(57)【要約】【課題】航空機の対気速度を決定するための現状のシステム又は方法に係わる１つ以上の問題を軽減する。【解決手段】航空機の対気速度を決定するための対気速度算出システムが、静圧装置と、全地球測位システム装置と、慣性計測ユニット装置と、迎え角装置と、全圧センサーと、全空気温度センサーと、少なくとも１つのプロセッサーと、メモリーとを備える。少なくとも１つのプロセッサーは、静圧装置、全地球測位システム装置、慣性計測ユニット装置、迎え角装置、全圧センサー、及び全空気温度センサーに電子通信する。メモリーは、少なくとも１つのプロセッサーによる実行のためのプログラミングコードを含む。プログラミングコードは、静圧装置、全地球測位システム装置、慣性計測ユニット装置、迎え角装置、全圧センサー、及び全空気温度センサーの各々から得られるデータを使用して航空機の対気速度を決定するように構成されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１０）の対気速度を決定するための対気速度算出システムであって、
前記航空機に作用している静圧を決定するように構成された静圧装置（１４）と、
前記航空機の慣性位置を決定するように構成された全地球測位システム装置（１６）と、
前記航空機の慣性測定値を決定するように構成された慣性計測ユニット装置（１８）と、
前記航空機の迎え角を決定するように構成された迎え角装置（２０）と、
前記航空機が移動している際に前記航空機が受ける全圧を決定するように構成された全圧センサー（２２）と、
前記航空機が移動している際に前記航空機が受ける全空気温度を決定するように構成された全空気温度センサー（２４）と、
前記静圧装置（１４）、前記全地球測位システム装置（１６）、前記慣性計測ユニット装置（１８）、前記迎え角装置（２０）、前記全圧センサー（２２）、及び前記全空気温度センサー（２４）に電子通信する少なくとも１つのプロセッサー（２６）と、
前記少なくとも１つのプロセッサー（２６）に電子通信するメモリー（２８）であって、前記メモリーが、前記少なくとも１つのプロセッサー（２６）によって実行されるためのプログラミングコード（３２）を備え、前記プログラミングコード（３２）は、前記静圧装置（１４）、前記全地球測位システム装置（１６）、前記慣性計測ユニット装置（１８）、前記迎え角装置（２０）、前記全圧センサー（２２）、及び前記全空気温度センサー（２４）の各々から得られるデータを使用して前記航空機の対気速度を決定するように構成されている、メモリー（２８）と、
を備える、対気速度算出システム。
【請求項２】
前記静圧装置（１４）が、曳航コーン（３４）又は静圧ポート（３６）を備える、請求項１に記載の対気速度算出システム。
【請求項３】
前記プログラミングコード（３２）が、前記静圧装置（１４）から得られるデータを使用して、前記航空機の気圧高度の時間履歴及び静圧の時間履歴を決定する（５０）ように構成されている、請求項１に記載の対気速度算出システム。
【請求項４】
前記プログラミングコード（３２）が、前記慣性計測ユニット装置及び前記全地球測位システム装置（６４）から得られるデータを使用して、前記航空機の幾何学的高度の時間履歴及び飛行経路角度の時間履歴を決定するように構成されている、請求項１に記載の対気速度算出システム。
【請求項５】
前記プログラミングコード（３２）が、前記静圧装置（６２）、前記全地球測位システム装置（１６）、前記慣性計測ユニット装置（１８）、及び前記迎え角装置（２０）の各々から得られるデータを使用して、前記航空機の仮想捕捉静止点（４２）における気圧高度及び仮想捕捉静止点（４２）における幾何学的高度（４６）を決定するように構成されている、請求項１に記載の対気速度算出システム。
【請求項６】
前記プログラミングコード（３２）が、前記静圧装置（１４）、前記全圧センサー（２２）、前記全空気温度センサー（２４）、前記全地球測位システム装置（１６）、及び前記慣性計測ユニット装置（１８）の各々から得られるデータを使用して、標準的な日からの気温の偏差及び標準的な日からの気温減率の偏差（４４）を決定するように構成されている、請求項１に記載の対気速度算出システム。
【請求項７】
前記プログラミングコード（３２）が、前記静圧装置（１４）、前記全地球測位システム装置（１６）、前記慣性計測ユニット装置（１８）、前記迎え角装置（２０）、前記全圧センサー（２２）、及び前記全空気温度センサー（２４）の各々から得られるデータを使用して、前記航空機について計算による静圧の時間履歴及び計算による気圧高度の時間履歴（５０）を決定するように構成されている、請求項１に記載の対気速度算出システム。
【請求項８】
前記プログラミングコード（３２）によって決定される前記航空機の前記対気速度が、前記航空機についての計算による較正済みの対気速度の時間履歴及び計算によるマッハ数の時間履歴（５２）を含む、請求項１に記載の対気速度算出システム。
