JPS62299498A

JPS62299498A - 航空機用飛行管理方法および装置

Info

Publication number: JPS62299498A
Application number: JP62137624A
Authority: JP
Inventors: サム　ピー．リンデン
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1987-05-30
Publication date: 1987-12-26
Also published as: DE3781941D1; EP0250140B1; EP0250140A2; DE3781941T2; US4760530A; EP0250140A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明（１）発明の分野本発明は、最小の総飛行コストによる飛行経路を提供す
る飛行管理方法および装置、より詳細には到着エラーコ
スト関数を考慮して計算される飛行管理方法および装置
（ＦＭＳ）に関するものである。

（２）先行技術についての説明飛行管理システムは、調整可能なコスト指数を利用して
最も低コストの飛行経路を提供する技術として既に周知
のものである。ＡＲＩＮＣ規格７０２によって、商用航
空機に対する飛行管理システムが定められている。

前記飛行管理システム（ＦＭＳ　）の主な目的は、飛行
コストヲ最小化することにある。現在利用されている装
置は、直接運航費（ＤＯＣ）を最小化する垂直方向およ
び横方向の飛行経路を生ずることによって前記目的を達
成している。直接運航費とは、飛行時間に比例する燃料
費プラスその他の諸費用のことである。前記ＦＭＳでは
、例えば乗員壁、機器の整備費、修理費、取り換え費等
のような飛行時間と比例配分される飛行時間コストがコ
スト指数で表わされるが、このコスト指数は燃料費（セ
ント／ボンド）に対する時間コスト（ドル／時間）比と
して定められ、燃料流量（１００ボンド／時）に比例し
た単位を与える。前記コスト指数は、操縦士によって（
通常０〜９９９の範囲内で）選択可能であり、かつ所与
の飛行に対して不変であると共に所定の飛行時間コスト
を表わすようになっている。

先行技術によるＶＭＳでは、所与のコスト指数に対して
飛行経路のいずれの点でもＤＯＣを最小化する速度命令
が発生される。

前記先行技術によるＤＯＣ＝ｉ利用したＦＭＳの重要な
欠点は、例えば乗員の時間外労働手当、飛行接続ミスに
よる損失、および乗客の航空会社に対する不満から生ず
る潜在的損失等のような到着時間エラーに関連して発生
する諸費用が反映されないことである。先行技術による
ＦＭＳでは、速度を調整して平均に基づいた定時到着を
達成する手段として前記コスト指数がよく利用される。

この場合、二部布間のコスト指数は、平均的な風および
航空交通の条件下で所望の到着時間を達成するように選
択される。よって、先行技術の場合、前記コスト指数は
、個々の飛行条件を考慮せずに、所与の二部布間に対す
る統計的到着時間性能を達成するよう選択される。

このようにコスト指数を利用し念場合、該コスト指数は
、初めに意図していた飛行時間コストをもはや示さず、
到着時間を調整する手段となる。定期航空路の場合、時
間通シに到着しないことによって追加の費用が生ずるが
、ＤＯＣに従って最も低コストの飛行経路を求める現在
の飛行管理システムでは前記追加費用が考慮されないこ
とが判る。

（３）発明の概要本発明は、コスト指数値の範囲に従って直接運航費（Ｄ
ＯＣ）対到着時間の関数を発生する手段を備えた航空機
用飛行管理システムである。

前記ＤＯＣ関数を到着時間エラーコスト対到着時間エラ
ーの関数と合成する手段によって、総飛行コスト対到着
時間の関数が発生され、次いで最小化手段によって前記
総飛行コスト関数の最小値が判定され、最適到着時間信
号が発生されると共に、該最適到着時間信号に応答する
手段によってそれに対応する最適コスト指数信号が発生
される。前記最適コスト指数信号に応答する速度発生手
段は、最小のＤＯＣに従って前記最適コスト指数信号に
対応する対気速度信号を発生する。この飛行管理システ
ムには、予測到着時間信号を発生する予測手段が備えら
れている。

前記最適到着時間信号、予測到着時間信号および対気速
度信号に応答する速度調整手段は、前記最適到着時間信
号および予測到着時間信号間の差に従って対気速度信号
′を調整し、対気速度命令信号を発生して航空機の対気
速度を制御する。

（４）好適な実施例についての説明第１図の説明をする。同図には本発明に従って実現され
た飛行管理装置のブロック図が示しである。前記装置に
は、入力コスト指数信号ＫＯに応答するＫＯＰＴ、’ｒ
ｏｐ’ｒ発生器１０が設けられているが、前記入力コス
ト指数信号ＫＯは、通常操縦士により手動で選択される
。前記値は、先述の如く、燃料費を除く実際の飛行時間
コストを表わすように選択される。前記ＫＯＦＴ、ＴＯ
ＦＴ発生器１０によって、最適到着時間信号’Ｉ’ｏｐ
’ｒと、および関連するコスト指数信号ＫＯＰＴとが発
生される。前記信号ＴＯＰＴは、総飛行コス）１−最小
化する前記飛行計画によシ定められた目的地点の最適到
着時間である。前記信号ＫＯＰＴは、前記到着時間で生
ずるコスト指数である。以下詳細に説明されるように、
総飛行コストはＤＯＣと到着時間エラーコストとを合計
したものである。到着点は通常１的地点であるが、本発
明による装置は前記飛行計画に沿つ念中間点に対しても
利用することができる。時間に対する基準点は任意のも
のであるが、本実施例の場合は離陸時全想定している。

以下説明するように、前記発生器１０は、新規の飛行計
画が実行される場合は常に、また飛行計画が変更され、
飛行時間に影響を及ぼすような場合にも’ｒｏｐ’ｒ値
およびＫＯＦＴ値を発生するように作動される。前記発
生器１０の構造および動作の詳細については、後で説明
する。

第１図の飛行管理システム装置には、速度発生器１１が
設けられており、ＫＯＦＴ、ＴＯＰＴ些生器１０からの
ＫＯＰＴ信号に応答して真の対気速度信号ｖｏを発生す
る。前記速度発生器１１は、現在市販入手可能な通常の
飛行管理システム装置の一部分を構成しておシ、コスト
指数値Ｋに応答してＤＯＣ’ｉ最小化する真の対気速度
命令を発生する。従って、先行技術の場合前記速度発生
器１１の出力Ｖ□は、通常先行技術による飛行管理シス
テムの出力として発生される真の対気速度命令となり、
その出力は航空機の自動飛行制御システムに送られ、そ
の対気速度を制御する。それに対し本発明の場合、前記
速度発生器１１からの信号ｖｏは、飛行管理システム装
置の出力として発生される前に、以下述べるような態様
で修正される。

先行技術では速度発生器１１への入力の一方がコスト指
数値にでおったが、この値は、通常操縦士によって手動
で選択される。それに対し本発明の場合、前記速度発生
器１１へのコスト指数入力は、発生器１０によって発生
されたＫｏＰＴ信号である。前記速度発生器１１は、第
１図のブロック１２に図示の入力を通常受信する。

そのような入力には、航空機の総重量ならびに姿勢、お
よび風、温度、大気圧等の測定値、航空機の飛行エンベ
ロープによって課される速度ならびに加速度制限、機体
ならびにエンジンの制限、誘導法、飛行計画等が通常台
まれる。第１図の装置に利用するのに適し之速度発生器
には、本願の出願人であるＡｅｒｏｓｐａｃｅ　ａｎｄ
　ＭａｒｉｎｅＧｒｏｕｐ社から市販入手可能な飛行管
理計算機の一部分が含まれている。前記ブロック１２か
らの入力は、先行技術による装置の速度発生器に印加さ
れる入力である。本発明における速度発生器１１へのコ
スト指数入力は、先行技術において操縦士が手動で選択
したＫＱ倍信号はなく、ＫＯＰＴ、ＴＯＰＴ発生器１０
からのＫＯＰＴ信号によって与えられる。

