JP2023138438A - 非線形電源能力判定 - Google Patents

Abstract

【課題】非線形航空機電源の能力を判定する方法、コンピュータシステムを提供する。【解決手段】非線形航空機電源の能力を判定する方法は、航空機内のエネルギー貯蔵システムの現在の状態を表すステータス値にアクセスすることと、エネルギー貯蔵システムに対する予想電力需要に関連する需要値にアクセスすることと、ステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するためにステータス値および需要値を使用してエネルギー貯蔵システムの進行中ステータスをモデル化することと、ステータス値が閾値に達することに基づいて航空機の能力の出力を提供することとを含む。【選択図】図６

Description

本発明は、一般に航空分野に関し、より詳細には、充電式バッテリパックなどの電源の能力の判定および提示に関する。

任意の特定の要素または動作の説明を容易に識別するために、参照番号における最上位桁は、その要素が最初に導入される図番号を指す。
図１は、いくつかの実施例によるＶＴＯＬ航空機の平面図である。 図２は、いくつかの実施例による航空機エネルギー貯蔵システムの概略図である。 図３は、いくつかの実施例による図１の航空機の電気アーキテクチャを示す。 図４は、いくつかの実施例による航空輸送ネットワークに関連付けられたコンピューティング環境を示す。 図５は、いくつかの実施例による、異なるシナリオの下での図２のエネルギー貯蔵システムの能力のモデリングの概略図を示す。 図６は、いくつかの実施例による、非線形電源の能力を判定するためのフローチャートを示す。 図７は、いくつかの実施例によるユーザインタフェースディスプレイを示す。 図８は、いくつかの実施例による、図７のユーザインタフェースの能力出力ディスプレイをより詳細に示す。 図９は、いくつかの実施例による、本明細書で論じられる方法のうちの任意の１つまたは複数を機械に実行させるために命令のセットが実行され得るコンピュータシステムの形態の機械の概略図を示す。

本発明の実施例の以下の説明は、本発明をこれらの実施例に限定することを意図するものではなく、当業者が本発明を作製および使用することを可能にすることを意図するものである。

アブガスまたはジェット燃料を使用する従来の航空機では、残りの飛行時間は、燃料タンクの残容量および現在の燃料消費率に直接関係する。パイロットがスロットルを新たな出力または推力レベルに調整する場合、関連する新しい燃料消費率が存在し、これを使用して、残りの燃料容量を新たな燃料消費率で割ることによって、その出力または推力レベルでの残りの利用可能な飛行時間を測定することができる。非線形電源の場合、残りの飛行時間または航続距離は、現在の電力需要と電源の残りの容量との組合せのみに依存しない場合がある。

例えば、バッテリパックにおける電力消費の増加は、バッテリの容量が使い果たされる前に、バッテリの温度または電圧を望ましくないレベルに到達させ得る。地上または水上の車両の場合、バッテリ管理システムは、このようにして温度限界または電圧限界に達することを回避するために電力消費を管理することができるが、この手法は、航空機の安全な動作を保証するために、または航空機が適切な着陸地点に到達することができることを確実にするために、特定の電力レベルを提供することが必要とされ得る航空状況では適用可能ではない場合がある。ハイブリッドや水素ベースの動力源を持つ航空機にも同様の配慮が必要である。

いくつかの実施例では、１つ以上のプロセッサによって実行される方法であって、航空機内のエネルギー貯蔵システムの現在の状態を表すステータス値（利用可能なエネルギーレベルを含む）にアクセスすることと、エネルギー貯蔵システムに対する予想電力需要に関連する需要値にアクセスすることと、利用可能なエネルギーレベル以外のステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、ステータス値および需要値を使用してエネルギー貯蔵システムの進行中ステータスを計算するために動的モデルを実行することと、ステータス値が閾値に達したことに基づいて航空機の能力の出力を提供することと、含む方法が提供される。需要値は、前進飛行および垂直飛行を含む飛行の種類に部分的に基づき得る。また、需要値は、離陸、飛行経路、および着陸を含む飛行計画に関連し得る。

動的モデルの実行は、エネルギー貯蔵システムに対する予想電力需要に基づいて、エネルギー貯蔵システムの予測状態を表す予測ステータス値のシーケンスを決定するために反復的に行われ得る。いくつかの実施例では、動的モデルの実行は、温度値または電圧レベルが、いつ閾値レベルに到達するかを決定するために反復的に行われる。

いくつかの実施例では、ステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するか、および、１つ以上の代替需要値に基づいてステータス値が閾値に達したことに基づいて、航空機の代替能力の出力を予測するために、ステータス値および１つ以上の代替需要値を使用してエネルギー貯蔵システムの第２の進行中ステータスを計算するために第２の動的モデルを実行され得る。代替需要値は、航空機のホバリングまたはおおよその最大航続距離を提供する電力レベルに基づき得る。

代替需要値は、航空機の能力の損失に基づき得る。エネルギー貯蔵システムは複数のエネルギー貯蔵モジュールを備え得、航空機の能力の損失は、エネルギー貯蔵モジュールのうちの１つからの電力の損失であり得る。また、航空機は複数の推力発生モジュールを備え得、航空機の能力の損失は、推力発生モジュールのうちの１つからの推力の損失であり得る。

いくつかの実施例では、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、上述の方法および制限のいずれかに対応する動作をシステムに実行させる命令を記憶するメモリとを含むコンピュータシステムが提供され、動作は、利用可能なエネルギーレベルを含む航空機内のエネルギー貯蔵システムの現在の状態を表すステータス値にアクセスすることと、エネルギー貯蔵システムに対する予想電力需要に関連する需要値にアクセスすることと、利用可能なエネルギーレベル以外のステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、ステータス値および需要値を使用してエネルギー貯蔵システムの進行中ステータスを計算するために動的モデルを実行することと、ステータス値が閾値に達したことに基づいて航空機の能力の出力を提供することとを含むが、これらに限定されない。

いくつかの実施例では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体が提供され、コンピュータ可読記憶媒体は、１つ以上のディスプレイデバイス、１つ以上のカメラ、および概して垂直に配置されたタッチパッドを含む頭部装着型デバイスシステムによって実行されると、頭部装着型デバイスシステムに、利用可能なエネルギーレベルを含む、航空機内のエネルギー貯蔵システムの現在の状態を表すステータス値にアクセスすることと、エネルギー貯蔵システムに対する予想電力需要に関連する需要値にアクセスすることと、利用可能なエネルギーレベル以外のステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、ステータス値および需要値を使用してエネルギー貯蔵システムの進行中ステータスを計算するために動的モデルを実行することと、ステータス値が閾値に達したことに基づいて航空機の能力の出力を提供することとを含むがこれらに限定されない、上述の方法および限定のいずれかに対応する動作を実行させる命令を含む。

他の技術的特徴は、以下の図面、説明、および特許請求の範囲から当業者には容易に明らかになるであろう。
図１は、いくつかの実施例によるＶＴＯＬ航空機１００の平面図である。航空機１００は、胴体１１４と、２つの翼１１２と、尾翼１１０と、ナセル１１８内に配置された傾斜可能なロータアセンブリ１１６として具体化された推進システム１０８とを含む。航空機１００は、ナセルバッテリパック１０４及び翼バッテリパック１０６として図１に具体化された１つ以上の非線形電源を含む。図示の実施例では、ナセルバッテリパック１０４は、インボードナセル１０２内に配置されているが、ナセルバッテリパック１０４は航空機１００の一部を形成する他のナセル１１８内に配置可能であることが理解されよう。航空機１００は、通常、電子インフラストラクチャ、制御面、冷却システム、着陸装置などの関連機器を含む。

翼１１２は、前進飛行中に航空機１００を支持するための揚力を発生させるように機能する。翼１１２は、追加的または代替的に、様々な構造的応力（例えば、空気力、重力、推進力、外部点荷重、分散荷重、および／または物体力など）の影響下で、バッテリパック２０２、バッテリモジュール２０４、および／または推進システム１０８を構造的に支持するように機能することができる。

図２は、いくつかの実施例による航空機エネルギー貯蔵システム２００の概略図である。示されるように、エネルギー貯蔵システム２００は、１つ以上のバッテリパック２０２を含む。各バッテリパック２０２は、１つ以上のバッテリモジュール２０４を含んでもよく、それは、いくつかのセル２０６を備えてもよい。

