JP2017124813A - 航空機性能計算を提供するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予測された飛行プロフィールおよび関連する経路予測パラメータを計算する際に使用するためのリアルタイムな航空機性能計算を効率的に提供するように構成された飛行管理システムを提供すること【解決手段】燃料流量および抗力のような航空機特性の変化を監視できる飛行管理システムである。所定のイベントがトリガされるとき、前記飛行管理システム（ＦＭＳ）は、ＦＭＳ性能アルゴリズムが最新の燃料流量および抗力データを利用できるようにするデータベース内の１組の「動的な」テーブルを生成または更新する。前記動的なテーブル内の前記更新された空気力学的推進性能データを用いると、前記飛行管理システムは、より正確な飛行プロフィールおよび推定された到着時間および予測された燃料消費量のような経路予測パラメータを計算することができる。【選択図】図１

Description

本明細書で開示された技術は一般に航空機に対する飛行管理システムに関し、特に、飛行管理システムにおいて予測された飛行プロフィールおよび関連する経路予測パラメータを計算するための技術に関する。

近代の航空機のフライト・デッキにインストールされた飛行管理システム（ＦＭＳ）は、ナビゲーション、誘導、飛行計画、データリンクおよび性能のような様々な飛行重要な機能を実施する。当該性能機能に関して、当該飛行管理システムは、予測された飛行プロフィールおよび推定された到着時間および予測された燃料消費量のような関連する経路予測パラメータを計算するためにベースライン性能データベースに格納される空気力学的推進性能データ（以降、「ベースライン性能データ」）を利用する、様々な内部アルゴリズムを有する。しかし、当該航空機特性は、航空機の空気力学的推進性能に対する小さいが増分的な変化に起因して時間とともに変化しうる。結果として、ＦＭＳ性能アルゴリズムおよびベースライン性能データは、航空機がサービス中に動作し続けるので時間とともに実際の航空機性能から逸れ得る。この結果、飛行管理システムは不正確な経路予測を計算する。

幾つかの航空機特性の変動性のため、幾つかの航空会社は以下のステップのうち１つまたは複数を実施しうる。即ち、（１）各飛行の後に燃料流量、速度、高度等のような記録されたリアルタイム飛行データをダウンロードし分析し、（２）効率を得、異常を検出し、動作コストを低減するために個々の航空機の実際の性能および振舞いを理解しようとし、（３）履歴飛行データの分析に基づいて燃料流量または抗力補正を計算し、これらの補正をベースラインＦＭＳ性能データに、当該補正を手動で保守作業として飛行管理システムに入力することによって適用する。最も効率的な方法は、データリンクを介しておよび／または補完データベースとして、１組の補正データ・テーブルを飛行管理システムにロードすることでありうる。後者の場合、飛行管理システムに対して新たなデータベースを生成し、必要に応じて頻繁に（週ごとまたは月ごとに）更新する必要があるかもしれない。これは、当該新たなデータベースおよび／または飛行管理システムを更新し再保証するための大幅な時間と工数の支出を伴う。

燃料流量および抗力のような航空機特性への変更が飛行管理システムにロードされた場合でも、多くのＦＭＳ性能アルゴリズムは、ベースライン性能データ内のデータ・テーブルを利用し続ける。この値は、既にベースライン航空機性能データを用いて再処理されており、飛行管理システムにロードされた補正の影響を受けない。この理由のうち１つまたは複数は以下の通りである。即ち、（１）ベースライン性能データ・テーブルを更新し再保証するのに必要な大幅な時間と工数のため、これらのテーブルは飛行管理システム内で修正可能ではなく、航空機は航空機が最初に納入されたときにインストールされた初期認証データでその動作を継続し、（２）燃料流量および抗力のような更新された航空機特性データが利用可能であるときでも、飛行管理システムは制限されたＦＭＳ計算能力および／または厳密なＦＭＳタイミング要件に起因する性能パラメータを計算するために、当該データに定常的にアクセスできず、（３）ベースライン性能データ・テーブルの入力および出力は燃料流量および抗力のような更新された航空機特性データと互換でないかもしれない。

予測された飛行プロフィールおよび関連する経路予測パラメータを計算する際に使用するためのリアルタイムな航空機性能計算を効率的に提供するように構成された飛行管理システムを提供することが有利である。

以下で詳細に開示する発明特定事項は、燃料流量および抗力のような航空機特性の変化を監視できる飛行管理システムに関する。所定のイベントがトリガされると、飛行管理システムは、ＦＭＳ性能アルゴリズムが最新の燃料流量および抗力データを利用できるようにするデータベース内の１組の「動的な」テーブルを生成または更新する。当該動的なテーブル内の更新された空気力学的推進性能データを用いて、飛行管理システムは、より正確な飛行プロフィールおよび推定された到着時間および予測された燃料消費量のような経路予測パラメータを計算することができる。

以下で詳細に開示するシステムおよび方法は、定義されたトリガ、効率的なアルゴリズムおよびデータ記憶に基づいて航空機性能データを動的に生成し更新して、飛行管理システム内のコンピューティング・リソースをより良く利用することができる。

幾つかの実施形態によれば、燃料流量または抗力補正がアップロードされ、ベースライン航空機性能データ（または補完データベース）に適用されると、トリガおよび適用可能なＦＭＳ性能アルゴリズムが、当該燃料流量および抗力補正データに基づいて飛行管理システム内の１組の動的なテーブルを計算または更新する。当該機能の取込みには、ＦＭＳ性能アルゴリズムが次いで最新の（即ち、現在の）航空機特性を反映するという利点がある。また、当該機能は、ベースライン性能データベース内の性能データ・テーブルの手動更新と再認証を不要とする。