第１図の装置には、予測装置１３が備えられておシ、規
定の飛行計画に沿った現在位置から目的地点までの航空
機の飛行の高速時間シミュレーションを行なう。速度発
生器１１に関連して既に述べたように、前記予測装置１
３は先行技術による飛行管理システムの一部分である。

本出願人から市販入手可能な上記飛行管理計算機には、
第１図の予測装置１３として利用するのに適した予測装
置が含まれている。先行技術で周知の如く、予測装置１
６はブロック１４に示す通常の種々のデータ入力を受信
する。該ブロック１４の通常のデータ入力には、機体な
らびにエンジンを含む航空機のモデルと、および該航空
機が飛行しようとする飛行経路に沿った大気のモデルと
が含まれる。前記大気モデルには、風、温度および圧力
の予測値が含まれる。

この通常のデータ人力１４には、航空機の飛行エンベロ
ープ、飛行計画、誘導法および前記飛行計画の速度、加
速度ならびに位置についての制約ならびに制限が更に含
まれる。前記予測装置１３け、また、第１図に図示の装
置の速度命令出力Ｖ凡と同じ速度命令入力も線１５を介
して必要とする。但し、前記線１５を介して予測袋５１
１３に送られる入力として航空機の検出データから得ら
れた測定入力の代わカにシミュレートされ九データ入力
を利用する場合は別であるが、このことについては後で
詳しく説明する。

前記予測装置１１５は、先行技術で周知のように、前記
予測装置へのデータ入力に従って航空機の空気力学をモ
デル化し、該航空機の現在位置から目的地点に至る該航
空機の飛行をシミュレートする。従って、前記予測装置
１３によって、現在位置から目的地点までの飛行時間と
それに要する燃料燃焼の予測値が得られる。この予測装
置１３は、前記飛行計画に沿った中間点に対しても同様
のデータを発生する。更に前記予測装置１３は、航空機
が飛行計画に沿って進む時現在位置から目的地点までの
航空機の連続的飛行シミュレーションを反復的、かつ連
続的に発生する。

前記予測装置１３の構造、機能および動作は、先行技術
による飛行管理システムの予測装置とほぼ同じものであ
り、目的地までの予測到着時間、すなわち飛行時間を発
生して線１６に印加する。前記予測装置１３は目的地点
までの燃料燃焼予測値を発生するが、この信号は予測装
置１３の出力として図示されていない。しかしながら、
この出力は、以下述べるように、前記ＫｏＰＴ、ＴＯＰ
Ｔ発生器１０に設けられた予測装置に関連して利用され
る。

予測装置１３は、ｔ７’？、線１７ならびに１日に夫々
ＴＵＰおよびＴＤＮとして図示の信号を発生する。先行
技術による予測装置は、以下の如く信号ＴＵＰおよびＴ
ＤＮ　を発生するように修正される。前記先行技術によ
る予測装置には、予測中子側到着時間を累算するアキュ
ムレータが備えられている。前記予測装置１３には更に
、予測中前記信号ＴＵＰおよびＴＤＮ　を夫々累算する
別の二つのアキュムレータが備えられている。前記飛行
計画セグメントにおける速度および加速度制限によって
、これらセグメント中の速度調整が妨げられ、残りのセ
グメントにおいて更に大幅な速度調整が必要となる。前
記データ人力１４は、前記速度および加速度制限の課さ
れる飛行計画セグメントについでの情報を予測装置１３
に提供する。前記飛行計画、および機体ならびにエンジ
ンのモデルには、そのような速度ならびに加速度制限が
含まれている。前記ＴＵＰアキュムレータは、航空機が
上方の速度制限、または上方の加速度制限を受けている
セグメントの間累算を禁止される。前記ＴＤＮアキュム
レータは、航空機が下方の速度制限または下方の加速度
制限を受けているセグメントの間累算を禁止される。従
って、ＴＵＰは速度を上方に調整できる予測中の全時間
であり、かつＴＤＮは速度を下方に調整できる予測中の
全時間である。除外される時間セグメントは、前記飛行
計画または航空機の制限値のいずれかによって課された
速度制限により速度が夫々増大されたり、低減されたり
しないようなセグメントである。また、航空機が制限値
で加速、または減速している場合の期間も除外される。

予測中何らの速度制限値、または加速度制限値も印加さ
れない場合、ＴＩＴＵＰおよびＴＤＮは同じ値となる。

上述の説明から明らかなように、予測表ｆｉ１１３によ
りコスト指数値に従って航空機の現在位置から前記飛行
計画の目的地点および中間点までの飛行の高速時間シミ
ュレーションが行なわれる。予測装置１３は、前記飛行
計画に沿ったいずれの点の風や飛行計画による制約、誘
導法等をも考慮して、航空機の抗力、推力、燃料流量等
をシミュレートする。

第１図の本発明による装置には、Ｋｓ人発生器１９が更
に備えられておシ、速度調整係数ＫｓＡを発生するが、
この係数は速度発生器１１からの速度出力ｖｏを適切に
微調整するのに利用され、目的地点の到着時間が非常に
正確に達成されるようにする。予測装置１３が線１６を
介して目的地点に対する予測飛行時間Ｔｉ発生する予測
パスを一回行なうごとに、前記ＫｓＡ発生器１９は前記
時間ＴをＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生器１０からの最適到着
時間信号’ｒｏｐ’ｒと比較し、前記時間ＴならびにＴ
　　間の比較と前記線１７ならびに１８ＰＴの信号ＴＵＰならびにＴＤＮとに基づいて速度調整係数
ＫＳＡＱ前の値を更新する。係数ＫＳＡは、後続の予測
パスによって再び更新されるまでは不変である。

更に詳細に述べるならば、ＫｓＡ発生器１９は、予測装
置１３が目的地点に対する予＠を完了する度に下記の如
く速度調整係数ＫＳＡの前の値を更新する。すなわち、ＫＳＡ（新規の値）＝　Ｋ３Ａ（前の値）＋ＤＥＬＴＡ
　Ｔ／ＴＡ但し、ＤＥＬＴＡ　Ｔ　＝　Ｔ　−ＴＯＰＴであジ、Ｔは線１
６の予測到着時間飄ばＤＥＬＴＡ　Ｔ　）　ｏの場合はＴＵＰに等しく、
その場合はＴＤＮに等しく、ＴＵＰは線１７の信号、ＴＤＮは線１８の信号である。

従って、予測パスの終わりに目的地の到着時間が遅れて
いる場合、ＫＳＡの更新にはＴＵＰが利用され、それに
よって速度制限のない飛行計画セグメント中に対気速度
が増大されることが判る。

同様に到着時間が早い場合は、ＫＳＡの更新にＴＤＮが
利用され、それによって速度制限の一切ない飛行計画セ
グメント中に対気速度が低減される。

前記ＫｓＡ係数は、以下述べるように速度発生器１１か
らの速度Ｖｏを調整するのに利用される。

ＫＳＡの初期値は零であり、第１の予測パスが完了する
までＶＢ、　：　Ｖ□である。前記ＫＳＡ発生器１９は
、前記ＫＯＰＴ　、ＴＯＦＴ発生器１０が以下述べるよ
うな態様で作動されると常にＯＲゲート２０からの信号
で前記ＫｓＡの値を初期化し、零にする。

前記に８Ａ発生器１９からの速度調整係数ＫＳＡは速度
調整器２１に印加されるが、該調整器２１は速度発生器
１１からの対気速度信号■ｏにも応答する。前記速度調
整器２１は、第１図のブロック２２に示す追い風または
向かい風の測定値を表わす入力ＶＷも受信する。向かい
風は追い風の逆であシ、正の値は追い風を表わすことが
判る。前記速度調整器２１は、前記予測装置１３の予測
パス間の定数Ｋｓ人ヲ利用して速度ｖｏを調整するが、
該速度ＶＯは連続的に変化し、以下の式に従って本発明
による装置の真の対気速度命令■Ｒヲ発生する。すなわ
ち、ＶＢ　＝　（Ｖ（）　＋　ＫＳＡ　ＶＷ　）　／　（１
−ＫＳＡ　）との■Ｒ倍信号、航空機の自動操縦装置ま
たは自動スロットル装置に印加され、その対気速度を制
御する。