典型的には、バッテリパック２０２に関連付けられるのは、１つ以上の推進システム１０８と、それをエネルギー貯蔵システム２００に接続するためのバッテリメイト２０８と、通気システムの一部としてのバースト膜２１０と、冷却のための流体循環システム２１２と、（動作中のバッテリから充電中のバッテリへの）電力の送達を調節し、バッテリパック２０２とエネルギー貯蔵システム２００の電子インフラストラクチャとの統合を提供するためのパワーエレクトロニクス２１４とである。以下でより詳細に説明するように、推進システム１０８は、複数のロータアセンブリを備え得る。

電子インフラストラクチャおよびパワーエレクトロニクス２１４は、追加的または代替的に、バッテリパック２０２を航空機のエネルギー貯蔵システム２００に統合するように機能することができる。電子インフラストラクチャは、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）、パワーエレクトロニクス（ＨＶアーキテクチャ、パワーコンポーネント等）、ＬＶアーキテクチャ（例えば、車両ワイヤハーネス、データ接続など）、および／または任意の他の適切なコンポーネントを含むことができる。電子インフラストラクチャは、バッテリパックおよび／またはモジュール間で電力および／またはデータを伝送することができるモジュール間電気接続を含むことができる。モジュール間は、バルクヘッド接続、バスバー、ワイヤハーネス、および／または任意の他の好適なコンポーネントを含むことができる。

バッテリパック２０２は、推進システム１０８に供給するための電気化学エネルギーを再充電可能な方法で蓄積するように機能する。バッテリパック２０２は、任意の適切な方法で航空機の周りに配置および／または分散され得る。バッテリパックは、翼内（例えば、翼の空洞の内側）、ナセルの内側、および／または航空機上の任意の他の適切な位置に配置することができる。特定の実施例では、システムは、左翼のインボード部分内の第１のバッテリパックと、右翼のインボード部分内の第２のバッテリパックとを含む。第２の特定の実施例では、システムは、左翼のインボードナセル内の第１のバッテリパックと、右翼のインボードナセル内の第２のバッテリパックとを含む。バッテリパック２０２は、複数のバッテリモジュール２０４を含み得る。

エネルギー貯蔵システム２００は、動作中または充電中にバッテリパック２０２によって生成された熱を除去するためにバッテリパック２０２内で作動流体を循環させるように機能する冷却システム（例えば、流体循環システム２１２）を任意選択で含むことができる。バッテリセル２０６、バッテリモジュール２０４、および／またはバッテリパック２０２は、任意の適切な方法で冷却システムによって直列および／または並列に流体接続され得る。

図３は、いくつかの実施例による図１の航空機の電気アーキテクチャを示す。電気アーキテクチャ３０２は、エネルギー貯蔵システム２００、複数の飛行デバイス３０４、複数の飛行コンピュータ３０６、および分配ネットワーク３０８を含む。ネットワーク３０８は、いくつかのスイッチ３１０と、ネットワーク３０８内における電気アーキテクチャ３０２の他のコンポーネントとの適切な有線または無線データ伝送リンクとを含む。

電気アーキテクチャ３０２は、飛行デバイス３０４と、飛行コンピュータ３０６と、エネルギー貯蔵システム２００との間に冗長かつフォールトトレラントな電力およびデータ接続を提供するように機能する。飛行デバイス３０４は、航空機飛行に関連するとともに、例えば、補助翼、フラップ、ラダーフィン、着陸装置、センサ（例えば、ＩＭＵ等の運動学センサ、カメラ等の光学センサ、マイクロフォンおよびレーダ等の音響センサ、温度センサ、高度計、圧力センサ、および／または任意の他の好適なセンサ）、客室システム等のアクチュエータおよび操縦翼面を含む任意の構成要素を含むことができる。

飛行コンピュータ３０６は、飛行データを解釈し、制御可能な飛行コンポーネントに送信され、それによって解釈され得るコマンドに変換することを含む、航空機１００の全体的な機能を制御する。データは、コマンド、航空機状態情報、及び／又は任意の他の適切なデータであり得る。航空機状態情報は、故障（故障インジケータ、故障ステータス、故障ステータス情報等）、速度、高度、圧力、ＧＰＳ情報、加速度、ユーザ制御入力（例えば、パイロットまたはオペレータから）、測定されたモータＲＰＭ、レーダ、画像、または他のセンサデータ等の飛行コンポーネントによって収集されたセンサ信号または情報、コンポーネントステータス（例えば、モータコントローラ出力、センサステータス、オン／オフ等）、エネルギー貯蔵システム２００状態情報（バッテリパック２０２電圧、充電レベル、温度等）、および／または任意の他の適切な情報を含み得る。コマンドは、故障（故障インジケータ、故障ステータス、故障ステータス情報等）、制御コマンド（例えば、ロータＲＰＭ（またはトルク、電力、推力、揚力等の他の関連パラメータ）を命令すること、記憶されるデータ、無線伝送を命令すること、ディスプレイ出力を命令すること等）、および／または任意の他の適切な情報を含んでもよい。

飛行コンピュータ３０６には、パイロットまたは他のオペレータから入力を受け取り、パイロットまたは他のオペレータに出力を提供するために使用されるＩ／Ｏコンポーネント９４２（図９参照）が含まれる。Ｉ／Ｏコンポーネント９４２は、例えば、ジョイスティック、インセプタ、または他の飛行制御入力デバイス、キーボードおよびタッチ入力デバイスなどのデータ入力デバイス、ならびに飛行および他の情報をパイロットまたは他のオペレータに提供するための１つ以上の表示画面を含み得る。

また、飛行コンピュータ３０６のうちの１つ以上は、Ｉ／Ｏコンポーネント９４２から受信されたデータ、パイロットによって入力されたデータ、以下に説明されるデータリポジトリ４１０等の１つ以上の遠隔サーバから読み出されたデータ、ならびに航空機およびバッテリ状態情報に基づいて、エネルギー貯蔵システム２００の能力を判定するために、以下に説明される方法を行う。

図４は、いくつかの実施例による航空輸送ネットワークに関連付けられたコンピューティング環境４００を示す。図４に示す実施例では、コンピューティング環境４００は、輸送ネットワーク計画システム４０２と、輸送サービス調整システム４０４と、航空機４０６の組と、ノード管理システム４０８と、クライアントデバイス４１２の組とを含み、これらはすべてネットワーク３０８を介して接続されている。他の実施例では、コンピューティング環境４００は、異なる要素および／または追加の要素を含む。また、機能は、説明されるものとは異なる方法で要素間に分散されてもよい。例えば、ノード管理システム４０８は省略されてもよく、ノードに関する情報が輸送ネットワーク計画システム４０２において記憶され、更新されてもよい。

輸送ネットワーク計画システム４０２は、輸送ネットワークの計画および設計を支援する。いくつかの実施例では、輸送ネットワーク計画システム４０２は、輸送サービスの需要を推定し、その需要を満たす助けとなる輸送ノードの位置を提案し、ノード間の乗客及び航空機４０６の流れをシミュレートしてネットワーク計画を支援する。

輸送サービス調整システム４０４は、輸送ノードの組が運用可能になると、輸送サービスを調整する。輸送サービス調整システム４０４は、輸送サービスを要求するユーザ（乗客）を特定の航空機４０６とペアリングする。輸送サービス調整システム４０４は、旅行サービスを調整するために地上輸送と相互作用してもよい。例えば、輸送サービス調整システム４０４は、ライドシェアサービス等の既存の輸送サービスコーディネータの拡張であってもよい。

航空機４０６は、輸送ネットワーク内のノード間を飛行する車両である。航空機４０６は、人間のパイロット（車両内または地上）によって制御されてもよく、または自律型であってもよい。いくつかの実施例では、航空機４０６は航空機１００である。便宜上、コンピューティング環境４００の様々なコンポーネントは、この実施例を参照して説明される。しかしながら、ヘリコプター、垂直以外の角度で離陸する飛行機等の他のタイプの航空機が使用されてもよい。

