(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機の動作を監視し、必要な操作を行うことにより、航空機の安全性と信頼性を高める。【解決手段】動作モニタ２００は、飛行状態データとモデルを使用して、現在の動作１１８を識別する。次いで動作モニタ２００は、現在の動作１１８と予測動作２１０との間の差を識別する。予測データ構造２０８は、予測動作２１０を生成するように構成される。飛行エンベロープモニタ２０２は現在の動作１１８を使用して、航空機１０２の操作可能性の限界値を記載する飛行エンベロープ１２６を識別する。パイロットによって生成されるコマンドは、飛行エンベロープモニタ２０２によって使用される。性能識別子２０４は、航空機１０２の現在の性能１２４を識別する。現在の性能１２４は、コンピュータシステム１０４の表示システム２１４上でオペレータに対して提示される。【選択図】図２
2014213853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１０２）を監視する方法であって、
前記航空機（１０２）のモデル（１２０）と飛行状態データ（１１４）を使用して、前記航空機（１０２）の操作中に前記航空機（１０２）の現在の動作（１１８）を識別する（８００）ことと、
前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）から前記航空機（１０２）の現在の性能（１２４）を識別する（８０２）ことと、
前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）に基づいて操作（１２８）を実施する（８０４）ことと
を含む方法。
【請求項２】
前記航空機（１０２）に対しセンサシステム（１０６）によって生成されるセンサデータ（１１０）から前記飛行状態データ（１１４）を識別すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）に基づいて前記操作（１２８）を実施することが、
前記航空機（１０２）を操作するための一連のパラメータ（２１８）に対する限界値を表示すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記航空機（１０２）に対し、センサシステム（１０６）からのセンサデータ（１１０）から前記飛行状態データ（１１４）が識別される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）から、前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）を示すことが、
前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）の変化を示すこと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）からの前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）に基づいて前記操作（１２８）を実施することが、前記航空機（１０２）の現在の飛行エンベロープを表示する、前記航空機（１０２）の航路を変更する、または前記航空機（１０２）の航路の変更を提案することのうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）から前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）を識別することが、
前記モデル（１２０）からの前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）を予測データ構造（２０８）からの前記航空機（１０２）の予測動作（２１０）と比較することと、
前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）と前記航空機（１０２）の前記予測動作（２１０）との差を識別することと、
前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）と前記航空機（１０２）の前記予測動作（２１０）との差に基づいて前記予測データ構造（２０８）を更新すること
とを含む、請求項１に記載の方法。  
【請求項８】
予測データ構造（２０８）が、表、データベース、リンクリスト、フラットファイル、空気力学及びエンジン表、及び空気力学及びエンジンデータベースのうちの一つから選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記航空機（１０２）の前記モデル（１２０）と前記飛行状態データ（１１４）を使用して、前記航空機（１０２）の操作中に、前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）を識別することが、動作モニタ（２００）によって実施され、前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）から前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）を識別することが、飛行エンベロープモニタ（２０２）によって実施され、前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）に基づく前記操作（１２８）の実施が、性能識別子（２０４）によって実施される、請求項１に記載の方法。    
【請求項１０】
前記動作モニタ（２００）はカルマンフィルタ（３００）を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
航空機（１０２）のモデル（１２０）と飛行状態データ（１１４）を使用して、前記航空機（１０２）の操作中に、前記航空機（１０２）の現在の動作（１１８）を識別し、前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）から前記航空機（１０２）の現在の性能（１２４）を識別し、前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）に基づいて操作（１２８）を実施するように構成される航空機の動作監視システム（１１２）を備える装置。
【請求項１２】
前記航空機の動作監視システム（１１２）はさらに、前記航空機（１０２）に対してセンサシステム（１０６）によって生成されるセンサデータ（１１０）から前記飛行状態データ（１１４）を識別するように構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）に基づいて前記操作（１２８）を実施する構成において、前記航空機の動作監視システム（１１２）は前記航空機（１０２）を操作するための一連のパラメータ（２１８）に対する限界値を表示するように構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記航空機（１０２）に対して、センサシステム（１０６）からのセンサデータ（１１０）から前記飛行状態データ（１１４）が識別される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記航空機（１０２）の前記現在の動作（１１８）から前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）を表示する構成において、前記航空機の動作監視システム（１１２）は前記航空機（１０２）の前記現在の性能（１２４）の変化を示すように構成される、請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して航空機に関し、具体的には航空機の動作を監視することに関するものである。またさらに具体的には、本発明は、航空機の操作中に航空機を監視し、センサデータに基づいて航空機の性能に変化があったか否かを判断する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、多数の異なる種類のシステムを含む複雑な輸送手段である。例えば、航空機の多くはコンピュータシステムを備える。コンピュータシステムは、航空機を操作し監視するのに使用される一又は複数のコンピュータである。例えば、航法システムは、パイロットへ航行情報を提供し、航空機を航路に沿って飛行させる支援をするために備えられている。
