JP6256898B1

JP6256898B1 - 横風着陸安全装置

Info

Publication number: JP6256898B1
Application number: JP2017143391A
Authority: JP
Inventors: 法一竹中
Original assignee: 竹中正次
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2037-07-25
Also published as: US10640201B2; US20190031326A1; JP2019025923A

Abstract

【課題】横風着陸安全装置において、飛行機が空港の滑走路に着陸する際に横風が吹いている場合に、より安全に着陸することを可能とすることである。【解決手段】横風着陸安全装置１０は、滑走路３に対して横風が吹いている際に飛行機１が滑走路３に横風着陸する際の飛行機の横風着陸安全装置１０であって、飛行機１の機体８の先頭部１Ｔを風上に向けた際に飛行機１の車輪が飛行機１の進行方向を向くように前記車輪の向きを制御する制御部１４を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、横風着陸安全装置に関する。

従来、飛行機が空港の滑走路に着陸する際に横風が吹いている場合、飛行機の機体が横風に流されてしまうと危険を伴う場合がある。このため、横風に対して流されないように風上方向へ機体を向けて飛行する着陸手法が取られている。しかし、機体が滑走路に対して斜めのままで着地すると、車輪に横方向への過大な負荷が生じ、車輪のバーストが生じてしまう虞がある。また、斜めのまま着陸すると、機体が傾き、主翼が地面に接触して事故に繋がる可能性がある。このため、従来、着地寸前に機体が滑走路と平行となるように舵を切ってから着陸するようになされている。

本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１には、航空機の位置を検出する方法であって、伝達された複数の光信号を伝送するステップと、複数の伝達された光信号からのリターン光信号を受信するステップと、リターン光信号の波長の変化を検出するステップと、波長の変化に基づいて航空機の高度、対地速度及び相対風を含む複数のパラメータの内、少なくとも２つのパラメータを決定するステップと、を備えてなる方法が開示されている。

特表２０１０−５１９１２９号公報

上記のように、滑走路に対して斜めになった機体を着陸寸前に滑走路と平行になるように舵を切ることはパイロットの操縦の技術力に依存するところが大きく、熟練度の低いパイロットが操縦すると着陸に危険を伴う虞がある。また、機体を真っ直ぐにしてから急な突風の横風が吹くと再度機体を斜めにした後に再び真っ直ぐにする必要があり、現実には着陸のやり直しが生じてしまう。

本発明の目的は、飛行機が空港の滑走路に着陸する際に横風が吹いている場合に、より安全に着陸することを可能とする横風着陸安全装置を提供することである。

本発明に係る横風着陸安全装置は、滑走路に対して横風が吹いている際に飛行機が前記滑走路に横風着陸する際の前記飛行機の横風着陸安全装置であって、前記飛行機の機体の先頭部を風上に向けた際に前記飛行機の車輪を構成する前脚及び主脚が前記飛行機の進行方向を向くように前記車輪の向きを自動的に制御する自動モードを有する制御部を備え、前記制御部は、前記滑走路に着陸した後に前記車輪の主脚を引き続き前記飛行機の進行方向を向くように前記車輪の向きを自動的に制御しつつ、前記車輪の前記前脚を舵で手動操作可能にする滑走モードに変更することを特徴とする。

また、本発明に係る横風着陸安全装置において、前記飛行機の機体の先頭部を風上に向けた際に前記飛行機の進行方向に対する前記機体の傾きを検知する傾斜検知部を備え、前記制御部は、前記傾斜検知部に基づいて前記飛行機の車輪が前記飛行機の進行方向を向くように前記車輪の向きを制御することが好ましい。

また、本発明に係る横風着陸安全装置において、前記傾斜検知部は、前記飛行機の機体に設けられるジャイロセンサによって求められる前記機体の向きと前記飛行機の進行方向とがなす角度で傾きを求め、さらに、前記飛行機の機体に設けられるＧＰＳから得られた時間的な位置情報の変化に基づいて、前記飛行機の進行方向を求める方向検知部を備えることが好ましい。

本発明によれば、飛行機の機体を滑走路に対して斜めにした場合であっても、飛行機の車輪が飛行機の進行方向に向けられるため、着陸寸前で飛行機の機体を戻す必要が無い。これにより、より安全に着陸することができる。

