JP2017001669A - オートパイロット制御のためのアップグレードされた飛行管理システム及びこれを提供する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のＦＭＳシステムを、その機能を向上させるようにアップグレードする。
【解決手段】アップグレードされたＦＭＳシステム内の既存のＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥレシーバ、及びＤＦＧＣは、レガシーＡＦＭＣとの通信状態にあるが、レガシーＥＦＩＳを利用する代わりに、ＥＦＩＳは、データコンセントレータユニット、並びに、表示制御パネル及び統合型フラットパネルディスプレイ、並びに、ＧＰＳレシーバにより、交換される。該システムは、レガシーＡＦＭＣが、飛行の全体を通じてその航空機運行能力を活用することを依然として可能にしつつ、飛行のすべてのフェーズにおいてオートパイロット及びオートスロットルを反復的に制御する能力を有し、且つ、増大した航法データベースストレージ容量、ＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用したＲＮＰ、ＶＮＡＶ、ＬＰＶ、及びＲＮＡＶ能力、並びに、ＲＴＡ能力のような向上した機能の能力を有する。
【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2015年６月12日付けで出願された米国仮特許出願第62/175,138号の利益を主張するものであり、且つ、2011年５月17日付けで出願された米国特許出願第13/109,747号（現在の米国特許第9,087,450号）の継続出願である2015年６月10日付で出願された米国特許出願第14/736,084号の一部継続である。これらの出願は、いずれも、引用により、そのすべてが本明細書に包含される。

本発明は、一般に、例えば、航空機搭乗員とやり取りすると共に飛行の全体を通じて航空機の制御を支援するべく、航空機に搭載された状態で使用される飛行管理システム（「ＦＭＳ：Flight Management System」）に関し、且つ、更に詳しくは、既存のＦＭＳをアップグレードすることにより、既存の搭載型飛行管理システムの様々な高価なコンポーネントの別途利用及びその利用の最適化を試みつつ、向上した機能、オートパイロット制御、及びオートスロットル制御を提供するための、航空機上において予め提供されている既存の飛行管理システムのアップグレード作業に関する。

航空機の、特に商用航空において使用されている航空機の、寿命は、通常、航空機の制御において航空機搭乗員を支援するべく使用されている搭載型機器のレベル及び能力の変化をはるかに上回っている。従って、搭載型の飛行管理システム（「ＦＭＳ」）に関するものなどの最新の技術による自身の機器のアップグレードを所望している航空機製造者、或いは、民間航空会社などの顧客は、最新の技術による既存の航空機のアップグレードを試みる際に、相当な支出及びダウンタイムに直面している。特に商用航空に関する多くの例においては、これは、単なる競争上の選択肢の問題ではない場合があり、アメリカ連邦航空局などの規制当局によって命令される場合がある。多数の航空機を伴う商用航空機群の場合には、付随する航空機の費用と、これらを構築するための時間と、に起因し、既存の航空機群を改良する以外に、ほとんど選択肢が残されていないことから、これは、非常に大きな費用及び時間を所要し得るが、必須となる可能性がある。

このような航空機の能力及び効率を改善する相当な変化が存在し続けているエリアの一つが、飛行管理システムのエリアであり、競争上の圧力のみならず、ＦＡＡが所望する最新の能力及び機能に追随するために、いまや、更新を必要としている。この典型的な例が、多くの民間航空会社の主力航空機であると共に多年にわたって民間航空会社によって利用されている通常の従来の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との関係におけるものである。このような航空機は、その長期間にわたる使用にも拘らず、依然として、残された多くの飛行時間を有しているが、最近のニーズ及び要件に追随するべく、既存の搭載型飛行管理システムの交換又はアップグレードを必要としている。元々航空機に搭載設置された時点においては、満足できるものであり、且つ、その後も、数年間にわたって満足できる状態であり続けた通常の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などのこれらの既存のシステムは、一般に、レガシーＥＦＩＳシステムを有しており、レガシーＥＦＩＳシステムは、今日の環境においては、限られたＦＭＳ航法データベースストレージ容量の提供、望ましい到達要求時刻又はＲＴＡ（Required Time of Arrival）能力の欠如、並びに、ＧＰＳ（Global Positioning System）又は全地球測位システムに基づいた航法ソリューションを利用したＲＮＰ、ＶＮＡＶ、ＬＰＶ、及びＲＮＡＶ能力を提供する能力、或いは、計器着陸システムアプローチなどの様々な飛行のフェーズにおいてオートパイロット及びオートスロットル機能を制御し、且つ、更には、航空機の飛行パラメータの常時監視を通じてこれらの機能を最適化する能力を提供する能力、の欠如などの様々な既存のシステムの欠点を結果的にもたらす。

依然として相当な寿命を有する既存の航空機におけるこれらの及びその他の現時点におけるニーズを充足するための、このエリアにおける従来技術の努力は、しばしば、完全に新しいシステムによる、費用を所要すると共に非効率的である既存の飛行管理システムの完全な交換を伴ってきた。これは、これまで利用されている一般的なアプローチであり、これは、例えば、ＭＤ−８０／９０などの既存の航空機上において利用されている航法ソリューションにおいて、横方向ガイダンス、垂直方向ガイダンス、及び運行計算などのパラメータを算出するべく単一のＡＦＭＣに依存しているレガシー高度飛行管理コンピュータ又はＡＦＭＣ（Advanced Flight Management Computer）などの従来の搭載型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の使用を最適化しつつ、レガシーＥＦＩＳシステムをその他のコンポーネントによって交換することによってこれらの既存システムの欠点を克服することにより、改良されたシステムにおける様々な主要なレガシーコンポーネントの活用を試みるというものではなかった。従って、既存の航空機用の任意の航法アップグレードソリューションにおいて、特に、搭載型ＡＦＭＣの予め証明済みの運行能力を活用できるように、既存のＦＭＳシステムを完全に交換するのではなく、その航空機用の任意のアップグレードされた航法ソリューションにおいて、レガシーＡＦＭＣを保持できることが望ましいであろう。更には、これらの既存の飛行管理システムは、元々、今日選好されているタイプのＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用するべく意図されてはいなかったことから、これらは、例えば、ＲＮＰ、ＶＮＡＶ、ＬＰＶ、及びＲＮＡＶ能力を提供するべく、ＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用する能力を有していなかった。

従って、既存のＦＭＳシステムを完全に交換する必要なしに、改善されたＧＰＳに基づいた航法及びオートパイロット／オートスロットル機能を少なくとも含むように、既存のＦＭＳシステムの能力を効率的に且つ費用効果の優れた方式でアップグレードするべく、搭載型ＡＦＭＣを含む既存の搭載型ＦＭＳシステムコンポーネントを利用できると共にこれを改良又は別途利用し得る実行可能なアップグレードされた飛行管理システムに対するニーズ又はその利益に対する潜在性が存在している。

本発明によれば、レガシーＭＤ−８０／９０ＦＭＳシステムなどの既存の飛行管理システム又はＦＭＳは、レガシーＥＦＩＳシステムなどのその他の既存のコンポーネントを、ＦＭＳシステム用の改善された機能を提供する異なるコンポーネントと交換する一方で、高度飛行管理コンピュータ又はＡＦＭＣ、慣性基準ユニット又はＩＲＵ（Inertial Reference Unit）、中央空気データコンピュータ又はＣＡＤＣ（Central Air Data Computer）、距離測定装置（ＤＭＥ：Distance Measuring Equipment）レシーバ、及びデジタル飛行ガイダンスコンピュータ又はＤＦＧＣ（Digital Flight Guidance Computer）などのレガシーシステムの特定の既存のコンポーネントを依然として利用しつつ、その機能を向上させるべく、アップグレードされる。このような既存のＦＭＳの機能を拡張する少なくとも増大した航法データベースストレージ能力及び全地球測位システム（ＧＰＳ）航法ソリューションを提供するシステムについては、Geoffrey S.M. Hedrick 他による「Upgraded Flight Management System and Method of Providing The Same」という名称の米国特許第9,087,450号明細書及び Geoffrey S.M. Hedrick 他による「Upgraded Flight Management System and Method of Providing The Same」という名称の現在係属中である2015年６月10日付けで出願された米国特許出願第14/736,084号明細書において記述されており、これらの特許文献は、いずれも、引用により、そのすべてが、アップグレードされた既存のＦＭＳが記述されている本明細書に包含される。

本発明の再構成された又はアップグレードされた飛行管理システムにおいては、既存のＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥレシーバ、及びＤＦＧＣは、レガシーＡＦＭＣとの通信状態において留まっているが、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又はＥＦＩＳシステムを利用する代わりに、ＥＦＩＳシステムは、データコンセントレータユニット（ＤＣＵ：Data Concentrator Unit）並びに表示制御パネル及び統合型フラットパネルディスプレイによって置換されており、且つ、ＧＰＳに基づいた航法ソリューションの提供を可能にするべく、全地球測位システム又はＧＰＳレシーバが追加されている。データコンセントレータユニットとレガシーＡＦＭＣとは、その間において情報を交換するべく、互いに動作可能に接続されており、ＤＦＧＣは、データコンセントレータユニットの出力に接続されている。ＧＰＳ又は全地球測位システムレシーバは、それに対して入力情報を提供するべく、データコンセントレータに対して動作可能に接続されている。又、本発明のアップグレードされたＦＭＳシステムは、ＦＭＳシステムが少なくとも増大した航法データベースストレージ容量及び／又は航法精度要件（ＲＮＰ：Required Navigation Performance）、垂直航法（ＶＮＡＶ：Vertical NAVigation）、広域航法（ＲＮＡＶ：aRea NAVigation）、垂直ガイダンスを伴う局所的運行（ＬＰＶ：Local Performance with Vertical guidance）、及びＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用する能力を有することを許容する交換用の多目的制御表示ユニット（ＭＣＤＵ：Multipurpose Control Display Unit）をも含み、且つ、レガシーＡＦＭＣが、アップグレードされたＦＭＳシステムを搭載状態において有する航空機の飛行の全体を通じてその航空機の運行能力を活用することを依然として可能にしつつ、到達要求時刻又はＲＴＡ能力、並びに、オートパイロット及びオートスロットル機能を制御する能力を有してもよい。具体的には、アップグレードされたＦＭＳは、例えば、模擬ＩＬＳ信号の提供による計器着陸システム（ＩＬＳ：Instrument Landing System）アプローチの際などのすべての飛行のフェーズ（例えば、離陸、巡航、アプローチ）においてオートパイロットを制御する能力を有する。これらのタイプのＩＬＳ信号は、航法データベース内において保存され得る予め定義されたアプローチ軌道からのそれぞれ航空機の水平方向及び垂直方向の逸脱を判定するローカライザ及びグライドスロープ逸脱信号を意味している。このようなケースにおいては、アップグレードされたＦＭＳ及びＭＣＤＵは、航空機の垂直方向及び水平方向経路の逸脱の連続的な監視及び計測を提供し、この垂直方向及び水平方向経路の逸脱は、ＭＣＤＵマイクロプロセッサを使用することにより、一つ又は複数のＩＬＳ入力チャネルを通じてオートパイロットに対して入力として提供されるＩＬＳ逸脱信号に後から変換することができる。

