JP2850038B2

JP2850038B2 - エリア航法用装置

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Publication number: JP2850038B2
Application number: JP2115932A
Authority: JP
Inventors: エリツク・テイ・ビイヴアン
Original assignee: HANEIUERU Inc
Current assignee: HANEIUERU Inc
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: CA2015373A1; EP0396070A3; DE69015684T2; DE69015684D1; EP0396070B1; EP0396070A2; US4999782A; JPH0363800A; CA2015373C

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、全体として、航空機の飛行計画の航路に沿
つて中間地点を定めることができる種々の地上局に配置
されている全方位無線標識送信機（Omnidirectional ra
diorange and bearing transmitter）、以後VORTACと記
すを含む航空機エリア航法に関するものであり、とく
に、中間地点の周囲の管制空域の限界内の進入路から離
脱路への水平の遷移を制御する航空機の無線航法装置に
関するものである。

今日の航空機の多くには、他の多くの事柄のうちで航
空機の垂直航行と水平航行の制御を行う飛行管理コンピ
ュータを含む無線航法装置が搭載される。水平航法モー
ドにおいては、コンピュータは、飛行計画の点の間の区
間を定める航路により結ばれる一連の中間地点で構成さ
れた飛行計画に沿つて航空機を飛行させ、誘導するよう
に機能する。航空交通管制規則はそのような区間の両側
の保護される空域の幅を指定する。それらの規則は途中
の地域と終りの地域も指定し、終りの地域は保護される
空域の幅を定める。終りの地域の保護される空域の幅は
途中の地域の保護される空域の幅よりはるかに狭い。た
とえば、現在の規則は、途中の地域の保護される空域の
幅を４海里（7408m）、終りの地域の空域の幅を２海里
（3704m）と指定している。本発明においては、たとえ
ば、途中地域の幅の制約が約5486m（18000フイート）以
上の高度を飛行する航空機に適用され、終りの地域の幅
の制約が約5486m（1800フイート）またはそれより低い
高度を飛行する航空機に適用される。

今日の混雑した航空交通環境においては、ほとんどの
飛行計画は発着地点の間に多数の中間地点を含む。それ
らの各中間地点は飛行計画の区間を定める。そうする
と、航空機は発地点から着地点までの飛行計画の各区間
を飛行せねばならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

それらの各飛行における問題は、保護されている空域
の幅の内部に航空機を保つと同時に、乗客を快適に過さ
せるために航空機のバンク角度を最小にすることであ
る。

米国特許第3,994,456号（特開昭51−146099号）に開
示されている従来の航路移行制御装置においては、与え
られた中間地点におけるコース変化角度と航空機の対地
速度とを基にして先ずバンク角指令を選択し、次にこの
バンク角指令と航空機の対地速度とを基にして旋回半径
を計算する。計算した旋回半径を持つ弧（遷移弧）が、
中間地点への進入路と離脱路とで定まるコーナに当ては
められる。その際にその弧は進入路および離脱路それぞ
れに接するようにされる。航空機は遷移弧に沿って進む
ことになる。もし、航空機が当該遷移弧に進む前に対地
速度が変化したとすると、旋回半径が計算し直されて、
新しい遷移弧が中間地点のコーナに当てはめられ、航空
機はこの新しい遷移弧に沿って進む。

上記の従来装置は、過去においては許容されるもので
あったが、保護空域の幅についての情報を利用していな
いから、中間地点を中心とする現在の空域の制約には十
分な配慮が払われていない。従って、従来の装置は、利
用できる空域の全ては利用しておらず、その結果として
航空機のバンク角度は必要以上に大きくなり、遷移航路
も必要以上に長くなってしまう。また、航空機が遷移弧
内を進行中に対地速度に変化が生じると、航空機が中間
地点の離脱路において保護空域の外側境界を越えてしま
うことがあった。これらの不利益点のために、乗り心地
が低下したり、燃料消費量の増大や、飛行時間の長時間
化を招いたりする。

本発明は、かかる不都合を回避するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、保護空域の幅の限界内や限界に沿う
固定湾曲経路でもって、中間地点の進入路から離脱路へ
と航空機を遷移させることによって、上記の諸問題が解
決される。