１組の動的なデータ・テーブルが生成または更新されたとき、その値が（２つ以上の次元を有する）テーブル・フォーマットに格納され、その結果、当該値を、経路予測のような性能計算のために飛行管理システムにより効率的に検索して利用することができる。動的なデータ・テーブルの格納は、当該補正された燃料流量または抗力データを定常的に利用してＦＭＳ性能アルゴリズムに対する更新された値を計算するのを回避することで、飛行管理システムに利益を与える。当該補正された航空機性能値を動的なテーブルにおいて単純に検索して、ＦＭＳのコンピューティング・リソースを解放することができる。これも計算的に効率的である。

当該動的なテーブル入出力の定義を、飛行管理システム内で異なる方法で定義することができる。例えば、当該定義を、他のロード可能データベース内に、または他の既存のベースライン性能データベースのテーブルの一部として、含めることができる。当該性能機能に関する更新されたデータを有する動的なデータ・テーブルを、物理接続または無線接続を介して飛行管理システムの外部で他のシステムにオフロードし、さらなる分析に利用可能とすることができる。

幾つかの実施形態によれば、飛行管理システムを、特定の乗務員の動作または補正された航空機特性値の現在の航空機特性値からの偏差が指定された閾値パーセント以上であるという判定のような所定のトリガ点／イベントに応答して、当該動的なデータ・テーブルを新たな値で埋めるように構成するように構成（即ち、プログラム）することができる。他の実施形態によれば、当該動的なデータ・テーブルを、一定の時間間隔で、または、夫々の飛行の前に埋めることができる。

さらに、ＦＭＳ性能アルゴリズムがベースライン性能データベース内のテーブルではなく動的なデータ・テーブルを使用するとき、これを、ＣＤＵページ上またはフライト・デッキのディスプレイ上の様々な視覚的指示によりパイロットに示すことができる。

以下で詳細に開示する発明特定事項の１態様は、航空機に搭載された行程パラメータの予測値を表示するための方法であって、（ａ）ベースライン航空機性能データ・テーブルを第１の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップであって、当該ベースライン航空機性能データ・テーブルは、飛行パラメータの値である入力を有し、行程パラメータの予測値である出力を有する第１のルックアップ・テーブルを備え、当該行程パラメータ値は、航空機特性のベースライン値および当該飛行パラメータの値の関数である、ステップと、（ｂ）航空機の航空機特性のベースライン値に適用すべき補正を表す航空機特性補正データを取得するステップと、（ｃ）当該補正を航空機の航空機特性のベースライン値に適用することによって、航空機特性の補正された値を計算するステップと、（ｄ）当該飛行パラメータの値である入力を有し、当該行程パラメータの更新された予測値である出力を有する第２のルックアップ・テーブルを含む動的航空機性能データ・テーブルを生成するステップであって、当該行程パラメータ値は航空機特性の補正された値と当該飛行パラメータの値の関数である、ステップと、（ｅ）当該動的航空機性能データ・テーブルを第２の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップと、（ｆ）航空機の現在の飛行中に、当該行程パラメータの更新された予測値を当該動的航空機性能データ・テーブルから取り出すステップと、（ｇ）航空機の現在の飛行中に、当該取り出された更新された予測値を表す英数字記号を当該フライト・デッキ内の表示ユニットに表示するステップを含む、方法である。

上述の方法がさらに、航空機に搭載された航空機特性の物理的な実施形態を測定して、航空機特性のリアルタイム測定値を生成するステップと、航空機特性の当該リアルタイム測定値の、航空機特性の補正された値の対応するものからの偏差の大きさを決定するステップと、当該偏差の大きさを指定された閾値と比較するステップと、当該偏差の大きさが当該指定された閾値を超えたことに応答して、当該偏差の大きさに基づいて当該動的航空機性能データ・テーブルに再度データ投入するステップとを含んでもよい。１実施形態によれば、航空機特性は燃料流量である。

以下で詳細に開示する発明特定事項の別の態様は、航空機に搭載された行程パラメータの予測値を表示するための方法であって、（ａ）航空機特性の値を非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップと、（ｂ）動的航空機性能データ・テーブルを当該非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップであって、当該動的航空機性能データ・テーブルは、当該飛行パラメータの値である入力を有し、当該行程パラメータの更新された予測値である出力を有するルックアップ・テーブルを含み、当該行程パラメータ値は航空機特性の値および当該飛行パラメータの値の関数である、ステップと、（ｃ）航空機に搭載された航空機特性の物理的な実施形態を測定して、航空機特性のリアルタイム測定値を生成するステップと、（ｄ）航空機特性の当該リアルタイム測定値の偏差の大きさを当該航空機特性の値のうち対応するものから決定するステップと、（ｅ）当該偏差の大きさを指定された閾値と比較するステップと、（ｆ）当該偏差の大きさが当該指定された閾値を超えたことに応答して、当該偏差の大きさに基づいて当該動的航空機性能データ・テーブルに再度データ投入するステップと、（ｅ）航空機の現在の飛行中に、当該行程パラメータの更新された予測値を当該再投入された動的航空機性能データ・テーブルから取り出すステップと、（ｆ）航空機の現在の飛行中に、当該取り出された更新された予測値を表す英数字記号を当該フライト・デッキ内の表示ユニットに表示するステップとを含む、方法である。１実施形態によれば、航空機特性は燃料流量である。

