(57)【要約】      （修正有）【課題】ミッションの実行中、航空機の少なくとも１つの燃料タンクに不活性ガス流量を注入するように設計された不活性化システムを制御すること。【解決手段】所定の時点に、航空機の実行中のミッションの少なくとも１つのパラメーターの値を測定する。測定された実行中のミッションのパラメーターの値と、所定の時点における認可標準ミッションプロファイルの等価パラメーターの値との比率を測定し、その比率から重み係数を推定する。重み係数を、認可標準ミッションプロファイルが所定の時点における等価パラメーターの値として推奨する不活性ガス流量の値の重み付けに用いることで、所定の時点に、ミッションの実際の必要量に対して適切な、注入すべき不活性ガス流量を決定する。所定の時点に、決定された不活性ガス流量を注入するように不活性化システム１に指令を出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機のミッションの実行中、前記航空機の少なくとも１つの燃料タンク（２）に不活性ガス流量を注入するように設計された不活性化システム（１）を制御する方法において、
‐所定の時点に、航空機の前記実行中のミッションの少なくとも１つのパラメーターの値を測定するステップと、
‐測定された前記実行中のミッションの前記パラメーターの値と、所定の時点における認可標準ミッションプロファイルの等価パラメーターの値との比率を測定し、その比率から重み係数を推定するステップと、
‐前記重み係数を、前記認可標準ミッションプロファイルが所定の時点における前記等価パラメーターの値として推奨する不活性ガス流量の値の重み付けに用いることで、所定の時点に、ミッションの実際の必要量に対して適切な、注入すべき不活性ガス流量を決定するステップと、
‐所定の時点に、決定された不活性ガス流量を注入するように前記不活性化システムに指令を出すステップと
を実行することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記実行中のミッション及び前記認可標準ミッションプロファイルの前記パラメーターが、航空機の下降及び／又は上昇速度、及び／又は高度から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記実行中のミッション及び前記認可標準ミッションプロファイルの前記パラメーターが、前記燃料タンク（２）の空き容量から構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のステップが一定の時間間隔で実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ミッションの実行中、航空機の少なくとも１つの燃料タンク（２）に不活性ガス流れを注入するようになっている不活性化システム（１）であって、
圧縮空気が供給され、注入される不活性ガス流れを調整するのに適した少なくとも１つの不活性ガス生成器（３）を備える不活性化システム（１）において、
管理部（６）に接続された、航空機の前記実行中のミッションのパラメーターを所定の時点に測定する手段（５，７）から構成され、
前記管理部（６）が、任意の所定の時点において、流量調整指示を前記不活性ガス生成器（３）に送信するようにプログラムされ、
前記流量調整指示が、測定された前記実行中のミッションの前記パラメーターの値と、認可標準ミッションプロファイルに基づく所定の時点における等価パラメーターの値との比率の結果に対応する係数で重み付けされた、前記認可標準ミッションプロファイルの前記等価パラメーターの値として前記認可標準ミッションプロファイルが推奨する不活性ガス流量の値に対応することを特徴とする不活性化システム（１）。
【請求項６】
前記実行中のミッション及び前記認可標準ミッションプロファイルの前記パラメーターが、航空機の下降及び／又は上昇速度、及び／又は高度から構成されることを特徴とする、請求項５に記載の不活性化システム（１）。
【請求項７】
