JP2023069461A - 飛行制御装置及び垂直離着陸機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直離着陸機等の飛行体において異常が発生した場合の安全性を高めることができる飛行制御装置及び垂直離着陸機の制御装置を提供する。【解決手段】飛行制御装置は、ｅＶＴＯＬを飛行させるための飛行制御処理を行う。飛行制御装置は、ｅＶＴＯＬに異常が発生した場合に運転モードが複数の正常モードのいずれであるかに応じて、運転モードを複数のフェイルセーフモードのいずれかに設定する。異常発生時の運転モードが垂直着陸モードである場合、飛行制御装置は、ステップＳ１０５において運転モードを着陸継続モードに変更する。異常発生時の運転モードが垂直離陸モードである場合、飛行制御装置は、ステップＳ１０７において運転モードを緊急着陸モードに設定する。異常発生時の運転モードがクルーズモード又はホバリングモードである場合、飛行制御装置は、ステップＳ１０８において運転モードを再設定モードに設定する。【選択図】図３

Description

この明細書における開示は、飛行制御装置及び垂直離着陸機の制御装置に関する。

特許文献１には、複数の回転翼により飛行する無人飛行体について記載されている。この無人飛行体には、電力を分配する分電機、及び無人飛行体の飛行を制御するフライトコントローラなどの機器が搭載されている。この無人飛行体においては、異常が発生した機器に応じて、緊急着陸及び緊急停止などの緊急退避動作が行われる。

特開２０２０－１９６４４０号公報

しかしながら、無人飛行体等の飛行体においては、異常が発生した機器に応じて緊急退避動作が行われても、その緊急退避動作が飛行体の飛行状態にとっては適切ではないことが懸念される。

本開示の主な目的は、垂直離着陸機等の飛行体において異常が発生した場合の安全性を高めることができる飛行制御装置及び垂直離着陸機の制御装置を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するため、開示された態様は、
飛行体（１０）を制御する飛行制御装置（４０）であって、
飛行体に異常が発生していない場合に、飛行体を制御するための運転モードを複数の正常モードのいずれかに設定する正常設定部（Ｓ１１３）と、
飛行体に異常が発生した場合に運転モードが複数の正常モードのいずれであるかに応じて、運転モードを、異常が発生している状態の飛行体を着陸させるための複数のフェイルセーフモードのいずれかに変更するフェイルセーフ部（Ｓ１０３～Ｓ１１０）と、
を備えている飛行制御装置である。

上記態様によれば、飛行体に異常が発生した場合に運転モードがいずれの正常モードであるかに応じて、飛行体を着陸させるための複数のフェイルセーフモードのいずれかに運転モードが変更される。この構成では、異常が発生した状態の飛行体を着陸させるために、異常発生時の運転モードに適したフェイルセーフモードを用いることができる。このため、飛行体に異常が発生した場合の安全性を高めることができる。

開示された態様は、
垂直離着陸することが可能な垂直離着陸機（１０）の制御装置（４０）であって、
垂直離着陸機に異常が発生していない場合に、垂直離着陸機を制御するための運転モードを複数の正常モードのいずれかに設定する正常設定部（Ｓ１１３）と、
垂直離着陸機に異常が発生した場合に運転モードが複数の正常モードのいずれであるかに応じて、運転モードを、異常が発生している状態の垂直離着陸機を垂直着陸させるための異常着陸モードに変更する異常着陸部（Ｓ１０７，Ｓ８０１）と、
を備えている垂直離着陸機の制御装置である。

上記態様によれば、垂直離着陸機に異常が発生した場合に運転モードがいずれの正常モードであるかに応じて、運転モードが異常着陸モードに設定される。異常着陸モードでは垂直離着陸機の垂直着陸が行われるため、垂直離着陸機が飛行している状態を異常着陸モードにより速やかに終了させることができる。このため、垂直離着陸機に異常が発生した場合の安全性を高めることができる。

第１実施形態におけるｅＶＴＯＬの構成を示す図。 飛行システム及び管理システムの電気的な構成を示すブロック図。 飛行制御処理の手順を示すフローチャート。 診断準備処理の手順を示すフローチャート。 緊急着陸モード処理の手順を示すフローチャート。 再設定モード処理の手順を示すフローチャート。 飛行可能範囲算出処理の手順を示すフローチャート。 正常モード処理の手順を示すフローチャート。 点検処理の手順を示すフローチャート。 第２実施形態における飛行制御処理の手順を示すフローチャート。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

＜第１実施形態＞
図１に示す飛行システム３０は、ｅＶＴＯＬ１０に搭載されている。ｅＶＴＯＬ１０は、電動垂直離着陸機である。電動垂直離着陸機は、電動式の垂直離着陸機であり、垂直離着陸することが可能である。ｅＶＴＯＬは、electric Vertical Take-Off and Landing aircraftの略称である。ｅＶＴＯＬ１０は、大気中を飛行する電動式の航空機であり、飛行体及び電動航空機に相当する。ｅＶＴＯＬ１０は、乗員が乗る有人飛行体である。ｅＶＴＯＬ１０の乗員には、操縦者としてのパイロットが含まれる。飛行システム３０は、ｅＶＴＯＬ１０を飛行させるために駆動するシステムである。飛行システム３０は、推進システムと称されることがある。

ｅＶＴＯＬ１０は、機体１１及びロータ２０を有している。機体１１は、機体本体１２及び翼１３を有している。機体本体１２は、機体１１の胴体であり、例えば前後に延びた形状になっている。機体本体１２は、乗員が乗るための乗員室を有している。翼１３は、機体本体１２から延びており、機体本体１２に複数設けられている。翼１３は固定翼である。複数の翼１３には、主翼、尾翼などが含まれている。

ロータ２０は、機体１１に複数設けられている。ｅＶＴＯＬ１０には、少なくとも４つのロータ２０が設けられている。ロータ２０は、機体本体１２及び翼１３のそれぞれに設けられている。ロータ２０は、ロータ軸線を中心に回転する。ロータ軸線は、ロータ２０の回転軸線であり、ロータ２０の中心線に一致している。

ロータ２０は、ブレード２１、ロータヘッド２２及びロータシャフト２３を有している。ブレード２１は、周方向ＣＤに複数並べられている。ロータヘッド２２は、複数のブレード２１を連結している。ブレード２１は、ロータヘッド２２から径方向ＲＤに延びている。ブレード２１は、ロータシャフト２３と共に回転する羽根である。ロータシャフト２３は、ロータ２０の回転軸であり、ロータヘッド２２からロータ軸線に沿って延びている。

ｅＶＴＯＬ１０は、チルトロータ機である。ｅＶＴＯＬ１０においては、ロータ２０を傾けることが可能になっている。すなわち、ロータ２０のチルト角が調整可能になっている。例えば、ｅＶＴＯＬ１０が上昇する場合には、ロータ軸線が上下方向に延びるようにロータ２０の向きが設定される。この場合、ロータ２０は、ｅＶＴＯＬ１０に揚力を生じさせるためのリフト用ロータとして機能する。すなわち、ロータ２０は、回転翼としての役割を果たすことが可能である。リフト用ロータは、ｅＶＴＯＬ１０をホバリングさせるためのホバリング用ロータとしても機能する。また、リフト用ロータは、ｅＶＴＯＬ１０を下降させることも可能である。なお、ホバリング用ロータはホバー用ロータと称されることがある。

ｅＶＴＯＬ１０が前方に進む場合には、ロータ軸線が前後方向に延びるようにロータ２０の向きが設定される。この場合、ロータ２０は、ｅＶＴＯＬ１０に推力を生じさせるためのクルーズ用ロータとして機能する。本実施形態では、パイロットにとっての前方をｅＶＴＯＬ１０にとっての前方としている。なお、パイロットにとっての前方に関係なく、水平方向のうちｅＶＴＯＬ１０が進む向きを前方としてもよい。この場合、ｅＶＴＯＬ１０は、進行方向を変えても常に前方に進んでいることになる。

図２に示すように、ｅＶＴＯＬ１０は、チルト機構３８を有している。チルト機構３８は、モータ等を含んで構成されており、ロータ２０のチルト角を調整するために駆動する。チルト機構３８は、チルト駆動部と称されることがある。例えば、ｅＶＴＯＬ１０においては、翼１３を機体本体１２に対して相対的に傾けることが可能になっている。すなわち、翼１３ごとロータ２０を傾けることが可能になっている。このｅＶＴＯＬ１０においては、機体本体１２に対する翼１３の傾斜角度が調整されることで、ロータ２０のチルト角が調整される。このｅＶＴＯＬ１０においては、翼１３の傾斜角度を調整する機構がチルト機構３８である。

なお、ｅＶＴＯＬ１０においては、ロータ２０が機体１１に対して相対的に傾くことが可能になっていてもよい。例えば、翼１３に対するロータ２０の相対的な傾斜角度が調整されることで、ロータ２０のチルト角が調整されてもよい。

図１、図２に示すように、飛行システム３０は、バッテリ３１、分配器３２、通信装置３４、記憶装置３５、センサ群３６、撮像装置３７、チルト機構３８、飛行制御装置４０、ＥＰＵ５０を有している。ＥＰＵ５０は、回転センサ５５、電流センサ５６、電圧センサ５７を有している。図２では、バッテリ３１をＢＴ、通信装置３４をＦＣＵ、記憶装置３５をＦＳＤ、センサ群３６をＦＳＧ、撮像装置３７をＩＭＤ、飛行制御装置４０をＦＣＤ、と図示している。また、回転センサ５５をＲＳ、電流センサ５６をＩＳ、電圧センサ５７をＶＳと図示している。なお、図２では、分配器３２の図示を省略している。

ＥＰＵ５０は、ロータ２０を駆動回転させるために駆動する装置であり、駆動装置に相当する。ＥＰＵは、Electric Propulsion Unitの略称である。ＥＰＵ５０は、電駆動装置と称されることがある。ＥＰＵ５０は、複数のロータ２０のそれぞれに対して個別に設けられている。ＥＰＵ５０は、ロータ軸線に沿ってロータ２０に並べられている。複数のＥＰＵ５０はいずれも、機体１１に固定されている。ＥＰＵ５０は、ロータ２０を回転可能に支持している。ＥＰＵ５０は、ロータシャフト２３に機械的に接続されている。複数のＥＰＵ５０には、機体１１の外側にはみ出した状態で機体１１に固定されたＥＰＵ５０、及び機体１１の内側に埋め込まれた状態で機体１１に固定されたＥＰＵ５０、の少なくとも一方が含まれている。

ロータ２０は、ＥＰＵ５０を介して機体１１に固定されている。ＥＰＵ５０は、ロータ２０に対して相対的に傾くということが生じないようになっている。ＥＰＵ５０は、ロータ２０と共に傾くことが可能になっている。ロータ２０のチルト角が調整される場合、ロータ２０と共にＥＰＵ５０の向きが設定されることになる。

ＥＰＵ５０は、モータ装置８０及びインバータ装置６０を有している。モータ装置８０は、モータ及びモータハウジングを有している。モータはモータハウジングに収容されている。モータは、複数相の交流モータであり、例えば３相交流方式の回転電機である。モータは、ｅＶＴＯＬ１０の飛行駆動源である電動機として機能する。モータは、回転子及び固定子を有している。モータは、バッテリ３１の電力により駆動される。ＥＰＵ５０は、モータの駆動によりロータ２０を駆動回転させる。モータとしては、例えばブラシレスモータが用いられている。なお、モータとしては、誘導モータやリアクタンスモータが用いられてもよい。

インバータ装置６０は、インバータ及びインバータハウジングを有している。インバータはインバータハウジングに収容されている。インバータは、モータに供給する電力を変換することでモータを駆動する。インバータは、駆動部と称されることがある。インバータは、モータに供給される電力を直流から交流に変換する。インバータは、電力を変換する電力変換部である。インバータは、複数相の電力変換部であり、複数相のそれぞれについて電力変換を行う。インバータは、例えば３相インバータである。モータは、インバータから供給される電圧及び電流に応じて駆動する。

ＥＰＵ５０においては、センサ５５～５７の検出結果などに応じてモータの駆動が制御される。例えば、ＥＰＵ５０は、モータの駆動を制御する駆動制御部を有している。駆動制御部は、インバータ、センサ５５～５７に電気的に接続されている。センサ５５～５７は、検出結果を駆動制御部に対して出力する。駆動制御部は、インバータを介してモータ制御を行う。駆動制御部は、飛行制御装置４０に電気的に接続されており、飛行制御装置４０からの信号に応じてモータ制御を行う。なお、飛行制御装置４０がＥＰＵ５０についてモータ等の制御を直接的に行ってもよい。

回転センサ５５は、モータに対して設けられている。回転センサ５５は、モータの回転数を検出する。回転センサ５５は、例えばエンコーダやレゾルバなどを含んで構成されている。電流センサ５６は、モータに流れる電流をモータ電流として検出する。電流センサ５６は、例えば複数相のそれぞれについてモータ電流を検出する。電圧センサ５７は、インバータから出力される電圧をインバータ電圧として検出する。

バッテリ３１は、複数のＥＰＵ５０に電気的に接続されている。バッテリ３１は、ＥＰＵ５０に電力を供給する電力供給部であり、電源部に相当する。バッテリ３１は、ＥＰＵ５０に直流電圧を印加する直流電圧源である。バッテリ３１は、充放電可能な２次電池を有している。この２次電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などがある。なお、電源部としては、バッテリ３１に加えて又は代えて、燃料電池や発電機などが用いられてもよい。バッテリ３１は、電力を蓄えることが可能であり、蓄電装置に相当する。