航空機４０６は、ステータス情報を（例えば、ネットワーク４１４を介して）コンピューティング環境４００の他の要素に通信する電気アーキテクチャ３０２を含み得る。ステータス情報は、現在位置、現在のバッテリ充電、コンポーネントの故障の可能性などを含み得る。また、航空機４０６の電気アーキテクチャ３０２は、ルーティング情報、気象情報、及び航空機が配置される予定である又は現在配置されているノードにおけるエネルギー利用可能性（例えば、ノードにおいて送電網から引き出すことができるキロワット数）などの情報を受信し得る。

ノード管理システム４０８は、輸送ネットワーク内のノードにおいて機能を提供する。ノードは、航空機が着陸および離陸することが意図される場所である。輸送ネットワーク内には、異なるタイプのノードがあってもよい。例えば、大量の乗客スループットを有する中央位置のノードは、１６機（又はそれ以上）の航空機４０６が同時に（又はほぼ同時に）離陸または着陸するのに十分なインフラストラクチャを含むことができる。同様に、そのようなノードは、バッテリ駆動式航空機４０６を再充電するための複数の充電ステーションを含み得る。一方、人口の少ない郊外に位置するノードは、単一の航空機４０６のためのインフラストラクチャを含み、充電ステーションを有さない場合があり得る。ノード管理システム４０８は、ノードに配置されてもよく、遠隔に配置されてもよく、ネットワーク４１４を介して接続されてもよい。後者の場合、単一のノード管理システム４０８が複数のノードにサービスを提供し得る。

いくつかの実施例では、ノード管理システム４０８は、ノードにおける機器のステータスを監視し、輸送ネットワーク計画システム４０２に報告する。例えば、充電ステーションに故障がある場合、ノード管理システム４０８は、それが航空機４０６の充電に利用不可能であることを自動的に報告し、保守または交換を要求し得る。また、ノード管理システム４０８は、ノードにおける機器を制御し得る。例えば、いくつかの実施例では、ノードは、離陸／着陸位置から乗車／降車位置に移動し得る１つ以上の発射台を含む。ノード管理システム４０８は、（例えば、輸送サービス調整システム４０４および／または航空機４０６から受信した命令に応答して）発射台の移動を制御し得る。

クライアントデバイス４１２は、ユーザが輸送ネットワーク内で輸送サービスを手配することができるコンピューティングデバイスである。いくつかの実施例では、クライアントデバイス４１２は、輸送サービスを手配するためのアプリケーションを実行するモバイルデバイス（例えば、スマートフォン、タブレットなど）である。ユーザは、アプリケーション内に乗車位置および目的地を提供し、クライアントデバイス４１２は、輸送サービスの要求を輸送サービス調整システム４０４に送信する。代替的に、ユーザは目的地を提供してもよく、乗車位置は、ユーザの現在位置（例えば、クライアントデバイス４１２のＧＰＳデータから決定される）に基づいて決定される。

それらがどのように生成されるかにかかわらず、輸送サービス調整システム４０４は、輸送要求をサービスする方法を決定する。いくつかの実施例では、輸送要求は、地上輸送と航空輸送との組合せによってサービスされ得る。輸送サービス調整システム４０４は、要求がどのようにサービスされるかについての情報（例えば、ユーザがどの車両に乗り込むべきか、必要であればどこを歩くべきかの指示など）をユーザのクライアントデバイスに送信する。

データリポジトリ４１０は、航空輸送ネットワークのプロバイダによってホストされてもされなくてもよい１つ以上のサーバを含む。データリポジトリ４１０は、ノードにおける気象情報（気圧、露点、気温、風向）、ノードに関する地理的情報（高度、経度／緯度など）など、コンピューティング環境４００の他のコンポーネントによって使用することができる情報を提供し、これらの情報は、輸送ネットワーク計画システム４０２または航空機４０６によってトリップ計画のために使用することができ、以下でより詳細に説明するようにエネルギー貯蔵システム２００の能力を判定する際に使用することができる。いくつかの実施例では、データリポジトリ４１０は、気象サービスプロバイダ、マッピングまたは他の地理的情報のプロバイダなどであり得る。データリポジトリ４１０はまた、輸送サービス調整システム４０４およびノード管理システム４０８などのコンピューティング環境４００の他の構成要素の一部としてホストされてもよく、またはそれらの間で分散されてもよい。

ネットワーク４１４は、ネットワーク化されたコンピューティング環境４００の他の要素が通信するための通信チャネルを提供する。ネットワーク４１４は、有線および／または無線通信システムの両方を使用する、ローカルエリアネットワークおよび／またはワイドエリアネットワークの任意の組合せを含み得る。

図５は、いくつかの実施例による、異なるシナリオの下でのエネルギー貯蔵システム２００の能力のモデリングの概略図を示す。モデリングは、飛行デバイス３０４および関連するセンサから受信されるデータおよび入力ならびに飛行ミッションパラメータおよび環境状況を併せて、かつ基づいて、飛行コンピュータ３０６のうちの１つ以上によって実行される。理解されるように、飛行コンピュータ３０６は、初期または現在のバッテリ状態５０２、ならびに、現在の入力パラメータ５０６および変更された入力パラメータ５１２などの関連する入力パラメータを含む入力を受信するいくつかのバッテリモデル５０４を含む。現在のバッテリ状態５０２および入力パラメータに基づいて、バッテリモデル５０４は、バッテリ能力を判定し、次いで、それは、出力、例えば、能力出力５０８または能力出力５１０として提供される。

バッテリモデル５０４は、現在のバッテリ状態５０２（例えば、現在のバッテリ温度、現在のバッテリ残量、現在のバッテリ電圧を含む）およびバッテリに対する電力需要に基づいて、将来の時間における予測バッテリ状態を判定することができる多次元動的モデルである。バッテリに対する電力需要は、現在の（実際の）電力需要値、または、予想される飛行計画もしくは１つ以上の代替シナリオに基づく予測のもしくは仮定の電力需要値のいずれかである。

システムの動的モデルの一例は、実行されたときにシステムの状態またはステータスの経時的な変化を計算するコンピュータコードを含む。エネルギー貯蔵システムの動的モデルは、バッテリ貯蔵システムの初期状態およびエネルギー貯蔵システムへの特定の入力パラメータに基づいて、エネルギー貯蔵システムの挙動または経時的なバッテリ状態のモデルを表す１組の動的方程式を定義するコンピュータコードに対応し得る。

例えば、航空機１００が、時間ｔ（ｎ）において高度の変化を伴わずに定常対気速度で飛行しており、Ｘ（ｎ）℃の温度においてＷ（ｎ）ｋＷの電力を消費しており、Ｙ（ｎ）％（またはｋＷｈ）の残存バッテリ容量、およびＺ（ｎ）ボルトのバッテリ電圧を伴う場合、バッテリモデル５０４は、時間ｔ（ｎ＋１）において、バッテリが、Ｘ（ｎ＋１）℃の温度、Ｙ（ｎ＋１）％（またはｋＷｈ）の残存バッテリ容量、およびＺ（ｎ＋１）ボルトのバッテリ電圧を含む予測ステータスを有することを決定することができる。次いで、時刻ｔ（ｎ＋１）における予測されたバッテリステータスおよび任意の更新された電力需要値をバッテリモデル５０４に提供して、時刻ｔ（ｎ＋２）における更新されたバッテリステータスを決定することができる。

任意の特定のミッションプロファイルについて、予測または予想消費電力は、航空機１００のパラメータ（重量など）、出発地および目的地におけるパラメータ（高度、外気温など）、飛行中パラメータ（現在または意図された巡航高度、巡航速度および風向など）、ならびに意図された離陸および着陸のタイプ（垂直、ショートまたは従来型など）、滑走時間などの動作パラメータから決定することができる。

予想消費電力、現在のバッテリ状態５０２、及び現在の入力パラメータ５０６に基づいて、バッテリモデル５０４は、意図されたミッションプロファイル全体にわたる予想消費電力をステップスルーして、意図されたミッションプロファイル全体にわたるバッテリ状態を決定し、能力出力５０８、例えば、意図されたミッションプロファイルに従う場合の航空機１００の航続距離または得られる飛行時間を提供することができる。したがって、バッテリモデルは、エネルギー貯蔵システム２００が現在の条件または提案された条件下でどれだけ長く使用され得るかの推定値を決定するために、バッテリ使用量の反復順伝播シミュレーションを使用する。