前記実行中のミッション及び前記認可標準ミッションプロファイルの前記パラメーターが、前記燃料タンク（２）の空き容量から構成されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の不活性化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行機やヘリコプター等に搭載された航空機燃料タンク不活性化システムを制御する方法及びその方法を実行する不活性化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空学の分野において、燃料タンクの爆発のリスクを軽減するという安全上の理由から、窒素等の不活性ガスや二酸化炭素等の他の任意の不活性ガスを生成し、その不活性ガスをタンクに導入する不活性化システムが知られている。
【０００３】
従来の先行技術における不活性化システムは、典型的には、少なくとも１つのエンジンから取り込まれる圧縮空気等の圧縮空気が飛行状況に基づいて所謂中圧ステージ及び／又は所謂高圧ステージから供給される機上不活性ガス生成装置（ＯＢＩＧＧＳ）を含む。なお、圧縮空気は比較的高い圧力及び温度を有し、空気を所望の圧力及び温度設定に幅広く調節することができるため、エンジンからの圧縮空気を使用することは有利である。ＯＢＩＧＧＳは飛行機の燃料タンクに接続され、空気から酸素を分離する。
【０００４】
ＯＢＩＧＧＳは、例えば、空気流れを通過させる高分子膜といった透過性の膜を含む少なくとも１つの空気分離モジュールで構成される。この膜の透過性が窒素と酸素とに対して異なることから、システムは、空気流れを分割し、高窒素含有の空気流れ及び高酸素含有の空気流れを得られるようにする。不活性ガスと見なされる、窒素を豊富に含む一部の空気が、燃料タンクの空き容量に存在する酸素レベルを低減させるように、タンクの中に送給される。この工程に必要な、コンプレッサ、フィルタ、そして空気若しくは水冷却モジュール等の装置が、不活性化システムに組み込まれる。
【０００５】
タンク内の空の部分の酸素の比率が、２００８年９月１９日付のＡＣ２５．９８１−２Ａに詳述された「燃料タンクの可燃性低減手段」という表題のアメリカ連邦航空局（ＦＡＡ）の要求事項及びその付随書に従って規定された着火限界未満であれば、発火や爆燃のリスクは極めて低く、或いは発生することもない。前述したように、燃料タンクの不活性化とは、そのタンク内に存在する酸素のレベルを所定の閾値未満、例えば１２％未満に維持するように、不活性ガスをタンクに注入することを含む。
【０００６】
従って、不活性化システムは、文書ＡＣ２５．９８１−２Ａによって義務付けられた寸法規定に基づいて製造される。このため、注入される不活性ガスの流量は、認可標準ミッションプロファイルのパラメーターの値に応じて、一定の時間間隔で測定される。認可標準ミッションプロファイルは、航空機に最もよく用いられるミッションプロファイルに対応する。例えば、これらのパラメーターは燃料タンクの空き容量であってもよいし、航空機の下降及び／又は上昇の速度、及び／又は高度であってもよい。認可標準ミッションプロファイルは、現行の規定を満たすように、所定の時点において、パラメーターの値に対して所定の不活性ガス流量を注入することを推奨する。
【０００７】
しかしながら、認可標準ミッションプロファイルは、特に、航空機がそのミッション中に分速２５００フィートで高度４０００フィートにまで下降するためのものであり、また、航空機が所定の最低量の燃料で着陸するのに充分な量の燃料をタンクに積むためのものである。認可標準ミッションプロファイルは、通常、航空機の実際のミッションにおいて現実に見られるものよりも制限されたパラメーターを含む。
【０００８】
その結果、技術水準の不活性化システムは、通常、標準的な飛行における不活性ガスに対して実際に必要となるものよりも過度に大きくなり、必要量より多くの不活性ガスを生成して注入してしまい、航空機の過剰な燃料消費及び多額の稼働費用を間接的に引き起こしてしまう。
【発明の概要】
【０００９】
従って、本発明の目的の１つは、不活性ガスを実際の必要量に合わせて分配することで燃料消費及び不活性化システムの稼働費用を間接的に削減することを可能にする、航空機燃料タンクの不活性化システムを制御する方法を提案することによって、これらの欠点を解決することである。
【００１０】