更には、いくつかの実施形態においては、アップグレードされたＦＭＳ及びＭＣＤＵは、航空機の実際の運行を飛行のすべてのフェーズにおいて連続的に監視し、且つ、例えば、姿勢、高度、対気速度、垂直方向速度、スリップ、機首方位、クロストラック、垂直方向逸脱動作、及び三軸加速度などの実際の飛行パラメータの計測値を取得することにより、オートパイロット及びオートスロットルの使用を最適化する能力を有する。アプグレードされたＦＭＳは、例えば、航空機の軌道を調節するためにフィードバックシステムに提供されるピッチコマンド、ロールコマンド、Ｎ１／ＥＰＲターゲット、対気速度ターゲット、及び垂直速度コマンド信号などの利得及び遅延変数などの様々なパラメータを変化させることにより、オートパイロット及びオートスロットル機能を制御及び調節するべく、後から、これらの計測値を制御信号に変換することができる。更には、オートパイロット及びオートスロットル機能の最適化は、反復的方式によって実現することが可能であり、これによれば、航空機の軌道の調節が検出期間において定期的に実行され、これにより、航空機内において設置されているオートパイロットの性能の最適化及び改善が見込まれる。既存の飛行管理システムと同様に、本発明のアップグレードされた飛行管理システムは、例えば、パイロット及び副操縦士が、それぞれ、重複した制御装置の組を有するように、レガシーＡＦＭＣに対して接続された冗長システムを利用してもよい。このような例においては、本発明のアップグレードされたシステムは、共通のレガシーＡＦＭＣを依然として利用しつつ、第二ＩＲＵ、第二ＣＡＤＣ、第二ＤＭＥレシーバ、第二ＤＦＧＣ、第二データコンセントレータユニット、及び第二全地球測位レシーバを含むことになろう。従って、図面を参照して更に詳細に後述するように、本発明のアップグレードされた飛行管理システムは、例えば、ＦＭＳ航法データベースストレージ容量の増大、ＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用したＲＮＰ、ＶＮＡＶ、ＬＰＶ、及びＲＮＡＶ能力の提供、到達要求時刻又はＲＴＡ能力の提供、及びオートパイロット／オートスロットル機能の最適化などのように、既存のシステムの機能を向上させ、且つ、欠点を克服しつつ、既存の飛行管理システムをアップグレードするための実行可能であると共に費用効率の優れたソリューションを提供する。

本発明の更なる説明及び理解を促進するべく、以下の図面が提供されている。

従来のＭＤ−８０／９０商用航空機上において提供されているレガシーＭＤ−８０／９０航法システムなどの一般的な慣習的従来技術による既存のレガシー飛行管理システムを示す代表的なブロックダイアグラムである。 図１のシステムが本発明に従ってアップグレードされた本発明によるアップグレードされた既存の飛行管理システムを示す代表的なブロックダイアグラムである。 搭載された状態において図２のアップグレードされた既存の飛行管理システムを有するＭＤ−８０／９０航空機の代表的な概略図である。 図２のアップグレードされたシステムにおけるＭＤＣＵのナビゲータ部分の関係する機能を実行するべく利用されるソフトウェアの代表的なシステムフローチャートである。 図２に示されている現在において好適な実施形態を実現するべく、図１の飛行管理システムなどの既存の飛行管理システムをアップグレードするための本発明による通常の好適な方法を示す代表的なフローチャート（１／２）である。 図２に示されている現在において好適な実施形態を実現するべく、図１の飛行管理システムなどの既存の飛行管理システムをアップグレードするための本発明による通常の好適な方法を示す代表的なフローチャート（２／２）である。 アップグレードされたＦＭＳを通じてオートパイロットを制御する方法を示すフローダイアグラムである。 アップグレードされたＦＭＳを通じてオートパイロット及びオートスロットルを最適化する方法を示すフローダイアグラムである。 アップグレードされたＦＭＳを通じてオートパイロット及びオートスロットルを反復的に制御する方法を示すフローダイアグラムである。 図２のアップグレードされた飛行管理システムによって生成された例示用の標準飛行計画を読み込まれた代替飛行計画と比較した概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムにおけるＭＣＤＵを通じてアクセス可能な例示用の AFMC initialization page の概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムにおけるＭＣＤＵを通じてアクセス可能な例示用の AFMC position initialization page 及び position reference page の概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムにおけるＭＣＤＵを通じてアクセス可能な例示用の AFMC position initialization page 及び position reference page の概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムにおけるＭＣＤＵを通じてアクセス可能な例示用の AFMC performance Initialization pageの概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムにおけるＭＣＤＵを通じてアクセス可能な例示用の AFMC takeoff reference page の概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムにおけるＭＣＤＵを通じてアクセス可能な例示用の AFMC approach reference page の概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムによるＭＣＤＵインタフェースを使用してＡＦＭＣに転送される例示用のレガシー AFMC LEGS page の概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムによるＭＣＤＵを通じてアクセス可能な例示用の AFMC climb page の概略図である。 図２のアップグレードされた飛行管理システムにおける本発明による図１５の climb page からアクセス可能な例示用の AFMC engine out climb page の概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムによるＭＣＤＵからアクセス可能な例示用の AFMC economy cruise page の概略図である。 図２のアップグレードされた飛行管理システムにおける本発明による図１４の cruise page からアクセス可能な例示用の AFMC engine out cruise page の概略図である。 図２に示されている本発明のアップグレードされた飛行管理システムによるＭＣＤＵからアクセス可能な例示用の AFMC economy descent page の概略図である。 図２のアップグレードされた飛行管理システムにおける本発明による図１９の descent page からアクセス可能な例示用の AFMC descent forecast page の概略図である。

図示の簡潔性及び明瞭性を目的として、添付図面の図は、概略的な構築の方式を示しており、且つ、周知の特徴及び技法の説明及び詳細は、本発明を不必要に曖昧にすることを回避するべく、省略されている場合がある。更には、添付図面の図における要素は、その縮尺が必ずしも正確に描画されてはいない。例えば、図中の要素のうちのいくつかの要素の寸法は、本発明の実施形態の理解の改善を支援するべく、その他の要素との関係において誇張されている場合がある。異なる図における同一の参照符号は、同一の要素を表記している。

明細書及び請求項における「第一」、「第二」、「第三」、「第四」という用語、並びに、これらに類似したものは、存在する場合に、類似の要素を弁別するべく使用されており、且つ、必ずしも、特定の連続的な又は年代順の順序を記述するためのものではない。このように使用されている用語は、本明細書において記述されている実施形態が、例えば、本明細書において図示されている又はその他の方法で記述されているもの以外の順番において動作する能力を有するように、適切な状況下において、相互交換可能であることを理解されたい。更には、「含む」及び「有する」という用語、並びに、これらの任意の変形は、要素のリストを有するプロセス、方法、システム、物品、装置、又は機器が、必ずしも、それらの要素に限定されるものではなく、明示的に列挙されてはいない又はそのようなプロセス、方法、システム、物品、装置、又は機器に固有のその他の要素を含み得るように、非排他的な包含をカバーするものと解釈されたい。

明細書及び請求項における「左側」、「右側」、「前」、「後」、「上部」、「下部」、「上方」、「下方」という用語、並びに、これに類似したものは、存在する場合に、説明を目的として使用されており、必ずしも、永久的な相対的位置を記述するためのものではない。このようにして使用されている用語は、本明細書において記述されている本発明の実施形態が、例えば、本明細書において図示されている又はその他の方法で記述されているもの以外のその他の向きにおいて動作する能力を有するように、適切な状況下において、相互交換可能であることを理解されたい。

「接続する（connect）」、「接続される（connected）」、「接続する（connects）」、「接続する（connecting）」、「結合する（couple）」、「結合される（coupled）」、「結合する（couples）」、「結合する（coupling）」という用語、並びに、これらに類似したものは、広範に理解することを要し、且つ、二つ以上の要素又は信号を電気的に、機械的に、且つ／又はその他の方法で、リンクすることを意味している。二つ以上の電気的要素は、電気的に接続／結合されてもよいが、機械的に又はその他の方法で接続されない場合があり、二つ以上の機械的な要素は、機械的に接続／結合されてもよいが、電気的に又はその他の方法で接続／結合されない場合があり、二つ以上の電気的要素は、機械的に接続／結合されてもよいが、電気的に又はその他の方法で接続／結合されない場合がある。接続／結合は、例えば、永久的に、又は半永久的に、又は瞬間的にのみ、などのように、任意の長さの時間にわたるものであってもよい。

「電気的接続」、「電気的結合」、及びこれらに類似したものは、広範に理解することを要し、且つ、電力信号であるのか、データ信号であるのか、且つ／又は、その他のタイプ又は組合せの電気的信号であるのかを問わず、任意の電気的信号を伴う接続／結合を含む。「機械的接続」、「機械的結合」、及びこれに類似したものは、広範に理解することを要し、且つ、すべてのタイプの機械的接続／結合を含む。