【０００３】
別の例として、航空機には健全性監視システムが備えられている。健全性監視システムは、航空機の一部として統合されている。例えば、センサシステムのセンサは、航空機の操作に関する種々のパラメータを監視するために異なる位置に備えられている。これらのパラメータには、たとえば、エンジンの温度、客室の温度、外気の温度、燃料レベル、対気速度、ライン内の油圧、及び他のパラメータが含まれる。  
【０００４】
センサによって、センサデータが生成される。センサデータは、健全性監視システムの一部であるコンピュータシステムのコンピュータへ送り返される。センサデータは、航空機の健全性に対するシステム診断及び予測を提供するために使用される。センサデータは多くの場合、保守及びサポートサービスに使用される。このように、航空機の利用可能性及び飛行数は、このセンサデータを使用することにより増加する。  
【０００５】
センサデータは、航空機の他のシステムによっても使用される。例えば、客室の温度は、乗客用客室の環境システムを制御するのに使用される。
【０００６】
したがって、少なくとも上述の問題点のいくつかと、起こりうる他の問題点を考慮する方法及び装置を有することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一実施形態は、航空機を監視する方法を提供する。航空機の現在の動作は、航空機の操作中に航空機のモデルと飛行状態データを使用して識別される。航空機の現在の性能は、航空機の現在の動作から識別される。操作は、航空機の現在の性能に基づいて行われる。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、航空機の操作中に、航空機のモデルと飛行状態データを使用して、航空機の現在の動作を識別するように構成された動作監視システムを備える装置を提供する。動作監視システムはさらに、航空機の現在の動作から航空機の現在の性能を識別するように構成される。動作監視システムはまたさらに、航空機の現在の性能に基づいて操作を行うように構成される。
【０００９】
本発明のさらに別の実施形態により、動作モニタ、飛行エンベロープモニタ、及び性能識別子を備える飛行機の動作監視システムが提供される。動作モニタは、航空機のモデルと飛行状態データを使用して、航空機の操作中に航空機の現在の動作を識別するように構成される。飛行エンベロープモニタは、航空機の現在の動作から飛行エンベロープを識別するように構成される。性能識別子は、飛行エンベロープから航空機の現在の性能を識別するように構成される。
【００１０】
特徴、及び機能は、本発明の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解されうる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。
【００１１】
例示的な実施形態の特徴と考えられる新規の機能は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、例示的実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的と特徴は、添付図面を参照して本発明の一実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態による監視環境のブロック図である。
【図２】一実施形態による航空機の動作監視システムのブロック図である。
【図３】一実施形態による航空機の動作を識別するためのデータフロー図である。
【図４】一実施形態による飛行エンベロープを識別する図である。
【図５】一実施形態による航空機の現在の性能を表示するグラフィカルユーザインターフェースの図である。
【図６】一実施形態による航空機の現在の性能を表示する別のグラフィカルユーザインターフェースの図である。
【図７】一実施形態による航空機の動作の監視を実施するプロセスのフロー図である。
【図８】一実施形態による航空機の操作を管理するプロセスのフロー図である。
【図９】一実施形態による航空機の現在の動作を識別するプロセスのフロー図である。
【図１０】一実施形態による航空機の種々のエンベロープの図である。
【図１１】一実施形態によるデータ処理システムのブロック図である。
【図１２】一実施形態による航空機の製造及び保守方法をブロック図の形態で示したものである。
【図１３】一実施形態を実施可能な航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例示の実施形態は、一又は複数の異なる検討事項を認識し、考慮している。例えば、例示の実施形態は、現在使用される健全性監視システムによって生成されるセンサデータが多くの異なる目的で使用されることを認識し、考慮している。例えば、客室の温度は、乗客用客室の環境システムを制御するのに使用される。
【００１４】
例示の実施形態は、航空機の動作の監視を実施することが望ましいことを認識し、考慮している。航空機の動作の監視には、航空機の状態に基づき航空機が操作される能力を評価し制御することが含まれる。例示の実施形態は、健全性監視システムのセンサシステム等のセンサシステムによって生成されるセンサデータが、航空機の動作の監視の実施に使用されることを認識し、考慮している。
【００１５】
例示の実施形態はこの監視を利用して、航空機の現在の又は最新の性能が識別されることを認識し、考慮している。例示の実施形態は、航空機の現在の性能によって、航空機の操作が飛行中に望ましい動作目標に達するように管理されることを認識し、考慮している。このような動作目標には、安全性、乗客の快適性、コスト、及び他の目標が含まれる。
【００１６】
次に図１を参照すると、一実施形態による監視環境がブロック図の形式で示されている。この実施例では、監視環境１００は航空機１０２を含む。
【００１７】
図示したように、航空機１０２はコンピュータシステム１０４及びセンサシステム１０６とを含む。コンピュータシステム１０４は、一又は複数のコンピュータを含む。複数のコンピュータが存在するときに、これらのコンピュータは、ネットワークなどの通信媒体を介して相互に通信することができる。
【００１８】
この実施例では、センサシステム１０６はセンサ１０８を備える。センサ１０８は、航空機１０２全体に分散配置される。具体的には、センサ１０８はセンサデータ１１０を生成する。センサ１０８は、航空機１０２の状態、航空機１０２周囲の環境、航空機１０２の構造の状態、航空機１０２のデバイスの操作、及び他の適切な種類の情報からセンサデータ１１０を生成する。航空機１０２の状態には、例えば、航空機の位置、移動距離、速度、加速度、高度、姿勢、及び他の適切な種類の情報が含まれる。一連の構造には、フラップの位置、フラップの可動範囲、方向舵の位置、方向舵の可動範囲、構造に不整合性があるか否か、そして他の適切な種類の情報が含まれる。デバイスの動作についてのセンサデータ１１０には、パイロット制御によって生成されたコマンド、オートパイロット、環境制御システム、及び航空機１０２の他の適切なデバイスが含まれる。
【００１９】
航空機１０２の状態は、種々の事象により影響を受ける。これらの事象には、例えば、天候、衝突回避の実施、貨物倉の不整合性、外板、窓の不整合性、好ましくない液量、好ましくないバルブ動作、電磁事象、鳥、雹との想定外の接触、及び他の事象が含まれる。
【００２０】
航空機の動作監視システム１１２は、センサデータ１１０を使用するように構成される。航空機１０２の操作中に、センサデータ１１０が航空機の動作監視システム１１２によって選択され、処理され、又は選択且つ処理されて、航空機１０２の飛行状態１１６を表す飛行状態データ１１４が識別される。飛行状態１１６は、航空機１０２の動きである。
【００２１】
この実施例では、飛行状態データ１１４は、いくつかの又は全てのセンサデータ１１０から選択される。センサデータ１１０の選択部分が処理され、飛行状態データ１１４が形成される。この結果、異なる実施例において、飛行状態データ１１４を識別するのにセンサデータ１１０の全てが使用されない。飛行状態データ１１４は例えば、上昇速度、下降速度、旋回速度、対気速度、飛行経路角、高度、姿勢、及び他の適切な種類のデータのうちの少なくとも一つである。
【００２２】