能力出力は、航空機１００が下降して目的地で意図した着陸を行うことができるように、示された航続距離の終わりに十分な残りのバッテリ能力を提供する。すなわち、いくつかの航続距離決定について、バッテリモデル５０４は、中間セグメントに対する推定最大航続距離が決定されるまで、ミッションプロファイルの最終セグメントを通して予想消費電力を繰り返す。

図５の楕円によって示されるように、いくつかのバッテリモデル５０４が、変更された入力パラメータ５１２の異なるグループによって表されるいくつかの異なるシナリオに基づいて、異なる能力出力５１０を提供するために利用され得る。

場合によっては、推進システム１０８のうちの１つからの推力の損失、またはエネルギー貯蔵システム２００内のバッテリパック２０２もしくは１つ以上のバッテリモジュール２０４からの電力の損失などの緊急シナリオがモデル化され得る。例えば、エネルギー貯蔵システム２００が４つのバッテリパック２０２を含み、バッテリパック２０２のうちの１つがもはやエネルギーを供給することができず、飛行モードまたは対気速度の変化がないと仮定する場合、他のバッテリパック２０２に対する需要は、容量の損失を補償するために約３３％増加し得る。同様に、推進システム１０８のうちの１つからの推力の損失は、飛行モードまたは対気速度の変化がないと仮定すると、残りの推進システム１０８からの推力の増加を要求するであろう。残りの推進システム１０８による需要の増加は、バッテリパック２０２が異なる推進システム１０８にどのように接続されているかに起因して、バッテリパック２０２のうちの１つ以上に対する追加の電力需要を生み出し得る。緊急事態に起因するバッテリパック２０２のうちの１つ以上に対する電力供給需要の増加は、エネルギー貯蔵システム２００が臨界温度または電圧閾値に達するのにかかる時間に影響を及ぼす。

航空機１００は動的システムであり、緊急シナリオにおける実際の電力消費は、飛行モード、および、パイロットによってとられるアクションまたは航空機１００自体の飛行コンピュータ３０６によって命令されるアクションを含む、いくつかの要因に依存する。例えば、航空機１００が前進飛行中である場合、バッテリパック２０２からの電力損失は、より遅い命令対気速度をもたらし得、したがって、モデル化された緊急シナリオ電力消費からの他の動作可能なバッテリパック２０２に対する需要の低減をもたらし得、これは、次に、モデル化された能力出力５１０と比較して増加した実際の能力をもたらすであろう。

場合によっては、緊急事態に応じた自動調節が、モデル化された能力出力５１０の決定に含まれてもよい。しかしながら、緊急シナリオにおける航空機１００の能力の控えめな指示を提供するために、モデル化された能力出力５１０は、仮定的な緊急状況における最大予想または可能消費電力に基づいてもよい。実際の緊急事態の場合には、現在の状況および緊急事態に対処するために取られる任意のステップが、現在の入力パラメータ５０６の一部として飛行コンピュータ３０６に提供され、これは、現在のバッテリ状態５０２とともに、バッテリモデル５０４が以前のようにリアルタイム能力出力５０８を提供することを可能にする。

緊急状況下で、および目的地への計画された着陸が行われない可能性があるという仮定の下で、エネルギー貯蔵システム２００の能力の明確な表示を提供するために、能力出力５１０は、いくつかの実施例では、特定の飛行構成に基づく航続距離または飛行時間の表現、たとえば、現在の条件下で緊急状況が発生した場合にどのくらいのホバー時間が利用可能であるか、であってもよい。

モデル化される他のシナリオは、公称航続距離または航続時間、および最上持久（ｂｅｓｔ ｅｎｄｕｒａｎｃｅ（ＢＥ））航続距離または航続時間を含む。公称航続距離または航続時間は、公称で動作するすべての航空機システムの消費電力に基づき、水平飛行の合計航続距離および利用可能なホバリング時間として表すことができる。最上持久航続距離または航続時間は、理論的に最上の持久性をもたらす航空機の既知の公表された対気速度に基づく。

図６は、いくつかの実施例による、非線形電源の能力を判定するためのフローチャート６００を示す。説明のために、フローチャート６００の動作は、本明細書では、連続して、またはリニアに行われるものとして説明される。しかしながら、フローチャート６００の複数の動作が並行して行われてもよい。加えて、フローチャート６００の動作は示される順序で実行される必要はなく、および／または、フローチャート６００の１つ以上のブロックは実行される必要はなく、および／または、他の動作によって置換され得る。また、フローチャート６００の動作は、典型的には、飛行コンピュータ３０６のうちの１つ以上において実行されるが、動作の一部または全部は、ノード管理システム４０８または輸送サービス調整システム４０４などにおいて、ローカルに存在し得るか、またはネットワーク４１４を介してアクセスされ得る他のコンピュータプロセッサにおいて実行され得る。

フローチャート６００は、入力パラメータおよび現在のバッテリ状態５０２への飛行コンピュータ３０６によるアクセスまたは受信を伴う動作６０２で始まる。上述したように、入力パラメータは、航空機１００のパラメータ（重量など）、出発地および目的地におけるパラメータ（高度、外気温など）、飛行中パラメータ（現在の又は意図された巡航高度、巡航速度、風向、外気温度、飛行モードなど）、および意図された離陸及び着陸のタイプ（垂直、ショート又は従来型など）、滑走時間などの動作パラメータを含む（がこれらに限定されない）。

バッテリ状態（例えば、現在のバッテリ温度、現在のバッテリ残量、現在のバッテリ電圧を含む）は、エネルギー貯蔵システム２００から取得される。また、入力パラメータとして使用するために提供または導出されるのは、バッテリの電力需要であり、これは、航空機１００の動作中の現在の（実際の）電力需要値、または予想される飛行計画もしくは１つ以上の代替シナリオに基づく予測もしくは仮定された電力需要値のいずれかである。

動作６０２において、飛行コンピュータは、バッテリモデル５０４を使用して、入力パラメータおよびバッテリ状態に基づいて、更新されたバッテリ状態を決定する。更新されたバッテリ状態は、バッテリ状態の変化が本質的に線形で予測可能であるのに十分に短い将来のある時間増分において、パラメータに基づいてバッテリ使用の順方向伝搬シミュレーションとして決定される。

次に、飛行コンピュータ３０６は、動作６０６において、更新されたバッテリ状態のバッテリパラメータ（バッテリ温度、バッテリ電圧、バッテリ容量）のいずれか１つが閾値に達したかどうかを判定する。動作６０６において、更新されたバッテリ状態における関連するバッテリパラメータのいずれも閾値に達していない場合、動作６０８において、本方法の次の反復のためのバッテリ状態が、更新されたバッテリ状態に設定される。

エネルギー貯蔵システム２００の能力は、動作６１０において更新される。例えば、バッテリ状態の順方向シミュレーションで使用される時間増分が５秒である場合、ホバリング能力の決定のために、初期バッテリ状態からのホバー時間の累計に５秒が加算される。同様に、航続距離の決定のために、５秒に実際のまたは意図された対地速度を乗じたものに等しい距離が、初期バッテリ状態からの航続距離の累計に加算される。

次いで、飛行コンピュータ３０６は、動作６１４において、入力パラメータが変化したかどうか（または飛行中のこの時点で変化するかどうか）を判定する。例えば、特定の瞬間における特定の飛行計画では、航空機１００は、着陸するために水平飛行から垂直飛行に移行し得る。このような場合、飛行モードは、順方向シミュレーションのこの時点で水平飛行モードから垂直飛行モードに変化する。場合によっては、どの能力が判定されているかに応じて、入力パラメータの変化は、方法の再スタートを必要とする場合がある。したがって、例えば、現在の電力レベルについて総航続距離または飛行時間が決定されており、電力レベルがパイロットによって増加される場合、航続距離または飛行時間の任意の処理中の値はもはや有効ではなく、フローチャート６００は、新しい電力レベルでバッテリ能力を判定するために動作６０２で再開する。