本発明に係る実施形態において、飛行機の車輪を制御する横風着陸安全装置を示す図である。本発明に係る実施形態において、横風が吹いた状態で飛行機を滑走路に着陸させる様子を示す図である。本発明に係る実施形態において、横風が吹いた状態で飛行機が滑走路に着陸する際の車輪制御を行う手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、飛行機１の車輪を制御する横風着陸安全装置１０を示す図である。図２（ａ）は、飛行機１の機体８を風上に向けて滑走路３に着陸する様子を示す図であり、図２（ｂ）は、飛行機１が滑走路３に着陸した後に機体８を滑走路３の進行方向に向ける様子を示す図である。図３は、横風着陸安全装置１０を用いて、横風が吹いた状態で飛行機１が滑走路３に着陸する際の車輪制御を行う手順を示すフローチャートである。

横風着陸安全装置１０は、滑走路３に対して横風Ａが吹いている状況で飛行機１が滑走路３に横風着陸する際の飛行機１に車輪の制御を行うシステムである。ここでは、飛行機１の車輪とは、前脚２と主脚４，６との夫々を示している。

なお、通常時は、飛行機１のパイロットが舵を切ることで前脚２の向きを変え、主脚４，６が固定状態となる手動モードに設定されており、横風着陸時は、後述する自動モードに切り替えられる。

横風着陸安全装置１０は、傾斜検知部１２と、制御部１４と、着地センサ１６と、ＧＰＳ１９とを備える。

傾斜検知部１２は、飛行機１の機体８の先頭部１Ｔを横風Ａの風上に向けた際に飛行機１の進行方向に対する機体８の傾きを検知する機能を有している。

傾斜検知部１２は、ジャイロセンサ１８によって求められる機体８の向きと飛行機１の進行方向とがなす角度で傾斜を求める。ここで、ジャイロセンサとは、コリオリ力を利用して飛行機１の機体８の角度を求めている。

ここで、「コリオリ力」とは回転運動している状態で、さらに並進運動を行うと，横向きに逸れるような見かけの力のことを意味する。図１に示されるように、上向きの右ねじ方向の回転軸を中心に、ジャイロセンサ１８が角速度ωで回転している中で、ジャイロセンサ１８の内部で物体が速度Ｖで運動すると，内部でコリオリ力ｆが発生する。

コリオリ力によりジャイロセンサ１８を構成する振動体のねじり力を求めて角速度を算出する。この角速度を積分処理することで飛行機１の機体８の角度を求めることができる。

ＧＰＳ１９は、米国国防省が管理する複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、それぞれのＧＰＳ衛星との距離を割り出すことで、ＧＰＳ１９を有する飛行機１の現在位置を割り出している。ＧＰＳ１９によって求められた飛行機１の位置情報の軌跡を分析することで飛行機１の進行方向が求められる方向検知部として機能する。

なお、ここではＧＰＳ衛星は、米国国防省が管理する衛星であるものとして説明したが、その他の衛生であってもよく、例えば、宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）が管理する準天頂衛星であってもよい。

このように求められた飛行機１の機体８と飛行機１の進行方向と一致する滑走路３の進行方向に沿ったセンターラインＣとがなす角度θが求められる。なお、飛行機１が滑走路３に着陸する際には飛行機１の進行方向と滑走路３のセンターラインＣの方向とが一致するように操縦される。

制御部１４は、傾斜検知部１２に基づいて、飛行機１の前脚２と主脚４，６を含む車輪が飛行機１の進行方向を向くように前脚２と主脚４，６の向きを自動的に制御する。具体的には、飛行機１の機体８と滑走路３（飛行機１の進行方向）とがなす角度θだけ前脚２と主脚４，６を回動させて滑走路３のセンターラインＣの方向と一致させるような自動モードによる制御がなされる。

なお、上記のように、横風着陸を行う場合に、図示しない横風着陸ボタンを操作することで、前脚２を手動で舵を切れる手動モードから、制御部１４による自動モードに切り替わる。

また、制御部１４は、後述する着地センサ１６によって横風着陸の状態で着陸したことを検知した場合に自動モードから手動モードへと切り替わる。これにより、飛行機１のパイロットは舵を切って前脚２を操作することができる。

着地センサ１６は、飛行機１が着陸した際に前脚２と主脚４，６とが滑走路３に押圧されたことを検知する圧力センサを用いて構成される。着地センサ１６は、横風着陸時の自動モード時に作動し、制御部１４に対して検知結果を出力することができる。ここでは、着地センサ１６は、圧力センサを用いるものとして説明するが、もちろん、その他のセンサを用いてもよく、例えば、タイヤの回転数を検知することで着地を検出してもよい。

続いて、上記構成の横風着陸安全装置１０の作用について説明する。飛行機１が滑走路３に着陸する際に、滑走路３に対して横風があるか否かを判断する（Ｓ２）。横風の有無については、飛行機１自体に風速センサを設けて検知してもよいが、飛行場に設けられた風速センサを用いてもよい。Ｓ２の工程において、横風が無いと判断した場合には、Ｓ１０の工程へと進む。