本明細書において、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムの一又は複数の様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙された各アイテムのうちの一つだけあればよいということを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも一つ」は、限定しないが、アイテムＡ、アイテムＡとアイテムＢ、又はアイテムＢを含む。この例は、アイテムＡ、アイテムＢおよびアイテムＣ、又はアイテムＢおよびアイテムＣも含む。言うまでもなく、これらのアイテムの任意の組み合わせが存在する。他の例では、「〜のうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、アイテムＡのうちの２個、アイテムＢのうちの１個、及びアイテムＣのうちの１０個、アイテムＢのうちの４個及びアイテムＣのうちの７個、また他の好適な組み合わせであってもよい。このアイテムは、特定のオブジェクト、物、又はカテゴリである。言い換えれば、少なくとも１つとは、列挙されたアイテムから、任意のアイテムの組み合わせ、および任意の数のアイテムを使用することができるが、列挙されたすべてのアイテムが必要ではないことを意味する。
【００２３】
例示の実施例では、飛行状態データ１１４には、パイロットによって生成されるコマンドの形のセンサデータ１１０が含まれる。このようなコマンドは、パイロットによって操作される制御に関するセンサによって検出される。さらに他の実施例では、飛行状態データ１１４には、オートパイロット等のデバイスによって生成されるコマンドの形態のセンサデータ１１０が含まれる。
【００２４】
図示したように、航空機の動作監視システム１１２は、航空機１０２の現在の動作１１８を識別するように構成される。具体的には、航空機の動作監視システム１１２は、飛行状態データ１１４と航空機１０２のモデル１２０を使用して、現在の動作１１８を識別する。
【００２５】
航空機の動作監視システム１１２は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせを用いて実装することができる。ソフトウェアを使用する場合、航空機の動作監視システム１１２によって実施される操作は、プロセッサユニット上で実行されるように構成されたプログラムコードに実装することができる。ファームウェアを使用する場合、航空機の動作監視システム１１２によって実施される操作は、プロセッサユニット上で実行されるようにプログラムコードとデータにおいて実装され、固定記憶域に記憶される。ハードウェアが採用される場合には、ハードウェアは、航空機の動作監視システム１１２内でこれらの操作を実行するよう動作する回路を含むことができる。
【００２６】
実施例では、ハードウェアは回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイスの形態、又は任意の数の操作を実施するように構成された他の好適な形式のハードウェアであってもよい。プログラマブル論理デバイスにより、デバイスは任意の数の操作を実施するように構成される。当該デバイスは後から再構成してもよいし、前記任意の数の操作を実行するよう永続的に構成することもできる。プログラム可能論理デバイスの実施例としては、たとえば、プログラム可能論理アレイ、プログラム可能アレイ論理、フィールドプログラム可能論理アレイ、フィールドプログラム可能ゲートアレイ、及び他の適するハードウェアデバイスが含まれる。加えて、これらのプロセスは無機コンポーネントと統合された有機コンポーネント内で実行されてよく、及び／又はこれらのプロセスは人間以外の有機コンポーネントで全体的に構成されてよい。たとえば、これらのプロセスは有機半導体の回路として実装可能である。
【００２７】
この例示の実施例では、モデル１２０は航空機１０２のモデルである。モデル１２０は、飛行状態データ１１４等の入力を受信し、動作データ１２２等の出力を生成する。動作データ１２２は、航空機１０２の現在の動作１１８を表す。
【００２８】
航空機の動作監視システム１１２は、現在の動作１１８を用いて航空機１０２の現在の性能１２４を識別するように構成される。現在の性能１２４は任意の数の様々な方法で表される。例えば、現在の性能１２４は飛行エンベロープ１２６を使用して表される。例えば、現在の性能１２４は、少なくとも一部には飛行エンベロープ１２６を使用して表される。この例示の実施例では、飛行エンベロープ１２６により、航空機１０２が達成できる加速度を表すことができる。この加速度は例えば、直線加速度、角加速度、又はこの２つの組み合わせである。
【００２９】
航空機１０２の飛行状態１１６が変化すると、現在の動作１１８も変化する。現在の動作１１８が変化した結果、現在の性能１２４も変化する。このような変化は、任意の数の異なる種類の原因によって起こる。例えば、飛行状態１１６の変化は、航空機１０２の不整合性の発生、航空機１０２の再構成、又は他の原因の影響を受ける。このような変化により、航空機１０２の現在の性能１２４の向上、現在の性能１２４の低下、又は現在の性能１２４の向上及び低下が起こる。例えば、航空機１０２の現在の性能１２４において、航空機１０２の航続距離が延びる一方で、旋回能力が低下する。
【００３０】
この例示の実施例では、航空機の動作監視システム１１２は、航空機１０２の現在の性能１２４に基いて操作１２８も実施する。操作１２８は様々な形態をとりうる。例えば、操作１２８には、航空機１０２の現在の性能１２４の変化を示すことが含まれる。別の例示の実施例では、操作１２８には、航空機の現在の飛行エンベロープを表示する、航空機の航路を変更する、航空機の航路の変更を提案する、及び他の適切な対処のうちの少なくとも一つを行うことが含まれる。
【００３１】
このように、航空機１０２の現在の動作１１８の監視を使用して、航空機１０２の操作中に航空機１０２の現在の性能１２４が識別される。航空機１０２の操作には、例えば、航空機１０２のゲートでの待機、誘導路上の移動、離陸、水平飛行、または他の操作が含まれる。
【００３２】
さらに、航空機１０２の現在の性能１２４を識別することによって、安全性を高め、燃料消費を削減し、飛行時間を縮小し、乗客の快適性を高め、また他の適切な目的を達成するために、航空機１０２の操作が変更される。
【００３３】
さらに、航空機の動作監視システム１１２は、現在設置されているセンサシステムとともに使用可能である。例えば、センサシステム１０６は、航空機１０２にすでに設置されている健全性監視システムの一部である。この結果、航空機の性能監視システム１１２では、現在の動作１１８及び現在の性能１２４を識別するためにすべてのセンサデータ１１０を必要としない。具体的には、センサデータ１１０は、モデル１２０とともに使用される飛行状態データ１１４を生成するために、選択される、処理される、または選択かつ処理される。
【００３４】
次に、図２を参照する。図２は、一実施形態による航空機の動作監視システムを示すブロック図である。航空機の動作監視システム１１２で使用されるコンポーネント、及びコンポーネント間のデータフローの図が示されている。
【００３５】
航空機の動作監視システム１１２は、任意の数の異なるコンポーネントを有する。この実施例では、航空機の動作監視システム１１２は、動作モニタ２００、飛行エンベロープモニタ２０２、及び性能識別子２０４を含む。
【００３６】
動作モニタ２００は、飛行状態データ１１４とモデル１２０を使用して、現在の動作１１８を識別するように構成される。この実施例では、現在の動作１１８は推力、揚力、及び抗力を使用して表される。言うまでもなく、他の実施例において、これらに加えて、またはその代わりに他のパラメータが使用可能である。現在の動作１１８を識別することに加えて、動作モニタ２００は、飛行状態データ１１４とモデル１２０を使用して修正値２０６も識別する。
【００３７】
具体的には、動作モニタ２００は、現在の動作１１８と予測動作２１０との間の差を識別する。この差により、予測データ構造２０８を更新するために使用される修正値２０６が形成される。
【００３８】
予測データ構造２０８は、予測動作２１０を生成するように構成される。予測動作２１０は、この実施例において航空機の他のシステムによって使用される。このような他のシステムには、例えば、航行システム、オートパイロットシステム、及び航空機の他の適切なシステムが含まれる。
