JPH0539095A - オートローテーシヨン着陸支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回転翼がオートローテーションで着陸を余儀な
くされたとき、オートローテーション飛行で到達可能な
範囲と、その範囲内にある着陸候補地点を自動的にパイ
ロットに表示して、パイロットの作業と判断を支援し、
パイロットの労力を軽減し、安全性を向上する。 【構成】本発明のオートローテーション着陸支援システ
ムは、自機の飛行している位置を検出する自機位置検出
手段と、自機飛行地域の地形等を表わすデータベースか
ら地図を作成し、画像表示装置に地図画面として示す表
示手段と、自機速度、高度、昇降率などの飛行状態を示
すパラメータの値からオートローテーションで到達可能
な範囲を演算し、上記の画像表示装置に示された上記地
図画面に重ねて表示する手段と、上記オートローテーシ
ョンで到達可能な範囲内に存在する着陸可能な平坦な場
所の位置を上記の画像表示装置に表示された上記地図画
面にさらに重ねて表示する手段とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転翼機がオートローテ
ーション状態で緊急着陸を行なう際に、パイロットに必
要な情報を提供するオートローテーション着陸支援シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転翼航空機が飛行中に突然エンジンの
故障などにより、オートローテーション状態での緊急着
陸を余儀なくされた場合、４軸（ ピッチ軸、ロール
軸、ヨー軸、コレクティブ・ピッチ軸 ）に関連する舵
等を適切に操舵することにより、機体姿勢やロータの回
転数などをコントロールし、安定したオートローテーシ
ョン降下をおこない、同時にオートローテーションで到
達できる範囲を考慮し、着陸できる場所を探し、機体を
フレアさせてそこへ向けて機体を誘導していく必要があ
る。

【０００３】しかしオートローテーション状態での飛行
には制御しなければなない事項が多く非常に高度な技倆
と経験が要求される。そして同時に、オートローテーシ
ョンで到達し得る範囲を考慮しつつ着陸可能な場所を探
し、最適な着陸場所を選択しなければならない。

【０００４】このように、オートローテーションによる
着陸は難しくかつワークロードも大きいが、従来その操
作、作業の全てはパイロットの技倆にのみ依存している
のが実情である。

【０００５】オートローテーション着陸時の制御ではな
いが、エンジンが正常に回転している航空機が夜間や悪
天候時にも自機位置を確認し、その情報と運航地域の地
形、地勢、建造物、人文データ等の地図データを画像表
示処理して画像表示装置に表示し、パイロットの操縦の
支援を行なうとともに、対地衝突の危険がある場合、自
機の回避方向を指示し、警告するようにした対地衝突防
止システムが特願平３−８０００７号により本発明者ら
により提案されている。この場合の自機位置検出手段と
しては、衛星航法の一つである全世界測位システム（ G
lobal Positioning Sistem:ＧＰＳ ）が精度が高いとい
う特徴から採用されている。ＧＰＳは航空機の航法の他
例えば特開昭６３−１８７１７６号公報に、特に自動車
用として地図面に走行経路を表示してゆくのに好適なシ
ステムとして紹介されている。

【０００６】オートローテーション着陸時の制御に関し
ては、特願平３−１５３２４３号により本発明者らは自
動オートローテーション着陸制御装置を提案した。その
目的とするところは、回転翼機が飛行中、オートローテ
ーションに入った後、降下から着地に至る迄を自動的に
安全に行なうことにあり、この目的達成のため、この制
御装置はオートローテーション状態で着陸を行なうとき
に、機体姿勢、速度、高度などの飛行状態を検出するた
めのセンサと、オートローテーションから着陸に至るま
での間の制御の目標値を与える目標値演算装置と、前記
飛行状態と目標値から制御信号を生成する制御計算機
と、前記飛行状態とあらかじめ定めた条件によって前記
制御の目標値を逐次変更していくための目標値変更デー
タ出力装置とを備えている。

