JP2520100Y2 - 航空機上昇経路表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は例えば、航空機の適切な上昇経路を取ること
を容易とする航空機上昇経路表示装置に関する。

［従来の技術］ 以下、第５図を参照して、従来の上昇経路表示装置の
構成及び動作を説明する。

第５図は、従来の航空機上昇経路表示装置を示す図で
ある。

第５図の航空機上昇経路表示装置は、高度計51、制御
部54、表示器55から構成されている。

高度計51は、気圧高度，真高度，絶対高度等を求め、
求めた高度に関する高度情報を表示し、出力する。高度
計51に接続された制御部54は、高度計51からの高度情報
を受けて航空機の上昇速度を演算し、出力する。制御部
54に接続された表示器55は、制御部54からの信号を受け
て上昇速度を表示する。

［考案が解決しようとする課題］ 航空機の上昇時における消費燃料は、航空機の外部搭
載物の有無、外部搭載物の種類、機体重量、上昇速度、
エンジンレーティングにより大きな影響を受ける。ま
た、同じ航空機でも外部搭載物があると全機抵抗が変化
するため最適上昇経路（高度毎の速度スケジュール）が
変化する。特に航空機の上昇経路は航空機の重量より
も、航空機の全機抵抗の影響が大きい。

よって、航空機の外部搭載物の形態や航空機全体の重
量に応じて適切な上昇速度、エンジンレーティングを選
択することが望ましい。

しかし、従来の航空機上昇経路表示装置は、航空機の
外部搭載物の有無、外部搭載物の種類、機体重量、上昇
速度、エンジンレーティングについては考慮に入れてい
ない。このため、航空機に搭載される種々の外部搭載物
や残燃料の量等に応じて個別に定まる最適上昇経路を表
示することができなかった。このため、航空機が適切な
上昇経路を取ることができず、消費燃料も大きくなると
いう欠点を有していた。

この考案は上記実情に鑑みてなされたものであり、高
度情報以外に航空機の外部搭載物の有無、外部搭載物の
種類、機体重量等を考慮し、航空機の適切な上昇速度及
びエンジン出力又は上昇経路角をパイロットに表示でき
る航空機上昇経路表示装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本考案の航空機上昇経路表
示装置は、航空機の高度に関する情報を出力する高度計
と、航空機の外部搭載物に関する情報（例えば、形状、
重量、空気抵抗に関する情報）を出力する外部搭載物検
出部と、航空機の燃料の残量（例えば、重量、体積）を
検出し、出力する燃料計と、上記高度計と上記外部搭載
物検出部と上記燃料計から高度と、外部搭載物と、燃料
の残量に関する各情報を受けて、受けた情報に基づいて
航空機の上昇を（例えば、最小の消費燃料で）可能とす
る上昇速度及びエンジン出力又は上昇経路角を演算し、
出力する制御部と、上記制御部の出力を受けて上記制御
部で演算された上昇速度及びエンジン出力又は上記経路
角（速度スケジュール，推力スケジュール）の情報を表
示する表示器、を具備し、高度情報以外に外部搭載物を
考慮し、航空機の適切な上昇速度及びエンジン出力又は
上昇経路角をパイロットに表示することを特徴とする。

［作用］ 本考案の航空機上昇経路表示装置では、高度計が高度
に関する情報を出力し、外部搭載物検出部が外部搭載物
に関する情報を出力し、燃料計が航空機の燃料の残量を
検出する。制御部は、高度計、外部搭載物検出部、燃料
計から出力された各情報を受けて、航空機の高度、航空
機の全機抵抗、全機重量、エンジンレーティング等に基
づいて、例えば、最小の消費燃料で航空機の上昇を可能
とする上昇速度およびエンジン出力又は上昇経路角を演
算し表示器に出力する。制御部からの表示信号を受けた
表示器は、航空機が上昇する場合の適切な上昇速度，適
切なエンジンレーティング等を表示する。

パイロットが上記表示器の表示に従って、航空機を操
縦することにより、航空機が適切な上昇経路を取ること
が可能となる。また、外部搭載物の形態、重量、エンジ
ンレーティング等を高所しない場合に比べ、上昇燃料を
削減することが可能である。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の一実施例に係る航空機上
昇経路表示装置を説明する。