さらなる態様は、航空機に搭載された行程パラメータの予測値を表示するためのシステムであって、表示ユニットと、以下の動作、即ち、（ａ）ベースライン航空機性能データ・テーブルを第１の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップであって、当該ベースライン航空機性能データ・テーブルは、飛行パラメータの値である入力を有し、行程パラメータの予測値である出力を有する第１のルックアップ・テーブルを備え、当該行程パラメータ値は、航空機特性のベースライン値および当該飛行パラメータの値の関数である、ステップと、（ｂ）航空機の航空機特性のベースライン値に適用すべき補正を表す航空機特性補正データを取得するステップと、（ｃ）当該補正を航空機の航空機特性のベースライン値に適用することによって、航空機特性の補正された値を計算するステップと、（ｄ）当該飛行パラメータの値である入力を有し、当該行程パラメータの更新された予測値である出力を有する第２のルックアップ・テーブルを含む動的航空機性能データ・テーブルを生成するステップであって、当該行程パラメータ値は航空機特性の補正された値と当該飛行パラメータの値の関数である、ステップと、（ｅ）当該動的航空機性能データ・テーブルを第２の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップと、（ｆ）航空機の現在の飛行中に、当該行程パラメータの更新された予測値を当該動的航空機性能データ・テーブルから取り出すステップと、（ｇ）航空機の現在の飛行中に、当該取り出された更新された予測値を表す英数字記号を当該フライト・デッキ内の表示ユニットに表示するステップとを実施するように構成されるコンピュータ・システムとを備えるシステムである。当該コンピュータ・システムをさらに、以下の動作、即ち、航空機特性のリアルタイム測定値の偏差の大きさを航空機特性の補正された値の対応するものから決定するステップと、当該偏差の大きさを指定された閾値と比較するステップと、当該偏差の大きさが当該指定された閾値を超えたことに応答して、当該偏差の大きさに基づいて当該動的航空機性能データ・テーブルに再度データ投入するステップとを実施するように構成してもよい。

予測された飛行プロフィールおよび関連する経路予測パラメータを計算するためのシステムおよび方法の他の態様を以下で開示する。

先行するセクションで説明した特徴、機能および利点を、様々な実施形態において独立に実現でき、または、さらに他の実施形態で組み合せてもよい。様々な実施形態を以降、上述したことおよび他の態様を説明する目的のため、図面を参照して説明する。

典型的な飛行管理システムの全体アーキテクチャを示すブロック図である。 図１に示す飛行管理システムの幾つかのコンポーネントを示すブロック図である。 そのプロセスが図１に示す当該性能管理機能の一部である、燃料流量を計算するためのサブシステムのコンポーネントを示すブロック図である。 動的な性能データ・テーブルが当該飛行管理コンピュータに格納される１実施形態に従う飛行管理システムの幾つかのコンポーネントを示すブロック図である。 動的な性能データ・テーブルが当該飛行管理コンピュータとは別の記憶装置に格納される、飛行管理システムの幾つかのコンポーネントを示すブロック図である。 データリンクを介してまたはオンボード・ネットワーク・システム（ＯＮＳ）を用いてデジタル・データとして非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体にロードできる、抗力補正データ・テーブルの１例のプリントアウトを表す図である。 デジタル・データとして非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体内に格納し、典型的な飛行管理システム内のＦＭＳ性能アルゴリズム（例えば、長距離巡航）により使用してもよい、データ・テーブルの１例のプリントアウトを表す図である。 選択された長距離巡航マッハ数が航空機の燃費に及ぼす効果を示すグラフである。当該長距離巡航マッハ数は水平軸上にあり、当該燃費（消費燃料ポンド当たりの巡航中に飛行した海里の観点から測定した）は当該垂直軸上にある。 デジタル・データとして非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体内に格納してもよく、高度飛行管理システム内のＦＭＳ性能アルゴリズム（例えば、長距離巡航）により使用してもよい、動的に生成されたデータ・テーブルの１例のプリントアウトを表す図である。 非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体にデジタル・データとしてＸＭＬフォーマットで格納してもよく、高度飛行管理システム内のＦＭＳ性能アルゴリズム（例えば、長距離巡航）により使用してもよい、動的に生成されたデータ・テーブルの１例のプリントアウトを表す図である。 ＣＤＵからの連続的なスクリーンショットを表す図であり、飛行管理システムがエアロ／エンジン・データベースのようなベースライン航空機性能データ・テーブルを使用しているときに表示されるＣＤＵページのスクリーンショットを示す。 ＣＤＵからの連続的なスクリーンショットを表す図であり、飛行管理システムが動的航空機性能データ・テーブルを使用しているときに表示される変更されたＣＤＵページのスクリーンショットを示す。 １実施形態に従う航空機に搭載された行程パラメータの予測値を表示するための方法のステップを列挙する流れ図である。

以下では図面を参照する。図面では、異なる図面における同様な要素は同一の参照番号を有する。

改善された航空飛行管理システムの例示的な実施形態を以下で幾分詳細に説明する。しかし、実際の実装の全ての特徴が本明細書で説明されるわけではない。任意のかかる実際の実施形態の開発において、システム関連およびビジネス関連の制約の準拠といった開発者の固有の目的を達成するために、多数の実装固有の判定を行わなければならず、これらの目的は１つの実装から別の実装へと異なることは当業者には理解される。さらに、かかる開発努力は複雑かつ時間のかかるものであるかもしれないが、それでも、本発明の利益を有する当業者に対して行われるルーチンであることは理解される。