分配器３２は、バッテリ３１及び複数のＥＰＵ５０に電気的に接続されている。分配器３２は、バッテリ３１からの電力を複数のＥＰＵ５０に分配する。バッテリ３１は、分配器３２を介して複数のＥＰＵ５０に電気的に接続されている。バッテリ３１は、分配器３２を介してＥＰＵ５０に電力を供給する。バッテリ３１の電圧を高電圧と称すると、ＥＰＵ５０において後述するインバータには高電圧が印加される。なお、バッテリ３１の電力が複数のＥＰＵ５０に供給される構成であれば、分配器３２がなくてもよい。分配器３２がなくてもよい構成としては、例えば、複数のＥＰＵ５０のそれぞれに個別に電源部が設けられた構成がある。 図２に示す飛行制御装置４０は、例えばＥＣＵであり、ｅＶＴＯＬ１０を飛行させるための飛行制御を行う。飛行制御装置４０は、飛行システム３０を制御する制御装置であり、例えばＥＰＵ５０を制御する。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。飛行制御装置４０は、例えばプロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータを主体として構成されている。マイクロコンピュータはマイコンと称されることがある。メモリは、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。また、非遷移的実体的記憶媒体は、non-transitory tangible storage mediumであり、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。

飛行制御装置４０は、記憶装置３５、ＥＰＵ５０及びチルト機構３８に電気的に接続されている。飛行制御装置４０は、メモリ及び記憶装置３５の少なくとも一方に記憶された制御プログラムを実行することで、飛行制御に関する各種の処理を実行する。飛行制御装置４０は、各種センサの検出結果などに応じて飛行制御を行う。この飛行制御には、ＥＰＵ５０を駆動する駆動制御、チルト角を調整するためにチルト機構３８を制御するチルト角制御、などが含まれている。記憶装置３５は、制御プログラムなど飛行制御に関する情報を記憶している。各種センサには、センサ群３６の各センサ、回転センサ５５、電流センサ５６及び電圧センサ５７などが含まれている。なお、記憶装置３５は、飛行制御装置４０に含まれていてもよい。

飛行制御装置４０は、通信装置３４、センサ群３６、撮像装置３７に電気的に接続されている。通信装置３４は、ｅＶＴＯＬ１０とは異なる外部装置との通信が可能である。通信装置３４は、飛行制御装置４０に対して情報の出力及び入力が可能である。

センサ群３６には、複数のセンサが含まれている。例えば、センサ群３６には、外気温度を検出するセンサ、ｅＶＴＯＬ１０の飛行速度を検出するセンサ、ｅＶＴＯＬ１０の高度を検出するセンサなどが含まれている。センサ群３６の各センサは、検出結果を飛行制御装置４０に対して出力する。

撮像装置３７は、ｅＶＴＯＬ１０の外部及び内部の画像を撮像することが可能である。撮像装置３７は、動画像及び静止画像の少なくとも一方を撮像可能である。撮像装置３７は、例えばカメラである。撮像装置３７は、撮像した画像に関する情報を飛行制御装置４０に対して出力する。

ｅＶＴＯＬ１０は、管理システム１５０により管理される。管理システム１５０は、管理センタ１５５に設けられている。管理センタ１５５は、管理システム１５０によりｅＶＴＯＬ１０を管理することが可能な施設である。管理センタ１５５は、管制センタ及び航空管制センタと称されることがある。

管理システム１５０は、ｅＶＴＯＬ１０を管制することが可能である。例えば、管理システム１５０は、ｅＶＴＯＬ１０の飛行について管理及び制限することが可能である。管理システム１５０は、ｅＶＴＯＬ１０の飛行を制御可能であってもよい。管理システム１５０は、管理装置１５１、記憶装置１５２及び通信装置１５３を有している。管理装置１５１は、飛行制御装置４０と同様に、マイコンを主体として構成されている。管理装置１５１は、管理システム１５０を制御する制御装置である。管理装置１５１は、記憶装置１５２及び通信装置１５３に電気的に接続されている。

記憶装置１５２は、ｅＶＴＯＬ１０に関する情報を記憶している。記憶装置１５２は、複数の記憶領域を有している。複数の記憶領域には、例えば第１記憶領域１５２ａ、第２記憶領域１５２ｂ、第３記憶領域１５２ｃが含まれている。これら記憶領域１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃには、ｅＶＴＯＬ１０に関する情報が記憶されている。

例えば、第１記憶領域１５２ａには、例えば着陸場のデータベースが記憶されている。着陸場は、ｅＶＴＯＬ１０が着陸可能な場所である。着陸場は、ｅＶＴＯＬ１０の離着陸が可能な場所でもあり、離着陸場及び離発着場と称されることがある。着陸場のデータベースには、複数の着陸場に関する情報が含まれている。着陸場に関する情報には、着陸場の位置及び大きさなどが含まれている。記憶装置１５２には、着陸場についての最新情報が第１記憶領域１５２ａ等に記憶されている。着陸場の最新情報には、飛行体などによる着陸場の利用状況に関する情報、ｅＶＴＯＬ１０が着陸場を利用可能であるか否かに関する情報などが含まれている。着陸場は、飛行体が離陸及び着陸できる場所であり、発着場及び飛行場と称されることがある。着陸場は、ｅＶＴＯＬ１０の出発地及び目的地になる場所である。

第２記憶領域１５２ｂには、例えば天候情報が記憶されている。天候に関する天候情報としては、複数の着陸場についての天候、着陸場まで飛行するための飛行ルートについての天候、などがある。第３記憶領域１５２ｃには、例えば飛行制限空域情報が記憶されている。飛行制限空域情報は、ｅＶＴＯＬ１０の飛行が制限される空域及び地域に関する情報である。

通信装置１５３は、ｅＶＴＯＬ１０が有する通信装置３４との無線通信が可能である。通信装置１５３は、管理装置１５１に対して情報の出力及び入力が可能である。管理センタ１５５とｅＶＴＯＬ１０との情報の授受が通信装置３４，１５３により可能になっている。管理装置１５１と飛行制御装置４０とは、通信装置３４，１５３を介して各種情報の送信及び受信が可能になっている。

ｅＶＴＯＬ１０から管理センタ１５５に送信される各種情報には、飛行情報が含まれている。飛行情報としては、ｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合にその異常の態様を示す情報、及びｅＶＴＯＬ１０が飛行可能な範囲を示す情報がある。また、飛行情報としては、ｅＶＴＯＬ１０の緊急着陸を管理センタ１５５に要請する情報、及びｅＶＴＯＬ１０に搭乗した乗員の救助を要請する情報がある。ｅＶＴＯＬ１０が管理センタ１５５から受信する各種情報には、管理情報が含まれている。管理情報としては、ｅＶＴＯＬ１０が着陸可能な着陸場を指示する情報がある。

飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の異常を診断する異常診断を行うことが可能である。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の異常診断として、ｅＶＴＯＬ１０に異常が発生したか否かの判定を行う。飛行制御装置４０による異常診断は、ｅＶＴＯＬ１０の運転状態に応じて行われる。例えば、ｅＶＴＯＬ１０が離陸する前である場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が離陸前であることに応じた内容で異常診断を行う。

飛行制御装置４０には、診断装置１６０が電気的に着脱可能に接続される。診断装置１６０は、ｅＶＴＯＬ１０が正常であることを確認するための点検処理を行う。例えば、飛行制御装置４０によりｅＶＴＯＬ１０での異常発生が診断され、作業者による修理等によりｅＶＴＯＬ１０の異常が解消された場合に、診断装置１６０による点検処理が行われる。診断装置１６０は、ｅＶＴＯＬ１０が正常であることを点検処理により診断するための装置である。診断装置１６０は、点検処理を行うために飛行制御装置４０に一時的に接続される。診断装置１６０は、飛行制御装置４０と同様に、マイコンを主体として構成されている。飛行制御装置４０と診断装置１６０とは、点検処理に必要な情報、及び異常解消後に必要な情報などの授受を行う。なお、診断装置１６０は、飛行制御装置４０との無線通信により情報の授受を行ってもよい。診断装置１６０は、外部コントローラと称されることがある。

図２では、管理装置１５１をＡＴＣＤ、記憶装置１５２をＡＴＳＤ、通信装置１５３をＡＴＣＵ、管理センタ１５５をＡＴＣＣ、と図示している。また、第１記憶領域１５２ａをＳＡａ、第２記憶領域１５２ｂをＳＡｂ、第３記憶領域１５２ｃをＳＡｃ、と図示している。さらに、診断装置１６０をＥＣＤと図示している。

飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を飛行させるための飛行制御処理を行う。飛行制御装置４０は、飛行制御処理において例えばＥＰＵ５０を介してロータ２０の駆動回転を制御する。ｅＶＴＯＬ１０は垂直離着陸機に相当し、飛行制御装置４０は垂直離着陸機の制御装置に相当する。飛行制御装置４０は、フライトコントローラ及び内部コントローラと称されることがある。

飛行制御処理について、図３～図８のフローチャートを参照しつつ説明する。飛行制御装置４０は、飛行制御処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。飛行制御装置４０は、飛行制御処理の各ステップの処理を実行する機能を有している。

飛行制御装置４０は、図３に示すステップＳ１０１にて、診断準備を行う。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の異常診断を所定の診断条件で行う。診断準備は、ｅＶＴＯＬ１０の異常診断を行うための準備として、診断条件を設定するための処理である。飛行制御装置４０は、診断準備において、現在の運転モードに応じて診断条件を設定する。飛行制御装置４０におけるステップＳ１０１の処理を実行する機能が条件設定部に相当する。Ｓ１０１についての詳細説明は後述する。

飛行制御装置４０は、ステップＳ１０２にて異常診断を行う。飛行制御装置４０は、現在の運転モードに応じて異常診断を行う。例えば、飛行制御装置４０は、運転モードに応じて設定された診断条件で異常診断を行う。運転モードは、飛行制御装置４０がｅＶＴＯＬ１０を運転するために設定されるモードである。飛行制御装置４０は、都度の運転モードに応じてｅＶＴＯＬ１０を運転する。飛行制御装置４０により運転されるｅＶＴＯＬ１０の運転状態は、運転モードに応じて変化する。ｅＶＴＯＬ１０の飛行態様は運転モードに応じて変化する。運転モードは、ｅＶＴＯＬ１０の飛行態様を変化させることが可能である。

飛行制御装置４０は、異常診断として、ｅＶＴＯＬ１０について異常が発生しているか否かの判定を行う。飛行制御装置４０におけるステップＳ１０２の処理を実行する機能が異常診断部に相当する。飛行制御装置４０は、異常発生と診断した場合、ステップＳ１０３に進む。一方で、飛行制御装置４０は、異常が発生していないと診断した場合、ステップＳ１１３に進む。

飛行制御装置４０は、ステップＳ１１３にて正常モード処理を行う。飛行制御装置４０は、正常モード処理において運転モードを正常モードに設定する。飛行制御装置４０は、運転モードの内容に応じてｅＶＴＯＬ１０を運転する。すなわち、飛行制御装置４０は、運転モードの内容に応じて飛行制御を行う。運転モードとして設定可能なモードは複数ある。これらモードには、正常モード及びフェイルセーフモードが含まれている。正常モードは、異常が発生しておらず正常な状態のｅＶＴＯＬ１０を飛行させるためのモードである。正常モードとしては、例えば離陸準備モード、垂直離陸モード、クルーズモード、ホバリングモード、垂直着陸モードがある。飛行制御装置４０におけるステップＳ１１３の処理を実行する機能が正常設定部に相当する。

飛行制御装置４０は、運転モードが正常モードに設定された状態では、正常モードにて行われる処理の少なくとも一部を自動で実行することが可能である。例えば、パイロットによる操作が行われていない状態で飛行制御装置４０が所定の処理を行うことが自動に含まれる。運転モードが正常モードに設定されている場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を飛行させるための処理の少なくとも一部を自動で行う。例えば、運転モードが垂直離陸モードに設定された状態では、ｅＶＴＯＬ１０を垂直離陸させるための処理の少なくとも一部が飛行制御装置４０により自動で行われる。同様に、離陸準備モード、クルーズモード、ホバリングモード及び垂直着陸モードのそれぞれについて、これらモードで行われる処理の少なくとも一部が飛行制御装置４０により自動で行われる。

正常モード処理については、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。飛行制御装置４０は、正常モード処理のステップＳ６０１にて、離陸準備するか否かの離陸準備判定を行う。離陸準備判定は、ｅＶＴＯＬ１０が着陸中である場合に行われる。本実施形態では、ｅＶＴＯＬ１０が着陸した状態にあることを着陸中と称する。ｅＶＴＯＬ１０が着陸中である場合、このｅＶＴＯＬ１０は、飛行しておらずに陸地に存在している。ｅＶＴＯＬ１０が着陸中である場合としては、例えばｅＶＴＯＬ１０が離陸する前の状態、及びｅＶＴＯＬ１０が着陸した後の状態がある。なお、飛行体については、着陸中が着陸状態に相当する。

離陸準備判定では、例えばｅＶＴＯＬ１０の離陸準備を行うための操作がパイロットにより行われた場合に、飛行制御装置４０が離陸準備を行うと判断する。ｅＶＴＯＬ１０の離陸準備を行うための操作としては、例えばｅＶＴＯＬ１０の電源スイッチをオンするオン操作がある。なお、パイロットによる操作はパイロットの指示に相当する。パイロットによる操作としては、手足等による物理的な操作、及び音声による操作などがある。

飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の離陸準備を行う場合にステップＳ６０２に進み、運転モードを離陸準備モードに設定する。離陸準備モードは、ｅＶＴＯＬ１０が離陸する準備を行うためのモードである。運転モードが離陸準備モードである場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が離陸するために必要な離陸準備を行う。この場合、飛行制御装置４０は、例えばｅＶＴＯＬ１０が垂直離陸するための準備として、ロータ２０がリフト用ロータとして機能するようにチルト角を調整する。飛行制御装置４０は、チルト機構３８を駆動させてチルト角を調整する。

ステップＳ６０１が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ６０３に進み、ｅＶＴＯＬ１０が垂直離陸するか否かを判定する。例えば、ｅＶＴＯＬ１０の離陸準備が完了した状態で、ｅＶＴＯＬ１０を垂直離陸させるための操作がパイロットにより行われた場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０に垂直離陸させると判断する。

飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を垂直離陸させる場合にステップＳ６０４に進み、運転モードを垂直離陸モードに設定する。垂直離陸モードは、ｅＶＴＯＬ１０を垂直離陸させるためのモードである。運転モードが垂直離陸モードである場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が垂直離陸するようにロータ２０を駆動回転させる。飛行制御装置４０は、垂直離陸モードにおいてリフト用ロータとして機能するロータ２０を駆動回転させる。垂直離陸モードでは、ｅＶＴＯＬ１０が滑走を行わずに垂直方向に上昇することで離陸地点から垂直離陸する。