動作６１２において入力パラメータが変化していない場合、フローチャート６００は動作６０４に戻り、そこから継続する。動作６１２において入力パラメータが変化した場合、動作６０４において使用するための入力パラメータが動作６１４において更新され、フローチャート６００は動作６０４で継続する。動作６０４から動作６１２／動作６１４までのフローチャート６００のループ内の動作は、動作６０６においてバッテリ閾値に達するまで、飛行コンピュータ３０６によって実行され続ける。そのとき、フローチャート６００において決定された累積能力（航続距離や飛行時間など）は、以下で説明するように、動作６１６において、表示画面上などのＩ／Ｏコンポーネント９４２のうちの１つ以上を介して報告される。

動作中の航空機１００は動的システムであり、バッテリの実際の状態を含む条件は絶えず変化している可能性が高いので、フローチャート６００の動作は、時間が経過し飛行が進むにつれて、新しい現在のバッテリ状態および任意の新しい入力条件を用いて繰り返し行う、または、再開する。

上述したように、複数のバッテリモデル５０４は、現在の飛行計画の航続距離および飛行時間、現在の電力レベルでの航続距離、最上持久航続距離、利用可能なホバー時間、推力の限界損失（「ＣＬＴ」）、ホバー時間などを含む異なるシナリオについて、飛行コンピュータ３０６のうちの１つ以上によって同時に実行される。

図７は、いくつかの実施例によるユーザインタフェースディスプレイを示す。ユーザインタフェース７００は、飛行の準備および航空機１００の飛行中に使用するためにパイロットに提供される。ユーザインタフェース７００では、パイロットが見るもの全てが航空機１００の能力であるように、バッテリの健全性及び状態は抽象化されている。バッテリモデル５０４では、バッテリの健全性、経年数、および他の要因が考慮される。同じ任務に対して、古いバッテリパックは、新しいバッテリよりも短い航続距離および残り時間を示すであろう。ユーザインタフェース７００は、パイロットが、エネルギー貯蔵システム２００の性質、経年数、ロー容量（ｒａｗ ｃａｐａｃｉｔｙ）、または状態を懸念することなく決定を行うことを可能にする。

ユーザインタフェース７００の左下には、パイロットによって入力されるか、または、例えば航空機１００に配置されたＧＰＳ受信機から得られるＧＰＳ座標によって決定される航空機１００の位置に基づいて、データリポジトリ４１０からネットワーク４１４を介して飛行計画パラメータを自動的に取得する（そしてパイロットによって検証される）ディスプレイが表示される。飛行計画パラメータは、一般に静的であるか、または飛行計画の目的のために静的であると考えることができるが、飛行が進むにつれてパイロットによって、またはネットワーク４１４を介して自動的に更新することができる。出発地パラメータディスプレイ７０２、飛行中パラメータディスプレイ７０４、および目的地パラメータディスプレイ７０６が示されている。

図示されたユーザインタフェース７００では、出発地パラメータディスプレイ７０２、飛行中パラメータディスプレイ７０４、および目的地パラメータディスプレイ７０６は、出発地および目的地の場所を識別せず、目的地および出発地におけるパラメータの入力または値、ならびに離陸および着陸のタイプならびに意図される巡航高度および巡航速度等のパイロットが行うことを意図するもののみを有する。これは、必要なパラメータのみの入力を提供する。いくつかの代替の実施例では、出発地および目的地の位置情報も提供され得る。

示された実施例では、出発地パラメータディスプレイ７０２は、航空機重量、意図された滑走時間、外気温度（ＯＡＴ）、露点温度、平均海面（ＭＳＬ）上の密度高度、および離陸が垂直（ＶＴＯ）、ショート（ＳＴＯ）または従来型（ＣＴＯ）のいずれであるかを含む。

飛行中パラメータディスプレイ７０４は、風速および風向、意図された巡航高度、意図された巡航速度、国際標準大気（ＩＳＡ）温度オフセット、ならびに３つの予備飛行時間設定、（ｉ）なし、（ｉｉ）昼間飛行用のもの、および（ｉｉｉ）夜間飛行用のものを含む。

目的地パラメータディスプレイ７０６は、平均海面上の目的地高度、バロメータ設定、外気温、露点温度、平均海面上の密度高度、および着陸が垂直（ＶＬ）、ショート（ＳＬ）または従来型（ＣＬ）のいずれであるかを含む。

これらのパラメータに基づいて、バッテリモデル５０４は、上述のように飛行計画の航続距離および残りの飛行時間を決定し、これは、図８を参照して以下でより詳細に説明する能力出力ディスプレイ７０８に表示される。出発地において、能力出力ディスプレイ７０８に表示される航続距離が、飛行計画に従った出発地と目的地との間の距離よりも大きい場合、パイロットは飛行を進めることができる。いくつかの実施例では、これはパイロットのみによって検証されるが、他の実施例では、これは電気アーキテクチャ３０２またはコンピューティング環境４００内のシステムのうちの１つによって検証される。そのような場合、航空機１００は、達成可能な飛行計画が提供されるまで使用不能にされ得る。

いくつかの実施例では、航続距離および残りの飛行時間の飛行前決定のためにバッテリモデル５０４によって使用されるパラメータに飛行時間予備能力が含まれる。予備能力は、規定によって要求されてもよく、例えば、昼間飛行に対して３０分の予備飛行時間、夜間飛行に対して４５分の予備飛行時間など、時刻によって変化してもよい。そのような場合、バッテリモデル５０４は、現地時刻および日付を取得し、出発時刻または推定到着時刻が夜間であるとみなされる時間帯に含まれるかどうかを判定し得る。そのような場合、より保守的な夜間値が、飛行計画のための航続距離および残りの飛行時間のバッテリモデル５０４による決定において使用される。

実施態様に応じて、航続距離および残りの飛行時間の表示は、離陸前の予備能力を含んでも含まなくてもよい。予備能力が飛行前ディスプレイに含まれない場合、パイロットが飛行計画を評価することは、より容易かつより便利であり得る。しかしながら、飛行が開始されると、航続距離および残りの飛行時間ディスプレイには予備能力が含まれるため、航空機１００の実際の能力が示される。

飛行中パラメータディスプレイ７０４、目的地パラメータディスプレイ７０６、および能力出力ディスプレイ７０８内のパラメータによって定義される飛行計画についての推定消費電力対時間のプロット７１２が、電力プロファイルグラフ７１０に示されている。飛行中の実際の消費電力対時間のプロットも、推定消費電力のプロット７１２と区別するために、異なる色などで電力プロファイルグラフ７１０に示すことができる。パイロットは、実際の電力消費量対推定電力消費量の表示を使用して、飛行がほぼ計画通りに進行していることを確認することができる。

また、ユーザインタフェース７００には、ステータスディスプレイ７１４が含まれており、これは、様々なサブディスプレイを含むことができ、航空機モード（準備完了、充電中、スタンバイなど）、インセプタ位置およびトリム（Ｔｒｉｍ）ディスプレイ、ならびに乗務員警告システム（ＣＡＳ）ディスプレイを含むことができる。

図８は、いくつかの実施例による、図７のユーザインタフェース７００の能力出力ディスプレイ７０８をより詳細に示す。能力出力ディスプレイ７０８の要素は、明確にするために図８では別々に広げられている。

図の左側には、現在の電力能力ディスプレイ８０２がある。現在の電力能力ディスプレイ８０２は、現在の電力の値８１８を示す列と、現在の飛行モード（垂直飛行または前進飛行）における対応する残りの分（ｍｉｎｕｔｅｓ）８１４の値８２０を示す列とを含む。残りの分（ｍｉｎｕｔｅｓ）８１４のディスプレイに示される値８２０の各々は、現在の電力８１２のディスプレイにおける隣接する値に対応する。したがって、現在の電力能力ディスプレイ８０２は、実際の電力レベルに関係なく、いずれの電力レベルに対しても航空機１００が何を可能にするかを一目で示す。例えば、消費電力が５００ｋＷである場合、飛行可能時間は１０分未満であるが、約６５０ｋＷでは飛行可能時間は２分程度であることが容易に分かる。

残りの分（ｍｉｎｕｉｔｅｓ）８１４のディスプレイにおける値８２０は、対数スケールまたは他の非線形スケール上に配置されてもよく、またはより多くの値が、より短い残り時間に対して提供されてもよく、その結果、より重要なより短い飛行時間がより顕著に見える。図示のように、１０分未満の３つの時間値（５、２、および１）が示されているが、１０分を超える２つの値（３０および６０）のみが示されている。また、現在の消費電力および対応する飛行時間の残りの分に対する数値８１６も示されている。

