JP6976833B2 - 摩耗量予測方法、摩耗量予測装置、及び摩耗量予測プログラム - Google Patents

Description

本発明は、摩耗量予測方法、摩耗量予測装置、及び摩耗量予測プログラムに関する。

従来より、航空機用タイヤの摩耗量を予測する技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る方法は、使用条件に応じて区分けされた複数の走行状態（例えば、タッチダウン走行状態、タッチダウン後減速走行状態、タキシー走行状態など）に対応する複数の摩耗エネルギーを取得し、取得した摩耗エネルギーに基づいて航空機用タイヤの摩耗量を予測するものである。また、特許文献１に係る方法は、航空機用タイヤの摩耗量を予測する際に、特許文献２などに記載された試験装置の測定データを用いている。

特開２０１３−１１３７２４号公報 特許第４１９８６１０号

しかしながら、特許文献１に係る方法は、航空機用タイヤが実際に使用される場面において、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することが困難な場合がある。航空機用タイヤが実際に使用される場面において、各空港の路面状態、タキシー走行に係る距離、旋回の頻度、機体の総重量、乗客の着座位置や貨物による機体の重心位置の変化などにより、航空機用タイヤの摩耗量は、大きく変動するからである。試験装置の測定データが、これらの要素を含まない場合、特許文献１に係る方法では、航空機用タイヤが実際に使用される場面において、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することは難しい。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、航空機用タイヤが実際に使用される場面において、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することができる摩耗量予測方法、摩耗量予測装置、及び摩耗量予測プログラムの提供を目的とする。

本発明に係る摩耗量予測方法は、航空機用タイヤの内圧とフリーローリング走行状態における航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、内圧に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _ｐ を算出する。また、摩耗量予測方法は、航空機用タイヤにかかる荷重と摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、荷重に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _Ｌ を算出する。また、摩耗量予測方法は、航空機の速度と摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、速度に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _Ｖ を算出する。また、摩耗量予測方法は、航空機用タイヤに発生するスリップ角と摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、スリップ角に依存する摩耗エネルギーΔＥ_Ｓを算出する。また、摩耗量予測方法は、航空機の制動力と摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、制動力に依存する摩耗エネルギーΔＥ_Ｂを算出する。摩耗量予測方法は、係数Ｅ_ｐと、係数Ｅ_Ｌと、係数Ｅ_Ｖと、摩耗エネルギーＥ _ＦＲ と、摩耗エネルギーΔＥ_Ｓと、摩耗エネルギーΔＥ_Ｂと、所定の摩耗エネルギーと所定の摩耗量との関係を示す摩耗抵抗Ｒとに基づいて、航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測する。

本発明によれば、航空機用タイヤが実際に使用される場面において、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することができる。

図１Ａは、摩耗量予測装置とネットワークと航空会社との関係を示す概略図である。 図１Ｂは、本発明の本実施形態に係る摩耗量予測装置の概略構成図である。 図２は、本発明の本実施形態に係る摩耗量予測装置の一動作例を説明するフローチャートである。 図３は、制動Ｇとブレーキ圧との関係を示すグラフである。 図４は、航空機用タイヤの内圧と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図５は、航空機用タイヤにかかる荷重と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図６は、航空機の速度と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図７は、航空機用タイヤに発生するスリップ角と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図８は、航空機の制動力と摩耗エネルギーとの関係を示すグラフである。 図９は、航空機用タイヤに形成される周方向溝とリブについて説明する背面図である。 図１０は、本発明の本実施形態に係る摩耗量予測装置の一動作例を説明するフローチャートである。 図１１は、航空機の静荷重を説明する側面図である。 図１２は、航空機の動荷重を説明する側面図である。 図１３は、航空機の動荷重を説明する背面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１Ａに示すように、摩耗量予測装置１０は、例えば、汎用のコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含むメモリを含むプロセッサを備える。ＣＰＵは、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムを、ＲＡＭに読み出して実行する。なお、摩耗量予測装置１０は、設置型の端末装置でもよく、持ち運びが容易な携帯型の端末装置（例えば、スマートフォン）でもよい。摩耗量予測装置１０は、図１Ｂに示すように、通信部１１と、算出部１２と、予測部１３を、を備える。通信部１１は、ネットワーク２０に接続して航空会社３０との間でデータを送受信するインタフェースである。算出部１２は、摩耗エネルギーを算出する。予測部１３は、航空機用タイヤの摩耗量を予測する。通信部１１、算出部１２、及び予測部１３は、１または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や回路部品等の装置を含む。