ステップＳ６０３が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ６０５に進み、ｅＶＴＯＬ１０をクルーズさせるか否かを判定する。例えば、ｅＶＴＯＬ１０の垂直離陸が完了した状態で、ｅＶＴＯＬ１０をクルーズさせるための操作がパイロットにより行われた場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０にクルーズさせると判断する。本実施形態では、ｅＶＴＯＬ１０が水平方向に移動するように飛行することをクルーズと称する。

飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０をクルーズさせる場合にステップＳ６０６に進み、運転モードをクルーズモードに設定する。クルーズモードは、ｅＶＴＯＬ１０をクルーズにより飛行させるためのモードである。運転モードがクルーズモードである場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が水平飛行で前方に進むようにロータ２０を駆動回転させる。飛行制御装置４０は、クルーズ用ロータとして機能するロータ２０を駆動回転させる。クルーズモードでは、例えばｅＶＴＯＬ１０が所定の飛行ルートで所定の巡航高度及び所定の巡航速度を維持するように巡航する。飛行ルートは、ｅＶＴＯＬ１０が出発地から目的地まで飛行するためのルートである。飛行ルートには、ｅＶＴＯＬ１０にとっての進路及び経路の少なくとも一方が含まれる。

ステップＳ６０５が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ６０７に進み、ｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させるか否かを判断する。例えば、ｅＶＴＯＬ１０のクルーズが完了してｅＶＴＯＬ１０が目的地の上空に到達し、ｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させるための操作がパイロットにより行われた場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させると判断する。

飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させる場合にステップＳ６０８に進み、運転モードを垂直着陸モードに設定する。垂直着陸モードは、ｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させるためのモードである。運転モードが垂直着陸モードである場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸するようにロータ２０を駆動回転させる。飛行制御装置４０は、垂直着陸モードにおいてリフト用ロータとして機能するロータ２０を駆動回転させる。垂直着陸モードでは、ｅＶＴＯＬ１０が垂直方向に下降することで滑走せずに着陸地点に垂直着陸する。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸が完了した後に垂直着陸モードを解除してもよい。

ステップＳ６０７が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ６０９に進み、ｅＶＴＯＬ１０をホバリングさせるか否かを判定する。例えば、ｅＶＴＯＬ１０がクルーズしている状態で、ｅＶＴＯＬ１０をホバリングさせるための操作がパイロットにより行われた場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０にホバリングさせると判断する。

飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０をホバリングさせる場合にステップＳ６１０に進み、運転モードをホバリングモードに設定する。ホバリングモードは、ｅＶＴＯＬ１０をホバリングさせるためのモードである。運転モードがホバリングモードである場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が空中に停止したかのように飛行するようにロータ２０を駆動回転させる。飛行制御装置４０は、ホバリング用ロータとして機能するロータ２０を駆動回転させる。ホバリングモードでは、ｅＶＴＯＬ１０が例えば所定高度及び所定位置を維持するように浮遊した状態になる。

飛行制御装置４０は、運転モードを切り替えるモード切替が可能である。例えば、飛行制御装置４０は、垂直離陸モードからクルーズモードへのモード切替、クルーズモード及びホバリングモードのうち一方から他方へのモード切替、クルーズモードから垂直着陸モードへのモード切替、が可能である。

なお、運転モードには、モード切替を行うための正常切替モードが正常モードとして含まれていてもよい。例えば、飛行制御装置４０は、運転モードが正常切替モードに設定された場合にモード切替を行う。換言すれば、飛行制御装置４０がモード切替を行っている場合には、運転モードが正常切替モードに設定されていることになる。

飛行制御装置４０は、垂直離陸モードからクルーズモードへのモード切替を行う場合に、ｅＶＴＯＬ１０を垂直離陸可能な状態からクルーズ可能な状態に変更する。例えば、飛行制御装置４０は、ロータ２０がリフト用ロータからクルーズ用ロータになるようにチルト機構３８を駆動させる。

また、飛行制御装置４０は、クルーズモード及びホバリングモードのうち一方から他方へのモード切替を行う場合に、ｅＶＴＯＬ１０をクルーズ可能な状態及びホバリング可能な状態のうち一方から他方に変更する。例えば、飛行制御装置４０は、ロータ２０がクルーズ用ロータ及びホバリング用ロータのうち一方から他方になるようにチルト機構３８を駆動させる。

さらに、飛行制御装置４０は、クルーズモードから垂直着陸モードへのモード切替を行う場合に、ｅＶＴＯＬ１０をクルーズ可能な状態から垂直着陸可能な状態に変更する。例えば、飛行制御装置４０は、ロータ２０がクルーズ用ロータからリフト用ロータになるようにチルト機構３８を駆動させる。

次に、ステップＳ１０１の診断準備処理について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。ｅＶＴＯＬ１０は、装置及び機器を複数ずつ有しており、これら装置及び機器を運転モードに応じて使い分けるように駆動させて飛行する。このため、装置及び機器のいずれかに異常が発生した時の運転モードがどのモードであるかによって、ｅＶＴＯＬ１０の飛行に支障が出やすい場合と出にくい場合とが想定される。そこで、飛行制御装置４０は、診断準備処理において、ｅＶＴＯＬ１０の異常を診断するための診断条件を運転モードに応じて設定する。診断条件は、運転モードが複数の正常モードのいずれに設定されているかに応じて設定される。

診断条件としては、例えば診断周期、診断対象、診断基準がある。診断周期は、例えばステップＳ１０２の異常診断を行う周期である。診断対象は、ｅＶＴＯＬ１０において異常診断の対象になる装置及び機器である。診断対象としては、例えばＥＰＵ５０及びチルト機構３８などがある。診断基準は、飛行制御装置４０が取得する各種情報について、ｅＶＴＯＬ１０に異常が発生したか否かを判定するための判定基準である。判定基準は、例えばｅＶＴＯＬ１０が正常であることを示す正常範囲として設定される。正常範囲は許容範囲と称されることがある。

本実施形態では、ｅＶＴＯＬ１０に発生する異常として、ｅＶＴＯＬ１０が着陸できる程度に飛行を継続できる異常を想定している。例えば、少なくとも４つのロータ２０が搭載されたｅＶＴＯＬ１０において少なくとも２つのロータ２０を駆動回転させることが可能な異常を想定している。この異常が発生した場合、ｅＶＴＯＬ１０は、少なくとも２つのロータ２０を駆動回転させることで着陸可能である。例えば、ｅＶＴＯＬ１０の異常としてＥＰＵ５０の故障が発生した場合には、故障したＥＰＵ５０の駆動を停止させ、正常なＥＰＵ５０によりロータ２０を駆動回転させる。

飛行制御装置４０は、診断準備処理のステップＳ２０１において、現在の運転モードを取得する。診断準備処理の説明においては、現在の運転モードを単に運転モードと称することがある。飛行制御装置４０は、ステップＳ２０２において、運転モードが垂直離陸モードであるか否かを判定する。運転モードが垂直離陸モードである場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２０３に進み、垂直離陸モードの診断条件を設定する。飛行制御装置４０は、垂直離陸モードの診断条件として、診断周期、診断対象及び診断基準のそれぞれを設定する。飛行制御装置４０におけるステップＳ２０３の処理を実行する機能が垂直離陸周期部に相当する。

飛行制御装置４０は、垂直離陸モードの診断周期について、所定の垂直離陸周期を診断周期として設定する。垂直離陸周期は、例えば飛行制御処理の制御周期とほぼ同じ周期である。飛行制御装置４０は、運転モードが垂直離陸モードである場合に、飛行制御処理を行うたびにステップＳ１０２の異常診断を実行する。

飛行制御装置４０は、垂直離陸モードの診断対象について、ｅＶＴＯＬ１０の垂直離陸のために駆動させる装置及び機器を診断対象として設定する。この診断対象には、飛行制御装置４０が垂直離陸モードで駆動させる装置及び機器が含まれている。垂直離陸モードの診断対象には、例えばＥＰＵ５０及びチルト機構３８が含まれている。なお、垂直離陸モードの診断対象には、ｅＶＴＯＬ１０が垂直離陸してから目的地に到着するまでに駆動させる装置及び機器が含まれている。この診断対象には、飛行制御装置４０が垂直離陸モード、クルーズモード、垂直着陸モード、ホバリングモード及びモード切替で駆動させる装置及び機器が含まれている。

飛行制御装置４０は、垂直離陸モードの診断基準について、ｅＶＴＯＬ１０の垂直離陸のために取得する各種情報のそれぞれの正常範囲を診断基準として設定する。この診断基準が設定される各種情報には、飛行制御装置４０が垂直離陸モードで取得する各種情報が含まれている。なお、垂直離陸モードにて診断基準が設定される各種情報には、ｅＶＴＯＬ１０が垂直離陸してから目的地に到着するまでに取得する各種情報が含まれている。例えばこの各種情報には、飛行制御装置４０が垂直離陸モード、クルーズモード、垂直着陸モード、ホバリングモード及びモード切替のそれぞれで取得する各種情報が含まれている。

ステップＳ２０２が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２０４に進み、運転モードがクルーズモードであるか否かを判定する。運転モードがクルーズモードである場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２０５に進み、クルーズモードの診断条件を設定する。飛行制御装置４０は、クルーズモードの診断条件として、診断周期、診断対象及び診断基準のそれぞれを設定する。飛行制御装置４０におけるステップＳ２０５の処理を実行する機能がクルーズ周期部に相当する。

飛行制御装置４０は、クルーズモードの診断周期をｅＶＴＯＬ１０の飛行速度に応じて設定する。飛行制御装置４０は、センサ群３６からの検出結果を用いてｅＶＴＯＬ１０の飛行速度を取得する。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の飛行速度が所定の判定速度よりも速いか否かを判定する。飛行速度が判定速度よりも速い場合、飛行制御装置４０は、所定のクルーズ周期を診断周期として設定する。判定値は、例えばクルーズモードに対して設定された所定の巡航速度である。クルーズ周期は、例えば垂直離陸周期よりも長い周期である。また、クルーズ周期は、飛行制御処理の制御周期よりも長い周期である。例えば、飛行制御装置４０は、運転モードがクルーズモードである場合に、飛行制御処理を所定の複数回行うごとにステップＳ１０２の異常診断を１回実行する。

一方、飛行速度が判定速度よりも速くない場合、飛行制御装置４０は、診断周期をクルーズ周期よりも短い周期に設定する。この場合、飛行制御装置４０は、例えば診断周期を垂直離陸周期とほぼ同じ周期に設定する。飛行制御装置４０は、運転モードがクルーズモードであり、且つ飛行速度が判定速度よりも速くない場合に、飛行制御処理を行うたびにステップＳ１０２の異常診断を実行する。

飛行制御装置４０は、クルーズモードの診断対象について、ｅＶＴＯＬ１０のクルーズのために駆動させる装置及び機器を診断対象として設定する。この診断対象には、飛行制御装置４０がクルーズモードで駆動させる装置及び機器が含まれている。クルーズモードの診断対象には、例えばＥＰＵ５０及びチルト機構３８が含まれている。なお、クルーズモードの診断対象には、ｅＶＴＯＬ１０がクルーズ等により目的地に到着するまでに駆動させる装置及び機器が含まれている。この診断対象には、飛行制御装置４０がクルーズモード、垂直着陸モード、ホバリングモード及びモード切替で駆動させる装置及び機器が含まれている。

飛行制御装置４０は、クルーズモードの診断基準について、ｅＶＴＯＬ１０のクルーズのために取得する各種情報のそれぞれの正常範囲を診断基準として設定する。この診断基準が設定される各種情報には、飛行制御装置４０がクルーズモードで取得する各種情報が含まれている。なお、クルーズモードにて診断基準が設定される各種情報には、ｅＶＴＯＬ１０がクルーズから目的地に到着するまでに取得する各種情報が含まれている。例えばこの各種情報には、垂直離陸モードを除いて、飛行制御装置４０がクルーズモード、垂直着陸モード、ホバリングモード及びモード切替のそれぞれで取得する各種情報が含まれている。

ステップＳ２０４が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２０６に進み、運転モードが垂直着陸モードであるか否かを判定する。運転モードが垂直着陸モードである場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２０７に進み、垂直着陸モードの診断条件を設定する。飛行制御装置４０は、垂直着陸モードの診断条件として、診断周期、診断対象及び診断基準のそれぞれを設定する。

飛行制御装置４０は、垂直着陸モードの診断周期について、所定の垂直着陸周期を診断周期として設定する。垂直着陸周期は、例えばクルーズ周期よりも短い周期である。垂直着陸周期は、垂直離陸周期とほぼ同じ周期である。例えば、飛行制御装置４０は、運転モードが垂直着陸モードである場合に、飛行制御処理を行うたびにステップＳ１０２の異常診断を実行する。

飛行制御装置４０は、垂直着陸モードの診断対象について、ｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸のために駆動させる装置及び機器を診断対象として設定する。この診断対象には、飛行制御装置４０が垂直着陸モードで駆動させる装置及び機器が含まれている。この診断対象には、例えばＥＰＵ５０が含まれている一方で、チルト機構３８は含まれていない。これは、ｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸した後にはチルト機構３８を駆動させる必要がないとしたためである。ｅＶＴＯＬ１０については、垂直着陸している最中にチルト機構３８の異常を発見しなくても、垂直着陸した後にチルト機構３８の異常を発見することが可能である。

飛行制御装置４０は、垂直着陸モードの診断基準について、ｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸のために取得する各種情報のそれぞれの正常範囲を診断基準として設定する。診断基準が設定される各種情報には、飛行制御装置４０が垂直着陸モードで取得する各種情報が含まれている。

ステップＳ２０６が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２０８に進み、運転モードがホバリングモードであるか否かを判定する。運転モードがホバリングモードである場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２０９に進み、ホバリングモードの診断条件を設定する。飛行制御装置４０は、ホバリングモードの診断条件として、診断周期、診断対象及び診断基準のそれぞれを設定する。