「接続される」及び／又は「結合される」、並びにこれらに類似したものの近傍における「着脱自在に」、「着脱自在の」という言葉、並びに、これらに類似したものの欠如は、対象の「接続」及び／又は「結合」などが、着脱自在であることを、或いは、そうではないことを意味するものではない。

明細書及び請求項における「第一の（primary）」という用語は、存在する場合に、説明を目的として使用されており、且つ、必ずしも、相対的な重要性を表すためのものではない。例えば、「第一の」という用語は、第一コンポーネントと、等価な冗長コンポーネントと、の間を弁別するべく使用することが可能であるが、「第一の」という用語は、必ずしも、所謂第一コンポーネントと冗長コンポーネントとの間の重要性における何らかの区別を意味するべく意図したものではない。そうではない旨が明示的に記述されていない限り、任意の一つ又は複数の冗長コンポーネントは、システムの任意の一つ又は複数の第一コンポーネントと相互交換可能な方式で、任意の一つ又は複数の第一コンポーネントと協働した方式で、且つ／又は、（例えば、コンポーネント／システムの障害の場合に）任意の一つ又は複数の第一コンポーネントとは逆の方式で、動作できるものとして取り扱うことを要する。

次に添付図面を、且つ、まずは、図１を、詳細に参照すれば、通常は、従来のＭＤ−８０／９０航空機において搭載状態で見出されるタイプの一般的な従来技術によるレガシーＭＤ−８０／９０Ｎａｖシステム１００を示す図１の簡潔な説明は、本発明によるこのようなレガシーシステム１００のアップグレード作業に関する後続の説明を理解する際に有用であると思われる。例示を目的として、図２には、このようなアップグレードされた飛行管理システム２００の現在において好適な実施形態が示されており、図２においては、本発明に従って図１のシステムのアップグレード作業が実施された後に留まっている図１の既存の飛行管理システムの既存の又はレガシーコンポーネントについては、同一の参照符号が利用されている。図１に示されているように、本発明に従ってアップグレードされる従来技術の又は既存の飛行管理システム１００については、例として、Boeing Company により、且つ、以前には、現在では Boeing Company の一部となっている McDonnell Douglas Corporation を通じて、提供された既存のＭＤ−８０／９０航空機において搭載状態において通常は提供されているタイプの従来のレガシーＭＤ−８０／９０Ｎａｖシステムを参照して説明することとする。

図１に示されているように、通常のＭＤ−８０／９０航空機において搭載状態において提供されている慣習的な従来技術による既存の飛行管理システム又はＦＭＳ１００は、通常、パイロット及び副操縦士用の冗長システムを含んでいる。既存のＭＤ−８０／９０航空機が通常は装備している冗長ＦＭＳシステム１００は、二つの従来の慣性基準ユニット又はＩＲＵ１００、１２０、二つの従来の超短波航法（ＶＨＦ ＮＡＶ）レシーバ１１６、１１８、二つの従来のＤＭＥレシーバ１１２、１２２、一つの従来のマーカービーコンレシーバ１１９、二つの従来の多目的制御表示ユニット又はＭＣＤＵ１３０、１３２、一つの共通の従来の高度飛行管理コンピュータ又はＡＦＭＣ１０５、二つの従来の中央空気データコンピュータ又はＣＡＤＣ１１１、１２１、及び二つの従来の飛行ガイダンスコンピュータ又はＤＦＧＣ１１３、１２３を含む。更には、こちらも図１に示されているように、既存の従来のＦＭＳシステム１００は、通常、従来のシンボル生成器１３４、１３６、ＧＭＴをＡＦＭＣ１０５に提供する従来のシステムクロック１３８、二つの従来のＶＨＦ全方向式無線標識又はＶＯＲ１４０、１４２、二つの従来のＤＭＥチューニングコンバータ１４４、１４６、及び航空機搭乗員を含むパイロット及び副操縦士に飛行情報を従来の方式で表示する従来の飛行ディスプレイのペア１４８、１５０をも含む。図１に更に示されているように、ＩＲＵ１１０、１２０は、ＡＲＩＮＣ４２９データバスを通じて、それぞれ、ＡＦＭＣ１０５に、且つ、シンボル生成器１３４、１３６に、接続されており、ＣＡＤＣ１１１、１２１は、ＡＲＩＮＣ５７５データバスを通じて、それぞれ、ＡＦＭＣ１０５に、且つ、シンボル生成器１３４、１３６に、接続されており、且つ、ＤＭＥ１１２、１２２、ＶＯＲ１４０、１４２、及びＤＦＧＣ１１３、１２３も、同様に、ＡＲＩＮＣ４２９を通じてＡＦＭＣ１０５に接続されている。図１のＦＭＳシステム１００によって示されている慣習的な従来技術によるレガシーＭＤ−８０／９０航法ソリューションにおいては、航空機用の横方向ガイダンス、垂直方向ガイダンス、及び運行計算を算出するべく、共通のＡＦＭＣ１０５が利用されている。これを実行する際に、ＡＦＭＣ１０５は、位置データについてデュアルＩＮＵ入力に依存しており、且つ、既知の基準からのＤＭＥ距離に基づいて補正を適用することにより、混合された位置ソリューションを従来の方式で生成している。

以下において更に詳細に説明するように、図２を参照すれば、本発明のアップグレードされたＦＭＳシステム２００は、図１に示されている既存の飛行管理システム又はＦＭＳ１００などの既存の飛行管理システムをアップグレードするための実行可能であり且つ費用効率の優れたソリューションを提供し、これにより、好ましくは、機能を向上させると共に、今日の要件が付与された場合に、図１に示されている従来技術のＦＭＳシステム１００などの従来技術の飛行管理システムにおいて存在することが判明している既存のシステムの欠点を克服するものと思われる。例えば、後述するように、本発明のアップグレードされたＦＭＳシステム２００は、ＦＭＳ航法データベースストレージ容量を増大させ、ＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用したＲＮＰ、ＶＮＡＶ、ＲＮＡＶ、及びＬＰＶ能力を提供し、且つ／又は、到達要求時刻又はＲＴＡ能力、並びに、オートパイロット及びオートスロットル機能を制御する能力を提供することになるものと予想され、これらは、いずれも、本発明に従ってアップグレードされる従来技術の既存のＦＭＳシステム１００の機能を向上させ、且つ、システムの欠点を克服する。

次に図２を参照すれば、図２は、本発明によるアップグレードされた既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）２００を示しており、アップグレードされたＦＭＳシステム２００において留まっているアップグレード対象の既存のＦＭＳシステム１００の任意の既存のコンポーネントは、図１において利用されているものと同一の参照符号を有する。図２を参照して説明されるアップグレードされた既存のＦＭＳシステム２００は、本発明によるこのようなアップグレードされたシステムの例に過ぎず、且つ、本発明は、本明細書において提示されている実施形態に限定されるものと解釈してはならない。

図２において図示されているように、且つ、好ましくは、アップグレードされたＦＭＳシステム２００は、好ましくは、既存の飛行管理システム１００において予め存在していたレガシーＡＦＭＣ１０５、並びに、レガシーＩＲＵ１１０、１２０、ＣＡＤＣ１１１、１２１、ＶＨＦ ＮＡＶレシーバ１１６、１１８、ＤＭＥレシーバ１１２、１２２、及びＤＦＧＣ１１３、１２３を保持している。レガシーＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、その予め証明済みの運行能力を活用するべく、アップグレードされたＦＭＳシステム２００内において保持されている。既存のＭＣＤＵ１３０、１３２は、好ましくは、新しいＭＣＤＵ２２５、２５５と交換され、ＭＣＤＵ２２５、２５５は、好ましくは、航法コンピュータ２８０、２８２を収容しており、航法コンピュータ２８０、２８２は、飛行計画を管理し、且つ、横方向及び垂直方向ガイダンス、オートスロットル制御を生成し、且つ、レガシーＡＦＭＣ１０５が飛行の全体を通じて航空機運行パラメータの算出を継続できるように、レガシーＡＦＭＣ１０５を構成及び同期化している。好ましくは、ＭＣＤＵ２２５、２５５上において出現するＡＦＭＣの動作に基づいたページには、ＡＲＩＮＣ７３９プロトコルを介してＭＣＤＵ２２５、２５５を通じてアクセス可能であり、このような動作に基づいたページは、例として、図８〜図２０に示されている。

好ましくは、図２のアップグレードされたＦＭＳシステム２００におけるＡＦＭＣ１０５の運行データは、飛行のそれぞれの区間ごとの且つ最終目的地までの推定到達時刻、予測区間速度及び高度区間巡航風、往路距離、ＥＴＡ、及び残存燃料などの進捗、ＬＲＣ／ＥＣＯＮと関連付けられたパラメータなどの現時点の速度モード、選択された対気速度又はマッハ、ＶＭＯ、ＭＭＯ、Ｆｌａｐ、Ａｌｐｈａなどの有限速度、速度オーバーライド、及びエンジンアウトモード、降下開始点、上昇終了点、ステップクライム、並びに、燃料の量及び使用された燃料を提供するべく利用される。望ましい飛行計画ルートは、好ましくは、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２に入力され、且つ、これにより、算出されるが、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、ＲＮＰ能力を有する。本発明の現在において好ましいシステム２００においては、飛行計画ページは、既存のＡＦＭＣ１０５のページを複製するようにフォーマットされている。好ましくは、飛行計画のサブセットは、自動的に、その間における従来のＡＲＩＮＣ７３９インタフェースを介して、それぞれ、ＭＣＤＵ２２５、２５５内に配置されたＮＡＶコンピュータ２８０、２８２から、レガシーＡＦＭＣ１０５に転送される。好ましくは、本発明のアップグレードされたＦＭＳシステム２００においては、この飛行計画のサブセットは、始点、目的地、及び暫定ウェイポイントから構成されている。ＳＩＤＳ及びＳＴＡＲ上におけるウェイポイントは、好ましくは、緯度／経度データを介して、レガシーＡＦＭＣ１０５に転送されるが、その理由は、本発明によるＡＦＭＣ１０５データベースが、すべての必要なターミナル手順を含まないようにすることにより、レガシーＡＦＭＣ１０５が相対的に小さなデータベースを保持できるようにし、これにより、既存のＦＭＳシステム１００に存在しているメモリ制限の課題をアップグレードされたＦＭＳシステム２００が克服するのを支援するためである。