【００３９】
動作モニタ２００によって実施される更新は、図１の操作１２８が実行される方法の一実施例である。予測データ構造２０８は例えば、表、データベース、リンクリスト、フラットファイル、空気力学及びエンジン表、空気力学及びエンジンデータベース、または他の何らかの適切な種類のデータ構造である。
【００４０】
具体的には、予測データ構造２０８は例えば、空気力学及びエンジンデータベース、または空気力学及びエンジン表である。このデータベース、または表は、航空機１０２の他のコンポーネントによって使用可能である。更新は、空気力学及びエンジンデータベース、または空気力学及びエンジン表に対して行われる。
【００４１】
いくつかの実施例では、予測データ構造２０８は、空気力学及びエンジンデータベースから作成されたコピーである空気力学及びエンジン表である。この実施例では、空気力学及びエンジン表は、空気力学及びエンジンデータベースの一部のコピーである。コピーは、飛行中に空気力学及びエンジン表の更新を行うのに使用するために作成される。空気力学及びエンジンデータベースに対する更新は、飛行を行った後で実施される。この種の更新により、航空機１０２の使用を認証する時間及び複雑性が削減される。
【００４２】
図示したように、飛行エンベロープモニタ２０２は現在の動作１１８を使用して、航空機１０２の操作可能性の限界値を記載する飛行エンベロープ１２６を識別する。このような限界値は例えば、ヨー加速度、ロール加速度の限界値、及び他の適切な限界値である。別の実施例では、制御飛行を維持できる最低対気速度に対する限界値が存在する。さらに、いくつかの実施例では、飛行エンベロープモニタ２０２は航空機１０２の所望の状態を考慮する。例えば、所望の状態は、航空機１０２に所望される航空機１０２の動きを記述したものである。この記述には、航空機１０２の操作を表す任意の数の異なるパラメータが含まれる。例えば、所望の状態には、最小高度、最大高度、速さ、及び他の適切なパラメータのうちの少なくとも一つが含まれる。所望の状態は、航路の特定部分に対して存在し、航空機の航路上で変化する。    
【００４３】
航空機１０２のパイロットによって生成されるコマンドは、飛行エンベロープモニタ２０２によって使用される。これらのコマンドは、航空機の操縦翼面の制御許可と比較される。例えば、制御許可は、操縦翼面で実際に物理的に可能である動きよりも小さい動き量を定義する。制御許可は、乗客の快適性、安全性についての規則、及び他の適切な種類の規則に基づくものである。
【００４４】
この実施例では、性能識別子２０４は、航空機１０２の現在の性能１２４を識別するように構成される。このような実施例では、この識別は、飛行エンベロープモニタ２０２からの飛行エンベロープ２１２を使用して行われる。加えて、現在の性能１２４の識別も、予測動作２１０を使用して実施される。
【００４５】
図示したように、現在の性能１２４は、コンピュータシステム１０４の表示システム２１４上でオペレータに対して提示される。具体的には、現在の性能１２４は、航空機１０２を操作するための一連のパラメータ２１８の限界値として、表示システム２１４上のグラフィカルユーザインターフェース２１６に表示される。例えば、一連のパラメータの限界値が表示され、これには、制御、動作、及び一連のパラメータ２１８の他のパラメータの限界値のうちの少なくとも一つが含まれる。
【００４６】
ここで図３を参照する。図３は、一実施形態による航空機の動作を識別するためのデータフローの図である。この実施例において、動作モニタ２００は測定された状態データと状態データとの比較を行う。この実施例では、状態データは、空気力学及びエンジンデータベース及び修正の設計から得た、修正された動作データを使用して、航空機モデル３１４を介して計算される。言いかえれば、動作モニタ２００は、センサデータ１１０を使用して、センサデータ１１０からパラメータを選択する、または航空機１０２の現在の性能１２４を識別するのに必要なセンサデータ１１０からのパラメータを計算するように構成される。対象パラメータの動作及び性能を計算するために、パラメータの選択、パラメータの計算、またはその両方が行われる。対象となりうるパラメータの追加例には、上昇速度、下降速度、実用上昇限度、旋回速度、最高速度、最低速度、速さ、飛行時間、及び他の適切なパラメータが含まれる。
【００４７】
この実施例では、比較は動作モニタ２００においてカルマンフィルタ３００によって実施される。カルマンフィルタ３００は、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせを使用して実装されてもよい。カルマンフィルタ３００は、この実施例においてモデルベースのデータ生成を実施するように構成される。言うまでもなく、他の実施例において、状態観測器及び逆モデルなどの他の種類の技術も使用できる。さらに別の実施例では、ファジー理論、ニューラル・ネットワーク、及び他の技術を使用できる。
【００４８】
この実施例では、カルマンフィルタ３００は、センサデータ１１０の測定対気速度３０２、測定飛行経路角３０４、及び測定高度３０６を入力として使用する。センサデータ１１０のこのデータは、飛行状態データ１１４として見なされる。言うまでもなく、特定の実装態様により、これら実施例に加えて、またはその代わりに、他の種類のセンサデータ１１０が使用される。ある場合には、センサデータ１１０は、飛行状態データ１１４ではないデータを含む。例えば、センサデータ１１０は、毎分回転数、燃料燃焼率、温度、及び他のパラメータ等のエンジンについてのデータを含む。センサデータ１１０のこのようなパラメータは、飛行状態データ１１４のパラメータを生成するために処理される。例えば、このようなパラメータは、エンジンの推力、エンジンの健全性、及び航空機１０２の動作に作用する他のパラメータについてのデータを生成するために処理される。
【００４９】
カルマンフィルタ３００は、航空機モデル３１４から予測対気速度３０８、予測飛行経路角３１０、及び予測高度３１２も受信する。航空機モデル３１４は、図１のモデル１２０の一例である。図示したように、航空機モデル３１４は、予測対気速度３０８、予測飛行経路角３１０、及び予測高度３１２を生成するように構成される。このようなパラメータは、この実施例において、航空機モデル３１４により、空気力学及びエンジンデータベース３２２によって生成される予測揚力３１６、予測抗力３１８、及び予測推力３２０を使用して生成される。
【００５０】
このような入力により、カルマンフィルタ３００は、現在の揚力３２６、現在の抗力３２８、及び現在の推力３３０を出力として生成する。図示したように、測定飛行状態データの予測飛行状態データとの比較は、現在の揚力３２６、現在の抗力３２８、及び現在の推力３３０を識別するために、カルマンフィルタ３００によって使用される。この実施例では、現在の揚力３２６、現在の抗力３２８、及び現在の推力３３０は、図１の現在の動作１１８のパラメータの例である。このようなパラメータは、カルマンフィルタ３００によって実施されるデータ融合を使用して生成されるパラメータの例である。
【００５１】
加えて、カルマンフィルタ３００によって、この実施例において、デルタ揚力３３２、デルタ抗力３３４、及びデルタ推力３３６も生成される。このようなパラメータは、図２の修正値２０６の例である。このようなパラメータを使用して、空気力学及びエンジンデータベース３２２が更新される。
【００５２】
このような実施例では、制御入力３３８の受信に応じて、予測揚力３１６、予測抗力３１８、及び予測推力３２０がデルタ揚力３３２、デルタ抗力３３４、及びデルタ推力３３６等の修正を使用して、空気力学及びエンジンデータベース３２２によって生成される。制御入力３３８は、航空機におけるパイロットの操作制御、オートパイロット、または他の入力源によって生成される入力などの種々の入力源から受信される。制御入力３３８は、エンジン、昇降だ、エルロン、方向舵、または航空機１０２の動作に影響する他の操縦翼面、または他のデバイスを制御するコマンドである。
【００５３】