現在の（実際の）電力量は、現在の消費電力ポインタ８２２によって現在の電力能力ディスプレイ８０２上に示される。このポインタは、飛行中に電力が変化するにつれて、現在の電力能力ディスプレイ８０２で上下に移動する。現在の消費電力ポインタ８２２は、現在の消費電力と、対応する残りの飛行可能時間の分（ｍｉｎｕｔｅｓ）との両方を示し、上に示された数値８１６に対応する。現在の電力能力ディスプレイ８０２には、ＢＥ消費電力ポインタ８２４も示されており、これは、最上持久電力レベルおよび対応する残りの分（ｍｉｎｕｔｅｓ）をマークし、ＢＥ残りの分（ｍｉｎｕｔｅｓ）の数に対応する数値を含む。

能力出力ディスプレイ７０８は、海里単位の航続距離および対応する飛行時間の分（ｍｉｎｕｔｅｓ）の数を提供する現在の航続距離出力８０４も含む。現在の航続距離出力８０４内の値は、（残りの）飛行プロファイルに基づくが、現在の消費電力ポインタ８２２によって示される残りの分（ｍｉｎｕｔｅｓ）は、現在の消費電力に基づく。

また、現在のバッテリレベルを示す「燃料タンク」であるバッテリレベル出力８０６も含まれる。前述したように、利用可能容量は、バッテリの温度および電圧レベルなどのいくつかの要因（バッテリレベルを含む）に依存するので、バッテリの利用可能エネルギーは、通常、利用可能容量に対応しない。周囲状況ディスプレイ８１０は、密度高度、外気温度、およびＩＳＡ温度調整を含む現在の状況を提供する。

ホバー能力ディスプレイ８０８は、公称ホバー時間８２６およびＣＬＴホバー時間８２８の表示を提供する。公称ホバー時間は、航空機１００のすべてのシステムが公称的に動作することに基づくが、推力の臨界損失（ＣＬＴ：ｃｒｉｔｉｃａｌ ｌｏｓｓ ｏｆ ｔｈｒｕｓｔ）ホバー時間は、航空機性能を低下させるバッテリ故障または最悪のモータ故障に基づく。航空機１００は、飛行プロファイルの変動性を考慮して、推力の重大な損失の場合に安全な垂直着陸を確実にするために、所定の最小量の利用可能なホバー時間（１０、２０、３０、６０、１２０、または任意の適切なもしくは必要な秒数など）がない限り、垂直に動作することができない。利用可能なＣＬＴホバー時間８２８が利用可能なホバー時間の所定の最小量未満である場合、パイロットは、垂直飛行モードに入ることを許可されず、従来通りに航空機１００を着陸させることが要求される。

現在の周囲状況における公称状況およびＣＬＴ状況に対する利用可能なホバー時間の数値８３０が、ホバー能力ディスプレイ８０８に示されている。また、ホバー時間の列８４０も示されている。２つの公称ホバー時間および２つのＣＬＴホバー時間が列８４０に示されている。グレーアウトされた２つのポインタは、航空機１００が着陸のために垂直飛行モードに入る可能性が高い目的地における状況で利用可能なホバー時間を示す。公称ホバー時間のための目的地状況ポインタ８３２およびＣＬＴホバー時間のための目的地状況ポインタ８３４が示されている。現在状況ポインタ８３６は、現在の状況に対する公称ホバー時間を示し、現在状況ポインタ８３８は、現在の状況に対するＣＬＴホバー時間を示す。

３分未満の利用可能なホバー時間に対して十分な分解を保証するために、列８４０の値は３分を上限としている。３分より大きい任意のホバー値は、対応するポインタによって３分として示される。図８に示される実施例に見られるように、公称ホバーのための目的地状況ポインタ８３２は、したがって、３分を示し、一方、数値８３０内の公称値によって示される実際の量は、４：１２である。

図９は、いくつかの実施例による、本明細書で論じられる方法のうちの任意の１つまたは複数を機械に実行させるために命令のセットが実行され得るコンピュータシステムの形態の機械９００の概略図を示す。具体的には、図９は、コンピュータシステムの例示的な形態における機械９００の概略図を示し、その中で、本明細書で論じられる方法のうちの任意の１つまたは複数を機械９００に実行させるための命令９０８（例えば、ソフトウェア、プログラム、アプリケーション、アプレット、アプリ、または他の実行可能コード）が実行され得る。命令９０８は、一般的なプログラムされていない機械９００を、説明され、図示された機能を説明された方法で実行するようにプログラムされた特定の機械９００に変換する。代替例では、機械９００は、スタンドアロンデバイスとして動作するか、または他の機械に結合（例えば、ネットワーク化）され得る。ネットワーク化された配置では、機械９００は、サーバ－クライアントネットワーク環境におけるサーバマシンもしくはクライアントマシンの立場で、またはピアツーピア（もしくは分散）ネットワーク環境におけるピアマシンとして動作し得る。機械９００は、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブック、セットトップボックス（ＳＴＢ）、ＰＤＡ、エンターテイメントメディアシステム、携帯電話、スマートフォン、モバイルデバイス、ウェアラブルデバイス（例えば、スマートウォッチ）、スマートホームデバイス（例えば、スマートアプライアンス）、他のスマートデバイス、ウェブアプライアンス、ネットワークルータ、ネットワークスイッチ、ネットワークブリッジ、又は機械９００によって行われる動作を指定する命令９０８を順次又は他の方法で実行することができる任意の機械を含んでもよいが、これらに限定されない。さらに、単一の機械９００のみが図示されているが、「機械」という用語は、本明細書で説明される方法のうちの任意の１つまたは複数を実行するために命令９０８を個別にまたは共同で実行する複数の機械９００の集合を含むとも解釈されるものとする。

機械９００は、プロセッサ９０２、メモリ９０４、及びＩ／Ｏコンポーネント９４２を含み得、これらは、バス９４４などを介して互いに通信するように構成され得る。一実施例では、プロセッサ９０２（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）プロセッサ、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）プロセッサ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）、別のプロセッサ、またはそれらの任意の適切な組合せ）は、例えば、命令９０８を実行し得るプロセッサ９０６およびプロセッサ９１０を含み得る。「プロセッサ」という用語は、命令を同時に実行することができる２つ以上の独立したプロセッサ（「コア」と呼ばれることもある）を備え得るマルチコアプロセッサを含むことを意図している。図９は複数のプロセッサ９０２を示しているが、機械９００は、単一のコアを有する単一のプロセッサ、複数のコアを有する単一のプロセッサ（例えば、マルチコアプロセッサ）、単一のコアを有する複数のプロセッサ、複数のコアを有する複数のプロセッサ、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

メモリ９０４は、メインメモリ９１２、スタティックメモリ９１４、およびストレージユニット９１６を含み得、両方とも、バス９４４などを介してプロセッサ９０２にアクセス可能である。メインメモリ９０４、スタティックメモリ９１４、およびストレージユニット９１６は、本明細書で説明される方法または機能のうちの任意の１つまたは複数を具現化する命令９０８を記憶する。また、命令９０８は、機械９００によるその実行中に、メインメモリ９１２内、スタティックメモリ９１４内、ストレージユニット９１６内のマシン可読媒体９１８内、プロセッサ９０２のうちの少なくとも１つ内（例えば、プロセッサのキャッシュメモリ内）、またはそれらの任意の適切な組合せに、完全にまたは部分的に存在し得る。