また、前記速度調整器２１は、以下の式を実現するよう
に構成されてもよい。

■Ｒ：■０＋ＫＳＡＶＧＲ但し、ｖＧＲは現予測位置での調整された対地速度であ
り、ＶＧＲ＝　ＶＨ＋　ＶＷとなる。

上記の如く、予測装置１３への入力１５は、該入力１５
に実際の検出データの代わシにシミュレートされた入力
が利用される場合を除き、速度調整器２１の出力■Ｒと
一致する。従って、速度発生器１１と同じ速度発生器２
３は、対気速度信号を発生して前記速度調整器２１と同
じ速度ｍ原器２４に印加する。該速度調整器２４の出力
は、予測装置１３への対気速度入力として線１５に印加
される。速度発生器２３は、速度発生器１１と同じ態様
でＫＯＦＴ＝　’Ｉ’ｏｐ’ｒ発生器１０からＫＯＰＴ
信号を受信する。該ＫＯＰＴ信号の値は、ここに述べら
れているように前記ＫＯＰＴ　。

Ｔ’ｏｐ’ｒ発生器１０が再び作動されない限シ変わら
速度発生器２３はまた、ブロック２５に示す風の子測モ
デルから得られた７ｗ値を含む通常のシミュレートされ
た入力と、および速度ならびに加速度制限値とを受信す
る。前記ブロック２５で発生される入力は、ブロック１
２で発生される入力と同じ種類のものである。但し、ブ
ロック１２から発生されるデータが実際の航窒機の検出
器から得られたものであるのに対し、ブロック２５から
発生される対応するデータはシミュレートされたもので
ある。

前記速度調整器２４は、ブロック２６に示す風の子測モ
デルからのシミュレートされた信号ｖｗを受信する。こ
のブロック２６からのシミュレートされた信号は、ブロ
ック２２からのｆｉ１１定された信号■ｗに対応する。

前記速度調整器２４はレジスタ２７からの入力も受信す
るが、該レジスタは予測装置１５の前の予測パスに対応
するＫＳＡ値を保持するのに利用さｎる。

従って、線１５を介して予測装置１３に印加される入力
ＶＲは、予測装置１３の先の反復から発生されたもので
あシ、現反復中速度発生器２３に印加されるＫＯＦＴ値
と速度調整器２４に印加されるＫＳＡ値とは、現行の予
測バスが行なわれている量変化しない定数である。

上記の如く、ＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生器１０は、新規の
飛行計画が導入さｎると常に作動されると共に、飛行計
画が変更され、飛行時間に影会を及ぼすようになった場
合にも作動される。そのような飛行計画の変更もなく実
際に飛行が行なわｔている場合でも、真の対気速度命令
■几が所定の閾値だけｖｏかつ逸脱すると前記ＫｏＰＴ
、ＴＯＰＴ発生器１０が作動する。従ってＯＲゲート２
０は、作動信号を受信し、新規の飛行計画が導入される
と常に、また飛行計画が変更され、飛行時間に影響を及
ぼすよりになると、前記ＫＯＦＴ　、ＴＯＦＴ発生器１
０を作動する。

速度発生器１１からの信号Ｖｏおよび速度調整器２１か
らの信号■Ｒに応答する比較器２８は、前記信号ＶＲ，
および７０間の差が比較器２８に設定された所定の閾値
より大きいと常にＯＲゲート２０への入力を発生する。

更に、ＯＲゲート２０によってＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生
器１０が作動されると必ず発生器１９内のＫｓＡ値が零
に設定される。通常のデータ人力１４および通常のシミ
ュレートさｉた入力２５ば、以下の理由により　ＫＯＦ
Ｔ　、ＴＯＦＴ発生器１０への入力としても印加される
。

既に述べたように、ＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生器１０は、
総飛行コストを最小化する最適到着時間、すなわち最適
飛行時間ＴＯＰＴと、および前記最適飛行時間を生ずる
最適コスト指数ＫＯＰＴとを発生する。所与のコスト指
数に対する前記総飛行コストハ、下記の如く表わすこと
ができる。

すなわち、Ｊ　（Ｋ）　＝　ＤＯＣ（Ｋ）　＋　ＡＥＣ（ＴＥ　）
但し、ＤＯＣ（Ｋ）　＝　Ｃｐ　（Ｆ　（Ｋ）＋ＫＯＴＦ　（
Ｋ　）　、ＩＫは、燃料流量単位（１００ボンド／時間
）のコスト指数（可変数）、ＫＯは実際の飛行時間コストを表わすＫの値（定数）、ＣＦは燃料単価（セント／ボンド）、Ｆ（Ｋ）はミコスト数にで表わされた燃料燃焼（単位は
１００ボンド）、ＴＦ（Ｋ）はコスト指数にで表わされた飛行時間（単位
は時間）、ＡＥＣ（ＴＥ）は到着エラーコスト関数（単位はドル）
、かつ、ＴＢは到着時間エラー（実際の到着時間マイナス到着予
定時間）である。

上記先行技術によるＦＭＳの予測装置は、所与のＫに対
する予測パスの結果としてＴＦ（Ｋ）およびＦ（Ｋ）を
発生する。定数ＫＯおよびＣｐが与えられると、上式か
らＤＯＣを求めることができる。

第２図は、第１図に図示の前記ＫＯＰＴ　、’Ｉ’ｏｐ
’ｒ発生器１０の好適な実施例を示すブロック図である
。素子間の相互関係を理解するため、典型的な飛行例を
挙げて説明する。１．　ＯＯＯ海里（但し、１海里は１
．８５Ｌ１８４ｍ）におよぶ飛行計画で飛行が行なわれ
ているものとする。

初期および最終の高度は１．０００フイート（但し、１
フイートは３１４８Ｃｍ）であシ、３５，０００フイー
トの巡航高度が段階的上昇または下降なしに選択されて
いる。国際標準大気にあって、航空機の初期総重量は３
５０，０００ポンドと仮定する。高度１０，０００フイ
ート以下で２５０ノツトのＡＴＣ（航空交通管制）速度
制限が遵守され、更に、高度３５．０００フイートでは
５０ノツトの向かい風を受け、海面Ｏに向けて線形に降
下したと仮定する。飛行中は、ｆｒｒ、空機に対して乱
れのない飛行形態がとられたものとする。以下のコスト
指数値（単位は１００ボンド／時）、すなわち−１００
，−７５，−５０，−２５，−１０，０，１０，２５゜
および１，０００が想定される。実際の飛行時間コスト
を表わすコスト指数値は、通常２５〜７５の範囲にある
。典型的な飛行中のＣＦは１３セント／ボンドであり、
かつＫＯは５０である。Ｋ　□　−【０゛で無風状態の
場合、それに基づく到着予定時間は２時間２０分の飛行
時間に対応するものである。第３図の実線は、前記典型
的な飛行に対する直接運航費対飛行時間を表わし、曲線
に沿２て対応するコスト指数値Ｋを示す。

上記の如く、総飛行コストは直接運航費と到着時間エラ
ーコストとを合計したものである。

ＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生器１０を実現するためには、特
定の飛行計画に対する到着エラーコスト関数を当該装置
に記憶させておかなければならない。

前記到着エラーコスト関数は、航空会社によって予め定
めらｉている。航空会社は、乗務員の時間外労働時間、
接続ミスによる損失、乗客の不満によシ生ずる潜在的損
失、および飛行時間賃金に関する航空会社の方針などに
基づいて、到着予定時間に対して航空機が遅れた場合（
または早く到着した場合）の費用を定めている。