飛行制御装置４０は、ホバリングモードの診断周期について、所定のホバリング周期を診断周期として設定する。ホバリング周期は、例えばクルーズ周期よりも短い周期である。ホバリング周期は、例えば垂直離陸周期とほぼ同じ周期である。例えば、飛行制御装置４０は、運転モードがホバリングモードにある場合に、飛行制御処理を行うたびにステップＳ１０２の異常診断を実行する。

飛行制御装置４０は、ホバリングモードの診断対象について、ｅＶＴＯＬ１０のホバリングのために駆動させる装置及び機器を診断対象として設定する。この診断対象には、飛行制御装置４０がホバリングモードで駆動させる装置及び機器が含まれている。ホバリングモードの診断対象には、例えばＥＰＵ５０及びチルト機構３８が含まれている。なお、ホバリングモードの診断対象には、ｅＶＴＯＬ１０がホバリングしてから目的地に到着するまでに駆動させる装置及び機器が含まれている。この診断対象には、クルーズモードと同様に、飛行制御装置４０がクルーズモード、垂直着陸モード、ホバリングモード及びモード切替で駆動させる装置及び機器が含まれる。

飛行制御装置４０は、ホバリングモードの診断基準について、ｅＶＴＯＬ１０のホバリングのために取得する各種情報のそれぞれの正常範囲を診断基準として設定する。この診断基準が設定される各種情報には、飛行制御装置４０がホバリングモードで取得する各種情報が含まれている。なお、ホバリングモードにて診断基準が設定される各種情報には、ｅＶＴＯＬ１０がホバリングしてから目的地に到着するまでに取得する各種情報が含まれている。例えばこの各種情報には、クルーズモードと同様に垂直離陸モードを除いて、飛行制御装置４０がクルーズモード、垂直着陸モード、ホバリングモード及びモード切替のそれぞれで取得する各種情報が含まれている。

ステップＳ２０８が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２１０に進み、モード切替中であるか否かを判定する。モード切替中である場合、飛行制御装置４０は、モード切替を行っている最中であるとして、ステップＳ２１１に進み、モード切替中の診断条件を設定する。飛行制御装置４０は、モード切替中の診断条件として、診断周期、診断対象及び診断基準のそれぞれを設定する。

飛行制御装置４０は、モード切替中の診断周期について、所定のモード切替周期を診断周期として設定する。モード切替周期は、例えばクルーズ周期よりも短い周期である。モード切替周期は、垂直離陸周期とほぼ同じ周期である。例えば、飛行制御装置４０は、モード切替中に、飛行制御処理を行うたびにステップＳ１０２の異常診断を実行する。

飛行制御装置４０は、モード切替中の診断対象について、ｅＶＴＯＬ１０においてモード切替中に駆動させる装置及び機器を診断対象として設定する。この診断対象には、ＥＰＵ５０及びチルト機構３８の少なくともチルト機構３８が含まれている。なお、モード切替中の診断対象には、ｅＶＴＯＬ１０が垂直離陸した後にモード切替してから目的地に到着するまでに駆動させる装置及び機器が含まれている。この診断対象には、ホバリングモードと同様に、飛行制御装置４０がクルーズモード、垂直着陸モード、ホバリングモード及びモード切替で駆動させる装置及び機器が含まれる。

飛行制御装置４０は、モード切替中の診断基準について、ｅＶＴＯＬ１０においてモード切替中に取得する各種情報のそれぞれの正常範囲を診断基準として設定する。なお、モード切替中に診断基準が設定される各種情報には、ｅＶＴＯＬ１０が垂直離陸した後にモード切替してから目的地に到着するまでに取得する各種情報が含まれている。例えば、この各種情報には、クルーズモード及びホバリングモードと同様に垂直離陸モードを除いて、飛行制御装置４０がクルーズモード、垂直着陸モード、ホバリングモード及びモード切替のそれぞれで取得する各種情報が含まれている。

ステップＳ２１０が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２１２に進み、ｅＶＴＯＬ１０が着陸中であるか否かを判定する。ｅＶＴＯＬ１０の着陸中としては、例えば垂直着陸モードによるｅＶＴＯＬ１０の着陸が完了した場合、運転モードが離陸準備モードである場合、などがある。ｅＶＴＯＬ１０が着陸中である場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２１３に進み、着陸中の診断条件を設定する。飛行制御装置４０は、着陸中の診断条件として、診断周期、診断対象及び診断基準のそれぞれを設定する。飛行制御装置４０におけるステップＳ２１３の処理を実行する機能が着陸状態周期部に相当する。

飛行制御装置４０は、着陸中の診断周期について、所定の着陸中周期を診断周期として設定する。着陸中周期は、例えば垂直離陸周期よりも長い周期である。着陸中周期はクルーズ周期とほぼ同じ周期である。例えば、飛行制御装置４０は、着陸中に飛行制御処理を所定の複数回行うごとにステップＳ１０２の異常診断を１回実行する。着陸中周期が着陸状態周期に相当する。

飛行制御装置４０は、着陸中の診断対象について、ｅＶＴＯＬ１０の着陸中に駆動させる装置及び機器を診断対象として設定する。この診断対象には、例えば飛行制御装置４０が離陸準備モードで駆動させる装置及び機器が含まれている。また、この診断対象には、例えば垂直着陸モードによるｅＶＴＯＬ１０の着陸が完了した後に飛行制御装置４０が駆動させる装置及び機器が含まれている。

飛行制御装置４０は、着陸中の診断基準について、ｅＶＴＯＬ１０の着陸中に取得する各種情報のそれぞれの正常範囲を診断基準として設定する。診断基準が設定される各種情報には、飛行制御装置４０が着陸中に取得する各種情報が含まれている。

ステップＳ２１２が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ２１４に進み、保留処理を行う。飛行制御装置４０は、保留処理において診断条件の設定を行わずに、そのまま診断準備処理を終了する。

診断準備処理についてまとめて説明する。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０において、異常が発生した装置や機能などの部位を適切に検出できること、異常発生への対処に必要な診断が適正にできること、を前提として診断準備処理を行う。飛行制御装置４０は、ステップＳ２０３，Ｓ２０５，Ｓ２０７，Ｓ２０９において、運転モードに合わせて診断条件を設定している。飛行制御装置４０は、ステップＳ２１１，Ｓ２１３において、ｅＶＴＯＬ１０の動作に合わせて診断条件を設定している。飛行制御装置４０は、異常診断を行うことで飛行制御装置４０にとっての処理負荷が増加する、ということを抑制できるように診断条件を設定している。飛行制御装置４０は、異常診断での誤診断の発生を抑制できるように診断条件を設定している。

診断準備処理のうち診断周期についてまとめて説明する。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が離着陸を行っている最中について、異常を速やかに検知する必要があるので診断周期を短くする。クルーズモードでは、仮にｅＶＴＯＬ１０の推力に異常が発生してもｅＶＴＯＬ１０が慣性で飛行できる。そこで、飛行制御装置４０は、クルーズモードでの診断周期が垂直離陸モードでの診断周期に比べて長くすることで、飛行制御装置４０の負荷を低減できる。ただし、ｅＶＴＯＬ１０の飛行速度が所定の巡航速度以下である場合は、ｅＶＴＯＬ１０に生じる慣性力が不足しやすいため、飛行制御装置４０は診断周期を垂直離陸モードに準じて短くする。

飛行制御装置４０は、ホバリングモード中の診断周期及び垂直着陸モード中の診断周期を、垂直離陸モード中の診断周期と同等の周期に設定する。モード切替中は、ｅＶＴＯＬ１０の機体が不安定になるリスクがあり、診断周期は短い方がよい。このため、飛行制御装置４０は、モード切替中の診断周期を、垂直離陸モード中の診断周期と同等の周期に設定する。飛行制御装置４０は、着陸中の診断周期を長めに設定する。

診断準備処理のうち診断対象についてまとめて説明する。飛行制御装置４０は、稼働中のＥＰＵ５０を診断対象として異常診断を行う。例えば、クルーズモードでは、飛行制御装置４０は、クルーズ用ロータとして機能するロータ２０についてＥＰＵ５０の異常診断を行う。クルーズモードでは、リフト用ロータ又はホバリング用ロータとして機能するロータ２０が存在しても、このロータ２０についてはＥＰＵ５０の異常診断の必要がない。このため、クルーズモードでは、リフト用ロータ又はホバリング用ロータとして機能するロータ２０が存在しても、飛行制御装置４０は、このロータ２０についてはＥＰＵ５０を診断対象外とする。

なお、クルーズモードにおいて、リフト用ロータ又はホバリング用ロータとして機能するロータ２０が存在する場合に、飛行制御装置４０は、このロータ２０についてＥＰＵ５０を診断対象に含めてもよい。この場合、飛行制御装置４０は、リフト用ロータ又はホバリング用ロータとして機能するロータ２０について、ＥＰＵ５０の診断周期を長くすることが好ましい。例えば、飛行制御装置４０は、この場合の診断周期をクルーズ周期よりも長い周期に設定する。

飛行制御装置４０は、モード切替中である場合に、チルト機構３８について異常診断を行う。一方で、垂直着陸モードにおいては、ｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸が完了するまでチルト機構３８が稼働しないとする。このため、飛行制御装置４０はチルト機構３８についての異常診断を行う必要がない。また、ｅＶＴＯＬ１０は着陸中に大きな推力を出力することができない可能性が高い。このため、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０において断線及び短絡が発生したことを検出するなど、ｅＶＴＯＬ１０が大きな推力を必要としない診断項目を診断対象に含める。

診断準備処理のうち診断基準についてまとめて説明する。ｅＶＴＯＬ１０においては、運転モードに応じてＥＰＵ５０の作動状態が異なる。また、各種センサの検出結果であるセンサ値については、運転モードに応じて正常範囲が異なる。このため、飛行制御装置４０は、ＥＰＵ５０の作動状態及びセンサ値の正常範囲の少なくとも一方に合わせて診断基準を設定する。ただし、運転モードが切り替わっても徐々に変化するセンサ値については、飛行制御装置４０は、演算モデルなどを用いて診断基準を徐々に変更していく。運転モードが切り替わっても徐々に変化するセンサ値としては、例えば温度センサのセンサ値などがある。

図３に戻り、飛行制御装置４０は、ステップＳ１０２にて異常発生と診断した場合に、フェイルセーフモード処理を行う。飛行制御装置４０は、フェイルセーフモード処理として、ステップＳ１０３～Ｓ１１０の処理を行う。フェイルセーフモードは、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０を着陸させるためのモードである。フェイルセーフモードでは、ｅＶＴＯＬ１０が飛行している状態から着陸した状態に退避される。フェイルセーフモードとしては、例えば着陸継続モード、緊急着陸モード、再設定モード、探索飛行モード及び離陸禁止モードがある。緊急着陸モードとしては、直接着陸モード及び一旦上昇モードがある。フェイルセーフモードは、退避モードと称されることがある。ｅＶＴＯＬ１０がフェイルセーフモードで飛行することがフェイルセーフ飛行及び退避飛行と称されることがある。飛行制御装置４０におけるステップＳ１０３～Ｓ１１０の処理を実行する機能がフェイルセーフ部に相当する。

飛行制御装置４０は、運転モードがフェイルセーフモードに設定された状態では、フェイルセーフモードにて行われる処理の少なくとも一部を自動で実行することが可能である。運転モードがフェイルセーフモードに設定されている場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０をフェイルセーフ飛行させるための処理の少なくとも一部を自動で行う。例えば、運転モードが緊急着陸モードに設定された状態では、ｅＶＴＯＬ１０を緊急着陸させるための処理の少なくとも一部が飛行制御装置４０により自動で行われる。同様に、着陸継続モード、再設定モード、探索飛行モード及び離陸禁止モードのそれぞれについて、これらモードで行われる処理の少なくとも一部が飛行制御装置４０により自動で行われる。

フェイルセーフ処理において、飛行制御装置４０は、ステップＳ１０３にてｅＶＴＯＬ１０が飛行中であるか否かを判定する。飛行制御装置４０は、運転モードが垂直離陸モード、クルーズモード、垂直着陸モード及びホバリングモードのいずれかである場合に、ｅＶＴＯＬ１０が飛行中であると判断する。飛行制御装置４０は、運転モードが離陸準備モードである場合に、ｅＶＴＯＬ１０が飛行中ではないと判断する。本実施形態では、ｅＶＴＯＬ１０が飛行している状態を飛行中と称する。ｅＶＴＯＬ１０が飛行中である場合としては、例えばｅＶＴＯＬ１０の垂直離陸中、垂直着陸中、クルーズ中及びホバリング中がある。

ｅＶＴＯＬ１０が飛行中である場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ１０４に進み、運転モードが垂直着陸モードにあるか否かを判定する。運転モードが垂直着陸モードである場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ１０５に進み、着陸継続モード処理を行う。飛行制御装置４０は、着陸継続モード処理において、運転モードを着陸継続モードに変更する。着陸継続モードは、垂直着陸中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した状態でｅＶＴＯＬ１０に垂直着陸を継続して行わせるためのモードである。運転モードが着陸継続モードに設定された場合、飛行制御装置４０は、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸できるように飛行制御を行う。例えば、１つのＥＰＵ５０に異常が発生した状態で運転モードが着陸継続モードに設定された場合、飛行制御装置４０は、異常が発生したＥＰＵ５０を駆動停止させた状態でｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸できるように、他のＥＰＵ５０を駆動させる。

飛行制御装置４０は、ステップＳ１０５の後、ステップＳ１１１に進み、記録処理を行う。飛行制御装置４０は、この記録処理において、ｅＶＴＯＬ１０についての異常情報を記憶装置３５に記憶させる。異常情報には、ｅＶＴＯＬ１０での異常の内容を示す異常内容が含まれている。異常内容は異常状態と称されることがある。飛行制御装置４０は、ステップＳ１１２において発信処理を行う。飛行制御装置４０は、発信処理において、異常情報を管理センタ１５５に対して発信する。