本発明によれば、この目的のために、ミッションの実行中、航空機の少なくとも１つの燃料タンクに不活性ガス流れを注入するように設計された不活性化システムを制御する方法が提案される。
【００１１】
本発明によれば、この制御方法は以下のステップを実行する。
‐所定の時点に、航空機の実行中のミッションの少なくとも１つのパラメーターの値を測定する。
‐測定された実行中のミッションのパラメーターの値と、所定の時点における認可標準ミッションプロファイルの等価パラメーターの値との比率を測定し、その比率から重み係数を推定する。
‐この重み係数を、認可標準ミッションプロファイルが所定の時点における等価パラメーターの値として推奨する不活性ガス流量の値の重み付けに用いることで、所定の時点に、ミッションの実際の必要量に対して適切な、注入すべき不活性ガス流量を決定する。
‐所定の時点に、決定された不活性ガス流量を注入するように不活性化システムに指令を出す。
【００１２】
こうして、この制御方法によって、不活性化システムは航空機の実行中のミッションに必要な適切な不活性ガス流量を所定の時点に注入する。実際には、実行中のミッションパラメーターの値が認可標準ミッションプロファイルの等価パラメーターの値よりも「ｎ」分の１の大きさである場合、不活性化システムは、現行の規定を満たすように、認可標準ミッションプロファイルが推奨する流量と比較して「ｎ」分の１の流量を注入する。従って、流量の実際の必要量が「ｎ」分の１の大きさであれば、不活性化システムは現行の規定を常に満たすことができる。
【００１３】
例えば、実行中のミッションのパラメーター及び認可標準ミッションプロファイルは、航空機の下降及び／又は上昇の速度、及び／又は高度、若しくは燃料タンク内の空き容量から構成される。
【００１４】
実際、不活性化システムは、理論上は、航空機がミッション中に分速２５００フィートで高度４０００フィートにまで下降するよう特に設定された航空機の認可標準ミッションプロファイルに基づいて燃料タンクを不活性化することが可能なように設計されている。しかし実際には、分速約１２５０フィートの下降が見られる。言い換えれば、不活性化システムが燃料タンクに不活性ガスを注入するのにかけられる時間が２倍になる。本発明は、このパラメーターの計測に基づき、認可標準ミッションプロファイルが推奨する流量及び現行の規定で義務付けられた量の半分の流量でガスを注入できるようにする。半分の流量の不活性ガスを注入する場合、現行の規定を満たしながら実際の必要量に基づいた不活性ガスが注入され、認可標準ミッションプロファイルの推奨よりも節約される。
【００１５】
燃料タンクの空き容量のパラメーターにも同様の論拠が適用できる。実際、現行の基準や認可標準ミッションプロファイルは、例えば所謂予備量に対応する、航空機が所定の最低量の燃料で着陸するのに充分な量の燃料をタンクに入れて搭載することを提示している。しかしながら、これは全ての場合に当てはまるものではない。実際、幾つかの航空機は、例えば出発地の方が燃料が安く、到着地で燃料を購入するよりも運ぶ方が低費用となる場合や、到着時にタンクを満たすのに時間を要することから航空機を過度に固定しなければならない場合があるために、幾つかのミッション用の燃料を搭載している。
【００１６】
従って、幾つかの飛行機は、進行中のミッションに必要な量よりも多くの燃料を搭載しているため、不活性化される容器の空き容量が認可標準ミッションプロファイルの想定よりも小さく、必要となる不活性化流量が推奨の流量よりも低くなる。例えば、任意の所定の時点において、タンクが認可標準ミッションプロファイルの提示よりも多くの燃料を備え、不活性化される空き容量が推奨の半分の体積である場合、本発明に係る方法によって、不活性ガス流量を推奨の半分にして、実際の必要量に適した流量の不活性ガスを注入することが可能になる。
【００１７】
この方法のステップは、例えば数分毎、好適にはおおよそ１分毎の一定の時間間隔で実行される。この頻度によって、航空機の高度に基づく不活性ガス必要量の非線形変化によって影響を受けることなく、不活性ガス流量を実際の必要量へとリアルタイムで実質的に再調節することが可能になる。実際、大気圧が高度に基づいて非線形に変化する場合、不活性ガス必要量は、航空機の全ての下降又は上昇フェーズにおいて非線形となる。