本発明は、高度信号およびコース変化信号に依存し
て、航空機に許容される進入路または離脱路からのずれ
の最大距離を判定する。この距離は最大交差トラック誤
差MXTKとしばしば称される。最大交差トラック誤差とコ
ース変化信号とを使用して、航空機が飛行すべき固定湾
曲経路の旋回半径を、対地速度とは関係なく独立に発生
する。その固定湾曲経路の旋回半径と、対地速度とを利
用してバンク角バイアス指令を発生する。飛行機のバン
ク角を変化させる上記バンク角バイアス指令は、進入路
から離脱路へと固定湾曲経路に沿っている航空機の飛行
を確保するよう計算される。

このように、固定湾曲経路の旋回半径は、飛行機のバ
ンク角が小さくて良いように、保護空域を十分に利用し
てできるだけ大くでき、そして、航空機の対地速度は、
バンク角バイアス指令に影響を及ぼすが、旋回半径には
影響を及ぼさないから、航空機のバンク角度が必要以上
に大きくなることが回避でき、また、保護空域を侵す虞
れが解消できる。

〔実施例〕

まず、たとえばVORTAC11により定めることができる中
間地点10の進入路12から離脱路13への関連する水平飛行
パラメータが示されている第１図および第２図を参照す
る。VORTAC11に対する距離ｒと方位座標Ｔによつて地理
的位置が周知のやり方で決定される中間地点10には、進
入路12と離脱路13が組合わされる。北に対する進入路12
と離脱路13がそれぞれu₁、u₂として記されている。航空
機の地理的位置はVOR/DME受信機（第４図）によりVORTA
C11から通常のやり方で決定され、第１図と第２図に示
されているＲ、Ｖ座標として示される。中間地点10と、
VORTAC11と、航空機14との相互間の位置の北成分と東成
分も示されている。たとえば、VORTAC11に対する航空機
14の北座標と東座標が第２図にそれぞれNAV、EAVとして
示されている。同様に、VORTAC11に対する中間地点10の
北座標と東座標がそれぞれNWV、EWVとして示されてい
る。更に、NAWとEAWが中間地点10に対する航空機14の北
座標と東座標をそれぞれ示す。

本発明に従つて、中間地点10の周囲の最大交差トラツ
ク誤差すなわちMXTKを用いることにより、進入路12から
離脱路13へ円滑かつ制御された遷移を行うために航空機
14が飛行する一定の曲つた航空路15が発生される。一定
の曲つた航空路15は円形で、点ＡとＢにおいて進入路12
と離脱路13にそれぞれ接することが好ましい。第４図の
航空機バンク角度バイアス指令Pmが、航空機の対地速度
VGと遷移旋回半径TRの関数として決定される。それから
距離Ｄが決定される。この距離は進入路12上のＡ点の位
置を決定し、かつ旋回半径TRとともに、一定の曲つた航
空路15に対する旋回中心TCの位置を定める。

航空機14が航空路15に沿つて飛行するために、Ａ点に
おいて航空機のバンク姿勢が設定され、Ｂ点において航
空機は零バンク姿勢へ戻る。しかし、航空機はバンク姿
勢に入つたり、バンク姿勢から出ることは瞬時にはでき
ないから、航空機の関連するロール指令がＡ′点で航空
機へ与えられ、Ｂ′点において与えられなくなる。点
Ａ′とＢ′からの距離Ｄ′は乗客の快適さと航空機のロ
ール応答を考慮して決定される。ロール応答は、本発明
が適用される特定の航空機に従つて決定される。

航空機14がＡ点において指令されたバンク角度にある
と、航空機の機首向き速度が、理想化された静かな空気
環境において、曲つている航空路上に航空機を維持す
る。しかし、風、速度変化、釣合い条件等のために航空
機14が曲つている航空路15から外れることがある。それ
らの逸脱を修正するために、曲つている航空路15に対す
る交差トラツク誤差XTKとトラツク角度誤差TKEが発生さ
れて航空機の針路を制御し、後で説明するようにして操
縦士に表示する。第１図を参照しての説明を容易にする
ために、航空機14がＡ点にあるものとしばしば考える。
したがつて、旋回中心に対する航空機14の北座標と東座
標が、中間地点10に関する旋回中心の北成分と東成分を
示しているNTCWおよびETCWとして第２図に示されてい
る。