前記到着エラーコストは、各ターミナル毎に異なること
が予想され、よって到着エラーコスト関数は、各到着状
況毎に異なるのが普通である。

到着エラーコスト関数ＡＣＢ　（Ｔ　Ｂ　）は、全ての
到着時間エラー値ＴＥに対して定められると共に、’ｒ
Ｅ−ｏの場合は０になシ、かつＩＴＥ＋が増大する場合
低減しない関数でなければならない。航空機が到着予定
時間より遅れているか、早いかによってコストペナルテ
ィ−のあることが判る。

到着エラーコストは、到着遅延の増大と共に連続的に増
大する。前記関数、すなわちその傾斜に段階的変化の生
ずる時間点を考慮する必要がある。これらの時間点をＡ
ＢＣ臨界点と称する。

第２図に詳細に示されたＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生器１０
は、次のような形式で前記ＡＢＣ関数を適切に記憶する
。すなわち、ＡＢＣ（ＴＢ）　＝　ｆ　ＳＩＧ惠（ＴＩ、８１．ＭＩ
）上記Ｓ　ＩＧＭＡ（ＴＩ、Ｓ工１Ｍ工）は、時間の勾
配状ステップ関数であり、しだいに増大し、正方向のＴ
Ｅを増大し、かつまた負方向のＴＥを低減する関数であ
る。このＳＩＧＭＡ（ＴＩ、８１　、ＭＩ）は、ステッ
プ点ＴＢ＝Ｔ１でＳＩサイズのステップを行ない、傾斜
ＭＩで増大し続ける。時間点（ＴＩ）の設定は、ＡＢＣ
臨界点である。そのＳ　ＩＧＭＡ関数は、項ＴＩ、Ｓ工
１ＭＩで下記の如く定められる。

（ＴＥ＜ＴＩ≦０の場合Ｓ１＋Ｍ１（ＴＩ−ＴＥ）ＳＩ
ＧＭＡ（ＴＩ・８Ｉ・ＭＩ）　＝　（（ＴＩ≦Ｔ６０）
または（０！≦ＴＥ≦ＴＩ）の場合０（０≦Ｔ　Ｉ（Ｔ　Ｂの場合ＳＩ＋ＭＩ（ＴＥ−ＴＩ）
前記ＡＢＣ関数の成分Ｉを記憶するＳＩＯ払形成形式、
早期到着および遅延到着に対するコストペナルティ−が
ある、上記関数式の最上行は早期到着に利用され、最下
行は到着遅延に利用され、かつ中間性はＴＯＰＴの＋　
Ｔ　Ｉ内での到着に利用される。ＴＩが０の場合にＴＥ
が僅かに０以下になると最上行が適用され、ＴＥが僅か
に。以上になると最下行適用される。上記ＡＢＣ関数を
形成する形式が好都合であるが、同じ態様で他の有効な
形式を利用してもよい。

第４図には、ＡＢＣ関数の一例が示しであるが、該関数
はＴＥ＞　ｏの場合１時間当り６００ドルの直線成分を
有すると共に、０分、１０分、　　２０分に臨界点を有
する。飛行接続エラー綱より生じた一回当９１５０ドル
の損失を表わす二つのステップが１０分と２０分とに示
しである。早期到着に対しては何のコストペナルテイー
モ定められていない。この第４図のＡＢＣ関数は、以下
のＳＩＧＭＡ形式で表わされる。すなわち、ＡＢＣ（Ｔ
Ｂ）−８ＩＧＭＡ（０、０、１０）＋ＳＩＧＭＡ（１０
。

１５０．０）−）−８ＩＧＭＡ（２０，１５０，０）前
記ＡＢＣ関数は必ずしも線形セグメントを構成しないこ
とが判る。前記ステップ間のセグメントによっていずへ
の適当な関数臼＠を表示することもできるが、いずれの
場合にも、一連の部分直線セグメントで曲線全体を近似
できると共に、前記部分直線セグメントを上記ＳＩＧＭ
Ａ形式で記憶できる。

再び第３図を参照するに、第４図の到着エラーコスト関
数は第３図の直接運航費対飛行時間の関数に加算さも１
点線で図示の総飛行コスト対飛行時間の関数を発生する
。第４図の到着時間エラーＴＥは、総飛行コスト曲線を
発生するのに２時間２０分の到着予定時間Ｔｓを参照す
る・第１図のＫｏＰＴＩＴＯＰＴ発生蒔１ｏによって発
生さｎる最適飛行時間Ｔｕｐ’ｒｈ、　％　５　図。ゆ
飛行コスト曲線の最小値によって決定、さハる。

本笑施例の場合、前記ＴＯＰＴは、約２時間２６分、す
なわち６分遅れである。最適飛行時間で生ずる最適コス
ト指数は、７５〜１００の範囲内［８５）である。定時
到着には、コスト指数９００と約２５０ドルの追加コス
トとが必要となる。０のコスト指数Ｋを利用すると接続
飛行に間に合わず、総飛行コストは約２００ドル程最適
コストを上回ることになる。最適コスト指数は、Ｊ（Ｋ
）を最小化するものであることが判る。

第３図の直接運航費曲線の各点は、試算コスト指数に対
する予測パスを行なうことによって発生することができ
る。この手続きは、一般的に、飛行管理システムのコン
ピュータ時間に関して不所望に費用がかかる上に、多数
の試算コスト指数値毎にこの手続きを行なうにはかなり
の応答時間を必要とせざるを得ない１本発明に従って真
の対気速度命令ｖＲを発生する場合、予測バスの回数を
最小化することが望ましい。

第１図のＫ。ＦＴ　、ＴＯＰＴ発生器１ｏの前記好適な
実施例は、以下の特性に基づくものでちる。

すなわち、最適コスト指数値に近いコスト指数が大幅に
変化しても、総飛行コスト曲線（第３図参照）の最小点
が臨界点に近くない限り総飛行コストに大した影響を及
ぼさないといり特性に基づいている。第３図を参照する
に、コスト指数が約３０から１３０に変化しても総飛行
コストはたった１０ドル変化するだけである。このコス
ト指数の変化は、飛行時間の約３％に当る４分以上の到
着時間の変化に相当する。よって、第１図の発生器１０
による最適コスト指数Ｋ（ＪＰＴの発生は非常に正確な
ものでなくともよく、最適到着時間ＴＯＦＴが臨界点に
近い時だけ正確さが要求されるにすぎない。

最適到着時間および最適コスト指数を発生する前記発生
器１０の好適な実施例には、基準設定値からのコスト指
数値を利用する段階が含まれておシ、その放物線の補間
を利用して中間値が予測される。１００ボンド／時間の
単位で表わさｉる好適な基準設定値は、（−１００，−５０，−２５，−１０，２５，１５０，
４００゜１．０００）である。第１図の前記発生器１０は、以下の手続によシ
最適到着時間および最適コスト指数を予測するよう構成
されている。すなわち、１・　基準設定値から三つのコ
スト指数値−１０゜２５および１５０を選択する。また
、最適値に近いと予測される三つのコスト指数値を前記
基準設定値から選択する。前記近接は、出発地点および
目的地点間の先の飛行についてほぼ正しい到着時間を提
供した先のコスト指数値から予測することができる。

２　前記三つのコスト指数値で予測を行ない、直接運航
費および飛行時間に対応する値を得る。

五　前記三つの点に放物線を調整し、直接運航費対飛行
時間を近似し、次いで所定の到着エラーコスト関数を加
算して、総飛行コスト対飛行時間の近似関数を得る。

４、　この総飛行コスト対飛行時間の関数に線形探索の
よりな単純な探索（サーチ〕を行ない、最小点を得る。

この探索間隔はかなシ長く、例えば６０秒程であるが、
ＡＢＣ臨界点を含まなければならない。最小点の時間が
、最適到着時間ＴＯＰＴである。

Ｓ　結果の最小点ＴＯＰＴが三つの予測時間のスパン外
にある場合、前記基準設定値から隣接する別の試算コス
ト指数が適切な方同で選択され、最も先に除去された前
の予測に代わって別の予測が行なわれる。次いで前記第
３項からの段階が反復される。