好ましくは、本発明のアップグレードされたＦＭＳシステム２００においては、いまや、レガシーＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、航空機の最良の性能に基づいて、降下開始点及び上昇終了点を算出し、且つ、これらのウェイポイントをＡＲＩＮＣ７０２データバス上において個々のデータコンセントレータユニット２０１、２５１に送信する。ＤＣＵ２０１、２５１は、それぞれ、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２に接続されており、且つ、好ましくは、この情報をＮＡＶコンピュータ２８０、２８２に中継し、次いで、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２が、好ましくは、この情報を航空機用の飛行プロファイル内において包含する。

ＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、緯度及び経度を基準としたウェイポイントの挿入を許容するインタフェースページを提供している。利用されるレガシーＡＦＭＣ１０５に応じて、このインタフェースは、緯度値及び経度値の両方について、１分の１０分の１又は小数第１位の精度などに、フォーマットによって制限される場合がある。このような例においては、等価なＡＦＭＣウェイポイントの分解能が、約６０８フィートなどに、制限されることになるが、このような不正確性は、ＡＦＭＣ１０５によって算出される運行ソリューションにとって重要ではなく、且つ、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２によって提供される横方向及び垂直方向ガイダンスにとっては、関係がないものと思われる。

次に本発明のアップグレードされたＦＭＳシステム２００において利用される慣性基準ユニット又はＩＲＵ１１０、１２０を参照すれば、これらのＩＲＵ１１０、１２０は、アップグレードされたＦＭＳシステム２００の航法ソリューションを生成するべくレガシーＡＦＭＣ１０５によって利用される位置データの、即ち、緯度及び経度の、主要供給源である。通常、ＩＲＵの位置は、初期化又はアライメントの直後に最も正確であり、且つ、通常は、ＩＲＵがリアライメントされる時点まで飛行の全体を通じて劣化する、ということが既知の事実である。本発明の現在において好適なアップグレードされたＦＭＳシステム２００においては、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、主航法のために、それぞれ、従来のデュアルベータ３ＧＰＳレシーバ２０２、２５２によって増強された状態において、それぞれ、ＩＲＵ１１０、１２０からの位置データに依存している。好ましくは、ＧＰＳデータをＩＲＵ位置データと混合するべく、カルマンフィルタアルゴリズムが利用され、混合されたＧＰＳ／ＩＲＵデータが、好ましくは、通常のＩＲＵによって生成されたデータの代わりに、ＡＦＭＣ１０５に送信される。本発明によれば、ＧＰＳデータが任意の長時間にわたって利用不能となり得る例においては、好ましくは、ＩＲＵの位置情報を増強するべく、ＤＭＥレシーバ１１２、１２２からのデータが利用される。更には、好ましくは、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、航空機がゲートに位置している間に、ＩＲＵ１１０、１２０のアライメントを許容し得るＭＣＤＵページを含んでもよい。更には、好ましくは、ＩＲＵ１１０、１２０の位置は、必要に応じて、ＧＰＳの位置及び時間データを使用することにより、再初期化することができる。

本発明の現在において好適なアップグレードされたＦＭＳシステム２００においては、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、提供されたオートパイロット及びオートスロットル機能の制御権限を常に維持するべく、それぞれ、デジタル飛行ガイダンスコンピュータ又はＤＦＧＣ１１３、１２３と直接的にインタフェースしている。具体的には、アップグレードされたＦＭＳシステム２００は、航空機が計器着陸システム（ＩＬＳ）アプローチを実行しているとオートパイロットに通知することができる。模擬ＩＬＳアプローチが、少なくとも、ＤＣＵ２０１、２５１、ＧＰＳ２０２、２５２、及び表示制御パネル２３０、２６０と共に、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２によって演算される。その後に、模擬ＩＬＳアプローチは、ＩＬＳ入力チャネルを通じて提供される。

更には、アップグレードされたＦＭＳシステム２００によって提供される現在において好適な航法ソリューションは、上述のクラスベータ３ＧＰＳレシーバ２０２、２５２に加えて、二つの従来のＴＳＯ−Ｃ１９０アンテナを利用しており、ＧＰＳレシーバ２０２、２５２は、例として、ＴＳＯ−Ｃ１４５ｃクラスベータ３ＧＰＳレシーバである。結果的に得られるＧＰＳ信号は、好ましくは、それぞれ、ＩＲＵ１１０、１２０からの位置情報の増強のために使用されるべく、個々のＤＣＵ２０１、２５１に供給される。

アップグレードされたＦＭＳシステム２００における現在において好適な航法ソリューションは、好ましくは、例として、ＤＯ−２２９Ｄ、ＤＯ−２３８Ａ、及びＤＯ−２３６Ｂに準拠していると共にＲＮＰの能力を有する二つのＮＡＶコンピュータ２８０、２８２を中心として構築されている。これらのＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、例として、更なるＲＮＡＶ及びＶＮＡＶのＲＮＰ能力を伴ってＴＳＯ−Ｃ１４６ｃ−ガンマ３に準拠しており、且つ、好ましくは、空間及びパワー要件を低減するべく、それぞれ、ＭＣＤＵ２２５、２５５のエンクロージャ内に収容されているが、必要に応じて、これらのこの場所における収容は、必須ではない。例として、ＭＤ−８０／９０ＦＭＳシステムとの関係において記述されている本発明の図示のＦＭＳシステム２００においては、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２のそれぞれは、好ましくは、既存のＡＦＭＣ１０５のデータベースの制限を伴うことなしに、ＲＮＰ０．３の能力を有する。好ましくは、アップグレードされたＦＭＳシステム２００におけるＦＭＳメニュー構造は、既存のＡＦＭＣ１０５のものを複写しているが、従来のスタイルのメニューをエミュレートするように設計された更なる特徴を提供している。

ＭＣＤＵ２２５、２５５のそれぞれは、好ましくは、制御ロジックを実行する能力を自身に付与するマイクロプロセッサを収容しており、これは、アップグレード対象であるレガシー機器には、提供されていないものである。それぞれのＭＣＤＵ２２５、２５５は、好ましくは、従来のＡＲＩＮＣ７３９Ａに準拠したインタフェースを通じて、ＡＣＡＲＳなどの周辺機器をサポートしており、個々のＭＣＤＵ２２５、２５５は、同様に、ＡＲＩＮＣ７３９Ａインタフェースを介して、ＡＦＭＣ１０５に対するインタフェースとしても機能している。

本発明におけるＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、任意の飛行計画ウェイポイント用の到達要求時刻又はＲＴＡ、並びに、ＲＴＡの制約を充足するための必要とされる区間対気速度を算出することができる。現在において好適なＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、ＬＥＧＳメニューページを通じてＲＴＡ能力を任意の特定のウェイポイントに提供している。この観点においては、ＲＴＡが飛行計画ウェイポイントのうちの一つにおいて確立された際に、個々のＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、到達要求時刻を実現するべく、そのウェイポイントに到達する区間用の区間速度を命令する。好ましくは、航空機が安全対気速度エンベロープ内において動作していることを保証するべく、命令された対気速度の境界チェックが実行され、且つ、ＲＴＡが、安全対気速度制限に起因して入手可能でない場合には、好ましくは、警告がパイロットに対して提供される。

ＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、現在の航空機の運行に基づいて、飛行計画における区間のそれぞれごとに、推定到達時刻又はＥＴＡを連続的に算出し、且つ、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、このＥＴＡを使用し、ＲＴＡにおいて指定されたウェイポイントに到達するために必要とされる速度を判定する。好ましくは、飛行が進捗するのに伴って、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、算出されたＥＴＡを監視し、且つ、区間速度を相応して変更する。それぞれの飛行計画の区間は、好ましくは、追随することを要する適切な速度制約を判定するべく、分析され、ＲＴＡが規定されていない場合には、好ましくは、最良の性能に基づいたＡＦＭＣ１０５の区間速度がＮＡＶコンピュータ２８０、２８２によって使用される。

好ましくは、飛行経路の不連続性は、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２によって解決され、且つ、飛行計画の変更として、ＡＦＭＣ１０５に送信される。ＡＦＭＣ１０５は、通常、緯度／経度座標を接続することによってその飛行計画が生成される際に、直接的なポイントツーポイントの区間を仮定しているが、飛行経路の不連続性に起因したものなどの任意のわずかな逸脱は、好ましくは、ＡＦＭＣ１０５によって演算される運行データにおいて大きな誤差を生成しない。緯度／経度座標を使用した飛行計画の転送は、定義された経路からの逸脱を結果的にもたらし得るすべての湾曲したＲＦタイプの区間を排除する。但し、この逸脱は、本発明によれば、更なるウェイポイントを挿入して湾曲した経路を近似し、且つ、これにより、ＡＦＭＣ１０５の運行計算に対する何らかの大きな影響を極小化することにより、極小化することができる。これが、ＡＦＭＣ１０５への湾曲した区間の転送を示す図８に示されている。速度制約は、ＲＴＡ要件を充足するべく、手動で、区間当たりに入力されてもよく、或いは、ＡＦＭＣ１０５から判定されてもよいが、対気速度の超過しないエンベロープを提供するべく、好ましくは、公開された手順及び航空機の制限と関連付けられた制約が使用されることに留意されたい。好ましくは、ＲＴＡは、主には、降下開始点に先立って速度を調節することによって実現することができる。