図１は、１つまたは複数の飛行管理コンピュータ１２および１つまたは複数の制御表示ユニット（ＣＤＵ）１４を含むタイプの典型的な飛行管理システムの全体アーキテクチャ１０を示すブロック図である。１つの制御表示ユニット１４のみを図１に示す。当該ＣＤＵは、飛行管理コンピュータ１２とパイロットの間のプライマリインタフェースである。

ＦＭＣソフトウェアが、夫々の航空機情報管理システム（ＡＩＭＳ）キャビネット内の夫々のコアプロセッサに存在してもよい。当該ＦＭＣソフトウェアが、飛行管理機能、ナビゲーション機能１８、推力管理機能２０、およびベースライン性能データベース３０（例えば、空気力学的推進データを含むエアロ／エンジン・データベース）を含んでもよい。当該飛行管理機能は、誘導２２、飛行計画２４、データリンク２６、性能管理機能２８、ＣＤＵインタフェース、ベースライン性能データベース３０へのインタフェース、および他の機能を提供する。当該ナビゲーション機能は、センサ選択（慣性、無線、衛星）、位置解決決定および他の機能を提供する。当該ナビゲーション機能は、集合的に航空機状態と呼ばれる航空機位置、速度、航跡角および他の航空機パラメータを計算して、飛行計画、誘導、およびディスプレイならびにＡＩＭＳ外部機能のようなＦＭＣＳ機能をサポートする。

飛行管理システム１０は、航空データおよび慣性基準システム、ナビゲーション・センサ、エンジンおよび燃料センサ、および他の航空機システム（図１では図示せず）から情報を、内部データベースおよび乗務員が入力したデータに沿って統合して複数の機能を実施する。当該飛行管理コンピュータが、ナビゲーション・データベース（図１では図示せず）およびベースライン性能データベース３０を含んでもよい。

性能管理機能２８に対して、飛行管理システム１０は、ベースライン性能データベース３０に格納された空気力学的推進性能データを利用して、予測された飛行プロフィールおよび推定された到着時間および予測された燃料消費量のような関連する経路予測パラメータ計算する、様々な内部アルゴリズムを有する。性能管理機能２８は、空気力学的推進モデルおよび最適化アルゴリズムを使用して、航空交通制御により課せられた飛行計画制約内にある選択された性能モードと一貫する完全飛行体制垂直プロフィールを生成する。性能管理機能２８への入力は、燃料流量、総燃料、フラップ位置、エンジンデータおよび制限、高度、気流速度、マッハ数、気温、垂直速度、飛行計画に沿った進行およびＣＤＵからのパイロット入力を含む。当該出力は、マッハ数の目標値、航空機の最適制御のための較正した気流速度および推力、および乗務員への助言データである。

節約上昇、節約巡航および長距離巡航のような飛行段階ごとの様々な性能モードを、パイロットによりＣＤＵを通じて選択してもよい。複数の性能モードを巡航飛行段階に対して指定してもよい。デフォルトのモードは、速度が制限された節約プロフィールである。節約プロフィールが、コスト・インデックス因子により支配される燃料または時間コストを最適化するように計算される。

空気力学的推進モデルを使用して、選択された性能モードに対する最適垂直プロフィールを生成する。オートスロットルまたはオートパイロットが性能管理機能２８の自動制御に関与しない場合、パイロットは、当該ＣＤＵおよび速度テープ上の気流速度バグを参照することによって最適速度スケジュールにより手動で飛行させることができる。

図１に示す実施形態によれば、ベースライン性能データベース３０は、オンボード・ネットワーク・システム（ＯＮＳ）を用いてデータベース・ローダ１６によりロードされる。ベースライン性能データベース３０は、航空機の空気力学的なモデルならびにエンジンのエンジン性能モデルおよび推力評価モデルに対する事前に格納されたデータを格納する。ベースライン性能データベース３０を、性能管理機能２８により利用して、速度制限および速度目標のようなリアルタイム・パラメータを計算し、飛行計画予測のような予測的計算を実施する。ベースライン性能データベース３０をまた、推力管理機能２０により使用して推力制限を計算する。

図１に示す性能管理機能２８を、定義されたトリガに基づいて動的に航空機性能データを生成し更新する性能アルゴリズムを実行するように構成でき、それにより飛行管理システム内のコンピューティング・リソースのより良い利用を可能とする。図２に示すように、ベースライン性能データを、データ・ローダ１６によりベースライン性能データベース３０にロードすることができる。性能アルゴリズム３４は次いで、永続ベースライン性能データをベースライン性能データベース３０から取り出し、それを使用して、予測された行程パラメータを計算する。当該計算の結果は、飛行乗務員により参照するために制御表示ユニット１４に表示される。

図３は、そのプロセスが図１に示す性能管理機能２８の一部である、燃料流量を計算するためのサブシステムのコンポーネントを示すブロック図である。現在のＦＭＣ設計では、燃料流量データは、ベースライン性能データベース３０に格納されたベースライン燃料流量データ４２と航空会社により更新／入力された燃料流量補正４４との両方を用いて計算される。当該推定された現在の燃料流量値は、当該燃料流量補正を用いて計算される。当該燃料流量補正は単純にパーセント数であることができる。例えば、それが１％である場合、ベースライン燃料流量データが１％だけ変更される。