直　前記三つのコスト指数対飛行時間の予測値に放物線
の補間を行ない、ＴＯＰＴに対応する最適コスト指数Ｋ
ｏＰＴを測定する。第５図は、上記飛行に対する飛行時
間対コスト指数の曲線を示す。

上記の説明から、到着予定時間が必ずしも最適到着時間
ではないことが判る。図示の飛行の場合、６分遅れの到
着によって総飛行コストが最小化される。

第２図には前記第１図のＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生器１０
の好適な実施例が示しである。該発生器１０には、試算
コスト指数値の時間シーケンスを発生するブロック４０
が設けられている。該ブロック４０には、上記コスト指
数値（−１００から１，０００まで）の基準設定値が記
憶されておシ、−１０，２５および１５０の値を逐次発
生する。

ブロック４０はまた、線４１の信号に応答して前記基準
設定値の次に高いコスト指数値、または次（低いコスト
指数値を発生するように構成されている。この新規の試
算コスト指数値が最初に発生さｔた三つの値よシ高い値
となるか、低い値となるかは線４２の信号によって制御
される。このブロック４０の動作は、第１図のＯＲゲー
ト２０の出力によって行なわｎる。

前記ブロック４０からの各試算コスト指数値は、速度発
生器４ＢＶｃ印加される。該速度発生器４３は、第１図
の速度発生器２３と同じものでちシ、速度発生器２３と
同様にブロック２５からシミュレートされた風、速度お
よび加速度の制限値を含む通常のシミュレートされた入
力を受信する。前記速度発生器４３ば、速度発生器２３
に関連して説明したように入力試算コスト指数値に対応
する真の対気速度信号を発生する。

前記速度発生器４３の対気速度信号出力によって、予測
装置４４への対気速度入力が発生される。前記予測装置
４４は、上記第１図の予測装置１３と同じものであシ、
該予測器１３に印加さする前記通常のデータ人力１４を
受信する。

ブロック４０によって発生さ才する各試算コスト指数値
に対して、予測装置４４は、予測）くスを行ない、前記
ブロック４０によって発生された試算コスト指数に対応
して目的地までの飛行時間Ｔ　Ｆ　（Ｋ）と目的地まで
の燃料燃焼Ｆ’（Ｋ）とを発生する。上記の如く、本発
明は目的地までの飛行時間ばかシでなく、中間点の予測
到着時間（ＥＴ人）にも適用することができる。そのよ
うに利用される場合、予測装置４４の燃料燃焼および飛
行時間出力はそのような中間点に対するものである。

前記予測装置４４の出力Ｆ（Ｋ）およびＴＦ（Ｋ）は、
直接運航費関数発生部４５に印加される。

該ブロック４５は、燃料の単価定数ＯＦ（セント／ボン
ド）と第１図に関連して説明された入力ＫＯも受信する
。前記ブロック４０で発生された各試算コスト指数に対
して前記直接運航費関数発生ブロック４５は、上記直接
運航費の式に従い前記各試算コスト指数に対応する直接
運航費（ＤＯＣ）を発生する。

予測装置４４からの飛行時間信号Ｔｐ（Ｋ）と、および
直接運航費関数発生部４５からの直接運航費信号（ＤＯ
Ｃ）とは、ＤＯＣ対ＴＦ関数発生部４６に印加される。

前記三つの初期試算コスト指数値（−１０，２５および
１５０）に対応する三つの飛行時間およびＤＯＣ恒は、
前記ＤＯＣ対ＴＦ関数発生部４６に逐次印加され、記憶
される。前記ＤＯＣ対ＴＦ関数発生部４６は、そこに記
憶された三つの点を通るＤＯＣ対飛行時間曲線の二次多
項式の近似値を発生するように構成されている。標準的
放物線調整技術を利用して、ＤＯＣ＝ＡＱｌ＋Ａ１ＴＦ
十人２（ＴＦ）等の式が得られる。前記ＴＦおよびＤＯ
Ｃの三つの値によって三つの式が得られ、該式から人。

、Ａ１ならびにＡ２が得られる。係数Ａ。２人、および
Ａ２は既に周知の定数なので、前記関数発生部４６は、
線４８のＴＦ大入力゛応答し、前記放物線状多項式を利
用してＤＯＣを発生し、線４７に印加する。前記関数発
生部４６でＤＯＣ対ＴＦ関数が発生される際この放物線
の補間が利用されるが、同様の趣旨で更に高位の多項式
およびその他の周知の曲線調整手段を利用してもよいこ
とが判る。上記の如く、第３図は典型的な前記飛行に対
する直接運航費対飛行時間曲線を示すものである。

ＫＯＦＴ　−’ｒｏｐ慢生器１０は、上記到着時間エラ
ーコスト関数を記憶するＡＢＣ関数記憶部４９を更に備
えている。前記ＡＢＣ関数は、便宜上腿に説明したより
なＳＩＧＭＡ形式に従って、部分直線の態様で記憶され
る。ＡＢＣ関数記憶部４９はまた、前記飛行に対する到
着予定時間を表わす信号Ｔｓも受信する。前記関数記憶
部４９内の減算器によって試算飛行時間人力ＴＦからＴ
３が減算され、到着時間エラーＴＥが発生される。

該ＴＥは、記憶されているＳＩＧＭＡ関数に従ってＡＢ
Ｃコストを発生する。的記試算ＴＦ値は線４８に印加さ
れ、対応するＡＢＣコスト値が線５０に印加される。前
記ＡＢＣ関数記憶部４９は、ＡＥＣ臨界時間点も発生し
、線５１に印加゛する。人ＥＣ関数記憶部４９は、前記
到着時間エラーＴＥを、前記到着予定時間Ｔ３に加算す
ることによってＴｓに対するＴＥについてＡＢＣ臨界点
を参照し、ＡＢＣ臨界時間点を発生して線５１に印加す
る。第４図は、その典型的なＡＢＣ関数を示している。

線４７のＤＯＣ値および線５０のＡＥＣ値は加算部５２
に印加され、その合計を発生する。加算部５２の出力は
、線４８に印加された試算ＴＦ倍信号対応する総飛行コ
ストである。第３図の点線部分は、上記典型的な飛行に
対する総飛行コスト曲線を表わしている。

前記ＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生器１０には総飛行コスト曲
線上の最小点を探索する探索部５３が設けられており、
最適飛行時間ＴＯＰＴを発生する。

前記探索部５３が試算ＴＦ値のシーケンスを発生して線
４８ＧＣ印加すると共に、前記加算部５２が前記試算Ｔ
Ｆ値に対応する総飛行コストを発生する。前記探索部５
３は、到着予定時間前の最も早い適当な飛行時間ＴＦに
始動し、記憶されている総飛行コスト値を受信する。前
記ＴＦ値は、例えば６０秒だけ増大されるか、または６
０秒の増大よυ前の場合は次に生ずるＡＢＣ臨界点まで
増大されると共に、第２の総飛行コスト値が探索部５３
によって受信され、記憶される。前記第２の総飛行コス
ト値は、その第１の値と比較され、総飛行コストが低減
している場合は、更に６０秒だけ増大されるか、または
次に生ずる臨界点まで再び増大されるかして探索が続行
される。次いで、前記総飛行コストの一第１の値が捨て
られる。この探索は、総飛行コストが増大し始めるまで
、このように継続される。この持前の試算ＴＦ値がＴＯ
ＰＴ値でちる。また、増大コストを生ずる試算ＴＦ値に
達した場合は該試算ＴＦ値を、例えば１０秒だけ低減し
、ＴＯＰＴを発生することができる。

しかしながら、最初に得られた二つの総飛行コスト値を
比較することによって試算ＴＦ値が増大した結果コスト
の増大が示されると、前記試算Ｔｐ値は、ＴＯＰＴを発
生する最小値が得られるまで、上記ＡＢＣ臨界点を考慮
しながら６０秒ずつ低減される。探索の方向が反転さハ
ると、線４２の方向信号も反転され、低減する試算値Ｔ
Ｆを表示する。探索範囲内の全臨界点を利用して最小の
総飛行コスト値を見つけることが判る。