上述のように、好ましくは、様々な運行計算が、ＡＦＭＣ１０５から取得され、且つ、航法コンピュータ２８０、２８２によって使用されている。例えば、それぞれの区間ごとの且つ最終目的地までのＥＴＡは、好ましくは、Ａ７３９進捗ページを介して、ＡＦＭＣ１０５に対して問い合わせることにより、航法コンピュータ２８０、２８２に提供される。この情報は、好ましくは、テキストデータを介して受け取られ、且つ、航法コンピュータ２８０、２８２により、数値フォーマットに変換される。次いで、航法コンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、このデータを使用してＲＴＡの動作をクロスチェックする。

別の運行計算は、好ましくは、予測区間速度及び高度区間巡航風である。一般的に、この情報は、航法コンピュータ２８０、２８２によって必要とされるものではなく、且つ、従来のＡ７３９インタフェースの一部として、パイロットの情報及び変更のために表示されるのみである。同様に、往路距離、ＥＴＡ、及び残存燃料も、一般には、航法コンピュータ２８０、２８２によって必要とされるものではなく、且つ、パイロット情報として表示されるのみである。又、これは、好ましくは、現時点の速度モード及び燃料の量及び使用された燃料にも同様に当て嵌まり、これらも、航法コンピュータ２８０、２８２によって必要とされるものではなく、且つ、従来のＡ７３９インタフェースの一部として、パイロットの情報及び変更のために、表示されるのみである。

更に別の運行計算は、好ましくは、降下の終了点のパイロット入力に基づいて算出される降下開始点である。この情報は、好ましくは、ＡＦＭＣ１０５からＤＣＵ２０１、２５１にＡＲＩＮＣ７０２プロトコルを介して送信され、且つ、境界チェックがデータに対して実行された後に、航法コンピュータ２８０、２８２により、飛行プロファイルに挿入される。好ましくは、降下開始点において、航法コンピュータ２８０、２８２は、ＡＦＭＣ／ＤＦＧＣ１０５、１１３、１２３の送信バスから得られたターゲット対気速度に追随するべく、アイドルスラスト及びピッチダウンを命令する。コマンドの対気速度は、好ましくは、個々のＤＦＧＣ１１３、１２３への送信の前に、航法コンピュータ２８０、２８２によって境界チェックされる。好ましくは、ターゲットＥＰＲ及び／又はターゲット対気速度に対するすべての変更は、監視され、且つ、境界チェックが航法コンピュータ２８０、２８２によって実行された後に、個々のＤＦＧＣ１１３、１２３に伝達される。

好ましくは実行される更に別の運行計算は、好ましくはそれぞれの高度制約に対する上昇限度スラストに基づいて算出される上昇終了点である。上昇終了点は、好ましくは、ＡＦＭＣ１０５から、ＤＣＵ２０１、２５１へＡＲＩＮＣ７０２プロトコルを介して送信され、且つ、個々の航法コンピュータ２８０、２８２によって飛行プロファイルに挿入される。好ましくは、上昇の際に、ＡＦＭＣ１０５は、必要とされるスラスト及びピッチを算出する。航法コンピュータ２８０、２８２は、ＡＦＭＣ１０５／ＤＦＧＣ１１３、１２３の送信バスから得られたプロファイルに追随するべく、上昇限度スラスト及びピッチを命令する。コマンドは、好ましくは、個々のＤＦＧＣ１１３、１２３への送信の前に、航法コンピュータ２８０、２８２によって境界チェックされる。好ましくは、オートスロットルコマンド及び／又はピッチに対するすべての変更は、監視され、且つ、境界チェックが航法コンピュータ２８０、２８２によって実行された後に、個々のＤＦＧＣ１１３、１２３に伝達される。

好ましくは実行される更に別の運行計算は、好ましくは最適な高度及び選択されたエコノミーモードに基づいてＡＦＭＣ１０５によって算出されるステップクライム点である。好ましくは、航空機の上昇の際に、ＡＦＭＣ１０５は、必要とされるスラスト及びピッチを算出する。航法コンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、ＡＦＭＣ１０５／ＤＦＧＣ１１３、１２３の送信バスから取得されたプロファイルに追随するべく、上昇限度スラスト及びピッチを命令する。これらのコマンドは、好ましくは、個々のＤＦＧＣ１１３、１２３への送信の前に、航法コンピュータ２８０、２８２によって境界チェックされる。上昇終了点と同様に、ステップクライムについても、オートスロットルコマンド及び／又はピッチに対するすべての変更は、好ましくは、監視され、且つ、境界チェックが個々の航法コンピュータ２８０、２８２によって実行された後に、ＤＦＧＣ１１３、１２３に伝達される。

上述のように、航法コンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、航空機の飛行のすべてのフェーズにおいて個々のＤＦＧＣ１１３、１２３に対するオートスロットル、ピッチ、及びロールコマンドを制御している。航空機のアプローチフェーズにおいては、好ましくは、相対的に低い優先順位が、ＡＦＭＣ１０５によって提供される運行に関係したピッチ及びオートスロットルコマンドに対して付与される。制御コマンドは、好ましくは、最終アプローチを通じて必要とされる航空機のアプローチ経路のために、垂直方向、水平方向、及び最適な対気速度を維持するように、航法コンピュータ２８０、２８２によって演算及び適用される。又、好ましくは、ＲＮＰ要件を充足するべく、航空機の誤ったアプローチの際のガイダンスも、航法コンピュータ２８０、２８２によって演算され、且つ、維持される。

更には、アップグレードされた既存のＦＭＳは、オートパイロットの動作を最適化するべく、飛行のすべての状態において、少なくとも、姿勢、高度、対気速度、垂直方向速度、スリップ、機首方位、クロストラック、垂直方向逸脱動作、及び三軸加速度を計測することにより、航空機の運行の監視を提供する。具体的には、フィードバックシステムは、制御信号を使用することによるオートパイロットの調節を許容するＮＡＶコンピュータ２８０、２８２を少なくとも使用することにより、利用される。例えば、制御信号は、航空機の操作の際に計測値を取得することにより、調節することが可能であり、これらの計測値は、制御システムの利得及び遅延変数を変化させることによって制御信号を調節するべく、後から使用される。その後に、前記制御信号は、その動作を調節するべく、ＤＦＧＣ１１３、１２３内のオートパイロットに提供される。

好ましくは提供されるメニューインタフェースとの関係において、ＭＣＤＵ２２５、２５５は、好ましくは、すべての運行ページについて、ＡＲＩＮＣ７３９プロトコルを介して既存のＡＦＭＣ１０５のメニュー構造を利用している。航法コンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、本発明のアップグレードされたＦＭＳシステム２００の動作を、ＦＭＳシステムがアップグレードされた航空機上において航空機搭乗員が慣れ親しんでいる従来の既存の飛行管理システムからの可能な限りシームレスな遷移とすることを支援するように、アップグレードされたシステム２００上におけるパイロットのトレーニングの極小化を支援するべく、好ましくは、飛行計画用の既存のＡＦＭＣ１０５のメニュー構造を複製している。この観点において、好ましくは、航法コンピュータ２８０、２８２は、ＡＦＭＣ１０５のメニュー構造の絶対的な理解を常に維持しており、且つ、既存のレガシーＡＦＭＣ１０５におけるものと同一の方式により、パイロットの入力に反応する。例えば、航法コンピュータ２８０、２８２は、ＡＦＭＣ１０５がＭＣＤＵ２２５、２５５に対して予想しているものと同一の方法により、飛行計画情報をＡＲＩＮＣ７３９のプロトコルを介してＡＦＭＣ１０５に対して転送する。更には、ＡＦＭＣ１０５との間における通信は、好ましくは、ＭＣＤＵ２２５、２５５のページインタフェースの自動化された使用に基づいており、本発明のＦＭＳシステム２００は、好ましくは、図８〜図２０との関係において更に詳細に記述するように、ＡＦＭＣ１０５の運行ページに対する直接的なアクセスを許容し、且つ、その他のＡＦＭＣ１０５の運行ページ上に配置された様々なパラメータの通信を自動化している。

図２において、図示され、且つ、現在において好適であるように、それぞれ、図１のディスプレイ１４８及び１５０は、それぞれ、関連付けられた従来の表示制御パネル２３０、２６０を有する従来の統合型フラットパネルディスプレイ２３５、２６５から構成されてもよく、個々の表示制御パネル２３０、２６０は、図２に示されているように、関連付けられたフラットパネルディスプレイ２３５、２６５と、対応したＭＣＤＵ２２５、２５５と、の間において接続されており、且つ、個々のＤＣＵ２０１、２５１にも接続されている。

図３Ａにおいて概略的に示されているように、現在において好適な飛行管理システム２００は、航空機搭乗員による航空機３００の制御を可能にするべく、航空機３００に搭載状態において配置される。上述のように、航空機３００において搭載状態におけるアップグレードされたＦＭＳシステム２００内に収容されたレガシーＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、依然として、航空機３００の飛行の全体を通じて、その航空機運行能力を活用することができる。この観点においては、図８〜図２０を参照して後述するように、好ましくは、レガシーＡＦＭＣ１０５は、本発明のアップグレードされたＦＭＳシステム２００における運行計算のために利用されるものであることから、運行に関係したメニューページには、好ましくは、ＭＣＤＵ２２５、２５５を通じて直接的にアクセス可能である。この観点において、これらの初期化ページは、PERFORMANCE INIT、TAKEOFF REF、及び APPROACH REF などのページを含む。