摩耗量予測装置１０は、ネットワーク２０を介して航空会社３０と双方向通信を行う。摩耗量予測装置１０は、ネットワーク２０を介して、航空会社３０から情報を取得し、航空機に装着される航空機用タイヤの摩耗量を予測する。摩耗量予測装置１０が航空会社３０から取得する情報については、後述する。なお、以下では、航空機を単に機体とよぶ場合がある。ネットワーク２０は、各種情報を送受信可能な通信網である。例えば、ネットワーク２０は、電気通信事業者により設置された専用線、公衆交換電話網、衛星通信回線、移動体通信回線等の各種通信回線で構成される。

次に、図２を参照して、摩耗量予測装置１０の一動作例について説明する。
ステップＳ１０１において、摩耗量予測装置１０は、タキシー走行時における航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥ_ＦＲを取得する。

タキシー走行とは、航空機が、航空機の動力を用いて地上（主に滑走路）を走行することをいう。タキシー走行状態には、フリーローリング走行状態と、減速走行状態と、旋回走行状態とが含まれる。フリーローリング走行状態は、航空機用タイヤに制動力が働かずに転動することによって、航空機が直進に走行する走行状態である。減速走行状態は、航空機用タイヤに制動力が付与されて走行する走行状態である。旋回走行状態は、航空機用タイヤにスリップ角が付与されて走行する走行状態である。

摩耗エネルギーＥ_ＦＲは、航空機用タイヤの表面上の任意の点において、踏面を一度通過する際に発生する単位面積当たりのエネルギーであり、単位はＪ／ｍ^２である。摩耗エネルギーＥ_ＦＲは、より詳しくは、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーである。摩耗量予測装置１０は、室内試験を行って摩耗エネルギーＥ_ＦＲを取得してもよく、有限要素法（ＦＥＭ）を用いて摩耗エネルギーＥ_ＦＲを取得してもよい。

処理は、ステップＳ１０２に進み、摩耗量予測装置１０は、機体に作用する制動Ｇに関する情報を取得する。具体的には、摩耗量予測装置１０は、機体に作用する制動Ｇとブレーキ信号とに関する情報を取得する。ブレーキ信号は、例えば、油圧ブレーキに係るブレーキ圧である。一般的な乗用車と異なり、機体の制動力は、航空機用タイヤだけで発揮されない。よって、機体の制動Ｇは、航空機用タイヤによる制動Ｇと一致しない。そこで、摩耗量予測装置１０は、航空機用タイヤの摩耗量を予測するために、航空機用タイヤに作用する制動Ｇを求める。図３に示すように、所定値Ａは、ブレーキ制動力とエンジン推進力が釣り合う値があり、所定値Ａ以下のブレーキ圧では、制動Ｇは、負数にならない。また、所定値Ｂ以上のブレーキ圧を加えても、制動Ｇは、変わらない。このようなブレーキ制動力は、式Ａ１に示す関数として表される。