Ｓ２の工程において、横風が有ると判断した場合には、飛行機１の機体８を横風Ａの風上に向けるようにパイロットが操作する（Ｓ４）。これにより、図２（ａ）に示されるように、飛行機１の機体８の向きと横風Ａの向きとが一致するため、飛行機１の着陸の際に横風に流させてしまうことを防止することができる。

Ｓ４の工程が終わると、傾斜検知部１２のジャイロセンサ１８によって求められる機体８の向きと飛行機１の進行方向とがなす角度θで傾斜を求める（Ｓ６）。このように求められた角度θに関する情報が制御部１４に伝送される。

Ｓ６の工程が終わると、傾斜検知部１２から伝送された角度θに基づいて、前脚２と主脚４，６を含む車輪が飛行機１の進行方向（滑走路３のセンターラインＣ）に一致するように制御がなされる（Ｓ８）。これにより、飛行機１の機体８を傾けたままの状態で着陸することができる。

Ｓ１０の工程では、飛行機１の機体８が滑走路３に着陸したか否かが判断される（Ｓ１０）。この工程は、着地センサ１６の機能によって実行される。Ｓ１０の工程において、着陸していないと判断した場合は、再びＳ１０の工程へと戻る。

Ｓ１０の工程において、飛行機１が滑走路３に着陸したと判断した場合には、着陸モードから滑走モードに切り替わるため、パイロットは前脚２を手動で操作しつつ、主脚４，６は引き続き進行方向を向くように制御する（Ｓ１２）。これにより、飛行機１のパイロットは舵を切って図２（ｂ）に示されるように飛行機１の機体８を滑走路３のセンターラインＣ（進行方向）に一致させることができる。飛行機１の機体８を滑走路３と平行にして主脚４，６は機軸と平行になった時点で固定される。

このように、横風着陸安全装置１０によれば、横風Ａが吹いた状況の中で、飛行機１が滑走路３に着陸する際に、飛行機１の機体８が流されないように横風Ａの風上に向けたままの状態で着陸することができる。

この際、前脚２と主脚４，６を含む車輪は滑走路３のセンターラインＣの方向と一致しているため、車輪に過大な負担をかけることを抑制することができる。また、従来のように着陸直前で機体８の向きを元に戻すような必要もないため、より安全に着陸することができる。

なお、ここでは、制御部１４は、傾斜検知部１２に基づいて、飛行機１の前脚２と主脚４，６を含む車輪が飛行機１の進行方向を向くように前脚２と主脚４，６の向きを自動的に制御するものとして説明したが、傾斜検知部１２を用いずに飛行機１の進行方向を向くように制御してもよい。例えば、ＧＰＳ１９により求められた飛行機１の進行方向を常に車輪（前脚２，主脚４，６）が向くように制御することも可能である。

１飛行機、１Ｔ先頭部、２前脚、３滑走路、４，６主脚、８機体、１０横風着陸安全装置、１２傾斜検知部、１４制御部、１６着地センサ、１８ジャイロセンサ、１９ＧＰＳ。

Claims

滑走路に対して横風が吹いている際に飛行機が前記滑走路に横風着陸する際の前記飛行機の横風着陸安全装置であって、
前記飛行機の機体の先頭部を風上に向けた際に前記飛行機の車輪を構成する前脚及び主脚が前記飛行機の進行方向を向くように前記車輪の向きを自動的に制御する自動モードを有する制御部を備え、
前記制御部は、前記滑走路に着陸した後に前記車輪の主脚を引き続き前記飛行機の進行方向を向くように前記車輪の向きを自動的に制御しつつ、前記車輪の前記前脚を舵で手動操作可能にする滑走モードに変更することを特徴とする横風着陸安全装置。
請求項１に記載の横風着陸安全装置において、
前記飛行機の機体の先頭部を風上に向けた際に前記飛行機の進行方向に対する前記機体の傾きを検知する傾斜検知部を備え、
前記制御部は、前記傾斜検知部に基づいて前記飛行機の車輪が前記飛行機の進行方向を向くように前記車輪の向きを制御することを特徴とする横風着陸安全装置。
請求項２に記載の横風着陸安全装置において、
前記傾斜検知部は、前記飛行機の機体に設けられるジャイロセンサによって求められる前記機体の向きと前記飛行機の進行方向とがなす角度で傾きを求め、さらに、前記飛行機の機体に設けられるＧＰＳから得られた時間的な位置情報の変化に基づいて、前記飛行機の進行方向を求める方向検知部を備えることを特徴とする横風着陸安全装置。