一般的に航空機は、実際の燃料流量をリアルタイムで測定するための手段を具備する。当該方法は、エンジンごとの１組の所定の基準動作パラメータに基づいて航空機のエンジンごとに、予測された燃料流速を取得するステップを含む。好適には、エンジンの当該所定の基準動作パラメータは、エンジン推力、気流速度、高度、外気温、（発電機、ブリード空気負荷、水圧ポンプ負荷、および他の負荷のような）エンジン補機負荷、およびエンジン年齢（サイクル数）を含む。エンジンごとの所定の基準動作パラメータを、標準ルックアップ・テーブルまたは迅速な基準ハンドブックから取得してもよい。当該方法はさらに、エンジンごとの実際の動作パラメータに基づいて航空機のエンジンごとに測定された燃料流速を取得するステップを含む。エンジンごとの当該測定された燃料流速は幾つかのステップで取得される。送油経路に設置された流量計は、当該経路を通る燃料の量を物理的に測定する。当該燃料タンクに設置された燃料濃度計は燃料密度を計算する。ソフトウェアは容量燃料流速に当該燃料密度を乗じて、パイロットに表示される燃料質量流量を取得する。当該方法はさらに、図３に示すエンジン指示および乗務員警告システム（ＥＩＣＡＳ）４８により使用されるソフトウェアのようなエンジン監視システムソフトウェアを使用して、予測された燃料流速を測定された燃料流速と比較するステップを含む。当該方法はさらに、当該測定された燃料流速と当該予測された燃料流速の間の不快閾値より上の差異がある場合、制御表示ユニット１４（図１を参照）に自動的に警告を提供するステップを含む。当該予測された燃料流速は特定のエンジン推力、高度、および速度で実際の燃料流量と比較され、当該実際の燃料流速が、予測されたものよりかなり高い場合、メッセージがそのエンジンに対してフラグ付けされ、警告が自動的に表示される。

以下で詳細に開示する実施形態によれば、改善された飛行管理システムに、燃料流量および抗力のような航空機特性の変化を監視するための機能を提供することができる。飛行管理コンピュータを、所定のイベントがトリガされたときに、当該飛行管理コンピュータが、ＦＭＳ性能アルゴリズムが最新の燃料流量および抗力データを利用できるようにする１組の動的航空機性能データ・テーブルを生成または更新するように、構成することができる。当該動的なテーブル内の当該更新された空気力学的推進性能データを用いて、飛行管理システムは、より正確な飛行プロフィールおよび推定された到着時間および予測された燃料消費量のような経路予測パラメータを計算することができる。

当該動的なテーブル入出力定義を、飛行管理システム内部で定義でき、または、他のロード可能データベース内にまたは他の既存のデータ・テーブル内に含めることができる。当該性能機能に関する更新されたデータを有するデータ・テーブルを、物理接続または無線接続を介して飛行管理システムの外部で他のシステムにオフロードし、さらに分析に利用可能とすることができる。

図４は、動的航空機性能テーブル３６が飛行管理コンピュータ１２内に存在する、１実施形態に従う飛行管理システムの幾つかのコンポーネントを示すブロック図である。図４に示すように、性能アルゴリズム３４と動的航空機性能テーブル３６の間に双方向通信がある。飛行管理コンピュータ１２のプロセッサに動的航空機性能テーブル３６を埋めさせるトリガ点があるとき、データが性能アルゴリズム３４から動的航空機性能テーブル３６に流れる。動的航空機性能テーブル３６にデータが投入されると、それらは性能アルゴリズム３４により使用される。また、性能アルゴリズム３４と制御表示ユニット１４の間に双方向通信がある。これは、パイロットが現在、より正確な予測計算のためにベースライン性能データベース３０を単体でまたは動的航空機性能テーブル３６と関連して使用するための機能を有するからである。

図５は、動的航空機性能テーブル３６が飛行管理コンピュータ１２とは別の記憶装置４０に格納される、飛行管理システムの幾つかのコンポーネントを示すブロック図である。当該設計によれば、動的航空機性能テーブル３６を、（オンボード・ネットワーク・システム、電子飛行バッグ、保守アクセス端末等のような）任意の他のオンボードシステム、地上システム／サーバ、ハンドヘルド装置またはクラウド上でホストすることができる。

燃料流量または抗力補正がアップロードされ、ベースライン性能データベース（または補完データベース）内のベースライン航空機性能データに適用されると、それが、適用可能なＦＭＳ性能アルゴリズムをトリガして、新たな燃料流量および抗力データに基づいて飛行管理システム内の１組の動的なテーブルを計算または更新する。ＦＭＳ性能アルゴリズムは最新の（即ち、現在の）航空機特性を反映する。飛行管理システムは、補正された燃料流量または抗力データを定期的に使用してＦＭＳ性能アルゴリズムに対する値を計算する必要はない。当該補正された航空機性能値を単に動的航空機性能データ・テーブル内で検索することができる。

例えば、図６は、データリンクを介してまたはオンボード・ネットワーク・システムを用いてデジタル・データとして非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体にロードできる、抗力補正データ・テーブルの１例のプリントアウト５０を表す図である。データ・テーブル５０では、Ｘはマッハ数であり、Ｙは（フィートでの）高度であり、Ｚは抗力補正因子である。性能アルゴリズムをトリガして、抗力の関数であるデータを含む動的航空機性能データ・テーブルを埋めてもよい。