この実施例では、空気力学及びエンジンデータベース３２２により航空機１０２はその基本設計から変化しないと推測されるため、予測揚力３１６、予測抗力３１８、及び予測推力３２０は予測パラメータである。この実施例では、基本設計とは、摩耗及び裂け目、航空機の老化から起こりうる変化、またはその他起こりうる不整合性から生じうる変化などの変化のない仕様に基づいた航空機の設計である。言いかえれば、空気力学及びエンジンデータベース３２２は、不整合性の拡大、構成の変化、または航空機１０２の飛行中、又は空気力学及びエンジンデータベース３２２の最近の設計更新から航空機１０２に起こりうる他の変化等の航空機１０２の変化を考慮していない。この実施例では、空気力学及びエンジンデータベース３２２に対する設計更新を定期的に更新して、航空機１０２の老化又は使用、及び航空機１０２の動作を変化させる他の変化が考慮される。しかしながら、このような変化はある場合には、認可又は再調査を必要とする。
【００５４】
航空機モデル３１４は、予測揚力３１６、予測抗力３１８、及び予測推力３２０を使用して、下記のパラメータ、飛行状態における予測対気速度３０８、予測飛行経路角３１０、及び予測高度３１２の予測値を生成する。    
【００５５】
図１〜３の監視環境１００と、環境内の各種コンポーネントの図は、例示的な実施形態が実装され得る様式に対する物理的または構造的な制限を示唆する意図ではない。図示されたコンポーネントに加えて又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。幾つかのコンポーネントは不必要になることもある。またブロックは、幾つかの機能的なコンポーネントを示すために表示されている。実施形態において実装される場合、一又は複数のこれらのブロックは結合、分割、又は異なるブロックに結合及び分割される。
【００５６】
さらに別の実施例では、飛行エンベロープ１２６は、現在の性能１２４としてグラフィカルユーザインターフェース２１６に表示される。一連のパラメータ２１８のうちの他のパラメータの代わりに、またはそれに加えて、この飛行エンベロープ１２６の表示が使用される。
【００５７】
例えば、図３では、航空機モデル３１４を航空機の動作監視システム１１２の外側に位置づけされるコンポーネントとして示す。他の実施例では、航空機モデル３１４は、この実施例で示すような外部コンポーネントとしてではなく、航空機の動作監視システム１１２の一部と見なされる。
【００５８】
別の実施例では、動作を表すのに、推力、揚力、及び抗力に加えて、またはその代わりに他の種類のパラメータが使用される。例えば、他の種類のパラメータには、昇降だ角度の変化関数としてのピッチングモーメント係数等の制御誘導パラメータが含まれ、航空機の現在の動作を表すのに他の適切なパラメータを使用することができる。
【００５９】
ここで図４を参照する。図４は、一実施形態による飛行エンベロープの識別を示す図である。この実施例では、グラフ４００は航空機１０２の動作を示している。グラフ４０２は、航空機の飛行エンベロープを示している。グラフ４００の航空機１０２の動作は、グラフ４０２の飛行エンベロープにマッピングされる。
【００６０】
この実施例では、マッピングは、航空機の動作についての情報を航空機の飛行エンベロープに変換することができる任意の関数を使用して行われる。マッピングは、航空機の動作からのパラメータを飛行エンベロープのパラメータに変換する任意の関数を使用して行われる。
【００６１】
グラフ４００において、Ｘ軸４０３は、航空機１０２のエルロンの偏向を表している。図示したように、グラフ４００のＹ軸４０４は、航空機１０２の方向舵の偏向を表している。
【００６２】
長方形４０６は、エルロンの偏向及び方向舵の偏向に対する航空機１０２の初期動作を表す。この初期動作とは、不整合性、再構成、または航空機１０２の動作に影響する他の何らかの変化等のすべての変化が起こる前の航空機の動作である。長方形４０８は、エルロンの偏向、及び方向舵の偏向における航空機１０２の現在の動作を表す。長方形４０８は、図１の航空機１０２の現在の動作１１８を視覚化したものの一例である。
【００６３】
この例から分かるように、航空機１０２が変化した結果、航空機１０２の方向舵の偏向の度合いが低減する。この変化は、不整合性、再構成、または航空機のその他何らかの変化が原因で起こる。
【００６４】
この実施例において図示したように、グラフ４０２のＸ軸４１０は、航空機１０２のヨー加速度を表す。Ｙ軸４１２は、航空機１０２のロール加速度を表す。
【００６５】
この実施例では、長方形４１４は初期の飛行エンベロープを表す。長方形４１６は、現在の飛行エンベロープを表す。この現在の飛行エンベロープは、図２の飛行エンベロープ１２６の一例である。
【００６６】
図によれば、長方形４１６は、長方形４１４と比較して航空機の飛行エンベロープが縮小されていることが分かる。この実施例では、現在の状態は、航空機の現在の動きを表す。例えば、ポイント４１８は初期の状態である、つまり航空機がまっすぐ飛んでおり、旋回している。ポイント４２０は、所望の航空機の状態を表す。例えば、航空機を旋回させる３０度の傾きは、ポイント４２０の状態において表わされている。線４２２は、ポイント４１８の現在の状態からポイント４２０の状態に到達するのに必要な制御調整を表す。オペレータ入力、例えばフライトスティックの操作を使用して、旋回を実施するためにエルロン及び方向舵等の操縦翼面を変化させることができる。
【００６７】
この特定例に図示するように、ポイント４２０は長方形４１６によって定義されるエンベロープの外側に位置決めされている。その結果、ポイント４２０は航空機の現在の状態に基づき達成不可能である。このため、航空機１０２をポイント４１８からポイント４２０へ変更させようとすると、航空機１０２の操作が好ましくない状態になる。言いかえれば、航空機は３０度のバンク角で旋回することができない。その代わり、長方形４１６によって定義  される飛行エンベロープ内にとどまるためのバンク角は３０度未満である。
【００６８】
この実施例では、グラフ４００とグラフ４０２のうちの少なくとも一つが、図２の表示システム２１４のグラフィカルユーザインターフェース２１６に表示される。このように、航空機の現在の性能についての情報は、パイロット等のオペレータに提示される。
【００６９】
グラフ４００とグラフ４０２の図は、動作及び飛行エンベロープが実行される方法の一例として提供されている。例えば、航空機１０２の現在の動作をエルロンの偏向及び方向舵の偏向に対して示したが、他のパラメータも同様に示すことができる。例えば、動作はエンジン推力、フラップの変更、及び対象となる他の適切な種類の動作である。さらに別の実施例では、グラフ４０２に記載される飛行エンベロープはヨー加速度とロール加速度を表すものであるが、飛行エンベロープを使用して他の種類のパラメータも表すことができる。他の種類の飛行エンベロープには、上昇速度対高度、旋回速度対バンク角、対航続距離、及び他の適切なパラメータの組み合わせなどの種々のパラメータが含まれる。
【００７０】
次に図５に注目すると、一実施形態による航空機の現在の性能を表示するグラフィカルユーザインターフェースが図解されている。この実施例では、グラフィカルユーザインターフェース５００は、図２のブロック図に示されたグラフィカルユーザインターフェース２１６の一実装態様の一例である。
【００７１】
図示したように、グラフィカルユーザインターフェース５００は、航空機の上昇速度を示す。この例からわかるように、棒線５０２は、毎分上昇速度（単位：フィート）を示している。グラフィカルインジケータ５０４は、航空機の現在の上昇速度を識別するインジケータである。
【００７２】
この実施例では、航空機の現在の性能は、棒線５０２の区分５０６に示されている。区分５０６はグラフィカルインジケータ５０８を含む。グラフィカルインジケータ５０８は、上昇速度の限界値を識別する。言い換えれば、グラフィカルインジケータ５０８は、航空機の現在の性能の限界値を識別する。航空機の不整合性、航空機の構成変化、または他の何らかの状態がない場合、この限界値は存在しない。
【００７３】
図示したように、グラフィカルインジケータ５０８は、線５１０及び丸５１２を含む。線５１０は、限界値に対する警戒域を識別するものである。丸５１２は、この特例例において、上昇速度の限界値を識別するものである。
【００７４】
次に図６に注目すると、一実施形態による航空機の現在の性能を表示するグラフィカルユーザインターフェースの別の図が示されている。この実施例では、グラフィカルインジケータ５０４が、グラフィカルインジケータ５０８によって識別される限界値に近付いている様子が示される。この実施例では、グラフィカルインジケータ６００が表示されている。グラフィカルインジケータ６００により、この実施例においては上昇速度が限界値の２２％以内であると示される。グラフィカルインジケータ５０４がグラフィカルインジケータ５０８によって示される限界値に近づくと、グラフィカルインジケータ６００によって表示されるパーセントが上がり、上昇速度が航空機の限界値へ近付いていることが示される。