次に第４図も参照する。この図には、曲つている航空
路15を発生し、中間地点10の進入路から離脱路への遷移
においてその航空路15に沿つて飛行するように航空機14
を制御する装置の概略ブロツク図が示されている。第４
図の装置は複数の関数ブロツクを含む。それらの関数ブ
ロツクは種々の良く知られている装置の任意のもので実
現できる。たとえば、それらの関数ブロツクを専用の個
別アナログ回路またはデジタル回路により実現でき、あ
るいは汎用デジタルコンピュータ装置で実現できる。

VORTAC11からの信号に応じて、VOR受信機20がVOR方位
Ｖを供給し、DME受信機21がDME距離Ｒを供給する。距離
Ｒと方位データＶが関数ブロック22へ加えられる。この
関数ブロツク22においては、周知の座標変換機能F₁で、
VORTAC11に対する航空機のVOR VとDME Rデータを北座標
NAVと東座標EAVへ変換する。関数F₁を行うための回路は
周知であるから、その回路についての説明は省略する。
VOR VとDME Rのデータは関数ブロツク23と24へも供給さ
れる。関数ブロツク23と24においては、従来の回路実現
機能F₂とF₃が航空機のトラツク角度TAと対地速度VGをそ
れぞれ供給する。従来のコンパス装置29からの航空機の
機首方位HDGと、従来の空気データ装置28からの真の対
気速度TASを関数ブロツク24への入力として用いること
ができ、それにより対地速度VGの現在の正確な値を発生
する。ブロツク24の関数F₃は、本発明の譲受人へ譲渡さ
れた「ラジオ・ナビゲーション・システム（Radio Navi
gation System）」という名称の米国特許第3,919,529号
に開示されているようにして実現できる。

また、現在の航空機高度情報信号ALTを得るために空
気データ装置28を利用できる。その高度情報信号ALTは
ブロツク54の関数F₁₃への入力として用いられる。ブロ
ツク54の関数F₁₃は、下記の空域利用規則に従つて形成
される関数関係F₁₃に応答して、航空機高度ゾーン指定
信号ZDSを発生する。

第３図と第５図に示すように、かつ先に説明したよう
に、現在の空域規則は中途ゾーンEZおよび終りのゾーン
TZの２つのゾーンと、各ゾーンに対する保護される空域
の幅PAWとを指定している。中途ゾーンに対する幅PAWは
４海里で、終りのゾーンに対する幅PAWは２海里であ
る。本発明は、中途ゾーンEZを約5486m（18000フイー
ト）より高い任意の高度としておよび終りのゾーンを約
5486m（18000フイート）またはそれより低い高度と解釈
する。

以上の説明から、ゾーンの数と量は例としてのみ示し
たものであつて、本発明を限定することを意図するもの
ではないことがわかるであろう。また、それらの数は現
在の諸規則の解釈だけである。

第４図の装置は、航空機の飛行計画についての航行デ
ータを格納するためのコンピュータ25も含む。たとえ
ば、特定の飛行の前に、飛行計画に沿う中間地点の全て
の地理的位置と、関連するVORTACの位置とを予めロード
できる。たとえば、中間地点10の進入路12上に航空機が
あると、コンピュータ25は、中間地点10に対する予め格
納されている進入路U₁および離脱路U₂と、VORTAC11に対
する中間地点10の方位Ｔおよび距離ｒとを供給する。コ
ンピュータ25は、進入路12から離脱路13への旋回が逆時
計回りか、時計回りかに従つて制御信号CCWまたはCWも
供給する。

コンピュータ25は操縦士手動データ入力装置26から信
号を受けることもできる。この手動データ入力装置によ
り操縦士はコンピュータ25に格納されているデータを変
更でき、または新しいデータをコンピュータへ入れるこ
とができる。手動データ入力装置26は、たとえば、デー
タをコンピュータ25へ周知のやり方で入力するための従
来の英数字および個別データキーボード入力装置として
実現できる。手動データ入力装置26は、たとえば、操縦
士がコンピュータ25に格納されている飛行計画から外れ
ることを希望した時に、手動データ入力装置26を利用で
きる。