ステップＳ１０４が否定判断された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ１０６に進み、運転モードが垂直離陸モードであるか否かを判定する。運転モードが垂直離陸モードである場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ１０７に進み、緊急着陸モード処理を行う。緊急着陸モードは、垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した状態でｅＶＴＯＬ１０を緊急で着陸させるためのモードである。緊急着陸モードにおいては、ｅＶＴＯＬ１０の垂直離陸が中止され、ｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸が行われる。緊急着陸モードにおいては、ｅＶＴＯＬ１０の少なくとも４つのロータ２０の少なくとも２つのロータ２０が駆動回転することでｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸が行われる。緊急着陸モードが異常着陸モードに相当する。飛行制御装置４０におけるステップＳ１０７の処理を実行する機能が異常着陸部に相当する。飛行制御装置４０は、ステップＳ１０７の後、ステップＳ１１１にて記録処理を行い、ステップＳ１１２にて発信処理を行う。

ｅＶＴＯＬ１０の高度については、ｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸を行わない回避範囲が設定されている。ｅＶＴＯＬ１０が十分に低い高度から垂直着陸を行う場合、及びｅＶＴＯＬ１０が十分に高い高度から垂直着陸を行う場合については、ｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸についての安全性が十分に高くなっている。例えば、ｅＶＴＯＬ１０が十分に低い高度から垂直着陸を行う場合については、仮にｅＶＴＯＬ１０において重力に対抗する推力が十分に出力できなくても、ｅＶＴＯＬ１０が着陸した時の衝撃を小さく抑えることができる。ｅＶＴＯＬ１０が十分に高い高度から垂直着陸を行う場合については、ｅＶＴＯＬ１０が着陸するまでに要する時間が長くなることで、安全な着陸に必要な措置を行うための時間を十分に確保できる。一方、ｅＶＴＯＬ１０が中途半端な高度から垂直離陸を行う場合、ｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸についての安全性が不足することが懸念される。本実施形態では、ｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸について、安全性の不足が懸念されるような中途半端な高度帯を回避範囲と称する。回避範囲については、回避範囲の上限値を回避上限値Ｈａと称し、下限値を回避下限値Ｈｂと称する。回避上限値Ｈａは例えば１２０ｍに設定され、回避下限値Ｈｂは例えば、いずれも高さを示す値である。回避上限値Ｈａが基準高度に相当する。

緊急着陸モード処理については、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。飛行制御装置４０は、緊急着陸モード処理のステップＳ３０１，Ｓ３０２において、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避範囲に含まれているか否かを判定する高度判定を行う。飛行制御装置４０は、センサ群３６の検出結果等を用いてｅＶＴＯＬ１０の現在の高度を検出し、この高度を用いて高度判定を行う。具体的には、飛行制御装置４０は、ステップＳ３０１にて、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａ以上であるか否かを判定する。また、飛行制御装置４０は、ステップＳ３０２にて、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避下限値Ｈｂ以下であるか否かを判定する。

ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａ以上である場合、又はｅＶＴＯＬ１０の高度が回避下限値Ｈｂ以下である場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避範囲に含まれていないとして、ステップＳ３０３，Ｓ３０４にて直接着陸モード処理を行う。飛行制御装置４０は、直接着陸モード処理のステップＳ３０３において、運転モードを緊急着陸モードとしての直接着陸モードに変更する。飛行制御装置４０におけるステップＳ３０３の処理を実行する機能が直接着陸部に相当する。

直接着陸モードは、垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した状態で、ｅＶＴＯＬ１０に現在の高度から直接的に垂直着陸させるためのモードである。直接着陸モードは、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避範囲に含まれていない場合に、ｅＶＴＯＬ１０が現在の高度から上昇せずに下降することで垂直着陸するためのモードである。ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａ以上である場合、及びｅＶＴＯＬ１０の高度が回避下限値Ｈｂ以下である場合はいずれも、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避範囲に含まれない。

飛行制御装置４０は、直接着陸モード処理のステップＳ３０４において、直接着陸モードでｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させるための処理として、着陸制御を行う。飛行制御装置４０は、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸できるように飛行制御を行う。例えば、１つのＥＰＵ５０に異常が発生した状態で運転モードが直接着陸モードに設定された場合、飛行制御装置４０は、異常が発生したＥＰＵ５０を駆動停止させた状態でｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸できるように、他のＥＰＵ５０を駆動させる。

ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａ以上でなく、且つｅＶＴＯＬ１０の高度が回避下限値Ｈｂ以下でない場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避範囲に含まれていると判断する。この場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ３０５～Ｓ３０８，Ｓ３０４において一旦上昇モード処理を行う。飛行制御装置４０は、一旦上昇モード処理のステップＳ３０５において、運転モードを緊急着陸モードとしての一旦上昇モードに変更する。飛行制御装置４０におけるステップＳ３０５の処理を実行する機能が一旦上昇部に相当する。

一旦上昇モードは、垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した状態で、ｅＶＴＯＬ１０を回避上限値Ｈａ以上に上昇させてから垂直着陸させるためのモードである。一旦上昇モードでは、ｅＶＴＯＬ１０が回避上限値Ｈａに達するように一旦上昇し、その後、ｅＶＴＯＬ１０が回避上限値Ｈａ以上の高度から垂直着陸を行う。

飛行制御装置４０は、一旦上昇モード処理のステップＳ３０６～Ｓ３０９，Ｓ３０４において、ｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させるための処理を行う。飛行制御装置４０は、ステップＳ３０６において、垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０が上昇を継続して行うように飛行制御を行う。例えば、１つのＥＰＵ５０に異常が発生した状態で運転モードが一旦上昇モードに設定された場合、飛行制御装置４０は、異常が発生したＥＰＵ５０を駆動停止させた状態でｅＶＴＯＬ１０が上昇できるように、他のＥＰＵ５０を駆動させる。

飛行制御装置４０は、ステップＳ３０７にて、一旦上昇モードで上昇継続中のｅＶＴＯＬ１０が回避上限値Ｈａまで上昇したか否かを判定する。例えば、飛行制御装置４０は、運転モードが一旦上昇モードに変更されてからの経過時間を計測し、この経過時間が所定の判定時間に達するまでの間に、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａ以上になったか否かを判定する。判定時間の間にｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａ以上になった場合に、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が回避上限値Ｈａまで上昇したと判断する。

一旦上昇モードにおいてｅＶＴＯＬ１０が回避上限値Ｈａまで上昇した場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ３０４に進む。飛行制御装置４０は、ステップＳ３０４において、一旦上昇モードでｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させるための処理として、一旦上昇モードでの着陸制御を行う。飛行制御装置４０は、一旦上昇モードでの着陸制御として、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸できるように飛行制御を行う。

一旦上昇モードにおいてｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａに達していない場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ３０８に進む。飛行制御装置４０は、ステップＳ３０８において、ｅＶＴＯＬ１０の上昇が困難であるか否かを判定する。例えば、飛行制御装置４０は、ステップＳ３０６の上昇継続処理によりｅＶＴＯＬ１０が上昇しているか否かを判定する。また、飛行制御装置４０は、単位時間当たりにｅＶＴＯＬ１０が上昇する上昇量が所定の判定量に達しているか否かを判定する。ｅＶＴＯＬ１０が上昇していない場合、又は単位時間当たりの上昇量が判定量に達していない場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の上昇が困難であると判断する。

ｅＶＴＯＬ１０の上昇が困難である場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ３０４に進む。飛行制御装置４０は、ステップＳ３０４において、ｅＶＴＯＬ１０を上昇させるための飛行制御を停止し、一旦上昇モードでの着陸制御を行う。ｅＶＴＯＬ１０の上昇が困難でない場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ３０６に進み、ｅＶＴＯＬ１０の上昇を継続させるための飛行制御を更に継続して行う。

緊急着陸モード処理についてまとめて説明する。飛行制御装置４０は、離陸動作中に異常が検出された場合に速やかに運転モードを緊急着陸モードに移行する。ただし、低高度の状態で異常が検出された場合、むしろある程度の高度である回避上限値ＨａまでｅＶＴＯＬ１０の高度を上げた方が着陸までの時間が長くなり機体制御が容易になる。このため、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａに達しないほどに低高度の場合、飛行制御装置４０はある程度までｅＶＴＯＬ１０を上昇させる。ただし、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避下限値Ｈｂに達しないほどに低い場合、そのまま着陸しても安全なごく低高度であるとして、飛行制御装置４０はｅＶＴＯＬ１０を上昇させずにそのまま着陸させる。また、飛行制御装置４０は、上昇指令を出しているのにｅＶＴＯＬ１０が上昇しない場合、ｅＶＴＯＬ１０をそのまま着陸させる。

図３に戻り、ステップＳ１０４，Ｓ１０６について運転モードが垂直着陸モード及び垂直離陸モードのいずれでもない場合、運転モードがクルーズモード及びホバリングモードであるとして、飛行制御装置４０はステップＳ１０８に進む。飛行制御装置４０は、ステップＳ１０８において再設定モード処理を行う。再設定モードは、クルーズ中又はホバリング中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した状態でｅＶＴＯＬ１０の飛行ルートを再設定するためのモードである。再設定モードにおいては、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０を着陸させるためのフェイルセーフルートが飛行ルートとして設定される。再設定モードにおいては、ｅＶＴＯＬ１０の少なくとも４つのロータ２０の少なくとも２つのロータ２０が駆動回転することでｅＶＴＯＬ１０がフェイルセーフルートで目的地まで飛行する。飛行制御装置４０におけるステップＳ１０８の処理を実行する機能が再設定部に相当する。飛行制御装置４０は、ステップＳ１０８の後、ステップＳ１１１にて記録処理を行い、ステップＳ１１２にて発信処理を行う。

再設定モード処理については、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。飛行制御装置４０は、再設定モード処理のステップＳ４０１において、飛行可能範囲算出処理を行う。飛行可能範囲算出処理は、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０について飛行可能範囲を算出するための処理である。飛行制御装置４０におけるステップＳ４０１の処理を実行する機能が範囲算出部に相当する。

飛行可能範囲算出処理については、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。飛行制御装置４０は、飛行可能範囲算出処理のステップＳ５０１において、異常内容を取得する。異常内容としては、いずれの装置及び機器に異常が発生したのか、異常が発生した装置及び機器はどの程度動作するのか、などの情報がある。飛行制御装置４０は、各種センサの検出結果に応じて異常内容を取得する。また、飛行制御装置４０は、異常内容に応じて飛行可否及び制限内容を決定する。例えば、異常内容と飛行可否及び制限内容の少なくとも一方とを対応させた異常対応情報が、異常内容ごとに記憶装置３５に記憶されている。飛行制御装置４０は、記憶装置３５から異常対応情報を読み込み、この異常対応情報を用いて飛行可否及び制限内容を設定する。飛行可否は、ｅＶＴＯＬ１０がクルーズ可能であるか否かを示す情報である。制限内容は、ＥＰＵ５０等の故障発生に起因した２次故障が発生しないようにｅＶＴＯＬ１０の飛行を制限することを示す情報である。

飛行制御装置４０は、ステップＳ５０２において飛行可能であるか否かを判定する。例えば、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０がクルーズで飛行可能な飛行可能範囲がゼロであるか否かを判定する。飛行可能範囲がゼロである場合、飛行制御装置４０は、飛行可能ではないとしてステップＳ５０８に進む。飛行制御装置４０は、ステップＳ５０８において、ｅＶＴＯＬ１０を着陸させるための処理を行う。例えば、飛行制御装置４０は、ステップＳ１０７と同様に緊急着陸モード処理を行い、運転モードを緊急着陸モードに速やかに変更する。この場合、飛行制御装置４０は、運転モードを直接着陸モード又は一旦上昇モードに変更してｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸を行う。

飛行可能範囲がゼロでない場合、飛行制御装置４０は、飛行可能であるとして、ステップＳ５０３に進み、バッテリ残量を取得する。バッテリ残量は、バッテリ３１に蓄えられている電力の残り量である。飛行制御装置４０は、電圧センサ５７の検出結果等に応じて現在のバッテリ残量を算出する。バッテリ残量が電力残量に相当する。

飛行制御装置４０は、ステップＳ５０４において、着陸消費量を算出する。着陸消費量は、ｅＶＴＯＬ１０が垂直着陸する場合に消費する電力の消費量である。例えば、ｅＶＴＯＬ１０の高度と着陸消費量とを対応させた高度対応情報が高度ごとに記憶装置３５に記憶されている。飛行制御装置４０は、記憶装置３５から高度対応情報を読み込み、この高度対応情報を用いて現在の高度に対応した着陸消費量を算出する。

飛行制御装置４０は、ステップＳ５０５において、クルーズ可能量を算出する。クルーズ可能量は、ｅＶＴＯＬ１０のクルーズに使用することが可能な電力の量である。すなわち、クルーズ可能量は、ｅＶＴＯＬ１０を水平方向に移動させるために消費できるバッテリ残量である。飛行制御装置４０は、現在のバッテリ残量から着陸消費量を引いた値をクルーズ可能量として算出する。クルーズ可能量が実残量に相当する。

飛行制御装置４０は、ステップＳ５０６において、飛行可能距離を算出する。飛行制御装置４０は、正常な状態のｅＶＴＯＬ１０が定常条件で飛行したと仮定して、現在のクルーズ可能量でｅＶＴＯＬ１０がクルーズで飛行可能な飛行可能距離を算出する。この飛行可能距離は、標準的な状態における飛行可能距離と称されることがある。定常条件としては、クルーズ消費量が天候による影響を受けにくい天候条件がある。クルーズ消費量は、ｅＶＴＯＬ１０がクルーズする場合に消費する電力の消費量である。

飛行制御装置４０は、ステップＳ５０７において、飛行可能距離の補正処理を行う。飛行制御装置４０は、補正処理において、標準的な状態における飛行可能距離を異常内容に応じて補正する。ｅＶＴＯＬ１０においては、発生した異常がＥＰＵ５０の故障である場合、故障したＥＰＵ５０の位置及び数によって飛行可能距離に与えられる影響が異なる。例えば、ｅＶＴＯＬ１０において駆動できるＥＰＵ５０の数が少なくなることによって、他のＥＰＵ５０が正常時とは異なる動作条件で制御されることになる。そこで、飛行制御装置４０は、故障したＥＰＵ５０の位置及び数の少なくとも一方に応じて飛行可能距離を補正する。