ここで、ＢＰは、ブレーキ圧であり、
Ｇ_ＭＡＸ ^ＢＲは、ブレーキの最大制動Ｇである。なお、Ｇ_ＭＡＸ ^ＢＲは、通常は負数である。

また、図３に示すように、ブレーキ制動力を線形で近似する場合、式Ａ２で表される。

ここで、ａ、ｂは、定数であり、機体毎に定められる。

上記の式Ａ２により、摩耗量予測装置１０は、任意のタイミングで航空機用タイヤに作用する制動Ｇを算出することができる。なお、上記の説明では、油圧ブレーキについて説明したが、航空機に搭載されるブレーキは、油圧ブレーキに限定されない。航空機には電動ブレーキが搭載される場合もある。電動ブレーキが航空機に搭載される場合も、上記と同様に、摩耗量予測装置１０は、制動Ｇを算出できる。

本実施形態では、摩耗量予測装置１０は、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥ_ＦＲを基準として、航空機用タイヤの内圧を変更し、この内圧に依存する摩耗エネルギーＥ_Ｐを取得する。図４に示すように、摩耗エネルギーＥ_Ｐは、二次関数として表現される。ここで、図９を参照して、航空機用タイヤに形成されるリブと、摩耗エネルギー_ＦＲとの関係について説明する。なお、図９では、メインギア用の航空機用タイヤを取り上げて説明するが、ノーズギア用の航空機用タイヤにおいても同様である。

図９に示すように、航空機用タイヤ４０〜４３のそれぞれには、トレッド踏面において、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝６０（図９では、３つ）が形成され、周方向溝６０によって区画される複数のリブ５０〜５３（図９では、４つ）が形成される。リブ５０〜５３は、リブ５０，５１，５２，５３の順番で、機体の中心側から外側に向かって形成される。摩耗エネルギー_ＦＲは、リブの位置に応じて異なる。そこで、摩耗量予測装置１０は、一つの航空機用タイヤにおいて、リブ５０〜５３のそれぞれの摩耗エネルギー_ＦＲを取得する。なお、摩耗量予測装置１０は、もっとも中心側に形成されるリブ５０に係る摩耗エネルギー_ＦＲと、もっとも外側に形成されるリブ５３に係る摩耗エネルギー_ＦＲとの平均値を、摩耗エネルギー_ＦＲとして採用してもよい。

航空機用タイヤの内圧に依存する摩耗エネルギーＥ_Ｐも、図９に示すリブの位置によって、異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥ_Ｐは、式Ａ３で表される。

ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
Ｐは、航空機用タイヤの内圧であり、
ａ_ｐ、ｂ_ｐ、ｃ_ｐは、定数である。

また、摩耗量予測装置１０は、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥ_ＦＲを基準として、航空機用タイヤにかかる荷重を変更し、この荷重に依存する摩耗エネルギーＥ_Ｌを取得する。図５に示すように、摩耗エネルギーＥ_Ｌは、二次関数として表現される。摩耗エネルギーＥ_Ｌも、摩耗エネルギーＥ_Ｐと同様に、図９に示すリブの位置に応じて異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥ_Ｌは、式Ａ４で表される。

ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
Ｌは、航空機用タイヤの荷重であり、
ａ_Ｌ、ｂ_Ｌ、ｃ_Ｌは、定数である。

また、摩耗量予測装置１０は、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥ_ＦＲを基準として、航空機の速度を変更し、この速度に依存する摩耗エネルギーＥ_Ｖを取得する。図６に示すように、摩耗エネルギーＥ_Ｖは、二次関数として表現される。摩耗エネルギーＥ_Ｖも、摩耗エネルギーＥ_Ｐと同様に、図９に示すリブの位置に応じて異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥ_Ｌは、式Ａ５で表される。

ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
Ｖは、航空機の速度であり、
ａ_Ｖ、ｂ_Ｖ、ｃ_Ｖは、定数である。

また、摩耗量予測装置１０は、航空機用タイヤのＳＡ（スリップ角）を変更し、このＳＡに依存する摩耗エネルギーＥ_Ｓを、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥ_ＦＲからの差分として取得する。図７に示すように、摩耗エネルギーＥ_Ｓは、二次関数として表現される。摩耗エネルギーＥ_Ｓも、摩耗エネルギーＥ_Ｐと同様に、図９に示すリブの位置に応じて異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥ_Ｓは、式Ａ６で表される。

ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
ＳＡは、スリップ角であり、
ａ_Ｓ、ｂ_Ｓ、ｃ_Ｓは、定数である。

また、摩耗量予測装置１０は、航空機の制動力を変更し、この制動力に依存する摩耗エネルギーＥ_Ｂを、フリーローリング走行状態における摩耗エネルギーＥ_ＦＲからの差分として取得する。図８に示すように、摩耗エネルギーＥ_Ｂは、二次関数として表現される。摩耗エネルギーＥ_Ｂも、摩耗エネルギーＥ_Ｐと同様に、図９に示すリブの位置に応じて異なる。航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態において、変数ｉを用いて航空機用タイヤのリブの位置を表現した場合、摩耗エネルギーＥ_Ｂは、式Ａ７で表される。

ここで、ｉは、航空機用タイヤのリブの位置であり、
Ｇ_Ｘ ^ＢＲは、航空機の制動力であり、
ａ_Ｂ、ｂ_Ｂ、ｃ_Ｂは、定数である。

次に、図１０を参照して、摩耗量予測装置１０の予測手順の一動作例について説明する。摩耗量予測装置１０の予測手順は、６つのステップ（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６）で構成される。

ステップＳ２０１において、摩耗量予測装置１０は、航空会社３０から、航空機に関する情報を取得する。具体的には、摩耗量予測装置１０は、航空機の速度、航空機の加速度、航空機の現在の位置、航空機の機首の方向、航空機の総重量、航空機に装着される各航空機用タイヤの内圧及びリブの位置、航空機のブレーキ圧、機体の旋回角度、機体の旋回半径、操舵輪の舵角などを取得する。また、摩耗量予測装置１０は、これらの情報を取得した際の時刻も取得する。

処理は、ステップＳ２０２に進み、摩耗量予測装置１０は、航空機用タイヤの輪重（荷重）を算出する。航空機用タイヤの輪重は、静荷重と動荷重から求める。

摩耗量予測装置１０は、航空機用タイヤの輪重を算出する際に、まず機体の重心位置を算出する。機体の重心位置は、乗客の着座位置や貨物によって変化する。航空機の場合、法律（航空法）の定めにより、重量や重心位置を確認する方法が知られている。フライト時の重心位置は、平均空力翼弦(以下、ＭＡＣという。ＭＡＣ：ＭＥＡＮ ＡＥＲＯＤＹＮＡＭＩＣ ＣＨＯＲＤという)のどの位置にあるかが知れており、このＭＡＣの位置情報と合わせて重心位置を算出することが可能である。例えばノーズギアを原点とした座標系で重心位置を算出する場合、ノーズギアからＭＡＣ位置の前端までの距離をＬ１とし、機体のＭＡＣ長をＬ２とした場合、機体の重心位置は、Ｌ１＋Ｌ２×％ＭＡＣの計算式で算出することができる。一般的に、Ｌ１とＬ２は、機体スペックから取得することができる。また、％ＭＡＣは、航空法に定められた情報として入手可能である。

次に、図１１を参照して、航空機用タイヤの静荷重について説明する。タキシー走行などのように、航空機の速度の影響が小さい場合、換言すれば、揚力の影響を無視できる場合、静荷重は、機体に作用する重心回りのモーメントの釣り合いに基づいて算出される。図１１に示すように、ノーズギアの総重量Ｗ_Ｎは、式Ａ８で表される。