【０００７】しかし、この自動オートローテーション着
陸制御装置においても、着陸候補地を探し、選択するの
はパイロットの視認と判断に委ねられ、自動制御にオー
バライドしてパイロットが制御する必要があった。

【０００８】この他にもエンジン停止からオートローテ
ーション状態に移行する間の自動化については、これま
でにいくつかの提案がなされているが、着陸地点の探出
し、選択作業については何の提案もなされていない。

【０００９】さて、回転翼機がオートローテーションで
の着陸をおこなおうとするとき、オートローテーション
状態で到達可能な範囲はオートローテーションを開始し
た時点における高度や速度、またオートローテーション
降下中の飛行状態、さらに風向きや風速など様々な要素
によって影響を受ける。

【００１０】そしてこれまではパイロットが勘と経験の
みによってオートローテーションで到達できるおおよそ
の範囲を予想しており、着陸地点を選択しても、その地
点までオートローテーションで到達できるかどうかを確
認する手段はなかった。

【００１１】また、着陸できる場所を探す作業は専らパ
イロットの目視によっておこなわれているため状況によ
っては最適な着陸地点を見落とすこともあり得る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明はオートローテ
ーション飛行における上述の問題点を解決し、到達可能
範囲と着陸候補地点について、適切に支援することによ
ってパイロットの作業の軽減、判断の補助をおこない、
オートローテーション着陸の安全性を向上させることを
目的としている。

【００１３】さらに本発明を既に本発明者らにより提案
されている前述の自動オートローテーション着陸制御装
置と組合せることによりパイロットの希望する着陸場所
への自動オートローテーション着陸が可能になるように
することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のオートローテー
ション着陸支援システムは、上記の前者の課題を解決す
るため、自機の飛行している位置を検出する自機位置検
出手段と、自機飛行地域の地形等を表わすデータベース
から地図を作成し、画像表示装置に地図画面として示す
表示手段と、自機速度、高度、昇降率などの飛行状態を
示すパラメータの値からオートローテーションで到達可
能な範囲を演算し、上記の画像表示装置に示された上記
地図画面に重ねて表示する手段と、上記オートローテー
ションで到達可能な範囲内に存在する着陸可能な平坦な
場所の位置を上記の画像表示装置に表示された上記地図
画面にさらに重ねて表示する手段とから成ることを特徴
とする。

【００１５】又、後者の課題を解決するため、上記の構
成に加えてさらに、上記の画像表示装置に表示されたオ
ートローテーションで到達可能な範囲内に存在する着陸
可能地点よりパイロットが選択した着陸を希望する地点
を入力する手段を備え、自動オートローテーション着陸
制御装置の制御目標値変更データとして入力することに
より、上記のパイロットが選択した着陸希望地点に自動
的に着陸することを可能とすることを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００１７】エンジンが停止し、オートローテーション
状態に入ったことがトルクセンサなどにより検出される
と、自動的にオートローテーション支援システムが働
き、画像表示装置に自機位置検出手段で検知される自機
位置周辺の地形図に重ねて、オートローテーションで到
達することができる範囲とその範囲内に存在する着陸が
可能な平坦な場所の位置とが重ね合せて表示される。自
機位置検出手段としてはＧＰＳを採用するのが適当であ
る。

【００１８】これらの表示により、従来、パイロットが
目視だけでおこなっていた着陸場所の探索、選択作業を
大幅に軽減することができ、パイロットに余裕を与え、
オートローテーション着陸の安全性を向上することが可
能になる。

【００１９】さらに、本発明にパイロットが希望する着
陸地点を入力する機能をつけ加えることにより、既に本
発明者らにより提案されている自動オートローテーショ
ン着陸制御装置の制御目標値変更データとして入力する
ことによりパイロットが希望する地点へ自動的にオート
ローテーション着陸を行うことが可能になる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明によるオートローテーション着
陸支援システムの一実施例のブロック図で、自機位置の
検出手段としてＧＰＳ（ Global Positioning System )
を使用した例である。