【００７５】
このように、航空機の現在の性能についての情報がオペレータに表示される。図４に示すグラフに加えて及び／又は代えて、この表示を使用することができる。この特定例において、航空機の現在の性能の表示は、パイロットにすでに表示された他の情報の表示と合わせて使用される。言いかえれば、現在の性能の変化は、航空機の操作においてパイロットが予想することを補足するものとなる。
【００７６】
図４〜６は、他の実施形態を実施可能な方法を制限するものではない。例えば、図６及び図７の実施例を上昇速度に対して説明する。航空機の現在の性能の他のパラメータを同様の方法で識別し表示することができる。どちらかと言えば、グラフィカルユーザインターフェースは他の形態を使用して、航空機の現在の性能をオペレータに提示する。例えば、情報は機器の一部として統合されるよりも別々の表示装置に表示される、または情報は通常オペレータに表示される。さらに別の実施例では、航空機の現在の性能についての情報は、制御装置の音声又は触感として提示される。
【００７７】
図６及び図７にグラフィカルインジケータの特定例を示したが、グラフィカルインジケータは図示したもの以外の様々な形態であってよい。例えば、グラフィカルインジケータは、アイコン、テキスト、色、斜字体、ボールド体、アニメーション、線、及びオペレータの注意を引くために、オペレータに情報を提供するために、またはオペレータの注意を引き且つオペレータへ情報を提供するために使用される他の適切な種類のグラフィカル要素のうちの少なくとも一つからなる。
【００７８】
次に図７を参照する。図７は、一実施形態による航空機の動作の監視を行うプロセスのフロー図である。図７に示す種々の工程は、図１の監視環境１００において実施可能である。具体的には、これらの工程は、航空機１０２内の種々のコンポーネントを使用して実行される。
【００７９】
このプロセスは、航空機の操作中に、航空機を監視することによって開始される（工程７００）。工程７００の監視は、この実施例において図１のセンサシステム１０６を使用して行われる。センサデータは、航空機を監視することから生成される（工程７０２）。その後、センサデータを処理して飛行状態データを生成する（工程７０４）。工程７０４において、センサデータの一部を選択して飛行状態データとして使用する、センサデータを処理して飛行状態データを生成する、又はこれらいくつかの組み合わせが行われる。例えば、センサデータの速さ、高度、上昇速度、及び他のパラメータを、飛行状態データの推力、揚力、及び抗力等のパラメータを識別するために使用することができる。
【００８０】
飛行状態データから航空機の現在の性能を識別する（工程７０６）。その後、プロセスは終了する。この航空機の現在の性能は、航空機が飛行中に航空機を管理するために使用される。現在の性能は、人間のオペレータ、及びオートパイロット、又はその他何らかの適切な種類のオペレータによって使用される。
【００８１】
次に図８を参照する。図８は、一実施形態による航空機の操作を管理するプロセスのフロー図が描かれている。図８の種々の操作は、図１の監視環境１００によって実施されてもよい。
【００８２】
このプロセスは、航空機のモデル、及び飛行状態データを使用して、航空機の操作中に航空機の現在の動作を識別することによって開始される（工程８００）。その後、航空機の現在の性能を、航空機の現在の動作から識別する（工程８０２）。このプロセスは次に、航空機の現在の性能に基づいて操作を行う（工程８０４）。その後、プロセスは終了する。
【００８３】
図８に示すプロセスには、一又は複数の対処又はステップが含まれる。例えば、このプロセスにはプランを生成することが含まれる。このプランには、航路プラン、ダイバージョンプラン、コンティンジェンシープラン、及び他の適切な種類のプランが含まれる。例えば、航空機の航路は、航空機の旋回性能の低下を考慮して変更される。別の実施例では、航空機は代替着陸地点に目的地外着陸する。さらに別の実施例では、航空機が上昇している、又は最大高度にある場合に、航空機の性能の低下を考慮して航路が変更される。このプランがパイロットに提示される。パイロットは次に、提示されたプランに基づいて適切な対処を行う。航空機が無人航空機である場合、プランは自動的に実施される、又は地上で航空機を制御しているパイロットがプラン上の対処を行う。
【００８４】
次に図９を参照する。図９は、一実施形態による航空機の現在の動作を識別するプロセスのフロー図である。図９のプロセスは、図７の工程７０６、及び図８の工程８０２の一実装態様の一例である。
【００８５】
このプロセスは、予測データ構造から航空機の予測動作を識別することによって開始される（工程９００）。この予測データ構造は例えば、空気力学及びエンジンデータベース又は表である。
【００８６】
このプロセスは次に、航空機のモデルの予測状態データを使用して、予測センサデータを識別する（工程９０２）。このプロセスは次に、予測センサデータと測定センサデータを使用して、現在の動作を識別する（工程９０４）。その後、プロセスは終了する。
【００８７】
航空機に対して識別された現在の動作は、予測データ構造を更新するために使用される。これにより、予測データ構造を使用する他のコンポーネントは、航空機の動作をより正確に予測することができる。
【００８８】
図示した異なる実施形態でのフロー図及びブロック図は、実例となる実施形態で実装可能な装置及び方法の構造、機能、及び作業を示している。これに関し、フロー図又はブロック図の各ブロックは、１つの工程又はステップの１つのモジュール、セグメント、機能及び／又は部分を表わすことができる。例えば、ブロックの一又は複数は、ハードウェア内でプログラムコードとして、又はプログラムコードとハードウェアの組合せとして実施可能である。ハードウェアにおいて実施されるとき、ハードウェアは、例えば、フロー図又はブロック図の一又は複数の工程を実施するように製造又は構成された集積回路の形態をとることができる。プログラムコードとハードウェアを組み合わせて実施されるときは、ファームウェアの形態となる。
【００８９】
例示的な一実施形態の幾つかの代替的な実装態様では、ブロックに記載された１つ又は複数の機能は、図中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えばある場合、含まれる機能性によっては、連続して示される二つのブロックは実質的に同時に実行される場合があり、又はブロックは時に逆の順序で実行されうる。また、フロー図又はブロック図に描かれているブロックに加えて他のブロックが追加されることもありうる。
【００９０】
例えば、図７の７０６及び図８の工程８０２は、図９に示す工程以外の他の方法で取り入れられる。例えば、航空機のモデルを用いて現在の動作が直接識別される工程が実施される。空気力学及びエンジンデータベース又は表等の予測データ構造を更新する代わりに、現在の動作が直接使用される。
【００９１】
次に図１０を参照する。図１０は、一実施形態による航空機の種々のエンベロープの図である。この実施例では、グラフ１０００は航空機の性能を示す。Ｘ軸１００２は、実際の又は仮定の状態データを示す。Ｙ軸１００４は、動作パラメータを示す。
【００９２】
この実施例では、長方形１００６は、航空機の性能を表すエンベロープである。この性能は、航空機の通常の操作中には到達できない航空機の実際の性能である。長方形１００６は、所望の操作範囲に対して、航空機の性能を識別するエンベロープを定義したものである。長方形１００６は、航空機の燃料消費等のコストに基づいて定義されている。
【００９３】
長方形１００８は、乗客の快適性に対する、航空機の性能のエンベロープを定義したものである。言い換えれば、航空機は所望レベルの乗客快適性を提供するために、１００８の面積内で操作される。長方形１０１０は、航空機の現在の性能を表すエンベロープを定義したものである。この現在の性能は、長方形１００６によって定義される航空機の性能とは異なる。現在の性能は、不整合性、構成変化、又は航空機に起こりうる他の種類の変化から生じる航空機の性能の低下した部分である。
【００９４】