VORTAC11に対する中間地点10の方位および距離データ
（T,r）が関数ブロツク27へ加えられる。この関数ブロ
ツク27は、T,rをVORTAC11に対する中間地点の北座標NWV
と東座標EWVへそれぞれ変換する従来の座標変換関数F₄
を周知のやり方で変換する。ブロツク22からの信号NAV
とブロツク27からの信号NWVは代数和装置30へ加えられ
て、中間地点10に対する航空機14の北座標NAWとなる。
同様に、ブロツク22からのEAV信号とブロツク27からのE
WV信号が代数和装置31へ加えられて、中間点10に対する
航空機14の東座標EAVとなる。

コンピュータ25からの進入路信号u₁と離脱路信号u₂は
関数ブロツク32′へ加えられる。その関数ブロツクは関
数du＝u₂−u₁を計算する。関数ブロツク32′からの航空
路変化信号すなわちdu信号と、関数ブロツク54からのゾ
ーン指定信号ZDSは関数ブロツク52へ加えられる。この
関数ブロツク52は、航空路の変化du＝u₂−u₁とゾーン指
定信号ZDSの関数関係F₁₂（第５図）に従つて、最大交差
トラツク誤差信号MXTKを供給する。

MXTK信号は航空路変化信号duとともに関数ブロツク52
へ入力される。この関数ブロツク52は、関数F₁₆は従つ
て、旋回半径信号TRを発生する。旋回半径信号は航空機
速度信号VGとともに、関数ブロツク58へ加えられる。こ
の関数ブロツクは、関数F₁₅に従つて、バンク角度バイ
アス指令信号Pmを発生する。このバンク角度バイアス指
令信号PmはＡ′点（第１図）において航空機へ加えられ
て、航空機がＡ点に達した時に指令されたバンク角度を
とるようにして、後で説明するようにして、航空機に一
定の曲つた航空路15に沿つて飛行させる。

関数関係F₁₂（第５図）により発生される最大交差ト
ラツク誤差信号は下記のように表すことができること、 du＜90゜に対して ZDS＝EZならばMXTK＝（k₃）（du）または ZDS＝TZならばMXTK＝（k₄）（du）および、 90゜＜du＜135゜に対して ZDS＝EZならばMXTK＝（k₅＋k₆）（du）または ZDS＝TZならばMXTK＝（k₇＋k₈）（du）ここに、du＝度で表したコース変化信号 MVTK＝海里で表した最大交差トラツク誤差信号 ZDS＝ゾーン指定信号 EZ＝中途高度ゾーン TZ＝終り高度ゾーン k₃〜k₈＝duと高度ゾーンの与えられた組合わせに対する
定数であり、および第５図のグラフで示されている関係に従つてブ
ロツク52により実現されることがわかるであろう。その
グラフには、典型的な保護される空域の幅PAWと、最大
交差トラツク誤差と、航空路変化と、高度ゾーンとの関
数関係が示されている。第５図に示されている関数関係
は、格納テーブル、ダイオードマトリツクス等のような
従来の装置により容易に実現される。ブロツク52はブロ
ツク32′からの信号du＝u₂−u₁に応答し、この差信号は
ブロツク54からのゾーン指定信号ZDSとともに関数発生
装置をアドレスして、第５図に示されている関連する最
大交差トラツク誤差信号MXTKを供給する。

第４図を再び参照して、先に説明したように、ブロツ
ク52からの最大交差トラツク誤差信号MXTKと、ブロツク
32′からの航空路変化信号duは機能ブロツク56へ加えら
れて、円形航空路15のための旋回半径信号TR（第１図）
を関数F₁₆に従つて次式のように発生する。

F₁₆＝16＝MXTK/〔１−cosine（du/2）〕先に説明したように、各種の適当な周知のアナログ回
路およびデジタル回路で関数F₁₆を容易に実現できるこ
とがわかる。