第１図は本考案の一実施例に係る航空機上昇経路表示
装置の構成を示すブロック図である。

第１図の航空機上昇経路表示装置は、高度計１、懸吊
装置（外部搭載物懸吊装置）２、燃料計３、制御部４と
表示器５から構成される。

高度計１は、航空機のコクピット内に設けられてい
る。高度計１は、例えば、アネロイド高度計からなる。

懸吊装置２は、航空機の外部に設けられており、航空
機の外部搭載物（エンジン，回転翼，フロート，投棄式
の燃料タンク，あるいはロケット弾等）を支持する。ま
た、懸吊装置２は制御部４に接続されている。懸吊装置
２は、例えば、パイロンから成る。パイロンは、機体外
搭載物を航空機の翼や胴体から離して支持するように、
航空機の翼や胴体の表面から突き出された構造物であ
る。

燃料計３は、航空機のコクピット内に設けられ、残燃
料の量、例えば、重量や体積を測定する。

制御部４は、高度計１、懸吊装置２、燃料計３と表示
器５に接続されている。

制御部４は、例えば、外部搭載物に関する情報を記憶
するメモリおよび該メモリ及び各部を制御するCPUを備
える。このメモリは、例えば、外部搭載物の重量とその
重量に対応する搭載物の名称、形態（又は空気抵抗）、
外部搭載物の支持部分の寸法と外部搭載物の名称、形態
又は空気抵抗等の関係を、例えば、テーブルの形式で記
憶するCPUは高度計１、懸吊装置２、燃料計３からの信
号を入力ポートを介して取り込み、取り込んだ信号に基
づいて、上記メモリをアクセスして、所定の演算を行
う。

制御部４は、例えば、ミッションコンピュータから構
成される。

表示器５は航空機のコクピット内部に設けられてい
る。尚、表示器５は、ヘッドアップディスプレイ（Head
up display），または多目的ディスプレイ（Multi pur
pose display）から成る。

次に、上記実施例に係る航空機上昇経路表示装置の動
作について説明する。

高度計１は、高度計の計器板上に高度に関する情報
（気圧高度，真高度，絶対高度等）を表示すると共に制
御部４に出力する。

懸吊装置２は搭載物を懸吊すると共に、懸吊した外部
搭載物に関する情報（重量、支持部の寸法等）を検出
し、この外部搭載物に関する情報を制御部４に出力す
る。

燃料計３は、航空機の残燃料に関する情報（特に残燃
料の重量に関する情報）を検出し、計器板上に表示する
と共に制御部４に出力する。

制御部４内のCPUは、高度計１により得られた高度に
関する情報と、懸吊装置２より得られた外部搭載物に関
する情報と、燃料計３から得られた残燃料の重量に関す
る情報を入力ポートを介して取り込む。CPUは、懸吊装
置２からの信号に基づいて、上記メモリをアクセスし、
外部搭載物の形態（又は空気抵抗）に関するデータを得
る。つぎに、CPUはメモリから読み出した外部搭載物の
形態（又は空気抵抗）に関する情報と機体の形態（又は
空気抵抗）に関する情報から、全機の空気抵抗を演算す
る。さらに、CPUは懸吊装置２からの外部搭載物の重量
に関する情報、燃料計３からの残燃料の重量に関する情
報、及び機体の重量等に基づいて全機の重量を求める。
CPUは高度計１からの高度に関する情報と、演算により
求められた全機の空気抵抗と、全機の重量の基づいて、
最小の燃料消費量で航空機の上昇を可能とする上昇速度
（速度スケジュール）及びエンジン出力（推力スケジュ
ール）又は上昇経路角を演算する。この演算は、例え
ば、次のように行われる。

（ｉ） 航空機の高度が高い場合は、航空機の高度が低
い場合に比して、空気密度が小さくなるので、エンジン
レーティングが大きく、上昇速度が速くなるように演算
する。

（ii） 航空機の全機の抵抗が大きい場合は、抵抗が小
さい場合に比して、エンジンレーティングが大きく上昇
速度が速くなるように演算する。

（iii） 航空機全体の重量が重い場合は、軽い場合に
比して、エンジンレーティングを大きくするように演算
する。

（iv） 上昇速度が速い程、上昇経路角は大きい（90度
に近づく）。よって、上昇経路角が大きい場合は上昇速
度が速く、エンジンレーティングが大きくなるように演
算する。

なお、具体的な演算は、風洞実験，実際の飛行実験、
コンピュータシミュレーションの結果等を考慮して決定
された演算式に従って行われる。

CPUは求められた、上昇速度（速度スケジュール）及
びエンジン出力（推力スケジュール）又は上昇線路角を
表示器５に出力する。

表示器５は、CPUからの速度スケジュール、アフター
バーナ（After burner）を含めた推力スケジュール等の
情報を表示する）。

次に上記演算結果に基づく表示例を説明する。

第２図は、本考案の実施例に係る表示器５の表示例を
示す図である。

第２図における表示器５の中にエンジンレーティング
指示マーク９が表示されており、このエンジンレーティ
ング指示マーク９は適切なエンジンレーティングを示し
ている。また、表示器５の中には、このエンジンレーテ
ィング指示マーク９が表示されており、実際のエンジン
レーティングを示す。