このように、航空機の操作はオペレータによって管理される。例えば、航空機の操作は区分１０１２内で行われる。区分１０１２は、長方形１００８及び長方形１０１０の交差によって定義される。これにより、航空機は所望レベルの安全性、コスト、及び乗客の快適性で操作される。言い換えれば、航空機の現在の性能を確認するためのエンベロープは、航空機の他の種類の所望性能を定義する他のエンベロープとともに使用できる。
【００９５】
ここで図１１を参照する。図１１は、一実施形態によるデータ処理システムのブロック図である。データ処理システム１１００を使用して図１のコンピュータシステム１０４を実装することができる。この実施例では、データ処理システム１１００は通信フレームワーク１１０２を含み、これによりプロセッサユニット１１０４、メモリ１１０６、固定記憶域１１０８、通信ユニット１１１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット１１１２、及び表示装置１１１４の間の通信が行われる。この実施例では、通信フレームワークはバスシステムの形態をとることができる。
【００９６】
プロセッサユニット１１０４は、メモリ１１０６に読み込まれうるソフトウェアに対する命令を実行するように働く。プロセッサユニット１１０４は、実装に応じて、任意の数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、または何らかの他の種類のプロセッサであってよい。
【００９７】
メモリ１１０６及び固定記憶域１１０８は、記憶デバイス１１１６の例である。記憶デバイスは、例えば、限定しないが、データ、機能的な形態のプログラムコード、及び／又は他の適切な情報などの情報を、一時的に及び／又は永続的に保存することができる任意の個数のハードウェアである。記憶デバイス１１１６は、このような例示的実施例ではコンピュータ可読記憶デバイスと呼ばれることもある。このような例示的実施例では、メモリ１１０６は例えば、ランダムアクセスメモリ又は他の何らかの適切な揮発性又は不揮発性の記憶デバイスであってもよい。固定記憶域１１０８は具体的な実装に応じて様々な形態をとりうる。
【００９８】
例えば、固定記憶域１１０８は、一又は複数のコンポーネント又はデバイスを含みうる。例えば、固定記憶域１１０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え型光ディスク、書換え可能磁気テープ、又はそれらの何らかの組み合わせである。固定記憶域１１０８によって使用される媒体は着脱式であってもよい。例えば、着脱式ハードドライブは固定記憶域１１０８に使用することができる。
【００９９】
通信ユニット１１１０はこれらの例では、他のデータ処理システム又はデバイスとの通信を提供する。このような例示的実施例では、通信ユニット１１１０はネットワークインターフェースカードである。
【０１００】
入出力ユニット１１１２は、データ処理システム１１００に接続される他のデバイスとのデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット１１１２は、キーボード、マウス、及び／又は他のなんらかの好適な入力デバイスを介してユーザ入力への接続を提供することができる。さらに、入出力ユニット１１１２は出力をプリンタに送ることができる。表示装置１１１４はユーザに情報を表示するメカニズムを提供する。
【０１０１】
オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する命令は、通信フレームワーク１１０２を介してプロセッサユニット１１０４と通信する記憶デバイス１１１６内に置かれる。種々の実施形態でのプロセスは、コンピュータに実装された命令を使用するプロセッサユニット１１０４によって実行可能であり、これらの命令はメモリ１１０６などのメモリに配置することができる。
【０１０２】
これらの命令は、プログラムコード、コンピュータで使用可能なプログラムコード、又はコンピュータで読取可能なプログラムコードと呼ばれ、プロセッサユニット１１０４内のプロセッサによって読取及び実行することができる。異なる実施形態のプログラムコードは、メモリ１１０６又は固定記憶装置１１０８など、異なる物理的な又はコンピュータで読取可能な記憶媒体上に具現化しうる。
【０１０３】
プログラムコード１１１８は、選択的に着脱可能でコンピュータで読取可能な媒体１１２０上に機能的な形態で配置され、プロセッサ装置１１０４での実行用のデータ処理システム１１００に読込み又は転送することができる。これらの実施例では、プログラムコード１１１８及びコンピュータで読取可能な媒体１１２０により、コンピュータプログラム製品１１２２が形成される。１つの実施例では、コンピュータ可読媒体１１２０は、コンピュータ可読記憶媒体１１２４又はコンピュータ可読信号媒体１１２６であってもよい。
【０１０４】
これらの実施例では、コンピュータ可読記憶媒体１１２４は、プログラムコード１１１８を伝播又は伝送する媒体よりはむしろプログラムコード１１１８を保存するために使用される物理的な又は有形の記憶デバイスである。
【０１０５】
代替的には、プログラムコード１１１８は、コンピュータ可読信号媒体１１２６を使用してデータ処理システム１１００に転送することができる。コンピュータで読み取り可能な信号媒体１１２６は、例えば、プログラムコード１１１８を含む伝播データ信号である。例えば、コンピュータ可読信号媒体１１２６は、電磁信号、光信号、及び／又は他の任意の適切な形式の信号である。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、有線、及び／又は他の任意の適切な形式の通信リンクなどの通信リンクによって伝送される。
【０１０６】
データ処理システム１１００に例示されている種々のコンポーネントは、アーキテクチャ的に制限するものではなく、種々の実施形態が実行可能である。各種例示的な実施形態は、データ処理システム１１００の例示コンポーネントに加えた及び／又は代えたコンポーネントを含む、データ処理システム内に実装できる。図１１に示した他のコンポーネントは、図示の実施例のものと異なってよい。様々な実施形態を、プログラムコード１１１８を実行できる任意のハードウェアデバイスまたはシステムを使用して実装できる。
【０１０７】
本発明の実施形態は、図１２に示す航空機の製造及び保守方法１２００、及び図１３に示す航空機１３００の観点から説明することができる。まず図１２を参照する。図１２は、一実施形態による航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。製造前の段階では、航空機の製造及び保守方法１２００は、図１３の航空機１３００の仕様及び設計１２０２、並びに材料の調達１２０４を含む。
【０１０８】
製造段階では、図１３の航空機１３００のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１２０６と、システム統合１２０８とが行われる。その後、図１３の航空機１３００は認可および納品１２１０を経て運航１２１２に供される。顧客による運航１２１２中、図１３の航空機１３００は、定期的な整備および保守１２１４（改造、再構成、改修、およびその他の整備または保守を含み得る）がスケジューリングされる。
【０１０９】
航空機の製造及び保守方法１２００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレータによって実施又は実行されうる。これらの実施例では、オペレータは顧客である。本明細書の目的では、システムインテグレーターは、任意の数の航空機製造者、および主要システムの下請業者を含むことができ（これらに限定せず）、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者、および供給業者を含むことができ（これらに限定せず）、オペレータは航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってよい。
【０１１０】
図１３は、例示的な一実施形態を実施可能な航空機のブロック図である。この実施例では、航空機１３００は、図１２の航空機の製造及び保守方法１２００によって製造されたものであり、複数のシステム１３０４及び内装１３０６を有する機体１３０２を含む。システム１３０４の例には、推進システム１３０８、電気システム１３１０、油圧システム１３１２、および環境システム１３１４の１つ以上が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、自動車産業などの他の産業に異なる実施形態を適用することができる。