【００２１】本実施例は、画像表示装置１に地図を表示
するための地形等のデータベース２、自機位置の座標を
検出するシステム３（ 例えばＧＰＳシステムが考えら
れるが、その他の手段でも可能である ）、オートロー
テーションで到達できる範囲を計算する装置４、着陸で
きる場所を表示するための着陸候補地点データベース
５、各情報をパイロットに表示するための画像表示装置
１などによって構成されている。

【００２２】以下図１のブロック図に沿って説明を加え
る。

【００２３】ＧＰＳ受信機６で受信された信号は自機位
置検出装置７に入力され自機位置の座標が検出される。
なお自機位置の検出はＧＰＳ以外の手段によっても可能
であるが、位置の精度や地上設備が不要であることなど
の点でＧＰＳの使用が望ましい。検出された自機位置を
もとに自機周辺の地形データを地形等データベース２か
ら取り出しメモリ部８に入力する。着陸候補地点のデー
タも同様に自機位置周辺のものがデータベース５から取
り出され、メモリ部８に入力される。到達可能範囲演算
装置４においては、速度センサ１１、高度センサ１２な
ど各種センサ１０によって得られる飛行状態などからオ
ートローテーションで到達することのできる範囲を計算
する。

【００２４】上記の自機位置、地形、着陸候補地点、到
達可能範囲の各データは表示処理装置９を経て画像表示
装置１に入力され表示される。

【００２５】図２は本システムによるオートローテーシ
ョン着陸支援の基本フローチャートである。

【００２６】ＧＰＳ受信機６によって受信した衛星信号
より自機位置の座標（Ｘ、Ｙ）が検知される。次に検出
された自機位置（Ｘ、Ｙ）の周辺の地形データを地形等
データベース２から読みとる。そしてトルクセンサの数
値などによってエンジン停止が検出された場合にこのデ
ータを使用して画像表示装置１に地形図を表示すること
になる。エンジン停止が検出されるまで表示をおこなわ
ない場合でも、前記地形データは機体の運動に従って逐
次更新してゆきエンジン停止時に素早く画像を表示する
ことができるようにしておく。また、エンジン停止が検
出されると速度センサ１１、高度センサ１２など各種の
センサ１０によって得られた飛行状態などからオートロ
ーテーションで到達することができる範囲を演算装置４
により算出する。次に上記オートローテーション到達可
能範囲算出の結果を受けて、着陸候補地点データベース
５のデータの中からオートローテーション到達可能範囲
内にあるデータを取り出す。このデータベースには候補
地点の座標だけでなく、広さや周囲の状況などもデータ
として表示に利用することが可能である。また、このデ
ータベース５はユーザーが随時更新できるようにしてあ
る。

【００２７】そして、これらオートローテーション到達
可能範囲とその範囲内にある着陸候補地点を前記の自機
周辺の地形図に重ねて表示する。

【００２８】この画面によってパイロットはどの方角の
どの程度の距離のところに着陸可能な場所があるか容易
に知ることができ、オートローテーション着陸のときの
ワークロードを大幅に低減することができる。なおこの
画像表示装置としてＣＲＴ（ブラウン管 ）やＬＣＤ（
液晶ディスプレイ ）などを使用するのが適当である。

【００２９】図３は画像表示装置１の画像表示の一例を
示す図である。

【００３０】この画像には地形等データベース２から作
成された等高線１５と河川１６等の地図画面と、到達可
能範囲演算装置４により演算されたオートローテーショ
ン到達可能範囲の輪郭１７と、着陸候補地データベース
５のデータ中、オートローテーション到達可能範囲内の
着陸候補地の地点１８、及びＧＰＳシステムにより検知
された自機位置（Ｘ、Ｙ）が△マーク１９で表示されて
いる。又、到達可能範囲演算の根拠となる機速２０及び
高度２１が示されている。

