５４、４５６、４５７ フィールド
４５８ ペダルセクション
４６０ ペダル入力
４６２ ヨー角度位置
４６４ インジケータ
４６６ 矢印（ペダル入力の方向）
４６８ 方向舵
４６９ インジケータ
４７０、４７２、４７４、４７６ 端部
４７８、４８０ ウィンドウ
４８２ ラッチ情報セクション
４８４ ウィンドウ
４８６ モードセクション
８００ ダイアグラム
８０２，８０４、８０６ ピッチセクション

Claims (15)

1. 航空機（２０２）を監視するための方法であって、前記方法は：
   パイロット制御（２１２）入力信号（２２４）を受信することと；
   前記パイロット制御（２１２）入力信号（２２４）を使用して飛行制御モデル（２３０）によって制御される制御翼面システム（２０６）の応答を識別することと；
   飽和状態になりつつある前記制御翼面システム（２０６）に関して、前記制御翼面システム（２０６）が閾値（２４１）に達するときに警報（２４０）を生成することと
   を含む方法。
2. グラフィカルユーザーインターフェース（２３６）上に前記制御翼面システム（２０６）の応答を表示することと；
   前記グラフィカルユーザーインターフェース（２３６）上に前記応答を表示する前に、制御（２１２）翼面の位置の範囲に基づいて前記制御翼面システム（２０６）の前記応答の表示を修正することと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. ロール制御（２１２）翼面又はヨー制御（２１２）翼面又はピッチ制御（２１２）翼面、或いは前記制御翼面（２１２）の組み合わせについての飽和のレベル（３１０）を表示すること
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 制御（２１２）翼面の位置の範囲に基づいて前記応答の表示を修正することと；
   前記閾値（２４１）に近づきつつある前記制御翼面システム（２０６）の兆候を表示することと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. （ａ）円周表示のホイール入力コマンドの関数として前記航空機（２０２）のロールレート（４０６）を、又は（ｂ）操縦桿入力（４３２）に相関する前記航空機（２０２）の迎え角を、又は（ｃ）ペダル入力（４６０）に相関する前記航空機（２０２）の横滑りを、或いは（ｄ）これらの組み合わせを表示すること
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記パイロット制御（２１２）入力信号（２２４）は、前記航空機（２０２）及び前記航空機（２０２）用のシミュレータのうちの１つに配置された制御装置（２１２）によって生成され、前記航空機（２０２）はフライ・バイ・ワイヤ航空機（２１６）である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記制御翼面システム（２０６）の位置の範囲に基づいて、前記制御翼面システム（２０６）の前記応答の表示を修正することと；
   前記制御翼面システム（２０６）が前記制御翼面システム（２０６）の最大限の偏向能力に近づいていることを示す応答として前記修正された表示上に警報（２４０）を生成することと
   をさらに含む、請求項１に記載の航空機（２０２）を監視するための方法。
8. 航空機（２０２）のパイロット制御（２１２）入力信号（２２４）を受信し；前記パイロット制御入力信号（２２４）を使用して飛行制御モデル（２３０）によって制御される制御翼面システム（２０６）の応答を識別し；さらに飽和状態になりつつある前記制御翼面システム（２０６）に関して、前記制御翼面システム（２０６）が閾値（２４１）に達するときに警報（２４０）を生成するように構成された飛行モニタ（２０４）を備える装置。
9. 前記飛行モニタ（２０４）は、グラフィカルユーザーインターフェース（２３６）上に前記制御翼面システム（２０６）の前記応答を表示するようにさらに構成されており、且つ前記航空機（２０２）はフライ・バイ・ワイヤ航空機（２１６）である、請求項８に記載の装置。
10. 前記飛行モニタ（２０４）は、前記グラフィカルユーザーインターフェース（２３６）上に前記応答を表示する前に、制御翼面の位置の範囲に基づいて前記制御翼面システム（２０６）の応答の表示を修正するようにさらに構成されている、請求項８に記載の装置。
11. 前記飛行モニタ（２０４）は、（ａ）ロール制御翼面（２１２）、又は（ｂ）ヨー制御翼面（２１２）、又は（ｃ）ピッチ制御翼面（２１２）、或いは（ｄ）これらの組み合わせに対する飽和のレベル（３１０）を表示するようにさらに構成されている、請求項８から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記飛行モニタ（２０４）は、前記閾値（２４１）に近づきつつある前記制御翼面システム（２０６）の兆候を表示するようにさらに構成されている、請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記飛行モニタ（２０４）は、（ａ）円周表示のホイール入力コマンドに相関する前記航空機（２０２）のロールレート（４０６）を、又は（ｂ）操縦桿入力（４３２）の関数として前記航空機（２０２）の迎え角を、又は（ｃ）ペダル入力（４６０）の関数として前記航空機（２０２）の横滑りを、或いは（ｄ）これらの組み合わせを、表示するようにさらに構成されている、請求項８から１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記パイロット制御入力信号（２２４）は、前記航空機（２０２）及び前記航空機（２０２）用のシミュレータのうちの１つに配置された制御装置によって生成される、請求項８から１３のいずれか一項に記載の装置。
15. （ａ）制御（２１２）翼面の位置の範囲に基づいて前記制御翼面システム（２０６）の前記応答の表示を修正するように、且つ（ｂ）前記制御翼面システム（２０６）が前記制御翼面システム（２０６）の前記飽和（３１０）限界に近づいていることを示す応答として前記修正された表示上に警報（２４０）を生成するようにさらに構成された前記飛行モニタ（２０４）をさらに備える、請求項８に記載の装置。

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