ここで、Ｗは、機体の総重量であり、
Ｄ３は、重心位置からメインギアまでの距離であり、
Ｄ４は、ノーズギアからメインギアまでの距離である。

同様に、図１１に示すように、メインギアの総重量Ｗ_Ｍは、式Ａ９で表される。

ここで、Ｄ２は、ノーズギアから重心位置までの距離である。

航空機用タイヤにかかる荷重が均一に分配されていると仮定すると、総重量Ｗ_Ｎをノーズギアに装着されているタイヤ数で除算すれば、ノーズギアに装着されている各航空機用タイヤの輪重が求まる。また、総重量Ｗ_Ｍをメインギアに装着されているタイヤ数で除算すれば、メインギアに装着されている各航空機用タイヤの輪重が求まる。また、輪重に関する計測データなどがあれば、このデータに応じた分配を行うことが好ましい。

航空機が離陸する際、速度に応じて揚力Ｇ_ｌｉｆｔが発生し、この揚力Ｇ_ｌｉｆｔは、式Ａ１０で表される。

ここで、ｃは、定数であり、
ｖは、航空機の速度である。

航空機が離陸する際、機体で計測している上下方向の加速度は、加速に応じて徐々に低下する。図２に示すステップＳ１０２で説明した制動Ｇと同様に、機体の上下方向の加速度と、速度の二乗との関係をあらかじめ求めておくことで、離陸中の航空機用タイヤが負担する総重量Ｗを算出することができる。離陸中の航空機用タイヤが負担する総重量Ｗは、式Ａ１１で表される。

ここで、Ｍは、機体の総重量であり、ｋｇ及びｋｇｆの単位系では、Ｗと同じ値である。

次に、図１２及び図１３を参照して、航空機用タイヤの動荷重について説明する。始めに、図１２を参照して、機体の重心に作用する前後方向の加速度による荷重移動について説明する。

図１２に示すように、各航空機用タイヤにおける荷重変化をΔＦ_Ｚ ^ｊ（ｊ：航空機用タイヤが装着される位置）とした場合、機体の前後方向の加速度によるモーメントとの釣り合い、及び機体の総重量が一定であることを考慮すると、式Ａ１２、及び式Ａ１３を満たす必要がある。

ここで、ｊは、航空機用タイヤが装着される位置であり
Ｎは、メインギアに装着される航空機用タイヤの総数であり、
Ｚｇは、地上から重心位置までの距離であり、
Ｆｘは、機体の前後方向の加速度によるモーメントである。

荷重移動が前後の位置に比例すると仮定した場合、荷重変化ΔＦ_Ｚ ^ｊは、式Ａ１４で表される。

航空機の総重量は、一定であるため、式Ａ１５、式Ａ１６が成り立つ。

モーメントの釣り合いより、式Ａ１７、式Ａ１８が成り立つ。

以上説明したように、摩耗量予測装置１０は、機体の前後方向の加速度によって生じる任意の航空機用タイヤの位置の荷重変動を算出できる。

次に、図１３を参照して、機体の重心に作用する左右方向（横方向）の加速度による荷重移動について説明する。

図１３に示すように、各航空機用タイヤにおける荷重変化をΔＦ_Ｚ ^ｊ（ｊ：航空機用タイヤが装着される位置）とした場合、機体の左右方向の加速度によるモーメントとの釣り合い、及び機体の総重量が一定であることを考慮すると、式Ａ１９、及び式２０を満たす必要がある。

ここで、ｊは、航空機用タイヤが装着される位置であり
Ｎは、メインギアに装着される航空機用タイヤの総数であり、
Ｚｇは、地上から重心位置までの距離であり、
Ｆｙは、機体の左右方向の加速度によるモーメントである。