ブロツク32′からのdu信号と関数ブロツク33からの旋
回半径信号TRとともに機能ブロツク34へ加えられ、Ａ点
と第１図の中間地点10の間の距離に従つて信号Ｄを発生
する。距離信号Ｄは関数F₇に従つて次式のように発生さ
れる。

F₁₇＝Ｄ＝TRtandu/2 ここに、先に述べたようにdu＝u₂−u₁である。ブロツ
ク56について上で述べたように、関数F₇に従つて都合の
良い任意のやり方でブロツク34を実現できる。

コンピュータ25からの信号u₁と、関数ブロツク56から
の旋回半径信号TRと、関数ブロツク34からの信号Ｄとは
関数ブロツク35へ加えられて、中間地点10（第２図）に
対する旋回中心TCの位置の北座標NTCWと東座標ETCWを関
数F₈に従つて下記のように発生する。

F₈＝NTCW＝−Dcos u₁−TRsin u₁北座標 F₈＝ETCW＝−Dsin u₁＋TRcos u₁東座標ブロツク35は、ブロツク56について述べたように、都
合の良い任意のやり方で実現される。

ブロツク35からの信号NTCWと代数和装置30からの信号
NAWは代数和装置36で組合わされて、旋回中心TCに対す
る航空機の位置の北座標信号NTCAを得る。同様にして、
代数和装置37がブロツク35からの信号ETCWと代数和装置
31からの信号EAWを組合わせて旋回中心に対する航空機
位置の座標信号ETCAを生ずる。信号NTCAとETCAは関数ブ
ロツク40へ入力として加えられる。その関数ブロツクに
おいては、第１図に示されている量T₁が関数F₉に従つて
次のように発生される。

F₉＝T₁＝tan^-1（NTCA/ETCA）ここに、T₁は曲つている航空路15上の航空機の角度位
置を表す。

関数ブロツク23からのトラツク角度信号TAと、コンピ
ュータ25からの信号CC/CCWと、関数ブロツク40からの信
号T₁と、90度を表す一定信号とが関数ブロツク41へ加え
られ、トラツク角度誤差TKEを関数F₁₀に従つて次のよう
に発生する。

CCW旋回に対して F₁₀＝TKE＝（T₁−90゜）−TA CW旋回に対して F₁₀＝TKE＝（T₁＋90゜）−TA このTKE信号は線42と利得ブロツク43へ加えられる。
この利得ブロツク43は信号TKEへ利得k₂を周知のやり方
で加える。その利得は航空機の特性と速度に従つて選択
され、通常のように調整される。

コンピュータ25からの信号CC/CCWと、関数ブロツク56
からの旋回半径信号TRと、代数和装置36からの信号NTCA
と、代数和装置37からの信号ETCAとは関数ブロツク44へ
加えられて、交差トラツク誤差信号XTKを関数F₁₁に従つ
て次のように発生する。

CCW旋回に対して F₁₁＝XTK＝（NTCA²＋ETCA²）^1/2−TR CW旋回に対して F₁₁＝XTK＝TR−（NTCA²＋ETCA²）^1/2 信号XTKはリード45と利得ブロツク46へ加えられる。
この利得ブロツク46は、ブロツク43について説明したの
と同様なやり方で信号XTKに利得を加える。利得ブロツ
ク46からの利得を調整された信号XTKは、代数和装置47
において、ブロツク58からのバンク角度指令信号Pmに組
合わされる。代数和装置47の出力と利得ブロツク43から
の利得を調整された信号TKEは代数和装置50において加
え合わされて、システムステアリング信号Pcをリード51
へ加える。この信号Pcは次のように表せる。

Pc＝Pm−k₁XTK−k₂TKE リード51上のステアリング信号Pcは航空機の自動飛行
制御装置のロールチヤネルと、航空機のフライトデイレ
クタ指示器の水平ステアリングキユーへ加えることが好
ましい。リード42上のトラツク角度誤差信号TKEは航空
機の水平状況指示計の指示されたヘツデイングバグ（he
adingbug）へ加え、リード45上の交差トラツク誤差信号
XTKは水平状況指示計の水平逸脱指示器へ加えることが
好ましい。