前記探索部５３によって、最小値に達せずにＤＯＣ対Ｔ
Ｆ関数発生部４６に記憶される前記ＤＯＣ対Ｔｐ関数の
最後の点に対応する試算値ＴＦが発生されると、非最小
を表わす信号が発生され、線４１に印加される。前記Ｄ
ＯＣ対Ｔｐ関数の最後の点は、試算値に発生部４０によ
って発生される試算コスト指数値の範囲の最後の点に対
応する。線４１の信号が示すように最小の総飛行コスト
点に達しない場合、的記試算値に発生部４０によって、
次に生じた基準設定値のコスト指数値が発生され、それ
に対応する点が当該装置により前記ＤＯＣ対ＴＦ関数発
生部４６に記憶されているＤＯＣ対ＴＦ関数に上記の如
く加算さｎる。次いで、探索部５３によって、延長され
た総飛行コスト曲線上の最小総飛行コスト値が探索され
る。前記試算値に発生部４０は、線４２の方向信号が示
す方向で次に発生する試算コスト指数値を選択する。線
４２の方向信号が増大するＴＦ値を表わす場合は、次に
小さいコスト指数値を利用する。腺４２の方向信号が低
減するＴｐ値を表わす場合は、次に大きいコスト指数値
が試算値に発生部４０によって発生される。

最小の総飛行コスト値に達すると、対応する試算値ＴＦ
が発生され、信号’ｒｏｐＴとして線５４に印加される
。

前記ＫＯＦＴ　ｊ　’ｒｏｐ’ｒ発生器１０は、Ｋ対Ｔ
Ｆ関数発生部５５を更に備えている。該に対ＴＦ関数発
生部５５は、試算値に発生部４０から発生された試算コ
スト指数値と、および予測器４４から発生された対応す
る飛行時間信号ＴＦ（Ｋ）とを入力として受信する。前
記関数発生部５５は、前記ＤＯＣ対ＴＦ関数発生部４６
に関連して説明したようにに対ＴＦ凹曲線放物線の近似
値を発生する。線４１の非最小信号が前記関数発生部４
６および５５に印加され、探索部５３によシ上記の如く
最小値に達したことが判明すると、そこに記憶されてい
る曲線の延長が制御される。

線５４の’Ｉ’ｏｐ’ｒ信号は、前記関数発生部５５に
印加され、該関数発生部５５により対応するコスト指数
値が発生され、ＫＯＰＴとして線５６に印加される。第
５図には上記典型的な飛行に対応する飛行時間対コスト
指数関数が示されている。

上記本発明による方法および装置は、前記総飛行コスト
曲線が比較的コスト指数の変化に影響さｎず、例えば到
着予定時間または接続飛行時間等のようなＡＢＣ臨界点
に近い時だけ到着時間に著しく影響されるという特性に
基づいた精度および処理負荷間の実際的妥協点を表わし
ている。これらの臨界点は予め定めておいて前記探索手
続きに利用するため、臨界時間における最適点の精度が
保証される。

前記手続きは、通常三回の予測ノくスのみ必要とする。

しかしながら、最適なコスト指数ＫＯＦＴは、通常下記
の如く得らする。

（１）第３図に関連して説明したように総飛行コスト対
飛行時間曲線から総飛行コストを最小化する時間ＴｏＦ
Ｔを測定し、かつ（２）　　第５図に関連して説明した
ように、コスト指数対飛行時間曲線から対応するコスト
指数を見つけ出す。

次に第６図の説明をする。同図には、いずれの所望する
解像度に対しても完全な曲線を発生する前記ＫｏＰＴ、
ＴＯＰＴ発生冷１０の別の実施例が示しである。図中、
第２図と同じ参照番号は、同じ構成要素を示す。その全
領域に渡って任意の解像度を有する一連のコスト指数値
が試算値に発生器６０によって発生される。前記ＫＯＦ
Ｔ　、ＴＯＦＴ発生器１０は、第２図の説明で述べたよ
うに第１図のＯＲゲート２０の出力で作動される。同様
にＫの各便は、速度発生器４３、予測装置４４および直
接運航費ブロック４５によって処理される。

直接運航費とＴＦ（Ｋ）の値がＤＯＣ対Ｔｐ関数発生部
６１ｖｃ印加さ１、例えば平板形式などによシ全範囲の
曲線値がそこに記憶される。

前記ＡＢＣ関数は、第２図に関連して説明したようにＡ
ＢＣ関数発生器４９で記憶され、加算部５２によってＤ
ＯＣと合成される。探索部６２は試算値ＴＦを発生し、
関数発生部６１および４９に印加して第２図の説明で述
べたようＶＣ総飛行コスト曲線の最小値を探索する。最
初に全範囲の値が発生され、関数発生？Ｓ６）に記憶さ
れるので、探索部６２は、第２図に関連して説明したよ
うに線４１の非最小信号および線４−２の方向信号を利
用せずに最小’Ｉ’ｏｐ’ｒを判定する。第６図のＫＯ
ＰＴ　、　Ｔ（ＪＰＴ発生器１０には、Ｋ対ＴＦ関数発
生器６３も備えられており、前記試算値に発生部６０か
らの全範囲のコスト指数値と予測装置４４からの対応す
るＴＦ（Ｋ）値とを、例えば平板形式などで記憶する。

次いで線５４の’ｒｏｐ’ｒ信号がルックアップテーブ
ルによシ線５６の対応するＫＯＰＴ値に変換される。

第１図、第２図ならびに第６図の種々のブロックには、
タイミング回路と制御信号とが利用されており、上記一
連の事象を制御していることが判る。前記ＤＯＣ対ＴＦ
関数発生器４６（第２図参照）および６１（第６図参照
）の関数Ｄ・ＯＣ対ＴＦがまず発生され、次いで探索部
５３（第２図参照）および６２（第６図参照）によシ後
続の探索が適時性なわれる。前記第１図、第２図および
第６図の鎚々の構成ブロックは、本発明によるプログラ
ム内蔵式ディジタル計算機の実施例の機能的プログラム
セグメントでちることか望ましい。そのようにプログラ
ムを内蔵した本発明の変更例の場合、ソフトウェアの実
施例で必要に応じ速度発生器および予測装置のルーチン
を呼出し、そこに適当な入力を印加して該予測装置およ
び速度発生器の多重利用を実現できることが判る。また
、前記構成ブロックは、離散的アナログ／ディジタル論
理回路によって通常の態様で実現することができる。

ＫＯＰＴ　、’ｒｏｐ’ｒ発生器１ｏによって最適到着
時間ＴＯＦＴとほぼ最適なコスト指数ＫＯＰＴとが発生
された後、前記第１図の装置によって速度が適切に微調
整され、上記の如く信号ＶＲによって発生される非常に
高精度の到着時間が得られる。

次に、第７図を説明する。同図は、上記態様で行なわれ
る速度調整の収束を示している。前記典型的な飛行は、
無風状態で、しかもコスト指数が０の条件で行なわれた
ものであるが、その結果の飛行時間は２時間１９分５８
秒であった。前記結果の飛行時間から１１５秒、±３０
秒、＋１分、＋２分、＋３分、＋４分および＋５分だけ
異なる所要到着時間に対応して、１４の時間的制約状況
が与えられた。第７図は、１゜２度調整された後の第１
図の装置の速度調整結果を示している。例えば、未調整
速度により到着が３分遅れる場合、第１回の調整によっ
て到着エラーが五６秒に低減され、第２の調整によって
一α５秒に低減される。初期の到着状態は、最初の調整
で過剰に調整される傾向がある。例えば未調整速度が５
分早い到着に相等する場合、−回目のａ＋ｉｉｉの結果
、４３秒遅への到着となる。

二回目の調整の結果、瓜３秒早い到着となる。

第７図は前記速度調整方法の収束する速度を示している
。たった−回か二回の予測パスにより本発明の速度調整
装置とその方法とにより非常に精度の高い到着時間が提
供される。