荷重移動が左右の位置に比例すると仮定した場合、航空機用タイヤが左右対称に配置される限り、機体の総重量が一定であることは満たされるため、式Ａ２１が成り立つ。

モーメントの釣り合いより、式Ａ２２が成り立つ。

以上説明したように、摩耗量予測装置１０は、機体の左右方向の加速度によって生じる任意の航空機用タイヤの位置の荷重変動を算出できる。

図１２及び図１３で説明した荷重移動を用いると、機体の加速度によって生じる動荷重（変化分）は、式Ａ２３で表される。

例えば、メインギアの各航空機用タイヤに作用する輪重は、式Ａ２４で表される。

ここで、Ｗ_Ｍ ^Ｓは、前後方向の加速度または左右方向の加速度が作用しない状態での輪重である。

Ｗ_Ｍ ^Ｓは、式Ａ２５で表される。

ここで、Ｎは、メインギアに装着される航空機用タイヤの総数である。上述したように、タキシー走行時と離陸時とでは輪重が異なる。

処理は、図１０に示すステップＳ２０３に進み、摩耗量予測装置１０は、航空機のブレーキ圧を取得して制動力を算出する。制動力の算出方法は、図２のステップＳ１０２で説明した方法を用いればよい。

処理は、ステップＳ２０４に進み、摩耗量予測装置１０は、機体の旋回角度や旋回半径、操舵輪の舵角などを取得して、航空機用タイヤのＳＡを算出する。航空機用タイヤのＳＡの算出方法については、乗用車用タイヤのＳＡと同様の方法で算出することができるため、詳細な説明は省略する。

処理は、ステップＳ２０５に進み、摩耗量予測装置１０は、瞬間摩耗エネルギーｄＥ_ｗを算出する。瞬間摩耗エネルギーｄＥ_ｗとは、微小時間ｄｔで発生する摩耗エネルギーであり、上述した式Ａ３〜Ａ７を用いて、式Ａ２６で表される。

ここで、ｒは、機体の旋回半径である。

タキシー走行で発生した摩耗エネルギーＥ_ｗは、航空機がタキシー走行した時間Ｔ（所定時間）で、式Ａ２６を積分することにより、式Ａ２７で表される。

サンプリング周期をΔＴとした場合、式Ａ２７は、式Ａ２８で近似できる。

処理は、ステップＳ２０６に進み、摩耗量予測装置１０は、算出した瞬間摩耗エネルギーｄＥ_ｗに基づいて、航空機用タイヤの瞬間摩耗量ｄｗｅａｒ^ｉを算出する。例えば、摩耗量予測装置１０は、瞬間摩耗エネルギーｄＥ_ｗと、摩耗抵抗Ｒとを用いて、航空機用タイヤの瞬間摩耗量を算出することができる。摩耗抵抗Ｒは、例えば、平均的なフライト（空港〜空港間）の機体の挙動から算出される１フライトあたりの摩耗エネルギーＥ’と、１フライトあたり摩耗量ｗ’とを用いて、式Ａ２９で表される。つまり、摩耗抵抗Ｒは、所定の摩耗エネルギーと所定の摩耗量との関係を示すものである。

航空機用タイヤの瞬間摩耗量ｄｗｅａｒ^ｉは、式Ａ３０で表される。

摩耗量予測装置１０は、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０６の処理を、微小時間ｄｔ毎に繰り返し実施することにより、航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒ^ｉを算出する。航空機がタキシー走行した時間Ｔにおける航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒ^ｉは、式Ａ３１で表される。

（作用効果）
以上説明したように、摩耗量予測装置１０は、実際に使用されている航空機用タイヤの内圧、航空機用タイヤにかかる荷重、航空機の速度、航空機用タイヤに発生するスリップ角、及び航空機の制動力に基づいて航空機用タイヤの摩耗量を予測する。これにより、摩耗量予測装置１０は、航空機用タイヤが実際に使用される場面において、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することができる。また、航空会社３０から取得する情報は、航空機用タイヤにＲＦタグなどを取り付けることなく、取得できる情報である。すなわち、摩耗量予測装置１０は、航空機用タイヤにＲＦタグなどを取り付けることなく、航空機用タイヤの摩耗量を精度よく予測することができる。