【０１１１】
本明細書で具現化した装置及び方法は、図１２の航空機の製造及び保守方法１２００のうちの少なくとも一つの段階で使用可能である。
【０１１２】
一つの例示的な実施例では、図１２のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１２０６で製造されるコンポーネント又はサブアセンブリは、図１２で航空機１３００の運航中１２１２に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様の方法で作製又は製造されうる。さらに別の実施例では、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、図１２のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１２０６並びにシステム統合１２０８などの製造段階で利用することができる。一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、航空機１３００が図１２における運航１２１２、及び／又は整備及び保守１２１４の間に、利用することができる。任意の数の種々の例示的な実施形態の利用により、航空機１３００の組立てを大幅に効率化すること、及び／又はコストを削減することができる。    
【０１１３】
例えば、一実施形態は、航空機１３００の製造中のシステム統合１２０８の際に実装される。別の実施例では、一実施形態は、整備及び保守１２１４中に航空機１３００に実装される。航空機の動作監視システムは、改修、機能向上、再構成、または航空機１３００上で行われる他の操作の一部として実装することができる。加えて、一実施形態を運航１２１２中に使用して、航空機１３００の操作を支援することができる。
【０１１４】
これにより、航空機の安全性と信頼性が高まる。異なる実施例は、航空機の操作中にパイロット及び他のオペレータによって使用される情報を提供するものである。この情報を使用して、航空機を所望レベルの安全性を有しながら操作することができる。上述したように、異なる実施例は、航空機の操作中に、航空機の現在の性能についての情報を提供するものである。
【０１１５】
ある実施例では、オペレータは人間のオペレータではない。例えば、一又は複数の実施例は、無人航空機を使用して実行される。このような無人航空機は、種々のミッションを実施するためにコンピュータシステムによって操作される。一実施形態は、航空機の現在の性能をコンピュータシステムへ供給するために実行される。これにより、航空機を所望の方法で操作することにおいて、航空機の動作に影響を及ぼすような変化が航空機に起こりうることが考慮される。
【０１１６】
種々の実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提供されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。例えば、動作と性能の変化は低下するものとして説明してきたが、動作及び性能はある実施例では向上する場合がある。例えば、飛行中の構成の変化により、航空機の動作又は性能が実際に向上する。例えば、飛行中の翼構成の変化により、航空機の上昇速度が上がる。
【０１１７】
さらに、異なる実施形態は、他の実施形態とは異なる特徴を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
【符号の説明】
【０１１８】
１００    監視環境
１０２    航空機
１０４    コンピュータシステム
１０６    センサシステム
１０８    センサ
１１０    センサデータ
１１２    航空機の動作監視システム
１１４    飛行状態データ
１１６    飛行条件
１１８    現在の動作
１２０    モデル
１２２    動作データ
１２４    現在の性能
１２６    飛行エンベロープ
１２８    運航
１２６    飛行エンベロープ
２００    動作モニタ
２０２    飛行エンベロープモニタ
２０４    性能識別子
２０６    修正
２０８    予測データ構造
２１０    予測された動作
２１４    表示システム
２１６    グラフィカルユーザインターフェース
２１８    パラメータのグループ
３００    カルマンフィルタ
３０２    測定対気速度
３０４    測定飛行経路角
３０６    測定高度
３０８    予測対気速度
３１０    予測飛行経路角
３１２    予測高度
３１４    航空機モデル
３１６    予測揚力
３１８    予測抗力
３２０    予測推力
３２２    空気力学及びエンジンデータベース
３２６    現在の揚力
３２８    現在の抗力
３３０    現在の推力
３３２    デルタ揚力
３３４    デルタ抗力
３３６    デルタ推力
４００    グラフ
４０２    グラフ
４０３    Ｘ軸
４０４    Ｙ軸
４０６    航空機の動作を表す長方形
４０８    航空機の動作を表す長方形
４１０    Ｘ軸
４１２    Ｙ軸
４１４    飛行エンベロープを表す長方形
４１６    飛行エンベロープを表す長方形
４１８    初期の状態を表すポイント
４２０    所望の状態を表すポイント
４２２    必要な制御調整を表す線
５００    グラフィカルユーザインターフェース
５０２    毎分上昇速度を示す棒線
５０４    グラフィカルインジケータ
５０６    航空機の現在の性能を示す区分
５０８    グラフィカルインジケータ
５１０    限界値に対する警戒域を識別する線
５１２    上昇速度の限界値を識別する丸
６００    グラフィカルインジケータ
１０００    グラフ
１００２    Ｘ軸
１００４    Ｙ軸
１００６    航空機の性能を表すエンベロープ
１００８    航空機の性能のエンベロープ
１０１０    航空機の現在の性能を表すエンベロープ
１０１２    長方形１００８及び長方形１０１０の交差を定義する区分
１１００    データ処理システム
１１０４    プロセッサユニット
１１０６    記憶装置
１１０８    永続記憶域
１１１０    通信ユニット
１１１２    入出力ユニット
１１１４    表示装置
１１１６    記憶デバイス
１１１８    プログラムコード
１１２０    コンピュータ可読媒体
１１２２    コンピュータプログラム製品
１１２４    コンピュータ可読記憶媒体
１１２６    コンピュータ可読信号媒体
１２００    航空機の製造及び保守方法
１２０２    仕様及び設計
１２０４    材料の調達
１２０６    構成部品及びサブアセンブリの製造
１２０８    システム統合
１２１０    認可及び納品
１２１２    運航
１２１４    整備及び保守
１３００    航空機
１３０２    機体
１３０４    システム
１３０６    内装
１３０８    推進システム
１３１０    電気システム
１３１２    油圧システム
１３１４    環境システム
【図１】
2014213853.tif 000003
【図２】
2014213853.tif 000004
【図３】
2014213853.tif 000005
【図４】
2014213853.tif 000006
【図５】
2014213853.tif 000007
【図６】
2014213853.tif 000008
【図７】
2014213853.tif 000009
【図８】
2014213853.tif 000010
【図９】
2014213853.tif 000011
【図１０】
2014213853.tif 000012
【図１１】
2014213853.tif 000013
【図１２】
2014213853.tif 000014
【図１３】
2014213853.tif 000015
【外国語明細書】
2014213853000001.pdf
2014213853000002.pdf
2014213853000003.pdf
2014213853000004.pdf