次に動作を説明する。関数ブロツク34からの信号Ｄ
と、Ｄ′の前記所定値とにより示されているように、航
空機がＡ′点（第１図）に達すると、航空機の制御が従
来の手段（図示せず）によつて、進入路12（第１図）の
ための直線制御装置から第４図の曲つた航空路制御装置
へ切換えられる。関数ブロツク58からの信号Pmが代数和
装置47と50を介してリード51へ加えられ、Ａ点において
航空機にバンク角度Pmをとらせる。そのバンク角度Pm
は、代数和装置36と37からのそれぞれの信号NTCAとETCA
により決定される旋回中心を中心として、かつ関数ブロ
ツク56により決定される旋回半径TRで、航空機を旋回さ
せようとする。航空機が曲つた航空路15の上にある時
は、リード42上のトラツク角度誤差信号と、リード45上
の交差トラツク誤差信号は共に零であるから、ステアリ
ング信号Pcはバンク角度指令Pmに等しい。このバンク角
度指令は、航空機を角Pmでバンクした状態に保つことに
より、曲つている航空路15上に航空機を保とうとする。
たとえば風等のトランジエントまたは航空機の構造の変
化により、曲つている航空路から航空機が外れると、関
数ブロツク41からのトラツク角度誤差信号と、関数ブロ
ツク44からの交差トラツク誤差信号との、ステアリング
指令Pcにおいて組合わされた組合せが航空機を曲つてい
る航空路へ戻そうとする。

上記の計算された値Ｄと所定の値Ｄ′から決定される
ように、航空機がＢ′点（第１図）に達すると、離脱路
13については、航空機の制御は、示していない装置によ
り、第４図の曲つている航空路制御装置から直線制御装
置へ切換えられるから、航空機はＢ点に達するまでに翼
レベル飛行へ戻つて、中間地点10の進入路12から離脱路
13への遷移を終了する。

関数ブロツク44からの交差トラツク誤差はリード45を
介して水平状況指示器HSIの水平ずれキユーへ加えら
れ、かつ航空機が航空路の遷移を行う時にその誤差は曲
つている航空路15について計算されるから、希望の曲つ
た航空路をとるためには、操縦士は水平のずれ指示器の
指示を中央に維持することが必要なだけであることがわ
かるであろう。同様に、関数ブロツク41からのトラツク
角度誤差がリード42を介してHSIの指令されたヘツデイ
ングバグへ加えられ、その誤差は曲つている航空路15に
ついて計算されるから、指令されたヘツデイングバグ
は、航空機が曲つている航空路に沿つてコースの遷移を
行うにつれて、HSIの指示の下に中心を保つ。指令され
たヘツデイングバグの下に航空機の旋回速度に等しい速
度に低下しているHSIのコンパスカードにより、新しい
コースが第１図のＢ点で達成されるまで、曲つている航
空路15に沿う航空機の旋回速度が操縦士へ表示される。
このように、本発明は、旋回を行つている航空機を、直
線トラツクを飛行している時と同じステアリング則およ
び同じ出力を利用することにより誘導し、更に一貫した
HSI表示則を許すものである。したがつて、HSIは、遷移
全体を通じて、システムの性能の明確で、中断のない表
示を操縦士に対して行うことがわかる。

次に、本発明の別の実施例が示されている第６図を参
照する。VOR受信機20と、DME受信機21と、操縦士手動デ
ータ入力装置26とは入力をプログラム式汎用デジタルコ
ンピュータ60へ供給する。それらのブロツク20,21,26は
第４図について上で説明したものに類似する。適当であ
れば、コンピュータ60の入力インターフエイスにおいて
従来のアナログ−デジタル変換器（図示せず）を利用で
きる。リード42上のトラツク角度誤差信号TKEと、リー
ド45上の交差トラツク号差信号XTKと、リード51上のス
テアリング信号Pcとを供給するためにコンピュータ60は
プログラムされる。それらの信号の性質と目的について
は第３図に関して先に説明した。