また、摩耗量予測装置１０は、航空機用タイヤが航空機に取り付けられた状態における航空機用タイヤのリブの位置に基づいて、摩耗エネルギーＥ_ｐ、摩耗エネルギーＥ_Ｌ、摩耗エネルギーＥ_Ｖ、摩耗エネルギーΔＥ_Ｓ、及び摩耗エネルギーΔＥ_Ｂを算出する。リブの位置に応じて、これらの摩耗エネルギーは異なる。本実施形態によれば、摩耗量予測装置１０は、リブの位置に応じてこれらの摩耗エネルギーを算出するため、航空機用タイヤの摩耗量を、リブの位置毎に精度よく予測することができる。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、摩耗量予測装置１０は、航空会社３０から航空機の情報を取得するが、これに限定されない。摩耗量予測装置１０は、航空会社３０以外から航空機の情報を取得してもよい。

１０ 摩耗量予測装置
１１ 通信部
１２ 算出部
１３ 予測部
２０ ネットワーク
３０ 航空会社
４０〜４３ 航空機用タイヤ
５０〜５３ リブ
６０ 周方向溝

Claims (7)

1. 航空機が前記航空機の動力を用いて地上を走行する状態を示すタキシー走行状態における航空機用タイヤの摩耗量を予測する摩耗量予測方法であって、
   前記タキシー走行状態は、前記航空機用タイヤに制動力が働かずに転動することによって、前記航空機が直進に走行する走行状態を示すフリーローリング走行状態を含み、
   前記航空機用タイヤの内圧と前記フリーローリング走行状態における前記航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記内圧に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _ｐ を算出し、
   前記航空機用タイヤにかかる荷重と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記荷重に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _Ｌ を算出し、
   前記航空機の速度と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記速度に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _Ｖ を算出し、
   前記航空機用タイヤに発生するスリップ角と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記スリップ角に依存する摩耗エネルギーΔＥ_Ｓを算出し、
   前記航空機の制動力と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記制動力に依存する摩耗エネルギーΔＥ_Ｂを算出し、
   前記係数Ｅ_ｐと、前記係数Ｅ_Ｌと、前記係数Ｅ_Ｖと、前記摩耗エネルギーＥ _ＦＲ と、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｓと、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｂと、所定の摩耗エネルギーと所定の摩耗量との関係を示す摩耗抵抗Ｒとに基づいて、前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測することを特徴とする摩耗量予測方法。
2. 前記係数Ｅ_ｐと、前記係数Ｅ_Ｌと、前記係数Ｅ_Ｖと、前記摩耗エネルギーＥ _ＦＲ と、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｓと、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｂとに基づいて、所定時間に発生する前記航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥ_Ｗを算出し、
   前記摩耗エネルギーＥ_Ｗを前記摩耗抵抗Ｒで除算して、前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測することを特徴とする請求項１に記載の摩耗量予測方法。
3. 前記航空機用タイヤが前記航空機に取り付けられた状態における前記航空機用タイヤのリブの位置に基づいて、前記係数Ｅ_ｐ、前記係数Ｅ_Ｌ、前記係数Ｅ_Ｖ、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｓ、及び前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｂを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の摩耗量予測方法。
4. 変数ｉを用いて前記リブの位置を表現した場合、
   前記係数Ｅ_ｐは、以下の式１を用いて算出され、
   

   

   ここで、
   Ｐは、前記内圧であり、
   ａ_ｐ、ｂ_ｐ、ｃ_ｐは、定数であり、
   前記係数Ｅ_Ｌは、以下の式２を用いて算出され、
   

   

   ここで、
   Ｌは、前記荷重であり、
   ａ_Ｌ、ｂ_Ｌ、ｃ_Ｌは、定数であり、
   前記係数Ｅ_Ｖは、以下の式３を用いて算出され、
   

   

   ここで、
   Ｖは、前記速度であり、
   ａ_Ｖ、ｂ_Ｖ、ｃ_Ｖは、定数であり、
   前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｓは、以下の式４を用いて算出され、
   

   