１組の動的航空機性能データ・テーブルが生成または更新されたとき、その値が（２つ以上の次元を有する）テーブル・フォーマットに格納され、その結果、当該値を、経路予測のような性能計算のために飛行管理システムにより効率的に検索して利用することができる。

図７は、デジタル・データとして非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体内に格納し、典型的な飛行管理システム内のＦＭＳ性能アルゴリズム（例えば、長距離巡航）により使用してもよい、ルックアップ・テーブル５２の１例のプリントアウトを表す図である。図７に示す例示的なルックアップ・テーブル５２では、入力値は総重量であり、出力値は長距離巡航マッハ数である。しかし、高度や周辺気温のような追加の入力を当該ルックアップ・テーブルに含めてもよい。当該テーブルは、ベースライン航空機性能データを用いて定義され、燃料流量のような航空機特性データが変化するときには修正されない。また、当該テーブルを飛行管理システム内で更新することはできない。

本明細書で提示する改善されたシステムの幾つかの実施形態によれば、飛行管理システムを、特定の乗務員の動作または補正された航空機特性値の現在の航空機特性値からの偏差が指定された閾値パーセント以上であるという判定のような所定のトリガ点／イベントに応答して、動的なテーブルを新たな値で埋めるように構成（即ち、プログラム）することができる。他の実施形態によれば、当該動的なテーブルを、一定の時間間隔で、または、夫々の飛行前に埋めることができる。

１実施形態によれば、当該システムは、測定された燃料流速が指定された閾値より多くベースライン燃料流速から逸れるとき、動的航空機性能データ・テーブルを生成するように構成される。燃料流量補正４４（図３を参照）を用いて飛行管理コンピュータにより計算された燃料流量値がエンジンにより実際に使用された燃料流量と異なる（したがって、これはエンジンによる実際の燃料消費である）場合、当該飛行管理コンピュータは、当該燃料流量データを当該動的航空機性能データ・テーブルに投入すべきである。

図８は、選択された長距離巡航マッハ数が航空機の燃費に及ぼす効果を示すグラフである。長距離巡航マッハ数は水平軸上にあり、燃費（消費燃料のポンド当たりの巡航中に飛行した海里の観点から測定）は垂直軸上にある。長距離巡航性能アルゴリズムは、補正された燃料流量値を使用して、既知の式を使用して、例えば、真の気流速度と燃料流量の比を用いて燃費を計算し、燃費が最大であるマッハ数および関連する燃費を決定し、次いで、最大燃費に対応するマッハ数に指定されたパーセント（例えば、９９％）を乗じて長距離巡航マッハ数を計算することで、関心のある荷重と高度に対する長距離巡航マッハ数を計算することができる。当該計算された長距離巡航マッハ数を次いで、動的航空機性能データ・テーブルに入力の荷重および温度とともに格納することができる。したがって、飛行管理システムは、当該補正された燃料流量データを定期的に使用して当該長距離巡航マッハ数に対する値を計算する必要はない。当該補正された長距離巡航マッハ数を単に当該動的航空機性能データ・テーブル内で検索することができる。

図９は、ＦＭＳ長距離巡航性能アルゴリズムが生成し利用できる動的航空機性能データ・テーブル５４の１例のプリントアウトを表す図である。当該アルゴリズムは、１つの入力（図７に示す総重量）のみではなく２つの入力（標準日からの総重量と温度の偏差）を使用する。動的航空機性能データ・テーブル５４への入力を、飛行管理システム内で、または、ベースライン性能データベースのような他のデータ・テーブルを用いて、定義することができる。当該テーブルを使用することは、性能アルゴリズムを用いて長距離巡航マッハ数を何度も何度も計算するよりも計算量的に効率的である。

動的航空機性能データ・テーブルは任意のフォーマットでありうる。例えば、図１０は、非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体にデジタル・データとしてＸＭＬフォーマットで格納してもよく高度飛行管理システム内のＦＭＳ性能アルゴリズム（例えば、長距離巡航）により使用してもよい、動的に生成された航空機性能データ・テーブル５６の１例のプリントアウトを表す図である。

さらに、ＦＭＳ性能アルゴリズムがベースライン航空機性能データ・テーブルではなく動的航空機性能データ・テーブルを使用するとき、これは、ＣＤＵページ上またはフライト・デッキのディスプレイ上の様々な視覚的指示によりパイロットに示される。例えば、図１１Ａおよび１１Ｂは、ＣＤＵからの連続的なスクリーンショット６０および６２を表す図である。図１１Ａは、飛行管理システムがエアロ／エンジン・データベースのようなベースライン航空機性能データ・テーブルを使用しているときに表示されるＣＤＵページのスクリーンショット６０を示す。図１１Ｂは、飛行管理システムが動的航空機性能データ・テーブルを使用しているときに表示される変更されたＣＤＵページのスクリーンショット６２を示す。図１１Ａおよび１１Ｂは、ＦＭＳ性能アルゴリズムがベースライン性能データベースではなく動的なテーブルを使用することを反映するために、ＣＤＵページがどのように変更されうるかを示す。図１１Ａ内のボールド体でない「ＬＲＣ速度」および「目的地での燃料」ラベルから図１１Ｂ内のボールド体の「ＬＲＣ速度」ラベル６４およびボールド体の「目的地での燃料」ラベル６６への変化は、飛行管理システムがベースライン航空機性能データ・テーブルではなく動的航空機性能データ・テーブルを使用しているときに発生する色の（例えば、黒から赤への）変化を示すことを意図している。