従って、本発明は最小の総飛行コストを生ずる飛行管理
システムで真の対気速度命令を発生する実際的な方法を
提供する。この方法は、以下の二段階から成る。すなわ
ち、（１）　　最小の総飛行コストを生ずる到着時間と関連
するコスト指数とを見つけ、次いで（２）　　このコスト指数で得られた速度命令を適当に
微調整し、精度の高い到着時間を得る。

上記第１の段階は、飛行計画が変更されると行なわれ、
その後はめったに行なわれない。上記第２の段階は、先
行技術による飛行管理システムで通常反復ベースで行な
われた予測計算に関連して行なわｎる。

好適な実施例を挙げて本発明を説明してきたが、使用し
た用語は説明のための用語であって制限するものではな
く、その広い観点において本発明の真の範囲および精神
から逸脱せずに添付の特許請求の範囲内で変更が成され
うることか判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って実現される飛行管理システム装
置の概略ブロック図、第２図は第１図のＫＯＰＴ　、　
ＴＯＦＴ発生器の好適な実施例を示す概略ブロック図、
第３図は前記第２図の装置を説明するのに有用な直接運
航費対飛行時間関数と総飛行コスト対飛行時間関数とを
示す図、第４図は前記第３図の総飛行コスト関数を形成
するのに有用な到着エラーコスト対到着時間エラー関数
を示す図、第５図は前記第２図の装置を説明するのに有
用なコスト指数対飛行時間関数を示す図、第６図は第１
図の前記ＫｏＰＴ。ＴＯＰＴ発生器の別の実施例を示す概略ブロック図、か
つ第７図は本発明に従って行なわれる速度調整の収束を
示す図である。図中、１０ハＫｏＰＴ、ＴＯＰＴ発生部、１１および２
３は速度発生器、１２は測定入力値および速度ならびに
加速度制限値、１３は予測装置、１４はデータ入力、１
９はＫＳＡ発生部、２０はＯＲゲート、２１および２４
は速度調整器、２２は測定された７ｗ値、２５は　シミ
ュレートされた入力値および速度ならびに加速度制限値
、２６はシミュレートされたＶＷ値、２７はレジスタ、
２８は比較器、４０は試算コスト指数値に発生部、４３
は速度発生器、４４は予測装置、４５は直接運航費関数
発生部、４６はＤＯＣ対ＴＦ関数発生部、４９はＡＢＣ
関数記憶部、５２は加算部、５３は探索部、５５はに対
ＴＦ関数発生部、を夫々示す。特許出願人　　　ハニーワエル　インコーホレイテッド
１、・−、ＦＩＧ、４゜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）航空機用飛行管理方法において、コスト指数値の
範囲に従つて直接運航費対到着時間の関数を発生する段
階と、到着時間エラーコスト対到着時間エラーの関数を
記憶する段階と、前記直接運航費の関数を前記到着時間
エラーコストの関数と合成し、総飛行コスト対到着時間
の関数を発生する段階と、前記総飛行コスト関数の最小
値を判定し、最適到着時間信号を発生する段階と、前記
最適到着時間信号に対応して最適コスト指数信号を発生
する段階と、最小の直接運航費に従つて前記最適コスト
指数信号に対応する対気速度信号を発生する段階と、前
記最適コスト指数信号に従つて予測到着時間信号を発生
する段階と、および前記最適到着時間信号ならびに前記
予測到着時間信号間の差に従つて前記対気速度信号を調
整し、対気速度命令信号を発生して前記航空機の対気速
度を制御する段階とから成ることを特徴とする上記航空
機用飛行管理方法。
（２）航空機用飛行管理装置において、コスト指数値の
範囲に従つて直接運航費対到着時間の関数を発生する直
接運航費関数発生手段と、到着時間エラーコスト対到着
時間エラーの関数を記憶する記憶手段と、前記直接運航
費の関数を前記到着時間エラーコストの関数と合成し、
総飛行コスト対到着時間の関数を発生する合成手段と、
前記総飛行コストの関数に応答してその最小値を判定し
、最適到着時間信号を発生する最小化手段と、前記最適
到着時間信号に応答してそれに対応する最適コスト指数
信号を発生する手段と、前記最適コスト指数信号に応答
し、最小の直接運航費に従つてそれに対応する対気速度
信号を発生する速度発生手段と、前記最適コスト指数信
号に応答し、それに従つて予測到着時間信号を発生する
予測手段と、および前記最適到着時間信号、前記予測到
着時間信号、ならびに前記対気速度信号に応答し、前記
最適到着時間信号ならびに前記予測到着時間信号間の差
に従つて前記対気速度信号を調整し、対気速度命令信号
を発生して前記航空機の対気速度を制御する速度調整手
段とから成ることを特徴とする上記航空機用飛行管理装
置。
（３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
直接運航費関数発生手段は複数の試算コスト指数値信号
を発生する手段と、前記試算コスト指数値信号の夫々に
応答し、それに従つて別の予測到着時間信号と直接運航
費信号とを発生する別の予測手段と、および前記試算コ
スト指数値信号の夫々に対応する前記別の予測到着時間
信号と前記直接運航費信号とに応答し、前記別の予測到
着時間信号ならびに前記直接運航費信号に従つて前記直
接運航費関数を発生する手段とから成ることを特徴とす
る上記航空機用飛行管理装置。
（４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記
別の予測到着時間信号と前記直接運航費信号とに応答す
る前記手段は前記試算コスト指数値信号の夫々に対応す
る前記別の予測到着時間信号と前記直接運航費信号とに
応答し、前記別の予測到着時間信号ならびに前記直接運
航費信号に従つて多項式予測曲線を発生する多項式予測
手段から成ることを特徴とする上記航空機用飛行管理装
置。
（５）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記
別の予測手段は前記試算コスト指数値信号の夫々に応答
し、それに対応する対気速度信号を最小の直接運航費に
従つて発生する別の速度発生手段と、前記別の速度発生
手段からの前記対気速度信号に応答し、それに従つて予
測到着時間信号ならびに予測燃料燃焼信号を発生する予
測手段と、および該予測手段からの前記予測到着時間信
号ならびに前記予測燃料燃焼信号に応答すると共に実際
の飛行時間コストを表わす入力コスト指数値信号ならび
に燃料の単価を表わす燃料費信号にも更に応答し、それ
に従つて前記直接運航費信号を発生する直接運航費発生
器とから成ることを特徴とする上記航空機用飛行管理装
置。
（６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記
直接運航費関数発生手段はＤＯＣ＝Ｃ＿ＦＣＦ（Ｋ）＋Ｋ＿ＯＴ＿Ｆ（Ｋ）〕（但
し、Ｃ＿Ｆは燃料の単価であり、Ｆ（Ｋ）はコスト指数
値Ｋで表わされる燃料燃焼であり、Ｋ＿Ｏは実際の飛行
時間コストを表わすＫ値であり、かつＴ＿Ｆ（Ｋ）はコ
スト指数値Ｋで表わされる飛行時間）に従つて前記直接
運航費信号を発生する手段から成ることを特徴とする上
記航空機用飛行管理装置。
（７）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
多項式関数予測手段は前記直接運航費関数の放物線状予
測値を発生する放物線予測器から成ることを特徴とする
上記航空機用飛行管理装置。
（８）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
記憶手段は接続飛行時間に臨界時間点が一致するように
して前記到着時間エラーコスト関数を記憶する手段から
成ることを特徴とする上記航空機用飛行管理装置。