運行ページについて更に詳細に説明する前に、図３Ｂは、例として、実行対象の個々のＭＣＤＵ２２５、２５５内に配置された航法コンピュータ２８０、２８２の上述の関係する機能を可能にするべく利用されるソフトウェアの通常の代表的なシステムフローチャートを示していると言うだけで十分であろう。例えば、ナビゲータコンピュータ２８０、２８２は、図３Ｂのシステムフローチャートにおいて示されている機能を実行するべく、従来の方式により、Ｃによってプログラムされてもよい。図３Ｂのシステムフローチャートに従って、ＭＣＤＵ／ＮＡＶユニットは、飛行計画の目的、オートパイロット制御機能、及びオートスロットル制御機能のためのパイロットに対する主インタフェースとして機能していると言えば十分であろう。ＭＣＤＵ／ＮＡＶの内部航法データベースは、様々な航法点に関する情報を取得すると共に計画された飛行経路の演算を支援するべく、利用される。例えば、いくつかの実施形態においては、内部航法データベースは、ＩＬＳアプローチ及び／又は任意のその他の適した飛行経路用のウェイポイント及び必要とされる軌道を含むことができる。次いで、計画された飛行経路は、レガシーＡＦＭＣ１０５が最適な燃料燃焼及び所要時間について従来方式によって運行パラメータを演算できるように、レガシーＡＦＭＣ１０５に転送される。次いで、レガシーＡＦＭＣのスラスト及び対気速度ターゲットが航法コンピュータ２８０、２８２によって従来方式で分析され、且つ、次いで、横方向、垂直方向、スラスト、及び対気速度ターゲットの最終的な組がＤＦＧＣ１１３、１２３に提供される。システムフローチャートは、一目瞭然であり、従って、本発明のアップグレードされたＦＭＳシステム２００にける航法コンピュータ２８０、２８２の現在において好適な動作を理解するべく、更に詳細に説明する必要はない。

次に図９を参照すれば、少なくとも一つのメニューページは、運行計算をレガシーＡＦＭＣ１０５（図２）に提供するための AFMC Initiation Page を有することができる。好ましくは、AFMC Initiation Page は、後述するように、Performance Initiation Page、Takeoff Reference Page、又は Approach Reference Page のうちの少なくとも一つに対するアクセスを許容することができる。

次に図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すれば、少なくとも一つのメニューページは、Position Initialization Page（図１０Ａ）を有することが可能であり、且つ、別のメニューページは、Position Reference Page（１０Ｂ）を有することができる。Position Initialization Page（図１０Ａ）は、ＩＲＵ１１０、１２０（図２）の初期化及び／又は検証、並びに／或いは、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）の選択を許容することが可能であり、Position Reference Page（図１０Ｂ）は、位置の検証を許容している。

次に図１１を参照すれば、少なくとも一つのメニューページは、Performance Initiation Page を有することができる。Performance Initiation Page は、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）に対する燃料、重量、及び／又は運行構成の入力の提供を許容することができる。

次に図１２を参照すれば、少なくとも一つのメニューページは、Takeoff Reference Page を有することができる。Takeoff Reference Page は、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）に対する離陸動作及び基準速度構成の入力の提供を許容することができる。

次に図１３を参照すれば、少なくとも一つのメニューページは、Approach Reference Page を有することができる。Approach Reference Page は、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）にするアプローチ動作及び基準速度構成の入力の提供を許容することができる。

次の図１４を参照すれば、少なくとも一つのメニューページは、例示用の例においては「ACT RTE 1 LEGS」としてラベル付与されたレガシーＡＦＭＣの LEGS Page を有することができる。このメニューページは、本発明によるＭＣＤＵインタフェースを使用することにより、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）に転送される実際のルート１ LEGS Page を示している。

次に図１５を参照すれば、少なくとも一つのメニューページは、図示の例においては「ACT 250KT CLB」というラベルが付与されている、先程参照された、AFMC CLIMBS Page を有することができる。このページは、航空機３００（図３Ａ）の飛行のそれぞれの区間ごとの巡航高度及び／又は速度の詳細などのパラメータを表示することができる。

様々な実施形態においては、少なくとも一つのメニューページは、Route Menu Page（図示されてはいない）を有することができる。このような例においては、Route Menu Page は、ＶＨＦ ＮＡＶレシーバ１１６（図２）及び／又はレガシーＡＦＭＣ１０５（図２）に提供される飛行計画を入力するためのインタフェースを提供することができる。更なる実施形態においては、少なくとも一つのメニューページは、飛行計画の選択されたウェイポイントにおいて保持パターンを定義するための Holding Menu Page（図示されてはいない）を有することができる。

その他の実施形態においては、少なくとも一つのメニューページは、ＶＨＦ ＮＡＶレシーバ１１６（図２）に提供される出発及び／又は到着手順を選択するための Departure and/or Arrival Page（図示されてはいない）を有することができる。出発及び／又は到着手順は、ＶＨＦ ＮＡＶレシーバ１１６（図２）の航法データベース内において保存することが可能であり、且つ、レガシーＡＦＭＣ１０５に転送することができる。

様々な実施形態においては、少なくとも一つのメニューページは、一つ又は複数の Progress Page（図示されてはいない）を有することが可能であり、このそれぞれは、航空機３００（図３Ａ）の飛行計画におけるそれぞれの区間ごとの高度、残存距離、ＥＴＡ、又は燃料燃焼のうちの少なくとも一つを表示する。このような例においては、このデータのいずれかは、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）から自動的に取得することができる。更には、少なくとも一つメニューページは、フィックス情報についてＶＨＦ ＮＡＶレシーバ１１６の航法データベースに問い合わせるための Fix Page（図示されてはいない）を有することができる。更には、少なくとも一つのメニューページは、航空機３００（図３Ａ）の上昇運行モードを選択するための且つ／又は上昇制約（例えば、巡航高度、上昇モード、速度制約など）を規定するための Climb Page を有することができる。

次に図１６を参照すれば、いくつかの実施形態においては、メニューページは、Engine Out Climb Page を有することができる。このような例においては、Engine Out Climb Page は、単一エンジン運行データに基づいて上昇運行を再算出するためのインタフェースを提供することができる。様々な実施形態においては、Engine Out Climb Page には、上述のように、Climb Page を通じてアクセスすることができる。

次に図１７を参照すれば、いくつかの実施形態においては、メニューページは、図１７に示されているエコノミー値などの航空機３００（図３Ａ）の巡航運行モードを選択し、且つ／又は、巡航制約（例えば、巡航高度、ドリフトダウン高度、巡航対気速度、最小安全運行速度など）を規定するための Cruise Page を有することができる。次に図１８を参照すれば、メニューページは、単一エンジン運行データに基づいて巡航運行を再算出するためのインタフェースを提供するべく、Engine Out Cruise Page を有することができる。多くの実施形態においては、Engine Out Cruise Page 及び Cruise Drift Down Page（図示されてはいない）には、Cruise Page からアクセス可能であってもよい。

次に図１９を参照すれば、メニューページは、図１９に示されているエコノミー値などの飛行の降下フェーズを定義するためのインタフェースを提供する Descent Page を有することができる。このような例においては、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）は、降下開始点において降下を判定及び開始するように、Descent Page を介して提供される入力に対して構成することができる。

次に図２０を参照すれば、メニューページは、更なる降下パラメータ（例えば、風の予測や防氷など）を定義するためのインタフェースを提供する Descent Forecast Page を有することができる。

次に図４（図４Ａ及び図４Ｂ）を再度参照すれば、図４は、アップグレードされた既存のＦＭＳ２００が、アップグレードされた既存のＦＭＳ２００を搭載状態において有する航空機３００の飛行の全体を通じて、その航空機運行能力を活用することを依然として可能にしつつ、レガシーＡＦＭＣが、少なくとも増大した航法データベースストレージ能力、及び／又は、ＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用したＲＮＰ、ＶＮＡＶ、及びＲＮＡＶ能力、並びに／或いは、ＲＴＡ能力を有する能力を有することができるようにするための既存のＦＭＳ１００よりも向上した機能を提供するべく、レガシーＡＦＭＣ１０５を有する上述のＦＭＳシステム１００などの既存のＦＭＳをアップグレードする方法４００の例示用のフローチャートを示している。図４に示されている方法４００は、例示を目的としたものに過ぎず、且つ、本明細書において提示されているＦＭＳシステム２００の実施形態に限定されるものではない。方法４００は、本明細書において具体的に図示又は記述されてはいない多くの異なる実施形態又は例において利用することができる。いくつかの実施形態においては、方法４００の活動、手順、及び／又はプロセスは、提示された順序において実行することができる。その他の実施形態においては、方法４００の活動、プロセス、及び／又は手順は、任意のその他の適切な順序において実行することができる。更にその他の実施形態においては、方法４００の活動、プロセス、及び／又は手順のうちの一つ又は複数は、組み合わせることが可能であり、或いは、スキップすることもできる。従って、図４は、航空機３００に搭載状態において元々提供されている既存のＦＭＳシステム１００から本発明の現在において好適なアップグレードされたＦＭＳシステム２００を実現するべく実行され得る様々なステップの図に過ぎず、ステップが最終的に図２のアップグレードされたＦＭＳシステム２００を結果的にもたらす限り、ステップは、任意の特定の順序において実行する必要がないことに留意されたい。

図５を再度参照すれば、且つ、本発明のいくつかの実施形態によれば、アップグレードされたＦＭＳ２００は、図５に示されている方法５００を使用してオートパイロットを制御する能力を有する。例えば、航空機が計器着陸システムアプローチを実行している際には、アップグレードされたＦＭＳ２００は、アプローチについて、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２を通じてオートパイロットに通知する（ステップ５０２）。ステップ５０４において、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、ＮＡＶデータベースから、アップグレードされたＦＭＳ２００のセンサ及び様々なコンポーネントによって取得された姿勢、高度、対気速度、垂直方向速度、スリップ、機首方位、クロストラック、垂直方向逸脱動作、水平方向逸脱動作、及び三軸加速度などの飛行計測を取得している。更には、ＮＡＶデータベースは、アプローチ用のグライドスロープ及びローカライザ信号を含む予め定義された軌道をも提供する。ステップ５０６において、プロセス５００は、それぞれ、ローカライザ及びグライドスロープ逸脱信号を取得するべく、ＭＣＤＵ２８０、２８２を使用して水平方向及び垂直方向経路逸脱計測値を変換しており、これにより、パイロットがディスプレイ２３５、２６５上においてセンタリングされた状態でグライドスロープ及びローカライザインジケータを維持する必要性を除去している。最後に、ステップ５０８において、ＤＣＵ２０１、２５１及びＤＦＧＣコンピュータ１１３、１２３を使用することにより、ローカライザ及びグライドスロープ逸脱信号がＮＡＶコンピュータ２８０、２８２内のオートパイロットのＩＬＳ入力チャネルに入力として提供されている。