上記のようにVORデータとDMEデータから信号NAV、EA
V、トラツク角度および対地速度VGを発生させるため
に、コンピュータ60は従来の周知のやり方でプログラム
される。また、第４図のコンピュータ25について先に説
明したのと同様にして、コンピュータ60はVORTACと飛行
計画の中間地点とについてのデータu₁、u₂、Ｔ、ｒ、CC
WまたはCWを格納する。それらのデータは前記したよう
にして、操縦士手動データ入力装置26により変更および
補充できる。また、コンピュータ60は、それに格納され
ているデータＴとｒから信号NWVとEWVを発生するため
に、周知の従来のやり方でプログラムできる。

第１図の曲つている航空路15に沿つて航空機を操縦す
るために、航空機の自動飛行制御装置（AFCS）61のロー
ルチヤネルへステアリング信号Pcが加えられる。したが
つて、航空機のロール姿勢面を制御するために、AFCS61
の出力が適切なリンク機構62と機械的な加算装置63を介
して加えられる。ステアリング信号Pcは航空機のフライ
トデイレクタ64へも加えられる。このフライトデイレク
タは従来の姿勢デイレクタ指示器65を含む。ロール指令
信号Pcがその姿勢デイレクタ指示器65の横ステアリング
キユーへ加えられる。操縦士は手動制御信号を適切な制
御機およびリンク機構67を介して加え、姿勢デイレクタ
指示器65の水平ステアリングキユーを周知のやり方で中
心に維持することにより、曲つている航空路15に沿つて
航空機を操縦する。

リード45上の交差トラツク誤差信号XTKと、リード42
上のトラツク角度誤差信号TKEが航空機の水平状況指示
器（HSI）へ加えられる。交差トラツク誤差信号が横ず
れバーへ加えられ、トラツク角度誤差信号がHSI70の指
令されたヘツデイングバグへ加えられる。操縦士66は、
HSI70の観察により航空機の水平状況を見積ることに加
えて、制御機およびリンク機構67を介して航空機を第１
図の曲つている航空路15に沿つて操縦するために、表示
されている情報も利用できる。たとえば、HSIの指示の
下に、指令されているヘツデイングバグを中心に維持
し、かつ横のずれバーを中心に維持することにより、航
空機を曲つている航空路15に沿つて良く操縦できる。

以上の説明から、本発明の上記実施例の素子のうち、
旋回中心パラメータと、旋回半径パラメータと、T₁パラ
メータとを発生する素子は、中間地点の進入路と離脱路
に関する曲つている航空路を発生する手段を含むことが
わかるであろう。更に、交差トラツク誤差と、トラツク
角度誤差と、ステアリング信号Pcとを発生する手段は、
曲つている航空路に沿つて航空機を操縦するために、そ
の航空路についてのずれ信号を発生する手段を含むこと
もわかるであろう。

更に、以上の説明から、飛行中間地点における区間切
換え中に本発明を利用することにより、一定の曲つてい
る航空路を用いる遷移によつて航空機が誘導されること
もわかるであろう。交差トラツク誤差とトラツク角度誤
差は一定の曲つている航空機に関して計算され、かつ、
AFCSとフライトデイレクタのためのバンク指令信号Pcの
計算に利用される。曲つている航空路についてのトラツ
ク角度誤差と交差トラツク誤差を用いると、航空機が曲
つている航空路に沿つてうまく飛行している時にバンク
指令が零になるから、Ａ′点においてバンク角バイアス
指令信号Pmは計算で混合されて、曲つている航空路に沿
つて航空機が良く飛行している時に、航空機が適正なバ
ンク角度を確実に維持するようにする。Ｂ′点において
バンク角度バイアス指令は除去され、離脱路に関する交
差トラツク誤差とトラツク角度誤差が計算のために用い
られ、その結果として、Ｂ点において航空機のレベルを
曲つている航空路から次の区間への円滑な遷移でロール
させるステアリング信号が発生されることになる。交差
トラツク誤差とトラツク角度誤差は所定の曲つている航
空路に関して計算され、かつHSI上に表示されるから、
操縦士は横のずれとヘツデイング指令を整列させること
を許され、それにより、次の区間のオーバーシユートま
たはアンダーシユートなしに手動による区間から区間へ
の遷移を行なえるようにされる。したがつて、本発明を
利用する航空機の無線航法装置は、航空機の飛行計画の
１つの区間から次の区間への遷移中に、航空機を制御し
つつ誘導する。したがつて、一定の曲つている航空路の
旋回を行わせることにより、１つのトラツクから別のト
ラツクへ遷移する時に、とくに、保護される空域の幅PA
Wにおける、またはそれの内部における正確に制御され
た円形の遷移航空路を有するターミナル領域において
は、操縦士は彼の位置の認識をより良く維持できる。こ
の種の制御誘導は、航空機法が旋回中および直線区間に
おいて航空機の正確な間隔をとらせるために、航空交通
管制官が航空機の無線航法装置に対する要求である。