図１２は、１実施形態に従う航空機に搭載された行程パラメータの予測値を表示する方法１００のステップを列挙する流れ図である。方法１００は、ベースライン航空機性能データ・テーブルを第１の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップであって、当該ベースライン航空機性能データ・テーブルは、飛行パラメータの値である入力を有し、行程パラメータの予測値である出力を有する第１のルックアップ・テーブルを備え、当該行程パラメータ値は、航空機特性のベースライン値および当該飛行パラメータの値の関数である、ステップ（ステップ１０２）と、航空機の航空機特性のベースライン値に適用すべき補正を表す航空機特性補正データを取得するステップ（ステップ１０４）と、当該補正を航空機の航空機特性のベースライン値に適用することによって、航空機特性の補正された値を計算するステップ（ステップ１０６）と、当該飛行パラメータの値である入力を有し、当該行程パラメータの更新された予測値である出力を有する第２のルックアップ・テーブルを含む動的航空機性能データ・テーブルを生成するステップであって、当該行程パラメータ値は航空機特性の補正された値と当該飛行パラメータの値の関数である、ステップ（ステップ１０８）と、当該動的航空機性能データ・テーブルを第２の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップ（ステップ１１０）と、航空機の現在の飛行中に、当該行程パラメータの更新された予測値を当該動的航空機性能データ・テーブルから取り出すステップ（ステップ１２０）と、航空機の現在の飛行中に、当該取り出された更新された予測値を表す英数字記号を当該フライト・デッキ内の表示ユニットに表示するステップ（ステップ１２２）とを含む。

当該動的航空機性能データ・テーブルが格納された後、当該方法が、以下の追加のステップ、即ち、航空機に搭載された航空機特性の物理的な実施形態を測定して、航空機特性のリアルタイム測定値を生成するステップ（ステップ１１２）と、航空機特性の当該リアルタイム測定値の、当該航空機特性の補正された値の対応するものからの偏差の大きさを決定するステップ（ステップ１１４）と、当該偏差の大きさを指定された閾値と比較するステップ（ステップ１１６）と、当該偏差の大きさが当該指定された閾値を超えたことに応答して、当該偏差の大きさに基づいて当該動的航空機性能データ・テーブルに再度データ投入するステップ（ステップ１１８）と、航空機の現在の飛行中に、当該行程パラメータの更新された予測値を当該動的航空機性能データ・テーブルから取り出すステップ（ステップ１２０）と、航空機の現在の飛行中に、当該取り出された更新された予測値を表す英数字記号を当該フライト・デッキ内の表示ユニットに表示するステップ（ステップ１２２）とを含んでもよい。

様々な実施形態を参照して装置および方法を説明したが、本明細書の教示事項から逸脱せずに、様々な変更を行ってもよく、均等物をその要素と置き換えてもよいことは当業者により理解される。さらに、多くの修正を加えて、本明細書で開示した実施すべき概念と変形を特定の状況に対して調節してもよい。したがって、特許請求の範囲でカバーされる発明特定事項は開示した実施形態に限定されないことが意図されている。

特許請求の範囲で使用する際、「コンピュータ・システム」という用語は、少なくとも１つのコンピュータまたはプロセッサを有するシステムを包含するように広く解釈されるべきであり、当該システムが、ネットワークまたはバスを通じて通信する複数のコンピュータまたはプロセッサを有してもよい。先行する文で使用する際、「コンピュータ」および「プロセッサ」という用語は両方とも、処理ユニット（例えば、中央演算装置、集積回路または算術論理ユニット）を含む装置を指す。

添付のプロセスの諸請求項は、記載されたステップをアルファベット順で（諸請求項における任意のアルファベット順は以前に記載したステップを参照する目的でのみ使用される）、または、それらが記載された順序で実施されることを要求すると解釈されるべきではない。それらが、２つ以上のステップのうち任意の部分が並列または交互に実施されることを排除すると解釈されるべきでもない。

１０ 飛行管理システム
１２ 飛行管理コンピュータ
１４ 制御ディスプレイ・ユニット
１６ データベース・ローダ／ＯＮＳ
１８ ナビゲーション
２０ 推進管理
２２ 誘導
２４ 飛行計画
２６ データリンク
２８ 性能
３０ ベースライン性能データベース
３４ 性能アルゴリズム
３６ 動的性能テーブル
４２ ベースライン燃料流量データ
４４ 航空会社によりアップロードされた燃料流量補正
４６ 燃料流量データ

Claims (15)