（９）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
合成手段は前記到着時間エラーコスト関数を前記直接運
航費関数に加算し、前記総飛行コスト関数を発生する手
段から成ることを特徴とする上記航空機用飛行管理装置
。
（１０）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前
記直接運航費関数発生手段、前記到着時間エラーコスト
関数発生手段、ならびに前記合成手段は前記総飛行コス
ト対到着時間の関数を発生する総飛行コスト関数発生手
段を備えていることを特徴とする上記航空機用飛行管理
装置。
（１１）特許請求の範囲第１０項記載の装置において、
前記最小化手段は前記総飛行コスト関数発生手段に試算
到着時間信号を印加し、前記総飛行コスト関数発生手段
を作動して前記試算到着時間信号に対応する総飛行コス
ト値を探索手段に印加するようにする該探索手段から成
ることを特徴とする上記航空機用飛行管理装置。
（１２）特許請求の範囲第１１項記載の装置において、
前記探索手段は連続する前記試算到着時間信号の値に対
応する連続する前記総飛行時間コスト値を比較して前記
総飛行時間コストの最小値に対応する試算到着時間信号
を判定する手段から成ることを特徴とする上記航空機用
飛行管理装置。
（１３）特許請求の範囲第１２項記載の装置において、
前記探索手段は最小の総飛行コスト値が検出されていな
いことを表わす非最小信号を発生する手段と、および前
記非最小信号が発生されると前記試算到着時間信号が増
大しているか低減しているかを表示する方向信号を発生
する手段とを備えていることを特徴とする上記航空機用
飛行管理装置。
（１４）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前
記直接運航費関数発生手段、前記到着時間エラーコスト
関数発生手段ならびに前記合成手段は前記総飛行コスト
対到着時間の関数を発生する総飛行コスト関数発生手段
を備えていることを特徴とする上記航空機用飛行管理装
置。
（１５）特許請求の範囲第１４項記載の装置において、
前記最小化手段は前記総飛行コスト関数発生手段に試算
到着時間信号を印加し、前記総飛行コスト関数発生手段
を作動して前記試算到着時間信号に対応する総飛行コス
ト値を探索手段に印加するようにする該探索手段から成
ることを特徴とする上記航空機用飛行管理装置。
（１６）特許請求の範囲第１５項記載の装置において、
前記探索手段は連続する前記試算到着時間信号の値に対
応する連続する前記総飛行時間コスト値を比較し、前記
総飛行時間コストの最小値に対応する試算到着時間信号
を判定する手段を備えていることを特徴とする上記航空
機用飛行管理装置。
（１７）特許請求の範囲第１６項記載の装置において、
前記探索手段は最小の総飛行コスト値が検出されていな
いことを表わす非最小信号を発生する手段と、および前
記非最小信号が発生されると前記試算到着時間信号が増
大しているか低減しているかを表示する方向信号を発生
する手段とを更に備えていることを特徴とする上記航空
機用飛行管理装置。
（１８）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記試算コスト指数値信号発生手段は前記非最小信号な
らびに前記方向信号に応答し、追加の試算コスト指数値
信号を発生して前記多項式予測曲線をその最小値の方向
に延長することを特徴とする上記航空機用飛行管理装置
。
（１９）特許請求の範囲第１７項に記載の装置において
、前記記憶手段は接続飛行時間に臨界時間点が一致する
ようにして前記到着時間エラーコスト関数を記憶する手
段から成ることを特徴とする上記航空機用飛行管理装置
。
（２０）特許請求の範囲第１９項に記載の装置において
、前記試算到着時間信号は前記臨界時間点を含むことを
特徴とする上記航空機用飛行管理装置。
（２１）特許請求の範囲第４項に記載の装置において、
前記最適到着時間信号に応答する前記手段は前記試算コ
スト指数値信号および前記別の予測到着時間信号にも応
答し、それに従つて多項式予測曲線を発生する手段を備
えていることを特徴とする上記航空機用飛行管理装置。
（２２）特許請求の範囲第２項に記載の装置において、
前記速度発生手段は該速度発生手段に測定された航空機
ならびに大気のパラメータ信号を印加し、最小の直接運
航費に従つて前記対気速度信号を発生する手段から成る
ことを特徴とする上記航空機用飛行管理装置。
（２３）特許請求の範囲第２２項記載の装置において、
前記予測手段は前記測定された航空機ならびに大気のパ
ラメータ信号に対応するシミユレートされた航空機なら
びに大気のパラメータ信号を前記予測手段に印加し、前
記最適コスト指数信号に従つて前記予測到着時間信号を
発生する手段を備えていることを特徴とする上記航空機
用飛行管理装置。
（２４）特許請求の範囲第２３項に記載の装置において
、前記予測手段は前記予測到着時間信号、Ｔ＿Ｕ＿Ｐ信
号およびＴ＿Ｄ＿Ｎ信号（但し、前記Ｔ＿Ｕ＿Ｐならび
にＴ＿Ｄ＿Ｎ信号は関連する速度または加速度制限値を
有する時間セグメントに対して調整された予測飛行時間
を表わす）を発生する手段を備えていることを特徴とす
る上記航空機用飛行管理装置。
（２５）特許請求の範囲第２４項記載の装置において、
前記速度調整手段は前記最適到着時間信号ならびに前記
予測到着時間信号に応答し、その間の差に従つて速度調
整係数信号を発生する速度調整係数発生器と、および前
記対気速度信号ならびに前記速度調整係数信号に応答し
、それに従つて前記対気速度命令信号を発生する速度調
整器とから成ることを特徴とする上記航空機用飛行管理
装置。
（２６）特許請求の範囲第２５項記載の装置において、
前記速度調整係数発生器は前記Ｔ＿Ｕ＿ＰならびにＴ＿
Ｄ＿Ｎ信号に応答し、該Ｔ＿Ｕ＿ＰならびにＴ＿Ｄ＿Ｎ
信号の選択された一方の信号に従つて前記速度調整係数
を更に発生する手段を備えていることを特徴とする上記
航空機用飛行管理装置。
（２７）特許請求の範囲第２６項に記載の装置において
、前記速度調整係数発生器はＫ＿Ｓ＿Ａ（新規の値）＝Ｋ＿Ｓ＿Ａ（前の値）＋ＤＥ
ＬＴＡＴ／Ｔ＿Ａ（但し、Ｋ＿Ｓ＿Ａは前記速度調整係
数信号、ＤＥＬＴＡＴ＝Ｔ−Ｔ＿Ｏ＿Ｐ＿Ｔ、Ｔは前記
予測到着時間信号、Ｔ＿Ｏ＿Ｐ＿Ｔは前記最適到着時間
信号、Ｔ＿ＡはＤＥＬＴＡＴ＞０の場合Ｔ＿Ｕ＿Ｐ、そ
れ以外の場合はＴ＿Ｄ＿Ｎ、Ｔ＿Ｕ＿Ｐは速度が上方に
調整可能な場合の予測中の全時間、かつＴ＿Ｄ＿Ｎは下
方に調整可能な場合の予測中の全時間）に従つて前記速
度調整係数信号を発生する手段を備えていることを特徴
とする上記航空機用飛行管理装置。
（２８）特許請求の範囲第２７項に記載の装置において
、前記速度調整器は測定された風の信号に応答し、それ
に従つて前記対気速度信号を更に調整する手段を備えて
いることを特徴とする上記航空機用飛行管理装置。
（２９）特許請求の範囲第２７項に記載の装置において
、前記速度調整器はＶ＿Ｒ＝（Ｖ＿Ｏ＋Ｋ＿Ｓ＿ＡＶ＿Ｗ）／（１−Ｋ＿Ｓ
＿Ａ）（但し、Ｖ＿Ｒは前記対気速度命令信号、Ｖ＿Ｏ
は前記対気速度信号、かつＶ＿Ｗは追い風すなわち負の
向かい風）に従つて前記対気速度命令信号を発生する手
段を備えていることを特徴とする上記航空機用飛行管理
装置。
（３０）特許請求の範囲第２８項に記載の装置において
、前記装置は前記直接運航費関数発生手段を作動する作
動信号を発生する手段を更に備えており、前記速度調整
係数発生器は前記作動信号に応答し、前記直接運航費関
数発生手段が作動されるとＫ＿Ｓ＿Ａを零に設定するこ
とを特徴とする上記航空機用飛行管理装置。