Ｉ／Ｏコンポーネント９４２は、入力を受信し、出力を提供し、出力を生成し、情報を送信し、情報を交換し、測定値を取り込む等のための多種多様なコンポーネントを含み得る。特定の機械に含まれる特定のＩ／Ｏコンポーネント９４２は、機械のタイプに依存する。例えば、携帯電話などの携帯機器は、タッチ入力装置または他のそのような入力機構を含む可能性が高いが、ヘッドレスサーバマシンは、そのようなタッチ入力装置を含まない可能性が高い。Ｉ／Ｏコンポーネント９４２が、図９に示されない多くの他のコンポーネントを含み得ることが理解されるであろう。Ｉ／Ｏコンポーネント９４２は、単に以下の説明を簡略化するために機能に従ってグループ化されており、このグループ化は決して限定的なものではない。様々な実施例において、Ｉ／Ｏコンポーネント９４２は、出力コンポーネント９２８及び入力コンポーネント９３０を含み得る。出力コンポーネント９２８は、視覚コンポーネント（例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プロジェクタ、または陰極線管（ＣＲＴ）などのディスプレイ）、聴覚コンポーネント（例えば、スピーカ）、触覚コンポーネント（例えば、振動モータ、抵抗機構）、他の信号発生器などを含み得る。入力コンポーネント９３０は、英数字入力コンポーネント（例えば、キーボード、英数字入力を受け取るように構成されたタッチスクリーン、フォトオプティカルキーボード、または他の英数字入力コンポーネント）、ポイントベースの入力コンポーネント（例えば、マウス、タッチパッド、トラックボール、ジョイスティック、モーションセンサ、または別のポインティング機器）、触覚入力コンポーネント（例えば、物理ボタン、タッチまたはタッチジェスチャの位置および／または力を提供するタッチスクリーン、または他の触覚入力コンポーネント）、音声入力コンポーネント（例えば、マイクロフォン）などを含み得る。

さらなる実施例では、Ｉ／Ｏコンポーネント９４２は、多種多様な他のコンポーネントの中でも、バイオメトリックコンポーネント９３２、モーションコンポーネント９３４、環境コンポーネント９３６、またはポジションコンポーネント９３８を含み得る。例えば、バイオメトリックコンポーネント９３２は、表情（例えば、手の表情、顔の表情、声の表情、身振り、または視線追跡）を検出し、生体信号（例えば、血圧、心拍数、体温、発汗、または脳波）を測定し、人を識別する（例えば、音声識別、網膜識別、顔識別、指紋識別、または脳波ベースの識別）などのコンポーネントを含み得る。モーションコンポーネント９３４は、加速度センサコンポーネント（例えば、加速度計）、重力センサコンポーネント、回転センサコンポーネント（例えば、ジャイロスコープ）などを含み得る。環境コンポーネント９３６は、例えば、照明センサコンポーネント（例えば、光度計）、温度センサコンポーネント（例えば、周囲温度を検出する１つ以上の温度計）、湿度センサコンポーネント、圧力センサコンポーネント（例えば、気圧計）、音響センサコンポーネント（例えば、背景ノイズを検出する１つ以上のマイクロフォン）、近接センサコンポーネント（例えば、近くの物体を検出する赤外線センサ）、ガスセンサ（例えば、安全のために有害ガスの濃度を検出するか、または大気中の汚染物質を測定するガス検出センサ）、または周囲の物理的環境に対応する表示、測定値、もしくは信号を提供し得る他のコンポーネントを含み得る。ポジションコンポーネント９３８は、位置センサコンポーネント（例えば、ＧＰＳ受信機コンポーネント）、高度センサコンポーネント（例えば、高度が導出され得る空気圧を検出する高度計または気圧計）、方位センサコンポーネント（例えば、磁力計）などを含み得る。

通信は、多種多様な技術を使用して実現され得る。Ｉ／Ｏコンポーネント９４２は、それぞれ結合９２４および結合９２６を介して機械９００をネットワーク９２０またはデバイス９２２に結合するように動作可能な通信コンポーネント９４０を含み得る。例えば、通信コンポーネント９４０は、ネットワーク９２０とインタフェースで接続するためのネットワークインタフェースコンポーネントまたは別の適切なデバイスを含み得る。さらなる実施例において、通信コンポーネント９４０は、有線通信コンポーネント、無線通信コンポーネント、セルラー通信コンポーネント、近距離無線通信（ＮＦＣ）コンポーネント、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）コンポーネント（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）コンポーネント、および他のモダリティを介して通信を提供する他の通信コンポーネントを含み得る。デバイス９２２は、別の機械または多種多様な周辺デバイス（例えば、ＵＳＢを介して接続された周辺デバイス）のいずれかであり得る。

さらに、通信コンポーネント９４０は、識別子を検出してもよく、または識別子を検出するように動作可能なコンポーネントを含み得る。例えば、通信コンポーネント９４０は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグリーダコンポーネント、ＮＦＣスマートタグ検出コンポーネント、光学リーダコンポーネント（例えば、ユニバーサルプロダクトコード（ＵＰＣ）バーコードなどの一次元バーコード、Ｑｕｉｃｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（ＱＲ）コード、Ａｚｔｅｃコード、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘ、Ｄａｔａｇｌｙｐｈ、ＭａｘｉＣｏｄｅ、ＰＤＦ４１７、Ｕｌｔｒａ Ｃｏｄｅ、ＵＣＣ ＲＳＳ－２Ｄバーコード、および他の光学コードなどの多次元バーコードを検出するための光学センサ）、または音響検出コンポーネント（例えば、タグ付けされたオーディオ信号を識別するためのマイクロフォン）を含み得る。加えて、インターネットプロトコル（ＩＰ）ジオロケーションを介したロケーション、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）信号三角測量を介したロケーション、特定のロケーションを示し得るＮＦＣビーコン信号の検出によるロケーションなど、様々な情報が通信コンポーネント９４０を介して導出され得る。

実行可能命令およびマシン記憶媒体
様々なメモリ（すなわち、メモリ９０４、メインメモリ９１２、スタティックメモリ９１４、および／またはプロセッサ９０２のメモリ）および／または記憶ユニット９１６は、本明細書で説明される方法または機能のうちの任意の１つまたは複数を具現化するかまたはそれらによって利用される命令およびデータ構造（例えば、ソフトウェア）の１つまたは複数のセットを記憶し得る。これらの命令（例えば、命令９０８）は、プロセッサ９０２によって実行されると、開示された実施例を実施するための様々な動作を引き起こす。

本明細書で使用される場合、「マシン記憶媒体」、「デバイス記憶媒体」、「コンピュータ記憶媒体」という用語は、同じものを意味し、本開示では互換的に使用され得る。これらの用語は、実行可能な命令および／またはデータを記憶する単一又は複数の記憶装置および／または媒体（例えば、集中型または分散型データベース、および／または関連するキャッシュ及びサーバ）を指す。したがって、これらの用語は、プロセッサの内部または外部のメモリを含む、ソリッドステートメモリ、ならびに光学式および磁気媒体を含むが、これらに限定されないと解釈されるものとする。マシン記憶媒体、コンピュータ記憶媒体、および／またはデバイス記憶媒体の特定の例は、例えば、ＥＰＲＯＭ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＦＰＧＡ、およびフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイスを含む不揮発性メモリ、内部ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ－ＲＯＭおよびＤＶＤ－ＲＯＭディスクを含む。「マシン記憶媒体」、「コンピュータ記憶媒体」、および「デバイス記憶媒体」という用語は、搬送波、変調データ信号、および他のこのような媒体を特に除外するが、これらの少なくとも一部は、以下で説明する「信号媒体」という用語の下でカバーされる。

伝送媒体
様々な実施例では、ネットワーク９２０の１つまたは複数の部分は、アドホックネットワーク、イントラネット、エクストラネット、ＶＰＮ、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、ＷＡＮ、ＷＷＡＮ、ＭＡＮ、インターネット、インターネットの一部分、ＰＳＴＮの一部分、ＰＯＴＳ（ｐｌａｉｎ ｏｌｄ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｓｅｒｖｉｃｅ）ネットワーク、セルラー電話ネットワーク、ワイヤレスネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ネットワーク、別のタイプのネットワーク、または２つ以上のそのようなネットワークの組合せであり得る。例えば、ネットワーク９２０またはネットワーク９２０の一部は、ワイヤレスまたはセルラーネットワークを含み得、結合９２４は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）接続、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）接続、または別のタイプのセルラーもしくはワイヤレス接続であり得る。この例では、結合９２４は、１ｘＲＴＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｒａｄｉｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、ＥＶＤＯ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ－Ｄａｔａ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ）テクノロジー、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）テクノロジー、３Ｇを含む３ＧＰＰ（ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）、４Ｇ（ｆｏｕｒｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｗｉｒｅｌｅｓｓ）ネットワーク、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）規格、様々な標準化団体によって定義された他のもの、他の長距離プロトコル、または他のデータ転送技術など、様々なタイプのデータ転送技術のいずれかを実装することができる。