【００３１】そして表示については、通常飛行中からデ
ィスプレイにマップを表示し、着陸候補地点を色分けな
どによって表示しておく方法と、通常は他の表示がされ
ている画面をエンジン停止とともに切り換えて、本発明
による画面を表示するという方法との２つが考えられ
る。

【００３２】また、図１、図２は着陸候補地点の表示
に、着陸候補地点の位置をデータベースにあらかじめ記
憶しておく方式に対するものであるが、地形データから
平坦な場所を識別する方法をとる場合、着陸候補地点デ
ータベースをなくし、かわりに表示処理装置に着陸可能
な地形を識別し表示する機能を与えることで実現でき
る。また候補地点の表示は目立つような色（ 例えば緑
色 ）をつけて表示することが望ましい。

【００３３】図２に破線で示した下の部分は自動オート
ローテーション着陸制御装置と組合せ自動オートローテ
ーション着陸をおこなう場合の追加部分である。画像表
示装置１に画像が表示された後、パイロットが着陸を希
望する場所を入力し、それに従って着陸目標に関するデ
ータを自動オートローテーション着陸制御装置に制御目
標値変更データとして送信し、これを処理することによ
って自動着陸をおこなう。なお、着陸希望地点の入力に
はタッチパネルなどを用いることが望ましい。

【００３４】

【発明の効果】以上の如く、本発明によればオートロー
テーション時の着陸地点を探し、判断する作業が容易に
なり、パイロットのワークロードの低減、ひいてはオー
トローテーション着陸の安全性の向上につながる。又、
本発明のオートローテーション着陸支援システムと本発
明者らが先に提案した自動オートローテーション着陸制
御装置とを組合せることにより、着陸希望地点へ自動着
陸させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオートローテーション着陸支援システ
ムの一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】その基本フローチャートである。

【図３】その画像表示装置に表示された画像表示の一例
である。

【符号の説明】

１ 画像表示装置 ２ 地形等データベース ３ ＧＰＳシステム（ 自機位置検出手段 ） ４ オートローテーション到達可能範囲演算装置 ５ 着陸候補地点データベース ９ 表示処理装置 １０ 各種センサ １５ 地形を示す等高線表示 １７ オートローテーション到達可能範囲表示 １８ 着陸候補地点表示 １９ 自機シンボル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転翼航空機がオートローテーション状
   態で緊急着陸を行なう際に、パイロットに対して必要な
   情報を提供するオートローテーション支援システムにお
   いて、 自機の飛行している位置を検出する自機位置検出手段
   と、 自機飛行地域の地形等を表わすデータベースから地図を
   作成し、画像表示装置に地図画面として示す表示手段
   と、 自機速度、高度、昇降率などの飛行状態を示すパラメー
   タの値からオートローテーションで到達可能な範囲を演
   算し、上記の画像表示装置に示された上記地図画面に重
   ねて表示する手段と、 上記オートローテーションで到達可能な範囲内に存在す
   る着陸可能な平坦な場所の位置を上記の画像表示装置に
   表示された上記地図画面にさらに重ねて表示する手段と
   から成ることを特徴とするオートローテーション着陸支
   援システム。
2. 【請求項２】 上記の自機位置検出手段が全世界測位シ
   ステムであることを特徴とする請求項１に記載のオート
   ローテーション着陸支援システム。
3. 【請求項３】 上記の画像表示装置に表示されたオート
   ローテーションで到達可能な範囲内に存在する着陸可能
   地点よりパイロットが選択した着陸を希望する地点を入
   力する手段を備え、自動オートローテーション着陸制御
   装置の制御目標値変更データとして入力することによ
   り、上記のパイロットが選択した着陸希望地点に自動的
   に着陸することを可能とすることを特徴とする請求項１
   に記載のオートローテーション着陸支援システム。