飛行制御装置４０は、異常内容に応じて補正係数を設定し、この補正係数により飛行可能距離を補正する。異常内容と補正係数とを対応させた係数対応情報が、異常内容ごとに記憶装置３５に記憶されている。飛行制御装置４０は、記憶装置３５から係数対応情報を読み込み、この係数対応情報を用いて補正係数を取得する。飛行制御装置４０は、標準的な状態における飛行可能距離に補正係数を乗じることで補正した飛行可能距離を算出する。飛行制御装置４０は、補正した飛行可能距離を用いて飛行可能範囲を算出する。

図６に戻り、飛行制御装置４０は、ステップＳ４０１の後、ステップＳ４０２に進み、管理センタ１５５に対して指示要請を行う。飛行制御装置４０が管理センタ１５５に対して要請する指示としては、複数の着陸場のいずれをｅＶＴＯＬ１０の着陸先にするのかに関する指示がある。飛行制御装置４０は、管理センタ１５５にてｅＶＴＯＬ１０の着陸先を決定するために必要な必要情報を管理センタ１５５対して発信する。必要情報には、飛行可能範囲を示す情報が含まれている。飛行制御装置４０は、異常状態やバッテリ残量などから推定する飛行可能範囲内に緊急着陸できる着陸場がないかということについて、管理センタ１５５に要請を出す。なお、必要情報には、飛行可能距離を示す情報が含まれていてもよい。また、異常情報を管理センタ１５５に対して発信する処理は、ステップＳ１１１にて行われるが、ステップＳ４０２にて行われてもよい。

飛行制御装置４０は、ステップＳ４０３において、管理センタ１５５からの指示を受信したか否かを判定する。飛行制御装置４０は、ステップＳ４０２での指示要請からの経過時間を計測し、この経過時間が所定の判定時間に達したか否かを判定する。飛行制御装置４０は、指示要請からの経過時間が判定時間に達するまでに管理センタ１５５からの指示を受信した場合、ステップＳ４０４に進む。なお、判定時間は、例えば異常内容に応じた値に可変設定されてもよい。

管理センタ１５５では、実際にｅＶＴＯＬ１０到達できる範囲内に正規の着陸場があるか否かの判定が管理装置１５１等により行われる。例えば、管理装置１５１は、ｅＶＴＯＬ１０から受け取った飛行可能範囲の情報を元に、さらに飛行制限空域や風向きなどの天候条件を考慮して、実際にｅＶＴＯＬ１０が到達できる実範囲を算出し、実範囲に正規の着陸場があるか否かを判定する。実範囲に着陸可能な着陸場が複数存在し、且つその中にもともと目的地として設定されていた着陸場が存在する場合、管理装置１５１は、その着陸場を目的地として指定する。実範囲に存在する複数の着陸場の中にもともと目的地として設定されていた着陸場が存在しない場合、管理装置１５１は、ｅＶＴＯＬ１０が最短で到達できる着陸場を目的地として指定する。管理センタ１５５では、目的地として指定した着陸場に対して、目的地として指定したことなどを知らせる連絡が管理装置１５１等により行われる。

飛行制御装置４０は、ステップＳ４０４において、管理センタ１５５からの指示に応じてｅＶＴＯＬ１０の目的地を再設定する。飛行制御装置４０は、管理センタ１５５から指示された着陸場を目的として設定する。飛行制御装置４０におけるステップＳ４０４の処理を実行する機能が目的地設定部に相当する。

飛行制御装置４０は、ステップＳ４０５において、飛行ルートを再設定する。飛行制御装置４０は、ステップＳ４０４にて設定した目的地に合わせて飛行ルートを設定する。異常が発生する前のｅＶＴＯＬ１０にとっての目的地を初期目的地と称し、ステップＳ４０４にて設定された目的地を再設定目的地と称する。飛行制御装置４０は、再設定目的地が初期目的地と同じ着陸場であっても、例えば飛行ルートを短縮できる場合などには、着陸場までの飛行ルートを変更することが可能である。

飛行制御装置４０は、飛行ルートを再設定した後、ｅＶＴＯＬ１０を再設定目的地に着陸させるための処理を行う。例えば、飛行制御装置４０は、再設定モードでのクルーズ制御を行う。飛行制御装置４０は、再設定モードでのクルーズ制御として、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０がクルーズできるように飛行制御を行う。例えば、１つのＥＰＵ５０に異常が発生した状態で運転モードが再設定モードに設定された場合、飛行制御装置４０は、異常が発生したＥＰＵ５０を駆動停止させた状態でｅＶＴＯＬ１０がクルーズできるように、他のＥＰＵ５０を駆動させる。ｅＶＴＯＬ１０がクルーズにより再設定目的地の上空に到達した場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を着陸させるための処理を行う。例えば、飛行制御装置４０は、ステップＳ１０７，Ｓ５０８と同様に緊急着陸モード処理を行い、運転モードを緊急着陸モードに変更する。

飛行制御装置４０は、管理センタ１５５からの指示を受信しなかった場合、ｅＶＴＯＬ１０を着陸させるために独自にステップＳ４０６～Ｓ４１３にて独自処理を行う。管理センタ１５５からの指示を受信しなかった場合としては、管理センタ１５５からの返信がなかった場合、及びｅＶＴＯＬ１０の着陸可能な着陸場がないという返信が管理センタ１５５からあった場合、などがある。

飛行制御装置４０は、独自処理のステップＳ４０６において、探索処理を行う。飛行制御装置４０は、探索処理において、ｅＶＴＯＬ１０を着陸させることが可能な平地等の着陸可能地を自ら探索する。飛行制御装置４０は、例えば撮像装置３７が撮像した画像などを用いて着陸可能地を探索する。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の現在地から撮像装置３７が撮像可能な撮像可能範囲を対象として探索を行う。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０がクルーズ又はホバリングしている状態で探索処理を行うことになる。着陸可能地は、管理センタ１５５が認めた正規の着陸場ではない。着陸可能地は、管理センタ１５５が認めていない非正規の着陸場と称されることがある。なお、飛行制御装置４０は、着陸可能地として池等の水面を探索してもよい。

飛行制御装置４０は、ステップＳ４０７において、探索処理の結果を用いて着陸可能地があるか否かの判定を行う。探索の結果として着陸可能地がある場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ４０８に進み、探索によって発見した着陸可能地を目的地に設定する。飛行制御装置４０におけるステップＳ４０８の処理を実行する機能が目的地設定部に相当する。

飛行制御装置４０は、ステップＳ４０９において、飛行ルートを再設定する。飛行制御装置４０は、着陸可能地に合わせて飛行ルートを変更する。飛行制御装置４０は、飛行ルートを再設定した後、ステップＳ４０５と同様に、ｅＶＴＯＬ１０を再設定目的地に着陸させるための処理を行う。例えば、飛行制御装置４０は、再設定モードでのクルーズ制御及び緊急着陸モード処理を行い、運転モードを緊急着陸モードに変更する。

飛行制御装置４０は、ステップＳ４１０において、管理センタ１５５に救助要請を行う。飛行制御装置４０は、救助要請として、例えばｅＶＴＯＬ１０が着陸した位置に関する情報、及び乗員の人数など乗員に関する情報などを管理センタ１５５に対して発信する。

探索によって着陸可能地を発見できなかった場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ４１１に進む。飛行制御装置４０は、ステップＳ４１１において、ステップＳ５０２と同様に、ｅＶＴＯＬ１０が飛行可能であるか否かを判定する。ｅＶＴＯＬ１０が飛行可能である場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ４１２に進み、探索飛行モード処理を行う。飛行制御装置４０は、探索飛行モード処理において、運転モードを探索飛行モードに変更する。探索飛行モードは、着陸可能地を探索しながらｅＶＴＯＬ１０を飛行させるためのモードである。探索飛行モードは、飛行制御装置４０が着陸可能地を発見されるまで継続される。探索飛行モードでは、飛行制御装置４０がｅＶＴＯＬ１０をクルーズさせながら、ステップＳ４０６と同様に探索処理を行う。

着陸可能地が発見された場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ４０８，Ｓ４０９と同様に、発見した着陸可能地を再設定目的地として設定し、飛行ルートを変更する。そして、飛行制御装置４０は、ステップＳ４０５と同様に、ｅＶＴＯＬ１０を再設定目的地に着陸させるための処理を行う。例えば、飛行制御装置４０は、探索飛行モードでのクルーズ制御及び緊急着陸モード処理を行い、運転モードを緊急着陸モードに変更する。

ｅＶＴＯＬ１０が飛行可能でない場合、飛行制御装置４０は、やむを得ずに着陸可能地でない場所にｅＶＴＯＬ１０を着陸させるとして、ステップＳ４１３に進む。飛行制御装置４０は、ステップＳ４１３において、ステップＳ１０７と同様に緊急着陸モード処理を行い、運転モードを緊急着陸モードに変更する。例えば、ｅＶＴＯＬ１０が水面の上空を飛行している場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を水面に垂直着陸させる。本実施形態では、ｅＶＴＯＬ１０について、水面への着水を含んで着陸と称する。

飛行制御装置４０は、ステップＳ４１２，Ｓ４１３のいずれの処理を行った場合でも、ステップＳ４１０に進み、管理センタ１５５に救助要請を行う。飛行制御装置４０は、着陸可能地など、管理センタ１５５が認めた場所以外にｅＶＴＯＬ１０を着陸させる場合に、管理センタ１５５に対して救助要請を発信する。

再設定モードについてまとめて説明する。飛行制御装置４０が異常を検知した場合、ｅＶＴＯＬ１０を速やかに安全に着陸させることが好ましい。しかし、クルーズ中又はホバリング中に異常が検知された場合、垂直離陸モード及び垂直着陸モードとは異なり、ｅＶＴＯＬ１０が離発着場から離れている可能性がある。そこで、クルーズ中又はホバリング中に異常が検知された場合は、飛行制御装置４０が飛行ルートを再設定する必要がある。具体的には、飛行制御装置４０は、最寄りの安全な離着陸場を検索し、その離発着場に緊急着陸するために管理センタ１５５などとの通信を行った上で、その離発着場に飛行ルートを変更する。この際、飛行制御装置４０は、故障状態やバッテリ残量などの都合で正規の離発着場に到達できないと判断した場合に、安全に着陸できる陸地を探す。安全に着陸できる陸地としては、例えば所定以上の面積の平地がある。探し方としては、飛行制御装置４０が、ｅＶＴＯＬ１０に搭載されている撮像装置３７としてのカメラなどで平地を認識してもよく、管理センタ１５５からｅＶＴＯＬ１０に対して着陸場所が指示されてもよい。

図３に戻り、ｅＶＴＯＬ１０が飛行中でない場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０が着陸中であるとして、ステップＳ１０９に進む。飛行制御装置４０は、ステップＳ１０９において、離陸禁止モード処理を行う。飛行制御装置４０は、離陸禁止モード処理において運転モードを離陸禁止モードに変更する。離陸禁止モードは、ｅＶＴＯＬ１０の離陸を禁止するためのモードである。運転モードが離陸禁止モードに設定された場合、飛行制御装置４０は、離陸禁止フラグをメモリ等にセットする。離陸禁止フラグは、ｅＶＴＯＬ１０の離陸を禁止していることを示すフラグである。離陸禁止モードでは、離陸禁止フラグがセットされることでｅＶＴＯＬ１０の離陸を制限する。離陸禁止モードは離陸制限モードに相当する。飛行制御装置４０におけるステップＳ１０９の処理を実行する機能が離陸制限部に相当する。

飛行制御装置４０は、離陸禁止フラグがセットされている場合に、離陸禁止処理を行う。離陸禁止処理は、ｅＶＴＯＬ１０を垂直離陸させるための操作がパイロットにより行われることを禁止する処理である。離陸禁止処理としては、ｅＶＴＯＬ１０の垂直離陸が禁止されていることをパイロット等に報知する報知処理がある。また、離陸禁止処理としては、ｅＶＴＯＬ１０を垂直離陸させるために操作される操作部が動作しないように規制する規制処理がある。異常が発生している状態のｅＶＴＯＬ１０については、離陸させないことが最も安全である。

飛行制御装置４０は、ステップＳ１１０において、点検要請処理を行う。飛行制御装置４０は、点検要請処理において、ｅＶＴＯＬ１０の点検要請を通知する。点検要請を通知する処理としては、ｅＶＴＯＬ１０の点検が必要であることを報知する報知処理がある。なお、点検要請には、ｅＶＴＯＬ１０についての異常情報が含まれていてもよい。飛行制御装置４０は、ステップＳ１１０の後、ステップＳ１１１にて記録処理を行い、ステップＳ１１２にて発信処理を行う。

整備員等の作業者は、離陸禁止モード処理により点検要請が行われたｅＶＴＯＬ１０について、異常を解消するために修理等の異常解消作業を行う。作業者は、着陸中のｅＶＴＯＬ１０について異常解消作業が完了した後、そのｅＶＴＯＬ１０を点検する点検作業を行う。点検作業には、診断装置１６０が用いられる。作業者は、診断装置１６０を飛行制御装置４０に接続した状態で、診断装置１６０に点検処理を実行させる。点検処理は、ｅＶＴＯＬ１０に異常がないことを確認するために点検する処理である。点検処理は、離陸禁止モード処理によりセットされた離陸禁止フラグを解除することが可能である。診断装置１６０は、点検処理を実行するための操作が作業者により行われることで点検処理を開始する。

点検処理について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。診断装置１６０は、点検処理の各ステップを実行する機能を有している。

診断装置１６０は、図９に示すステップＳ７０１において、解除要請があるか否かを判定する。解除要請は、離陸禁止フラグを解除するための要請である。例えば、診断装置１６０は、離陸禁止フラグを解除するための操作が作業者により診断装置１６０に対して行われたか否かを判定する。離陸禁止フラグを解除するための操作が診断装置１６０に対して行われた場合、診断装置１６０は、解除要請があるとしてステップＳ７０２に進む。