   ここで、
   ＳＡは、前記スリップ角であり、
   ａ_Ｓ、ｂ_Ｓ、ｃ_Ｓは、定数であり、
   前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｂは、以下の式５を用いて算出され、
   

   

   ここで、
   Ｇ_Ｘ ^ＢＲは、前記制動力であり、
   ａ_Ｂ、ｂ_Ｂ、ｃ_Ｂは、定数であり、
   前記摩耗エネルギーＥ_Ｗは、以下の式６を用いて算出され、
   

   

   ここで、
   Δｔは、所定時間であり、
   ｒは、前記航空機の旋回半径であり、
   以下の式（７）を用いて、前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒ^ｉを予測し、
   

   

   ここで、
   Ｒは、前記摩耗抵抗である
   ことを特徴とする請求項３に記載の摩耗量予測方法。
5. 前記内圧及び前記速度を航空会社から取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の摩耗量予測方法。
6. 航空機が前記航空機の動力を用いて地上を走行する状態を示すタキシー走行状態における航空機用タイヤの摩耗量を予測する摩耗量予測装置であって、
   前記タキシー走行状態は、前記航空機用タイヤに制動力が働かずに転動することによって、前記航空機が直進に走行する走行状態を示すフリーローリング走行状態を含み、
   前記航空機用タイヤの内圧と前記フリーローリング走行状態における前記航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記内圧に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _ｐ を算出する算出部と、
   前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測する予測部と、を備え、
   前記算出部は、
   前記航空機用タイヤにかかる荷重と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記荷重に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _Ｌ を算出し、
   前記航空機の速度と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記速度に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _Ｖ を算出し、
   前記航空機用タイヤに発生するスリップ角と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記スリップ角に依存する摩耗エネルギーΔＥ_Ｓを算出し、
   前記航空機の制動力と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記制動力に依存する摩耗エネルギーΔＥ_Ｂを算出し、
   前記予測部は、前記係数Ｅ_ｐと、前記係数Ｅ_Ｌと、前記係数Ｅ_Ｖと、前記摩耗エネルギーＥ _ＦＲ と、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｓと、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｂと、所定の摩耗エネルギーと所定の摩耗量との関係を示す摩耗抵抗Ｒとに基づいて、前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測することを特徴とする摩耗量予測装置。
7. 航空機が前記航空機の動力を用いて地上を走行する状態を示すタキシー走行状態における航空機用タイヤの摩耗量を予測する摩耗量予測プログラムであって、
   前記タキシー走行状態は、前記航空機用タイヤに制動力が働かずに転動することによって、前記航空機が直進に走行する走行状態を示すフリーローリング走行状態を含み、
   端末装置のコンピュータに、
   前記航空機用タイヤの内圧と前記フリーローリング走行状態における前記航空機用タイヤの摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記内圧に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _ｐ を算出するステップと、
   前記航空機用タイヤにかかる荷重と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記荷重に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _Ｌ を算出するステップと、
   前記航空機の速度と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記速度に依存する摩耗エネルギーを算出するための係数Ｅ _Ｖ を算出するステップと、
   前記航空機用タイヤに発生するスリップ角と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記スリップ角に依存する摩耗エネルギーΔＥ_Ｓを算出するステップと、
   前記航空機の制動力と前記摩耗エネルギーＥ_ＦＲとに基づいて、前記制動力に依存する摩耗エネルギーΔＥ_Ｂを算出するステップと、
   前記係数Ｅ_ｐと、前記係数Ｅ_Ｌと、前記係数Ｅ_Ｖと、前記摩耗エネルギーＥ _ＦＲ と、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｓと、前記摩耗エネルギーΔＥ_Ｂと、所定の摩耗エネルギーと所定の摩耗量との関係を示す摩耗抵抗Ｒとに基づいて、前記航空機用タイヤの摩耗量ｗｅａｒを予測するステップと
   を実行させるための摩耗量予測プログラム。

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