速度表示計６には、演算により求められた適切な飛行
速度を示す速度指示マーク７と実際の飛行速度を示す飛
行速度マーク８が表示されている。

パイロットはエンジンレーティング指示マーク９によ
り示されるエンジンレーティングに実際のエンジンレー
ティングを合わせ、速度指示マーク７に飛行速度マーク
８を合わせるように上昇経路を制御する。これにより、
航空機は適切な上昇経路を取る。

上記表示装置５の他の表示例を第３図を参照して説明
する。

第３図における表示器５の中の上昇経路角計10には、
演算により求められた適切な上昇経路角を示す上昇経路
角指示マーク11と航空機の実際の上昇経路角を示す上昇
経路角マーク12を表示する。速度表示計６には、さら
に、第２図に示されるものと同様の速度指示マーク７と
飛行速度マーク８が表示されている。

パイロットは上昇経路角指示マーク11に上昇経路角マ
ーク12を合わせ、速度指示マーク７に飛行速度マーク８
を合わせるようにエンジンレーティングを制御する。こ
れにより、航空機は適切な上昇経路を取る。

第４図は、本考案の表示装置に係る航空機の上昇経路
と従来技術の表示装置に係る航空機の上昇経路の一例を
比較して示す。尚、第４図において、本考案に係る上昇
経路におけるエンジンレーティングは高度により変化す
る。これに対し、従来技術に係る上昇経路における、エ
ンジンレーティングは高度によらず一定である。

本実施例のように、外部搭載物の形態や重量に基づき
上昇速度及びエンジンレーティング又は上昇経路を設定
することにより、外部搭載物の形態及びエンジンレーテ
ィングを考慮しない場合に比べ５〜10％程度上昇燃料を
減少することが可能となる。

尚、本考案は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では、懸吊装置２としてパイロンを
使用したが、例えば、ランクでも良いことは当然であ
る。また、上記実施例では、燃料計３は残燃料の重量を
測定したが、燃料計３が残燃料の体積を測定し、測定さ
れた体積から制御部４が残燃料の重量を求めても良い。
制御部４は上記実施例では、ミッションコンピュータか
ら構成されたが、他の構成、例えば、マイクロコンピュ
ータから構成されてもよい。

制御部４が最適速度等を演算するための演算方法も上
記実施例に限定されるものではなく、航空機の種類等に
応じて、種々の演算方法の設定が可能である。

また、第２図、第３図で示した表示器５における表示
方法も上記実施例に限定されない。

［考案の効果］ 本考案によれば、航空機上昇経路表示装置は、機体重
量、外部搭載物の形態、エンジンレーティング等を考慮
して定まる最適上昇経路等を表示する。これにより、航
空機が適切な上昇経路をとることが可能となる。また、
これにより航空機が上昇する時に消費する燃料が削減さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る航空機上昇経路表示装置
の構成を示すブロック図、第２図は本考案の実施例に係
る表示器の表示例を示す図、第３図は本考案の実施例に
係る表示器の他の表示例を示す図、第４図は本考案の表
示装置に係る航空機の上昇経路と従来技術の表示装置に
係る航空機の上昇経路の比較例を示す図、第５図は従来
の航空機上昇経路表示装置を示す図である。 1,51……高度計、２……懸吊装置、３……燃料計、4,54
……制御部、5,55……表示器、６……速度表示計、７…
…速度指示マーク、８……飛行速度マーク、９……エン
ジンレーティング指示マーク、10……上昇経路角計、11
……上昇経路角指示マーク、12……上昇経路角マーク。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】航空機の高度に関する情報を出力する高度
   計と、 航空機の外部搭載物に関する情報を出力する外部搭載物
   検出部と、 航空機の燃料の残量に関する情報を検出し出力する燃料
   計と、 上記高度計と上記外部搭載物検出部と上記燃料計から高
   度と、外部搭載物と、燃料の残量に関する各情報を受け
   て、受けた情報に基づいて、航空機の上昇を可能とする
   上昇速度及びエンジン出力又は上昇経路角を演算し、出
   力する制御部と、 上記制御部の出力を受けて上記制御部で演算された上昇
   速度及びエンジン出力又は上昇経路角の情報を表示する
   表示器と、 を具備し、高度情報以外に外部搭載物を考慮し、航空機
   の形態及び航空機の重量に基づいた航空機の上昇速度及
   びエンジン出力又は上昇経路角をパイロットに表示する
   ことを特徴とする航空機上昇経路表示装置。