診断装置１６０は、ステップＳ７０２において、診断履歴があるか否かを判定する。診断履歴は、飛行制御装置４０が正常診断を行ったことを示す履歴である。飛行制御装置４０は、正常診断を行うことが可能である。正常診断は、ｅＶＴＯＬ１０が正常であることを確認するための診断であり、ｅＶＴＯＬ１０が正常であるか否かの判定を行う。正常診断は、基本的には異常診断と同じ内容である。例えば、正常診断では、全ての正常モードについての異常診断が行われる。正常診断は、作業者による異常解消作業が行われた後、例えば正常診断を行うための操作が作業者により飛行制御装置４０に対して行われた場合に、飛行制御装置４０により実行される。

診断履歴がない場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ７０３に進み、飛行制御装置４０に正常診断を実行させる。診断装置１６０は、ステップＳ７０３の正常診断が完了した後、ステップＳ７０４に進む。診断装置１６０は、ステップＳ７０２，Ｓ７０３のいずれにおいても、飛行制御装置４０による正常診断が完了した状態で、ステップＳ７０４に進むことになる。

診断装置１６０は、ステップＳ７０４において、飛行制御装置４０による正常診断の結果が異常なしであるか否かを判定する。すなわち、診断装置１６０は、診断結果が正常であるか否かを判定する。例えば、診断履歴には、正常診断の結果を示す情報が含まれている。診断装置１６０は、診断履歴に含まれた正常診断の結果情報が異常なしを示す情報であるか否かを判定する。診断履歴が複数ある場合、診断装置１６０は、最も新しい正常診断の結果で異常の有無を判定する。

正常診断の結果が異常なしである場合、診断装置１６０は、ステップＳ７０５に進み、飛行制御装置４０にセットされている離陸禁止フラグを解除する。例えば、診断装置１６０は、離陸禁止フラグを解除するための指令を飛行制御装置４０に対して出力する。このように離陸禁止フラグが解除されることで、ｅＶＴＯＬ１０は離陸可能な状態になる。

一方、正常診断の結果が異常なしではない場合、診断装置１６０は、離陸禁止フラグを解除せずに、本点検処理をそのまま終了する。この場合、例えば作業者は、正常診断の結果が異常なしになるまで、異常解消作業と点検処理を含む点検作業とを繰り返し行う。

点検処理についてまとめて説明する。点検処理において、離陸禁止フラグの解除は、ｅＶＴＯＬ１０が正常であることを作業者が確認してから行われることが好ましい。内部コントローラとしての飛行制御装置４０が、外部コントローラとしての診断装置１６０から解除要請を受けた場合でも、飛行制御装置４０による診断結果が正常であることを確認して離陸禁止フラグが解除されることが好ましい。

なお、飛行制御装置４０に加えて又は代えて、診断装置１６０が正常診断を行ってもよい。この場合、診断装置１６０は、正常診断を行うために必要な情報を飛行制御装置４０から取得し、この情報を用いて正常診断を行う。例えば、図９に示す点検処理において、ステップＳ７０４での飛行制御装置４０による正常診断の結果が正常である場合に、診断装置１６０による正常診断が行われてもよい。この場合、飛行制御装置４０による正常診断の結果が正常でも、診断装置１６０による正常診断の結果が正常でなければ、離陸禁止フラグが解除されないようにしてもよい。例えば、診断装置１６０による正常診断の結果が正常でない場合には、離陸禁止フラグを解除するための操作が作業者により診断装置１６０に対して行われても、離陸禁止フラグが解除されないことが好ましい。

ここまで説明した本実施形態によれば、ｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合に運転モードがいずれの正常モードであるかに応じて、ｅＶＴＯＬ１０を着陸させるための複数のフェイルセーフモードのいずれかに運転モードが変更される。この構成では、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０を着陸させるために、異常発生時の運転モードに適したフェイルセーフモードを用いることができる。このため、ｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合のフェイルセーフモードにより安全性を高めることができる。

本実施形態によれば、運転モードが垂直離陸モードであり且つｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合に、運転モードが緊急着陸モードに変更される。この構成では、垂直離陸中に異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０を、ｅＶＴＯＬ１０が上昇時に通ってきたルートを戻るように下降させることができる。すなわち、離陸地点と着陸地点が一致するようにｅＶＴＯＬ１０を最短距離で垂直着陸させることができる。このため、垂直離陸中に異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０について、着陸させる際の安全性を高めることができる。例えば、ｅＶＴＯＬ１０を着陸させる際にｅＶＴＯＬ１０に２次的な異常が発生することや、ｅＶＴＯＬ１０を着陸させる際に乗員の安全性が低下すること、を抑制できる。

本実施形態によれば、垂直離陸モードで垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合に、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａに達していれば、運転モードが直接着陸モードに変更される。直接着陸モードではｅＶＴＯＬ１０が直接的に垂直着陸するため、ｅＶＴＯＬ１０が飛行中である時間を極力短くできる。このため、飛行中であるｅＶＴＯＬ１０に２次的な異常が発生する可能性を強制着陸モードにより低減できる。

一方、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａに達していなければ、運転モードが一旦上昇モードに変更される。一旦上昇モードではｅＶＴＯＬ１０が回避上限値Ｈａ以上に上昇してから垂直離陸するため、垂直離陸するｅＶＴＯＬ１０の安全性を高めることができる。ｅＶＴＯＬ１０の飛行状態が不安定になりやすいような異常が発生した場合に、ｅＶＴＯＬ１０を回避上限値Ｈａよりも高い高度から垂直着陸させることで、異常に応じた処置を行うために必要な時間をｅＶＴＯＬ１０の着陸までに確保できる。このため、飛行状態にあるｅＶＴＯＬ１０に２次的な異常が発生する可能性を一旦上昇モードにより低減できる。

本実施形態によれば、クルーズモードでクルーズ中又はホバリングモードでホバリング中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合に、運天モードが再設定モードに変更される。再設定モードでは、ｅＶＴＯＬ１０が目的地に着陸できるように飛行ルートが再設定されるため、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０が目的地まで行うクルーズについて安全性を高めることができる。

本実施形態によれば、再設定モードにおいて、飛行可能範囲に含まれるように目的地が再設定される。この構成では、ｅＶＴＯＬ１０が現在のバッテリ残量で到達可能な着陸場が目的地として設定される。このため、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０が目的地に到達できないという事態の発生を抑制できる。

本実施形態によれば、再設定モードにおいて、バッテリ残量から着陸消費量を減じたクルーズ可能量に応じて飛行可能範囲が算出される。このため、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０が目的地の上空に到達した場合に、ｅＶＴＯＬ１０を垂直着陸させるための電力がバッテリ３１に残っていない、という事態の発生を抑制できる。

本実施形態によれば、再設定モードにおいて、ｅＶＴＯＬ１０においていずれのＥＰＵ５０に異常が発生したかに応じて飛行可能範囲が算出される。この構成では、仮に飛行可能範囲が小さくなるような数や位置でＥＰＵ５０に異常が発生したとしても、飛行可能範囲に含まれるように目的地が再設定されていれば、ｅＶＴＯＬ１０が目的地に到達できないという事態の発生を抑制できる。

本実施形態によれば、離陸準備モードで離陸準備中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合、運転モードが離陸禁止モードに変更される。このため、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０が離陸するという事態の発生を抑制できる。このように、離陸準備中に異常が発生したｅＶＴＯＬ１０について離陸禁止モードにより安全性を高めることができる。

本実施形態によれば、正常モードにて行われる少なくとも一部の処理が飛行制御装置４０により自動で行われる。このため、正常モードについて、操縦ミス等の人為的な要因によりｅＶＴＯＬ１０に異常が発生するということを抑制できる。また、フェイルセーフモードにて行われる少なくとも一部の処理が飛行制御装置４０により自動で行われる。このため、フェイルセーフモードについて、異常が発生している状態のｅＶＴＯＬ１０にて人為的な要因により２次的な異常が発生するということを抑制できる。

ｅＶＴＯＬ１０においては、複数のＥＰＵ５０が搭載されていることに起因して、１つのＥＰＵ５０が故障しても残りのＥＰＵ５０で必要な推力を出力して飛行を継続できるというメリットがある。その一方で、ｅＶＴＯＬ１０については、故障したＥＰＵ５０の位置及び都度の運転状況などに応じた飛行制御が必要になる。そこで、ＥＰＵ５０の故障状況など異常内容に応じてあるべき制御態様があらかじめ記憶装置３５に記憶され、且つその制御態様に応じてｅＶＴＯＬ１０の自動制御が行われることで、パイロットの人為的なミスを防止できる。

本実施形態によれば、クルーズモードでは、異常診断の診断周期がクルーズ周期に設定される。クルーズモードでクルーズしているｅＶＴＯＬ１０においては、飛行状態が安定しやすい。このため、仮にｅＶＴＯＬ１０に異常が発生したとしても、その異常によってｅＶＴＯＬ１０の飛行状態が急激に悪化するという可能性が低い。このため、クルーズ周期を比較的長い周期に設定することにより、飛行制御装置４０の処理負担を低減することを優先しても、ｅＶＴＯＬ１０の安全性が低下しにくくなっている。

本実施形態によれば、異常診断について、クルーズモードでの診断周期であるクルーズ周期が、ｅＶＴＯＬ１０が着陸中である着陸中周期よりも短い周期に設定されている。この構成では、クルーズモードでの異常診断がクルーズ周期という適度に短い周期で繰り返し行われる。このため、クルーズ中のｅＶＴＯＬ１０にて発生した異常の検出タイミングが過剰に遅れるということを抑制できる。したがって、飛行制御装置４０の処理負担が過剰に増加することを抑制しつつ、異常が発生したことが検出されないままｅＶＴＯＬ１０のクルーズが長時間にわたって継続されるという事態を抑制できる。

また、この構成では、着陸中のｅＶＴＯＬ１０について、過剰に短い周期で異常診断が繰り返し行われるという事態を回避できる。このため、例えば離陸準備中のｅＶＴＯＬ１０について、飛行制御装置４０の処理負担を低減できる。

垂直離陸モードで垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０においては、飛行状態が不安定になりやすい。このため、垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生すると、ｅＶＴＯＬ１０の飛行状態が急激に悪化することが懸念される。そこで、本実施形態によれば、異常診断について、垂直離陸モードでの診断周期である垂直離陸周期がクルーズ周期よりも短い周期に設定されている。この構成では、垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０にとって異常診断の回数が不足するということを回避できる。このため、仮に垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０に発生した異常を異常診断により速やかに検出することができる。したがって、異常発生によってｅＶＴＯＬ１０の飛行状態が回復困難なほどに悪化するということをクルーズモードでの異常診断により抑制できる。

本実施形態によれば、ｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合に運転モードがいずれの正常モードであるかに応じて、運転モードが緊急着陸モードに設定される。緊急着陸モードではｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸が行われるため、ｅＶＴＯＬ１０が飛行している状態を緊急着陸モードにより速やかに終了させることができる。このため、ｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合の安全性を緊急着陸モードにより高めることができる。

本実施形態によれば、ｅＶＴＯＬ１０は、ロータ２０及びＥＰＵ５０を有している電動航空機である。このため、フェイルセーフモードによりｅＶＴＯＬ１０を着陸させることが可能な構成を実現しやすい。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、緊急着陸モード処理において、一旦上昇モード又は直接着陸モードによりｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸が行われるようになっていた。これに対して、第２実施形態では、緊急着陸モード処理において、強制着陸モードによりｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸が行われるようになっている。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第１実施形態と同様である。第２本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

本実施形態の飛行制御処理について、図１０のフローチャートを参照しつつ説明する。飛行制御装置４０は、図１０に示すステップＳ１０１～Ｓ１０６において、上記第１実施形態と同様の処理を行う。飛行中のｅＶＴＯＬ１０について異常が発生し、且つステップＳ１０６について運転モードが垂直離陸モードである場合、飛行制御装置４０は、ステップＳ８０１に進む。

飛行制御装置４０は、ステップＳ８０１において、強制着陸モード処理を行う。飛行制御装置４０は、強制着陸モード処理において、運転モードを強制着陸モードに変更する。強制着陸モードは、直接着陸モード及び一旦上昇モードと同様に、緊急着陸モードに含まれるモードである。強制着陸モードは、直接離陸中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した状態で、ｅＶＴＯＬ１０に現在の高度から直接的に垂直着陸させるためのモードである。強制着陸モードは、ｅＶＴＯＬ１０の高度に関係なく、ｅＶＴＯＬ１０が現在の高度から上昇せずに下降することで垂直着陸するためのモードである。強制着陸モードにおいては、ｅＶＴＯＬ１０の少なくとも４つのロータ２０のうち少なくとも２つのロータ２０が駆動回転することでｅＶＴＯＬ１０の垂直着陸が行われる。なお、強制着陸モードが異常着陸モードに相当する。

飛行制御装置４０は、強制着陸モード処理において、ｅＶＴＯＬ１０の高度に関係なく、運転モードを強制着陸モードに変更し、強制着陸モードで着陸制御を行う。飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａと回避下限値Ｈｂとの間にある場合でも、ｅＶＴＯＬ１０を上昇させずに下降させることで垂直着陸させる。飛行制御装置４０におけるステップＳ８０１の処理を実行する機能が異常着陸部及び強制着陸部に相当する。

本実施形態によれば、垂直離陸中のｅＶＴＯＬ１０に異常が発生した場合に、ｅＶＴＯＬ１０の高度に関係なく運転モードが強制着陸モードに変更される。この構成では、ｅＶＴＯＬ１０が高度に関係なく直接的に垂直着陸されるため、異常が発生した状態のｅＶＴＯＬ１０が飛行中である時間を極力短くできる。したがって、飛行中のｅＶＴＯＬ１０に２次的な異常が発生する可能性を強制着陸モードにより低減できる。

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記各実施形態において、緊急着陸モードでは複数のモードが選択的に用いられてもよい。例えば、上記第１実施形態の直接着陸モード及び一旦上昇モードと、上記第２実施形態の強制着陸モードとが、飛行制御装置４０により選択的に用いられてもよい。例えば、一旦上昇モードと強制着陸モードとが異常内容に応じて使い分けられてもよい。例えば飛行制御装置４０は、異常発生に伴って複数のロータ２０が駆動停止したか否かを判定し、複数のロータ２０が停止した場合に、運転モードを強制着陸モードに変更する。一方、停止したロータ２０が１つだけの場合に、飛行制御装置４０は、運転モードを一旦上昇モードに変更する。また、飛行制御装置４０は、直接着陸モードと同様に、ｅＶＴＯＬ１０の高度に応じて運転モードを強制着陸モードに変更してもよい。