図６は、本発明のいくつかの実施形態によるアップグレードされたＦＭＳ２００を使用することにより、オートパイロット及びオートスロットル機能の使用を最適化する方法６００を示している。具体的には、６０２において、アップグレードされたＦＭＳは、それぞれ、ＩＲＵ１１０、１２０、ＤＭＥ１１２、１２２、及びＤＦＧＣ１１３及び１２３を使用して姿勢、高度、対気速度、垂直方向速度、スリップ、機首方位、クロストラック、垂直方向逸脱動作、及び三軸加速度を監視することにより、航空機の実際の運行を計測している。取得された計測値は、その後に、ＡＦＭＣ１０５による取得及び／又は処理のために、ＭＣＤＵ２８０、２８２のＮＡＶデータベース内において保存される。６０４において、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２を使用することにより、オートパイロットは、特定の飛行のフェーズの軌道（例えば、巡航飛行の際の一連のウェイポイント）について通知されている。この軌道は、オートパイロット機能用の基準として機能し、且つ、必要な航法コマンドをアップグレードされたＦＭＳ２００に対して提供する。６０６において、６０２において参照されている計測された飛行パラメータと提供されたオートパイロット基準軌道との間において、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２、ＡＦＭＣ１０５、ＤＦＧＣ１１３、１２３、及びＤＣＵ２０１、２５２を使用することにより、逸脱信号が演算されている。算出された逸脱信号は、ＭＣＤＵ２８０、２８２を使用することにより、６０８において、オートパイロット制御信号に変換することができる。例えば、いくつかの実施形態においては、オートパイロット機能は、６１０において示されているように、アップグレードされたＦＭＳ２００に対するオートパイロットコマンドの調節を許容するフィードバックシステムを使用することにより、最適化することができる。具体的には、このようなオートパイロット機能の調節は、ＲＮＰが様々な飛行のフェーズにおいてその航空機について充足されると共にオートパイロットがその最良の性能について最適化されることを保証するべく、ピッチコマンド、ロールコマンド、Ｎ１／ＥＰＲターゲット、対気速度ターゲット、及び垂直方向速度コマンドを含むオートパイロット及びオートスロットル信号用のコントローラの一つ又は複数の利得及び遅延変数などのパラメータを変化させるステップを伴う可能性がある。

図７は、検出期間においてアップグレードされたＦＭＳ２００のオートパイロット及びオートスロットル機能を調節するための反復的制御ループを提供する本発明のいくつかの実施形態による方法７００を示している。具体的には、且つ、図６を参照して説明されているように、７０２において、アップグレードされたＦＭＳは、６０２において上述したように、実際の飛行パラメータを監視することにより、航空機の実際の運行を計測している。取得された計測値は、その後に、ＡＦＭＣ１０５による取得及び／又は処理のために、ＭＣＤＵ２８０、２８２のＮＡＶデータベース内において保存される。７０４において、オートパイロットは、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２を使用することにより、特定の飛行のフェーズ用の軌道（例えば、巡航飛行の際の一連のウェイポイント）について通知されている。この軌道は、オートパイロット機能用の基準として機能し、且つ、必要な航法コマンドをアップグレードされたＦＭＳ２００に対して提供する。７０６において、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、計測された実際の飛行パラメータに基づいて予想軌道を演算しており、この予想軌道は、７０８において、ＮＡＶデータベースから取得されると共にオートパイロットに提供された既定の軌道と比較されている。７１０において、二つの軌道の間に逸脱が存在している（例えば、７１０における「ＹＥＳ」）とＮＡＶコンピュータ２８０、２８２が判定した場合には、方法７００は、７１６において、補正済みのオートパイロット軌道を出力するべく、７１２において、ＭＣＤＵ２８０、２８２を使用して逸脱信号をオートパイロット制御信号に変換し、且つ、７１４において、（例えば、利得及び遅延を変化させることにより）オートパイロット制御信号を調節している。

但し、７１０において、二つの軌道の間に逸脱が存在していない（例えば、７１０における「ＮＯ」）とＮＡＶコンピュータ２８０、２８２が判定した場合には、方法７００は、ＮＡＶデータベースから取得された既定の軌道をオートパイロット機能のために使用する。いくつかの実施形態においては、方法７００は、アップグレードされたＦＭＳ２００の最適化されたオートパイロット及びオートスロットル機能を提供するべく、飛行状態及び／又は演算リソースに基づいて、定期的に、且つ、反復的な方式により、実行することができる。以上、その特定の実施形態に対して適用された本発明の様々な新規な特徴について図示及び説明したが、本発明の精神を逸脱することなしに、記述及び図示されている装置、システム、及び方法の形態及び詳細における様々な省略及び置換及び変更が当業者によって実施され得ることを理解されたい。当業者は、上述の開示と、本開示からの本発明の教示の理解と、に基づいて、本発明の一部分である特定のハードウェア及び装置と、本明細書によって提供されると共に本明細書に内蔵されている一般的な機能と、は、本発明の異なる実施形態において変化し得ることを認識するであろう。

Claims (20)