1. 航空機に搭載された行程パラメータの予測値を表示するための方法であって、
   （ａ）ベースライン航空機性能データ・テーブルを第１の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップであって、前記ベースライン航空機性能データ・テーブルは、飛行パラメータの値である入力を有し、行程パラメータの予測値である出力を有する第１のルックアップ・テーブルを備え、行程パラメータ値は、航空機特性のベースライン値および前記飛行パラメータの前記値の関数である、ステップと、
   （ｂ）前記航空機の前記航空機特性の前記ベースライン値に適用すべき補正を表す航空機特性補正データを取得するステップと、
   （ｃ）前記補正を前記航空機の前記航空機特性の前記ベースライン値に適用することによって、前記航空機特性の補正された値を計算するステップと、
   （ｄ）前記飛行パラメータの値である入力を有し、前記行程パラメータの更新された予測値である出力を有する第２のルックアップ・テーブルを含む動的航空機性能データ・テーブルを生成するステップであって、行程パラメータ値は前記航空機特性の前記補正された値と前記飛行パラメータの前記値の関数である、ステップと、
   （ｅ）前記動的航空機性能データ・テーブルを第２の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップと、
   （ｆ）前記航空機の現在の飛行中に、前記行程パラメータの更新された予測値を前記動的航空機性能データ・テーブルから取り出すステップと、
   （ｇ）前記航空機の現在の飛行中に、前記取り出された更新された予測値を表す英数字記号をフライト・デッキ内の表示ユニットに表示するステップ
   を含む、方法。
2. 少なくとも動作（ｃ）および（ｄ）は前記航空機に搭載された飛行管理コンピュータにより実施される、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のおよび第２の非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体は前記飛行管理コンピュータ内部にある、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体は前記飛行管理コンピュータ内部にあり、前記第２の非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体は前記航空機に搭載されているが前記飛行管理コンピュータ外にある、請求項２に記載の方法。
5. 前記航空機特性補正データは、ベースライン抗力値からの前記航空機の実際の抗力値の偏差を表す抗力補正因子の値を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記航空機特性補正データは、ベースライン燃料流量値からの前記航空機の実際の燃料流量値の偏差を表す燃料流量補正因子の値である、請求項１に記載の方法。
7. 前記動的航空機性能データ・テーブル内の前記行程パラメータの更新された予測値は少なくとも第１のおよび第２の飛行パラメータ入力の機能であり、前記第１の飛行パラメータ入力は気温の値であり、前記第２の飛行パラメータ入力は総重量の値であり、前記行程パラメータの更新された予測値は長距離巡航マッハ数の値である、請求項１に記載の方法。
8. 動作（ｂ）はデータリンクを介して前記航空機特性補正データを受信するステップを含み、動作（ｃ）は前記データリンクを介した前記航空機特性補正データの受信に応答してトリガされる、請求項１に記載の方法。
9. 前記航空機に搭載された前記航空機特性の物理的な実施形態を測定して、前記航空機特性のリアルタイム測定値を生成するステップと、
   前記航空機特性の前記リアルタイム測定値の、前記航空機特性の前記補正された値の対応するものからの偏差の大きさを決定するステップと、
   前記偏差の前記大きさを指定された閾値と比較するステップと、
   前記偏差の前記大きさが前記指定された閾値を超えたことに応答して、前記偏差の前記大きさに基づいて前記動的航空機性能データ・テーブルに再度データ投入するステップと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記航空機特性は燃料流量である、請求項９に記載の方法。
11. 航空機に搭載された行程パラメータの予測値を表示するためのシステムであって、表示ユニットと、以下の動作、即ち、
    （ａ）ベースライン航空機性能データ・テーブルを第１の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップであって、前記ベースライン航空機性能データ・テーブルは、飛行パラメータの値である入力を有し、行程パラメータの予測値である出力を有する第１のルックアップ・テーブルを備え、行程パラメータ値は、航空機特性のベースライン値および前記飛行パラメータの前記値の関数である、ステップと、
    （ｂ）前記航空機の前記航空機特性の前記ベースライン値に適用すべき補正を表す航空機特性補正データを取得するステップと、
    （ｃ）前記補正を前記航空機の前記航空機特性の前記ベースライン値に適用することによって、前記航空機特性の補正された値を計算するステップと、
    （ｄ）前記飛行パラメータの値である入力を有し、前記行程パラメータの更新された予測値である出力を有する第２のルックアップ・テーブルを含む動的航空機性能データ・テーブルを生成するステップであって、行程パラメータ値は前記航空機特性の前記補正された値と前記飛行パラメータの前記値の関数である、ステップと、
    （ｅ）前記動的航空機性能データ・テーブルを第２の非一時的有形コンピュータ可読媒体に格納するステップと、
    （ｆ）前記航空機の現在の飛行中に、前記行程パラメータの更新された予測値を前記動的航空機性能データ・テーブルから取り出すステップと、
    （ｇ）前記航空機の現在の飛行中に、前記取り出された更新された予測値を表す英数字記号をフライト・デッキ内の表示ユニットに表示するように、前記表示ユニットを制御するステップと、
    を実施するように構成されたコンピュータ・システムと、
    を備える、システム。
12. 前記航空機特性補正データは、ベースライン抗力値からの前記航空機の実際の抗力値の偏差を表す抗力補正因子の値を含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記航空機特性補正データは、ベースライン燃料流量値からの前記航空機の実際の燃料流量値の偏差を表す燃料流量補正因子の値、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記動的航空機性能データ・テーブル内の前記行程パラメータの更新された予測値は少なくとも第１のおよび第２の飛行パラメータ入力の機能であり、前記第１の飛行パラメータ入力は気温の値であり、前記第２の飛行パラメータ入力は総重量の値であり、前記行程パラメータの更新された予測値は長距離巡航マッハ数の値である、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記コンピュータ・システムはさらに、以下の動作、即ち、
    前記航空機特性のリアルタイム測定値の偏差の大きさを前記航空機特性の前記補正された値の対応するものから決定するステップと、
    前記偏差の前記大きさを指定された閾値と比較するステップと、
    前記偏差の前記大きさが前記指定された閾値を超えたことに応答して、前記偏差の前記大きさに基づいて前記動的航空機性能データ・テーブルに再度データ投入するステップと、
    を実施するように構成された、請求項１１に記載のシステム。