このように、本発明は、所定の旋回半径を用いる所定
の中間地点遷移により航空機のステアリングを行うもの
であつて、最大許容空域を利用する一定の曲つている遷
移航空路を計算する。この結果として、乗客を快適にす
るためにバンク角度が最小になる。

また、本発明は、与えられた中途ゾーンまたは終りの
ゾーンに対する保護されている空域の幅をより多く利用
するために、遷移の形状を基にして弧の旋回半径のため
のパラメータを計算するから、本発明の一定の曲つてい
る遷移航空路を完全に予測できる。航空機の対地速度だ
けがバンク角度に影響し、航空機がたどる遷移航空路は
影響しない。本発明の旋回角度は最大交差トラツク誤差
にあるから、航空機が飛行するトラツク距離は従来の装
置より短く、それにより、中間地点の進入区間と離脱区
間の間の遷移における燃料消費量が減少し、時間が短縮
される。

また、最大交差トラツク誤差により定められる一定の
曲つている航空路を飛行することにより、本発明を利用
する航空機は中間地点コース変更中の保護される空域の
幅をこえることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は一定の曲つている中間点における進入路から離
脱路へのそのような中間点遷移についての幾何学的パラ
メータを示す線図、第２図は別の幾何学的パラメータを
示す第１図の類似の線図、第３図は一定の曲つている航
空路中間地点の周囲の最大航空機ずれ距離と保護される
空域の幅を示すそのような中間地点の遷移の線図、第４
図は航空機用の本発明の一定の曲つている航空路中間地
点遷移発生および制御装置の概略ブロツク図、第５図は
中間地点における最大交差トラツク誤差と姿勢ゾーンと
の間の関数関係を示すグラフ、第６図は本発明の別の実
施例の概略ブロツク図である。 22,23,24,27,34,35,40,41,44,52,54,56,58……関数ブロ
ツク、25……コンピュータ、30,31,36,37,43,46,50……
代数和装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】保護空域で囲まれている中間地点に対する
進入路から離脱路へとトラックに沿って航空機を移行さ
せるエリア航法用装置であって、進入および離脱の飛行
が前記保護空域内に制限されており、 a. 前記航空機の高度を表す高度信号を発生する手段
と、 b. 前記航空機の速度を表す速度信号を発生する手段
と、 c. 前記進入路の前記離脱路との間でのコース変化角度
を表すコース変化信号を発生する手段と、 d. 前記高度信号を使用して、中途ゾーンにあるのか終
わりのゾーンにあるのかを表すゾーン指定信号を発生す
る手段と、 e. 前記コース変化信号と前記ゾーン指定信号とを組み
合わせて、航空機に許容される進入路または離脱路から
のずれの最大距離を表す最大交差トラック誤差を発生す
る手段と、 f. 前記コース変化信号と前記最大交差トラック誤差信
号とを組み合わせて、前記保護空域内での前記トラック
を前記航空機が飛行する場合の固定湾曲経路の半径を表
している旋回半径信号を発生する手段と、 g. 前記コース変化信号と前記旋回半径信号とを組み合
わせて、前記中間地点から、前記固定湾曲経路が前記進
入路と接する点までの距離を発生する手段と、 h. 前記旋回半径信号と前記速度信号とを組み合わせ
て、前記航空機が前記固定湾曲経路に沿って飛行するバ
ンク角度を表しているバンク角度バイアス指令信号を発
生する手段とを備えている、エリア航法用装置。