【００１８】
本発明は、ミッションの実行中、航空機の少なくとも１つの燃料タンクに不活性ガス流れを注入するように設計された不活性化システムも提供する。不活性化システムは前述の制御方法を実行するのに適しており、圧縮空気が供給され、注入される不活性ガス流れを調整するのに適した少なくとも１つの不活性ガス生成器から構成される。不活性化システムは、管理部に接続されて、所定の時点における航空機の実行中のミッションのパラメーターを所定の時点に測定する方法を含む点が特筆的である。管理部は、所定の時点に、流量調整指示を不活性ガス生成器に送信するようにプログラムされる。流量調整指示は、どの所定の時点においても、測定された実行中のミッションのパラメーターの値と、認可標準ミッションプロファイルに基づく等価パラメーターの値との比率の結果に対応する係数で重み付けされた、認可標準ミッションプロファイルに等しいパラメーターの値として認可標準ミッションプロファイルが推奨する不活性ガス流量の値に対応する。
【００１９】
ほかの利点や特徴は、非限定の一例として示される、本発明に係る航空機の燃料タンク不活性化システムを制御する方法についての以下の説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る前述の方法を実行するための不活性化システムを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２１】
図１は、ミッションの実行中、航空機の少なくとも１つの燃料タンク（２）に不活性ガス流れを注入するようになっている不活性化システム（１）を示す。
【００２２】
不活性化システム（１）は、圧縮空気が供給され、注入される不活性ガス流れを調整するのに適した少なくとも１つの不活性ガス生成器（３）から構成される。不活性ガス生成器（３）は、不活性ガスに相当する酸素減少空気用の排気口を有する。不活性ガス生成器（３）は、例えば高分子分離膜又はゼオライト分離膜及び／又は燃料電池を有する生成器といった、当業者によく知られている任意の不活性ガス生成器（３）から構成されてもよい。
【００２３】
そして、不活性ガスは、航空機の１つ又は複数の燃料タンク（２）に注入されるように不活性ガス分配手段（４）へと運ばれる。分配手段（４）はよく知られており、分配管及び弁から構成される。例えば、タンクへの注入は注入ノズルを用いて実行される。
【００２４】
従って、不活性化システム（１）によって、１つ又は複数の航空機燃料タンク（２）の爆発のリスクを軽減するという安全上の理由から、不活性ガスを生成し、その不活性ガスをこれらのタンク（２）に注入することが可能になる。注入される不活性ガスは、１つ又は複数の燃料タンク（２）を不活性化させることを目的としている。すなわち、不活性ガスが注入されることで、この１つ又は複数のタンク（２）内に存在する酸素のレベルが低減し、特に、このレベルが例えば１２％未満である所定の閾値未満に維持される。
【００２５】
また、不活性化システム（１）は、管理部（６）に接続された、航空機の実行中のミッションのパラメーターを測定する手段（５，７）から構成される。例えば、測定されるパラメーターは、航空機の上昇及び／又は下降の速度、及び／又は高度から構成され、或いは不活性化される燃料タンクの空き容量が用いられる。測定手段（５，７）はどの種類でもよく、大気圧の変化を計測し、航空機の下降又は上昇の速度或いは高度を測定する昇降計（７）又は気圧計、及び／又は、タンク内に位置付けられ、燃料の体積を示し、不活性化されるタンクの空き容量を間接的に測定する燃料計測システム（５）であってもよい。実行中のミッションのパラメーターは、例えば数分毎、好適にはおおよそ１分毎の一定の時間間隔で測定される。
【００２６】
例えば、管理部（６）は、測定された実行中のミッションのパラメーターに基づいて、１分毎のタンクへの実際の不活性ガス必要量に合わせた流量調整指示を不活性ガス生成器（３）に送信するようにプログラムされる。
【００２７】