命令９０８は、ネットワークインタフェースデバイス（例えば、通信コンポーネント９４０に含まれるネットワークインタフェースコンポーネント）を介して伝送媒体を使用し、いくつかのよく知られている転送プロトコル（例えば、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ））のうちのいずれか１つを利用して、ネットワーク９２０上で送信または受信され得る。同様に、命令９０８は、デバイス９２２への結合９２６（たとえば、ピアツーピア結合）を介して送信媒体を使用して送信または受信され得る。「伝送媒体」および「信号媒体」という用語は、同じものを意味し、本開示において互換的に使用され得る。「伝送媒体」および「信号媒体」という用語は、機械９００による実行のための命令９０８を記憶、符号化、または搬送することが可能であり、そのようなソフトウェアの通信を容易にするためのデジタルもしくはアナログ通信信号または他の無形媒体を含む、任意の無形媒体を含むと解釈されるものとする。したがって、「伝送媒体」および「信号媒体」という用語は、変調データ信号、搬送波などの任意の形態を含むように解釈されるものとする。「変調データ信号」という用語は、当該信号中の情報を符号化するように、その特性のうちの１つ以上が設定または変更された信号を意味する。

コンピュータ可読媒体
「マシン可読媒体」、「コンピュータ可読媒体」、および「デバイス可読媒体」という用語は、同じものを意味し、本開示では互換的に使用され得る。これらの用語は、マシン記憶媒体および伝送媒体の両者を含むように定義される。したがって、これらの用語は、記憶装置／媒体および搬送波／変調データ信号の両者を含む。

システムおよび／または方法の実施例は、様々なシステムコンポーネントおよび様々な方法プロセスのあらゆる組合せおよび順列を含むことができ、本明細書で説明される方法および／またはプロセスの１つまたは複数のインスタンスは、本明細書で説明されるシステム、要素、および／またはエンティティの１つまたは複数のインスタンスによって、および／またはそれらを使用して、非同期に（例えば、順次に）、同時に（例えば、並列に）、または任意の他の適切な順序で実行することができる。

当業者であれば、前述の詳細な説明ならびに図面および特許請求の範囲から認識するように、以下の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で開示される本発明の実施例に対して修正および変更を行うことができる。

Claims (20)

1. １つ以上のプロセッサによって実行される方法であって、
   利用可能なエネルギーレベルを含む、航空機内のエネルギー貯蔵システムの現在の状態を表すステータス値にアクセスすることと、
   前記エネルギー貯蔵システムに対する予想電力需要に関連する需要値にアクセスすることと、
   前記利用可能なエネルギーレベル以外の前記ステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、前記ステータス値および前記需要値を使用して前記エネルギー貯蔵システムの進行中ステータスを計算するために動的モデルを実行することと、
   前記ステータス値が前記閾値に達したことに基づいて、前記航空機の能力の出力を提供することと、
   を備える方法。
2. 前記需要値が、前進飛行および垂直飛行を含む飛行の種類に部分的に基づく、請求項１に記載の方法。
3. 前記動的モデルの実行は、前記エネルギー貯蔵システムに対する前記予想電力需要に基づいて、前記エネルギー貯蔵システムの予測状態を表す予測ステータス値のシーケンスを決定するために反復的に行われる、請求項１に記載の方法。
4. 前記動的モデルの実行は、温度値、電圧レベル、またはバッテリ容量のうちの１つが、いつ最初に閾値レベルに到達するかを決定するために反復的に行われる、請求項３に記載の方法。
5. 前記需要値は、離陸、飛行経路、および着陸を含む飛行計画に関連する、請求項１に記載の方法。
6. 前記ステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、前記ステータス値および１つ以上の代替需要値を使用して前記エネルギー貯蔵システムの第２の進行中ステータスを計算するために第２の動的モデルを実行することと、
   前記１つ以上の代替需要値に基づいて前記ステータス値が前記閾値に達したことに基づいて、前記航空機の代替能力の出力を提供することと、
   を更に備える、請求項１に記載の方法。
7. 代替需要値が、前記航空機のホバリングに基づく、請求項６に記載の方法。
8. 代替需要値は、おおよその最大航続距離を提供する電力レベルである、請求項６に記載の方法。
9. 代替需要値が、前記航空機の能力の損失に基づく、請求項６に記載の方法。
10. 前記エネルギー貯蔵システムは複数のエネルギー貯蔵モジュールを備え、前記航空機の能力の損失は、前記エネルギー貯蔵モジュールのうちの１つからの電力の損失である、請求項９に記載の方法。
11. 前記航空機は複数の推力発生モジュールを備え、前記航空機の能力の損失は、前記推力発生モジュールのうちの１つからの推力の損失である、請求項９に記載の方法。
12. コンピュータシステムであって、
    １つ以上のプロセッサと、
    前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記システムに動作を実行させる命令を記憶するメモリと、を備え、前記動作は、
    利用可能なエネルギーレベルを含む、航空機内のエネルギー貯蔵システムの現在の状態を表すステータス値にアクセスすることと、
    前記エネルギー貯蔵システムに対する予想電力需要に関連する需要値にアクセスすることと、
    前記利用可能なエネルギーレベル以外の前記ステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、前記ステータス値および前記需要値を使用して前記エネルギー貯蔵システムの進行中ステータスを計算するために動的モデルを実行することと、
    前記ステータス値が前記閾値に達したことに基づいて、前記航空機の能力の出力を提供することと、
    を備える、コンピュータシステム。
13. 前記動的モデルの実行は、前記エネルギー貯蔵システムに対する前記予想電力需要に基づいて、前記エネルギー貯蔵システムの予測状態を表す予測ステータス値のシーケンスを決定するために反復的に行われる、請求項１２に記載のコンピュータシステム。
14. 前記動的モデルの実行は、温度値、電圧レベル、またはバッテリ容量のうちの１つが、いつ最初に閾値レベルに到達するかを決定するために反復的に行われる、請求項１３に記載のコンピュータシステム。
15. 前記動作は、
    前記ステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、前記ステータス値および１つ以上の代替需要値を使用して前記エネルギー貯蔵システムの第２の進行中ステータスを計算するために第２の動的モデルを実行することと、
    前記１つ以上の代替需要値に基づいて前記ステータス値が前記閾値に達したことに基づいて、前記航空機の代替能力の出力を提供することと、
    を更に備える、請求項１２に記載のコンピュータシステム。
16. 代替需要値は、前記航空機の能力の損失に基づく、請求項１５に記載のコンピュータシステム。
17. 非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読記憶媒体は命令を含み、前記命令は、１つ以上のディスプレイデバイス、１つ以上のカメラ、および概して垂直に配置されたタッチパッドを含む頭部装着型デバイスシステムによって実行されると、前記頭部装着型デバイスシステムに動作を行わせる命令を含み、前記動作は、
    利用可能なエネルギーレベルを含む、航空機内のエネルギー貯蔵システムの現在の状態を表すステータス値にアクセスすることと、
    前記エネルギー貯蔵システムに対する予想電力需要に関連する需要値にアクセスすることと、
    前記利用可能なエネルギーレベル以外の前記ステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、前記ステータス値および前記需要値を使用して前記エネルギー貯蔵システムの進行中ステータスを計算するために動的モデルを実行することと、
    前記ステータス値が前記閾値に達したことに基づいて、前記航空機の能力の出力を提供することと、
    を備える、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
18. 前記動的モデルの実行は、前記エネルギー貯蔵システムに対する前記予想電力需要に基づいて、前記エネルギー貯蔵システムの予測状態を表す予測ステータス値のシーケンスを決定するために反復的に行われる、請求項１７に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
19. 前記動的モデルの実行は、温度値、電圧レベル、またはバッテリ容量のうちの１つが、いつ最初に閾値レベルに到達するかを決定するために反復的に行われる、請求項１８に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
20. 前記動作は、
    前記ステータス値のうちの１つがいつ閾値に達するかを予測するために、前記ステータス値および１つ以上の代替需要値を使用して前記エネルギー貯蔵システムの第２の進行中ステータスを計算するために第２の動的モデルを実行することと、
    前記１つ以上の代替需要値に基づいて前記ステータス値が前記閾値に達したことに基づいて、前記航空機の代替能力の出力を提供することと、
    を更に備える、請求項１８に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。