上記第１実施形態において、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避下限値Ｈｂに達していない場合に、運転モードが直接着陸モードではなく一旦上昇モードに変更されてもよい。すなわち、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避上限値Ｈａに達していない場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０の高度が回避下限値Ｈｂに達しているか否かに関係なく、運転モードを一旦上昇モードに変更してもよい。

上記各実施形態において、緊急着陸モードでは、所定の許容範囲内であればｅＶＴＯＬ１０の高度が変化してもよい。例えば運転モードが直接着陸モードである場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を直接的に垂直着陸させることができれば、ｅＶＴＯＬ１０を許容範囲内で上昇させた後に下降を開始してもよい。直接的な垂直着陸には、ｅＶＴＯＬ１０が上昇せずに下降することに加えて、ｅＶＴＯＬ１０が許容範囲内で上昇した後に下降することが含まれる。これは、強制着陸モードについても同様である。なお、許容範囲としては、例えば数ｍの高さが設定される。

また、運転モードが一旦上昇モードである場合、飛行制御装置４０は、ｅＶＴＯＬ１０を一旦上昇させることができれば、ｅＶＴＯＬ１０を許容範囲内で下降させた後に一旦上昇を開始してもよい。一旦上昇には、ｅＶＴＯＬ１０が下降せずに上昇することに加えて、ｅＶＴＯＬ１０が許容範囲内で下降した後に上昇することが含まれる。

上記各実施形態において、離陸禁止モード等の離陸制限モードは、ｅＶＴＯＬ１０の離陸を制限するモードであればよい。例えば、運転モードが離陸制限モードである場合、ｅＶＴＯＬ１０の異常が解消していない状態で、例えば飛行制御装置４０に対して特定のパイロットにより特定の操作が行われた場合に限って、離陸禁止フラグが解除されてもよい。なお、ｅＶＴＯＬ１０については、離陸の制限に離陸の禁止が含まれる。すなわち、離陸制限モードに離陸禁止モードが含まれる。

上記各実施形態において、ｅＶＴＯＬ１０は、チルトロータ機でなくてもよい。すなわち、１つのロータ２０がリフト用ロータ及びクルーズ用ロータを兼用する構成でなくてもよい。例えば、１つのロータ２０がリフト用ロータ及びクルーズ用ロータのうち一方だけとして機能する構成とする。この構成では、ｅＶＴＯＬ１０において、複数のロータ２０に、リフト用ロータとクルーズ用ロータとが含まれている。このｅＶＴＯＬ１０では、上昇する場合にはリフト用ロータが駆動し、前方に進む場合にはクルーズ用ロータが駆動する。リフト用ロータはホバー用ロータと称されることがある。

異常診断については、飛行制御装置４０がリフト用ロータ及びクルーズ用モータのうち稼働中のロータを診断対象として異常診断を行う。例えばクルーズモードでは、飛行制御装置４０は、クルーズ用モータについてＥＰＵ５０を診断対象に含める一方で、リフト用モータについてはＥＰＵ５０を診断対象外とする。また、クルーズモードでは、リフト用ロータについての診断周期がクルーズ用ロータについての診断周期より長い周期に設定されてもよい。

上記各実施形態において、飛行制御装置４０が搭載される垂直離着陸機は、少なくとも１つのロータ２０を少なくとも１つのＥＰＵ５０が駆動するという電動式の垂直離着陸機であればよい。例えば、１つのロータ２０を複数のＥＰＵ５０が駆動する構成でもよく、複数のロータ２０を１つのＥＰＵ５０が駆動する構成でもよい。

上記各実施形態において、飛行制御装置４０が搭載される飛行体は、垂直離着陸機であれば、電動式でなくてもよい。垂直離着陸機には、飛行するための駆動源としてエンジン等の内燃機関が搭載されていてもよい。また、飛行体は、電動式であれば、垂直離着陸機でなくてもよい。例えば、飛行体は、電動航空機として、滑走を伴う離着陸が可能な飛行体でもよい。さらに、飛行体は、回転翼機又は固定翼機でもよい。飛行体は、人が乗らない無人飛行体でもよい。

上記各実施形態において、飛行制御装置４０は、少なくとも１つのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、ハードウェアである少なくとも１つのプロセッサを含む。このプロセッサをハードウェアプロセッサと称すると、ハードウェアプロセッサは、下記（ｉ）、（ｉｉ）、又は（ｉｉｉ）により提供することができる。

（ｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、プログラム及びデータの少なくとも一方を格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。

（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくとも１つのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくとも１つのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくとも１つのメモリと、少なくとも１つのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、例えばＣＰＵと称される。メモリは、記憶媒体とも称される。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラム及びデータの少なくとも一方」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。

（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、又は共通のチップの上に配置される。

すなわち、飛行制御装置４０が提供する手段及び機能の少なくとも一方は、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。

１０…飛行体としてのｅＶＴＯＬ、２０…ロータ、３１…蓄電装置としてのバッテリ、４０…飛行制御装置、５０…駆動装置としてのＥＰＵ、Ｈａ…基準高度としての回避上限値、Ｓ１０１…条件設定部、Ｓ１０２…異常診断部、Ｓ１０３～Ｓ１１０…フェイルセーフ部、Ｓ１０７…異常着陸部、Ｓ１０８…再設定部、Ｓ１０９…離陸制限部、Ｓ１１３…正常設定部、Ｓ２０３…垂直離陸周期部、Ｓ２０５…クルーズ周期部、Ｓ２１３…着陸状態周期部、Ｓ３０３…直接着陸部、Ｓ３０５…一旦上昇部、Ｓ４０１…範囲算出部、Ｓ４０４…目的地設定部、Ｓ４０８…目的地設定部、Ｓ８０１…異常着陸部及び強制着陸部。

Claims (18)

1. 飛行体（１０）を制御する飛行制御装置（４０）であって、
   前記飛行体に異常が発生していない場合に、前記飛行体を制御するための運転モードを複数の正常モードのいずれかに設定する正常設定部（Ｓ１１３）と、
   前記飛行体に異常が発生した場合に前記運転モードが複数の前記正常モードのいずれであるかに応じて、前記運転モードを、異常が発生している状態の前記飛行体を着陸させるための複数のフェイルセーフモードのいずれかに変更するフェイルセーフ部（Ｓ１０３～Ｓ１１０）と、
   を備えている飛行制御装置。
2. 複数の前記正常モードには、前記飛行体を垂直離陸させるための垂直離陸モードが含まれており、
   複数の前記フェイルセーフモードには、異常が発生している状態の前記飛行体を垂直着陸させるための異常着陸モードが含まれており、
   前記フェイルセーフ部は、
   前記運転モードが前記垂直離陸モードであり且つ前記飛行体に異常が発生した場合に、前記運転モードを前記異常着陸モードに変更する異常着陸部（Ｓ１０７，Ｓ８０１）、を有している請求項１に記載の飛行制御装置。
3. 前記異常着陸モードとしては、異常が発生している状態の前記飛行体を直接的に垂直着陸させるための強制着陸モードがあり、
   前記異常着陸部は、
   前記飛行体に異常が発生した場合に、前記運転モードを強制着陸モードに変更する強制着陸部（Ｓ８０１）、を有している請求項２に記載の飛行制御装置。
4. 前記異常着陸モードとしては、
   異常が発生している状態の前記飛行体を所定の基準高度（Ｈａ）以上に上昇させてから垂直着陸させるための一旦上昇モードと、
   異常が発生している状態の前記飛行体を直接的に垂直着陸させるための直接着陸モードと、
   があり、
   前記異常着陸部は、
   前記垂直離陸モードで前記基準高度に達した前記飛行体に異常が発生した場合に、前記運転モードを前記垂直離陸モードから前記直接着陸モードに変更する直接着陸部（Ｓ３０３）と、
   前記垂直離陸モードで前記基準高度に達していない前記飛行体に異常が発生した場合に、前記運転モードを前記一旦上昇モードに変更する一旦上昇部（Ｓ３０５）と、
   を有している請求項２又は３に記載の飛行制御装置。
5. 複数の前記正常モードには、前記飛行体をクルーズさせるためのクルーズモードと、前記飛行体をホバリングさせるためのホバリングモードと、が含まれており、
   複数の前記フェイルセーフモードには、異常が発生している状態の前記飛行体が目的地に着陸できるように飛行ルートを再設定するための再設定モード、が含まれており、
   前記フェイルセーフ部は、
   前記運転モードが前記クルーズモード又は前記ホバリングモードであり且つ前記飛行体に異常が発生した場合に、前記運転モードを前記再設定モードに変更する再設定部（Ｓ１０８）、を有している請求項１～４のいずれか１つに記載の飛行制御装置。
6. 前記飛行体には、前記飛行体を飛行させるための電力を蓄える蓄電装置（３１）が設けられており、
   前記再設定部は、
   前記蓄電装置に残った電力の電力残量で前記飛行体が飛行可能な飛行可能範囲を算出する範囲算出部（Ｓ４０１）と、
   前記範囲算出部により算出された前記飛行可能範囲に含まれるように前記目的地を再設定する目的地設定部（Ｓ４０４，Ｓ４０８）と、
   を有している請求項５に記載の飛行制御装置。
7. 前記範囲算出部は、前記飛行体が垂直着陸する場合に消費する電力の着陸消費量を前記電力残量から減じた実残量で前記飛行体が飛行可能な範囲を前記飛行可能範囲として算出する、請求項６に記載の飛行制御装置。
8. 前記飛行体には、前記飛行体のロータ（２０）を回転させるために駆動する駆動装置（５０）が複数の前記ロータのそれぞれに設けられており、
   前記範囲算出部は、前記駆動装置に異常が発生した場合に複数の前記駆動装置のいずれに異常が発生したかに応じて前記飛行可能範囲を算出する、請求項６又は７に記載の飛行制御装置。
9. 複数の前記正常モードには、前記飛行体の離陸準備を行うための離陸準備モードが含まれており、
   複数の前記フェイルセーフモードには、前記飛行体の離陸を制限する離陸制限モードが含まれており、
   前記フェイルセーフ部は、
   前記運転モードが前記離陸準備モードであり且つ前記飛行体に異常が発生した場合に、前記運転モードを前記離陸制限モードに変更する離陸制限部（Ｓ１０９）、を有している請求項１～８のいずれか１つに記載の飛行制御装置。
10. 前記正常設定部により前記運転モードが複数の前記正常モードのいずれかに設定された状態では、前記正常モードにて行われる処理の少なくとも一部が自動で行われ、
    前記フェイルセーフ部により前記運転モードが複数の前記フェイルセーフモードのいずれかに設定された状態では、前記フェイルセーフモードにて行われる処理の少なくとも一部が自動で行われる、請求項１～９のいずれか１つに記載の飛行制御装置。
11. 前記飛行体に異常が発生したか否かの異常診断を所定の診断条件で行う異常診断部（Ｓ１０２）と、
    前記運転モードが複数の前記正常モードのいずれになっているかに応じて前記診断条件を設定する条件設定部（Ｓ１０１）と、
    を備えている請求項１～１０のいずれか１つに記載の飛行制御装置。
12. 複数の前記正常モードには、目的地に向けてクルーズにより飛行するクルーズモードが含まれており、
    前記条件設定部は、
    前記運転モードが前記クルーズモードである場合に、前記異常診断部により前記異常診断が行われる診断周期をクルーズ周期に設定するクルーズ周期部（Ｓ２０５）、を有している請求項１１に記載の飛行制御装置。
13. 前記条件設定部は、
    前記飛行体が着陸状態にある場合に、前記診断周期を着陸状態周期に設定する着陸状態周期部（Ｓ２１３）、を有しており、
    前記クルーズ周期は、前記着陸状態周期よりも短い周期である、請求項１２に記載の飛行制御装置。
14. 複数の前記正常モードには、前記飛行体を垂直離陸させるための垂直離陸モードが含まれており、
    前記条件設定部は、
    前記運転モードが前記垂直離陸モードである場合に、前記診断周期を垂直離陸周期に設定する垂直離陸周期部（Ｓ２０３）、を有しており、
    前記垂直離陸周期は、前記クルーズ周期よりも短い周期である、請求項１２又は１３に記載の飛行制御装置。
15. 前記飛行体は、
    前記飛行体を飛行させるために駆動回転するロータ（２０）と、
    モータを含み、前記モータの駆動により前記ロータを駆動回転させる駆動装置（５０）と、
    を有しており、前記駆動装置の駆動により飛行する電動航空機である、請求項１～１４のいずれか１つに記載の飛行制御装置。
16. 垂直離着陸することが可能な垂直離着陸機（１０）の制御装置（４０）であって、
    前記垂直離着陸機に異常が発生していない場合に、前記垂直離着陸機を制御するための運転モードを複数の正常モードのいずれかに設定する正常設定部（Ｓ１１３）と、
    前記垂直離着陸機に異常が発生した場合に前記運転モードが複数の前記正常モードのいずれであるかに応じて、前記運転モードを、異常が発生している状態の前記垂直離着陸機を垂直着陸させるための異常着陸モードに変更する異常着陸部（Ｓ１０７，Ｓ８０１）と、
    を備えている垂直離着陸機の制御装置。
17. 前記垂直離着陸機は、前記垂直離着陸機を飛行させるために駆動回転するロータ（２０）を少なくとも４つ有しており、
    前記異常着陸モードは、４つの前記ロータのうち少なくとも２つを駆動回転させて前記垂直離着陸機を垂直着陸させるためのモードである、請求項１６に記載の垂直離着陸機の制御装置。
18. 前記垂直離着陸機は、
    前記垂直離着陸機を飛行させるために駆動回転するロータ（２０）と、
    モータを含み、前記モータの駆動により前記ロータを駆動回転させる駆動装置（５０）と、
    を有しており、前記駆動装置の駆動により飛行する電動航空機である、請求項１６又は１７に記載の垂直離着陸機の制御装置。

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