この目的のために、管理部（６）は不活性ガス生成器（３）に接続され、認可標準ミッションプロファイルが保存されるデータベースを備える。この認可標準ミッションプロファイルはミッションプロファイル、すなわち航空機が最もよく行う標準的な飛行に対応する。認可標準ミッションプロファイルは、燃料タンクの空き容量、或いは間接的にはタンク内の燃料の体積、飛行継続時間、上昇フェーズの高度、継続時間及び速度、巡航フェーズ継続時間、下降フェーズの継続時間及び速度、並びに航空機の速度等の種類のパラメーターを示す。
【００２８】
認可標準ミッションプロファイルは、現行の規定に基づき、標準ミッションのパラメーターを順守した不活性ガス流量を推奨する。例えば、管理部（６）のデータベースは、高度、飛行時間及びミッションフェーズに基づいた不活性ガス流量を示す表及び／又は式から構成される。実際には、この標準ミッションプロファイルの流量表は、分析による不活性化システム（１）の開発段階中に開発される。認可標準ミッションプロファイルは、実際に行われるミッションのパラメーターよりも制限されたパラメーターを意図的に含むことで、現行の規定を、認可標準ミッションプロファイルが推奨する不活性ガス流量によって常に満たすことができるようにする。例えば、認可標準ミッションプロファイルは、航空機が、例えば所謂予備量に対応する所定の最低量の燃料のみを使用して着陸できるように少量の燃料を搭載することを提示する。また、標準ミッションによって設定される分速約２５００フィートの上昇及び下降は現実に比べ高過ぎる。
【００２９】
管理部（６）は、所定の時点に測定された実行中のミッションのパラメーターの１つの値と、保存された認可標準ミッションプロファイルの所定の時点における等価パラメーターの値との比率を測定するようにプログラムされた計算方法を含み、その比率から重み係数を推定する。
【００３０】
そして、管理部（６）の演算手段は、認可標準ミッションプロファイルが認可標準ミッションプロファイルの所定の時点における等価パラメーターとして推奨する不活性ガス流量の値に重み係数を用いて重み付けすることで、所定の時点に、実際の必要量に対して適切な不活性ガス流量を推定する。
【００３１】
管理部（６）は、所定の時点に、実際の必要量に適した不活性ガス流量調整指示を不活性ガス生成器（３）に送信する。
【００３２】
これらの動作は、例えば数分毎、好適にはおおよそ１分毎の一定の時間間隔で実行される。
【００３３】
従って、例えばソフトウェアによって動作する制御部の形態をもつ管理部（６）は、実行中のミッションの１つ又は幾つかのパラメーターと、認可標準ミッションプロファイルのパラメーターとを定期的に比較することで、不活性ガス流量を調節する。
【００３４】
例えば、下降速度に関するパラメーターの比較によって、認可標準ミッションプロファイルが提示する半分の速さで航空機が下降していることが示された場合、管理部（６）は、不活性ガス生成器（３）に、標準ミッションプロファイルが推奨する値の半分の流量を生成するよう指令を出す。実際、航空機が半分の速度で下降する場合、不活性化システム（１）は、タンク（２）の不活性化にかけられる時間が２倍になるため、半分の流量のガスを注入する場合には、エネルギー及び、間接的には燃料も節約しながら、現行の規定が満たされるであろう。実際、生成器は、認可標準ミッションプロファイルに従った場合、下降が継続する間の全体を通して、本発明に係る５０％の不活性ガス流量に代わって、１００％の流量を送給することになるだろう。
【００３５】
不活性化されるタンク（２）の空き容量のパラメーターの比較についても同様である。実際、タンク（２）の空き容量が、標準ミッションによって設定された空き容量の半分である場合、管理部（６）は、不活性ガス生成器（３）に、推奨の半分の流量を送給するよう指令を出す。
【００３６】
勿論、幾つかのパラメーターを同時に比較することもできる。実際、保存された標準ミッションの半分の速度で航空機が下降し、燃料タンク（２）の空き容量が半分の大きさの場合、不活性ガス流量は、推奨の不活性ガス流量の四分の一となる。決定された重み係数は互いに乗算される。
【図１】
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【外国語明細書】
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