1. 既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）よりも向上した機能を有する、アップグレードされた既存のＦＭＳであって、該既存のＦＭＳが、
   航空機に搭載された状態において該既存のＦＭＳを有する該航空機の飛行の全体を通じて活用可能な航空機運行能力を有するレガシー高度飛行管理コンピュータ（ＡＦＭＣ）と、
   航法データを計測するように構成された慣性基準ユニット（ＩＲＵ）と、
   該航空機の飛行と関連付けられたデータを演算するように構成された中央空気データコンピュータ（ＣＡＤＣ）と、
   無線信号に基づいて距離を計測するように構成された距離測定装置（ＤＭＥ）レシーバと、
   ガイダンス情報を操作するように構成されたデジタル飛行ガイダンスコンピュータ（ＤＦＧＣ）であって、該ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥレシーバ、及びＤＦＧＣは、該レガシーＡＦＭＣに接続されている、ＤＦＧＣと、
   を具備し、改良部分が、
   該ＣＡＤＣからの該航空機の該飛行と関連付けられたデータと、該ＩＲＵからの航法データと、を収集するように構成されたデータコンセントレータユニット（ＤＣＵ）であって、該データコンセントレータユニットと該レガシーＡＦＭＣとは、それらの間において入力及び出力情報を交換するべく、互いに動作可能に接続されており、且つ、出力情報を受け取るべく該ＤＦＧＣに対して更に動作可能に接続されている、ＤＣＵと、
   入力情報を提供するべく該データコンセントレータユニットに対して動作可能に接続された全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバと、
   マイクロプロセッサと航法（ＮＡＶ）コンピュータと航法データベースとを有する多目的制御表示ユニット（ＭＣＤＵ）であって、該ＮＡＶコンピュータ及び該航法データベースは、該データコンセントレータユニット及び該レガシーＡＦＭＣに対して動作可能に接続されており、且つ、該多目的制御表示ユニット（ＭＣＤＵ）は、
   飛行のフェーズを示す入力を受け取り、
   該飛行のフェーズと関連付けられた飛行パラメータを連続的に計測することにより、該航空機の運行を監視し、
   該飛行のフェーズと関連付けられた該計測された飛行パラメータを制御信号に変換し、且つ、
   該制御信号に基づいてオートパイロット機能とオートスロットル機能とを制御する、
   ように構成されている、ＭＣＤＵと、
   を具備し、
   該アップグレードされた既存のＦＭＳは、該レガシーＡＦＭＣが、該アップグレードされた既存のＦＭＳを搭載状態において有する航空機の飛行の全体を通じてその航空機運行能力を活用することを依然として可能にしつつ、少なくとも増大した航法データベースストレージ容量、並びに、ＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用した航法精度要件（ＲＮＰ）、垂直航法（ＶＮＡＶ）、広域航法（ＲＮＡＶ）、垂直方向ガイダンスを伴うローカライザ動作（ＬＰＶ）、及び到達要求時刻（ＲＴＡ）能力の能力を有する、
   アップグレードされた既存のＦＭＳ。
2. 飛行のフェーズは、計器着陸アプローチ、離陸、及び巡航を有する、請求項１に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
3. 該計測される飛行パラメータは、姿勢、高度、対気速度、垂直方向速度、スリップ、機首方位、クロストラック、垂直方向逸脱動作、水平方向逸脱動作、及び三軸加速度を有する、請求項１に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
4. 該制御信号は、該オートパイロット機能の動作を調節するべく使用される制御フィードバックシステムと関連付けられた遅延及び利得変数を有する、請求項１に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
5. 情報を交換するべく該データコンセントレータユニットに対して動作可能に接続された統合型フラットパネルディスプレイ、を更に具備する、請求項１に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
6. 情報を交換するべく該データコンセントレータユニットに対して動作可能に接続された表示制御パネル、を更に具備する、請求項１に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
7. 情報を交換するべく該データコンセントレータユニットに対して動作可能に接続された統合型フラットパネルディスプレイ、を更に具備する、請求項１に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
8. 該レガシーＡＦＭＣに対して動作可能に接続された冗長システムを更に具備し、該冗長システムは、第二ＩＲＵ、第二ＣＡＤＣ、第二ＤＭＥレシーバ、第二ＤＦＧＣ、第二データコンセントレータユニット、及び第二全地球測位システムレシーバを具備する、請求項１に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
9. 既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）よりも向上した機能を有する、アップグレードされた既存のＦＭＳであって、該既存のＦＭＳが、
   航空機に搭載された状態において該既存のＦＭＳを有する航空機の飛行の全体を通じて活用可能な航空機運行能力を有するレガシー高度飛行管理コンピュータ（ＡＦＭＣ）と、
   航法データを計測するように構成された慣性基準ユニット（ＩＲＵ）と、
   該航空機の飛行と関連付けられたデータを演算するように構成された中央空気データコンピュータ（ＣＡＤＣ）と、
   無線信号に基づいて距離を計測するように構成された距離測定装置（ＤＭＥ）レシーバと、
   ガイダンス情報を操作するように構成されたデジタル飛行ガイダンスコンピュータ（ＤＦＧＣ）であって、該ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥレシーバ、及びＤＦＧＣは、該レガシーＡＦＭＣに接続されている、ＤＦＧＣと、
   を具備し、改良部分が、
   該ＣＡＤＣからの該航空機の該飛行と関連付けられたデータと、該ＩＲＵからの航法データと、を収集するように構成されたデータコンセントレータユニットであって、該データコンセントレータユニットと該レガシーＡＦＭＣとは、それらの間において入力及び出力情報を交換するべく、互いに動作可能に接続されており、且つ、出力情報を受け取るべく該ＤＦＧＣに対して動作可能に更に接続されている、データコンセントレータユニットと、
   入力情報を提供するべく該データコンセントレータユニットに対して動作可能に接続された全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバと、
   マイクロプロセッサと、グライドスロープ及びローカライザ逸脱信号に基づいてオートパイロット機能を提供する能力を有する航法（ＮＡＶ）コンピュータと、航法データベースと、を有する多目的制御表示ユニット（ＭＣＤＵ）であって、該ＮＡＶコンピュータ及び該航法データベースは、該データコンセントレータユニット及び該レガシーＡＦＭＣに対して動作可能に接続されており、且つ、該多目的制御表示ユニット（ＭＣＤＵ）は、
   飛行のフェーズを示す入力を受け取り、
   該マイクロプロセッサをして、該飛行のフェーズと関連付けられた垂直方向経路逸脱及び水平方向経路逸脱を算出し、
   該垂直方向経路逸脱及び該水平方向経路逸脱を該グライドスロープ及びローカライザ逸脱信号にそれぞれ変換し、且つ、
   該グライドスロープ及びローカライザ逸脱信号を使用して、該オートパイロット機能を制御する、
   ように構成されている、ＭＣＤＵと、
   を具備し、
   該アップグレードされた既存のＦＭＳは、該レガシーＡＦＭＣが、該アップグレードされた既存のＦＭＳを搭載状態において有する該航空機の飛行の全体を通じてその航空機運行能力を活用することを依然として可能にしつつ、少なくとも増大した航法データベースストレージ容量、並びに、ＧＰＳに基づいた航法ソリューションを利用した航法精度要件（ＲＮＰ）、垂直航法（ＶＮＡＶ）、広域航法（ＲＮＡＶ）、垂直方向ガイダンスを伴うローカライザ動作（ＬＰＶ）、及び到達要求時刻（ＲＴＡ）能力の能力を有する、
   アップグレードされた既存のＦＭＳ。
10. 飛行のフェーズは、計器着陸アプローチ、離陸、及び巡航を有する、請求項９に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
11. 情報を交換するべく該データコンセントレータユニットに対して動作可能に接続された統合型フラットパネルディスプレイ、を更に具備する、請求項９に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
12. 情報を交換するべく該データコンセントレータユニットに対して動作可能に接続された表示制御パネル、を更に具備する、請求項９に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
13. 情報を交換するべく該データコンセントレータユニットに対して動作可能に接続された統合型フラットパネルディスプレイ、を更に具備する、請求項９に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
14. 該レガシーＡＦＭＣに対して動作可能に接続された冗長システムを更に具備し、該冗長システムは、第二ＩＲＵ、第二ＣＡＤＣ、第二ＤＭＥレシーバ、第二ＤＦＧＣ、第二データコンセントレータユニット、及び第二全地球測位システムレシーバを具備する、請求項９に記載のアップグレードされた既存のＦＭＳ。
15. レガシー高度飛行管理コンピュータ（ＡＦＭＣ）を有する既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）をアップグレードする方法であって、該既存のＦＭＳは、少なくとも、レガシーＡＦＭＣ、慣性基準ユニット（ＩＲＵ）、中央空気データコンピュータ（ＣＡＤＣ）、距離測定装置（ＤＭＥ）レシーバ、デジタル飛行ガイダンスコンピュータ（ＤＦＧＣ）、及びレガシー電気飛行情報システム（ＥＦＩＳ）を有し、該ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥレシーバ、及びＤＦＧＣは、該レガシーＡＦＭＣに対して接続されている、方法であって、
    該レガシーＥＦＩＳシステムをデータコンセントレータユニット（ＤＣＵ）と交換するステップと、
    入力情報を提供するべく、該ＣＡＤＣ、ＩＲＵ、及びＤＭＥレシーバを該データコンセントレータユニットに対して接続するステップであって、該入力情報は、該ＩＲＵから受け取られた航法データと、該ＤＭＥから受け取られた距離データと、該ＣＡＤＣから受け取られた航空機の飛行と関連付けられたデータと、を有する、ステップと、
    入力及び出力情報を交換するべく、該データコンセントレータユニットと該レガシーＡＦＭＣとを一緒に接続するステップと、
    出力情報を受け取るべく、該ＤＦＧＣを該データコンセントレータユニットの出力に接続するステップと、
    場所情報を提供するべく、全地球測位システムレシーバを該既存のＦＭＳに追加し、且つ、該既存のＦＭＳを該データコンセントレータユニット入力に対して動作可能に接続するステップと、
    マイクロプロセッサと、オートパイロット機能を提供する能力を有する航法（ＮＡＶ）コンピュータと、航法データベースと、を有する多目的制御表示ユニット（ＭＣＤＵ）を追加するステップであって、該ＮＡＶコンピュータ及び該航法データベースは、該データコンセントレータユニット及び該レガシーＡＦＭＣに対して動作可能に接続され、且つ、該多目的制御表示ユニット（ＭＣＤＵ）は、
    飛行のフェーズを示す入力を受け取るステップと、
    該飛行のフェーズと関連付けられた飛行パラメータを連続的に計測することにより、該航空機の運行を監視するステップと、
    該飛行のフェーズと関連付けられた該計測された飛行パラメータを制御信号に変換するステップと、
    該制御信号に基づいてオートパイロット機能とオートスロットル機能とを制御するステップと、
    を実行するように構成されている、ステップと、
    を具備する方法。
16. 飛行のフェーズは、計器着陸アプローチ、離陸、及び巡航を有する、請求項１５に記載の既存のＦＭＳをアップグレードする方法。
17. 該計測された飛行パラメータは、姿勢、高度、対気速度、垂直方向速度、スリップ、機首方位、クロストラック、垂直方向逸脱動作、水平方向逸脱動作、及び三軸加速度を有する、請求項１５に記載の既存のＦＭＳをアップグレードする方法。
18. 該制御信号は、該オートパイロット機能の動作を調節するべく使用される制御フィードバックシステムと関連付けられた遅延及び利得変数を有する、請求項１５に記載の既存のＦＭＳをアップグレードする方法。
19. レガシー高度飛行管理コンピュータ（ＡＦＭＣ）を有するオートパイロット制御のための既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）をアップグレードする方法であって、該既存のＦＭＳは、少なくとも、レガシーＡＦＭＣ、慣性基準ユニット（ＩＲＵ）、中央空気データコンピュータ（ＣＡＤＣ）、距離測定装置（ＤＭＥ）レシーバ、デジタル飛行ガイダンスコンピュータ（ＤＦＧＣ）、及びレガシー電気飛行情報システム（ＥＦＩＳ）を有し、該ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥレシーバ、及びＤＦＧＣは、該レガシーＡＦＭＣに対して接続されている、方法であって、
    該レガシーＥＦＩＳシステムをデータコンセントレータユニット（ＤＣＵ）と交換するステップと、
    入力情報を提供するべく、該ＣＡＤＣ、ＩＲＵ、及びＤＭＥレシーバを該データコンセントレータユニットに対して接続するステップであって、該入力情報は、該ＩＲＵから受け取られた航法データと、該ＤＭＥから受け取られた距離データと、該ＣＡＤＣから受け取られた航空機の飛行と関連付けられたデータと、を有する、ステップと、
    入力及び出力情報を交換するべく、該データコンセントレータユニットと該レガシーＡＦＭＣとを一緒に接続するステップと、
    出力情報を受け取るべく、該ＤＦＧＣを該データコンセントレータユニットに対して接続するステップと、
    場所情報を提供するべく、全地球測位システムレシーバを該既存のＦＭＳに追加し、且つ、該既存のＦＭＳを該データコンセントレータユニット入力に対して動作可能に接続するステップと、
    マイクロプロセッサと、オートパイロット機能を提供する能力を有する航法（ＮＡＶ）コンピュータと、航法データベースと、を有する多目的制御表示ユニット（ＭＣＤＵ）を追加するステップであって、該ＮＡＶコンピュータ及び該航法データベースは、該データコンセントレータユニット及び該レガシーＡＦＭＣに対して動作可能に接続される、ステップと、
    該オートパイロット機能を使用して該航空機の軌道を制御するべく反復的制御ループを提供するステップであって、該反復的制御ループは、
    飛行のフェーズを示す入力を受け取るステップと、
    該飛行のフェーズと関連付けられた飛行パラメータを連続的に計測することにより、該航空機の運行を監視するステップと、
    該計測された飛行パラメータに基づいて逸脱値の組を算出するステップと、
    該飛行のフェーズと関連付けられた該逸脱値の組及び該計測された飛行パラメータを制御信号に変換するステップと、
    該航空機用の補償済みの軌道を提供することにより、該制御信号に基づいて該オートパイロット機能とオートスロットル機能とを調節するステップと、
    を実行するように構成されている、ステップと、
    を具備する方法。
20. 該制御信号は、該オートパイロット機能の動作を調節するべく使用される制御フィードバックシステムと関連付けられた遅延及び利得変数を有する、請求項１９に記載の既存のＦＭＳをアップグレードする方法。

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