【請求項９】
航空機の対気速度を決定するための方法であって、
前記航空機に作用している静圧、前記航空機の慣性位置、前記航空機の慣性測定値、前記航空機の迎え角、前記航空機が移動している際に前記航空機が受ける全圧、及び前記航空機が移動している際に前記航空機が受ける全空気温度（１３２）の各々に基づいて、プロセッサーによって前記航空機の対気速度を決定するステップ
を備える方法。
【請求項１０】
曳航コーン（７２）又は静圧ポート（７６）を使用して前記航空機に作用している静圧を決定するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記航空機の生の静圧の測定値（７０）に基づいて、前記航空機の気圧高度の時間履歴及び静圧の時間履歴を決定するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記航空機の前記慣性測定値及び前記慣性位置（６４）に基づいて、前記航空機の幾何学的高度の時間履歴及び飛行経路角度の時間履歴を決定するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記航空機の前記静圧（１４）、前記慣性位置（１８）、前記慣性測定値（１８）、及び前記迎え角に基づいて、前記航空機の仮想捕捉静止点における気圧高度及び仮想捕捉静止点（４２）における幾何学的高度を決定するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記航空機の前記静圧（１４）、前記全圧（２２）、前記全空気温度（２４）、前記慣性位置、及び前記慣性測定値（１８）の各々に基づいて、標準的な日からの気温の偏差及び標準的な日からの気温減率の偏差（４４）を決定するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記静圧（１４）、前記慣性位置、前記慣性測定値（１８）、前記迎え角（２０）、前記全圧（２２）、及び前記全空気温度（２４）の各々に基づいて、前記航空機の計算による静圧の時間履歴及び計算による気圧高度の時間履歴（５０）を決定するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の対気速度を決定するための対気速度算出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の対気速度を決定するための現状のシステム及び方法は、典型的には、静圧及び対気速度を較正するために曳航コーン（trailing cone）を使用する。これは、高価であり、信頼性及び精度の問題に直面する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
航空機の対気速度を決定するための現状のシステム又は方法のうちの１つ以上について、１つ以上の問題を軽減又は解消するためのシステム及び方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態においては、航空機の対気速度を決定するための対気速度算出システムが開示される。この対気速度算出システムは、静圧装置と、全地球測位システム装置（ＧＰＳ）と、慣性計測ユニット装置（ＩＭＵ）と、迎え角（angle of attack）装置と、全圧（total pressure）センサーと、全空気温度（total air temperature）センサーと、少なくとも１つのプロセッサーと、メモリーとを備える。静圧装置は、航空機に作用している静圧を決定するように構成される。全地球測位システム装置は、1984 World Geodetic System（ＷＧＳ８４）が参照される航空機の幾何学的高度（geometric altitude）などの慣性位置（inertial position)を決定するように構成される。慣性計測ユニット装置は、航空機の荷重倍数（load factor）、機体角速度（body angular rate）、及びオイラー角度（Euler angle）などの慣性測定値を決定するように構成される。迎え角装置は、航空機の迎え角を決定するように構成される。全圧センサーは、航空機が移動しているときに航空機が直面する全圧を決定するように構成される。全空気温度センサーは、航空機が移動しているときに航空機が直面する全空気温度を決定するように構成される。少なくとも１つのプロセッサーは、静圧装置、全地球測位システム装置、慣性計測ユニット装置、迎え角装置、全圧センサー、及び全空気温度センサーに電子通信する。メモリーは、少なくとも１つのプロセッサーに電子通信する。メモリーは、少なくとも１つのプロセッサーによる実行のためのプログラミングコードを含む。プログラミングコードは、静圧装置、全地球測位システム装置、慣性計測ユニット装置、迎え角装置、全圧センサー、及び全空気温度センサーの各々から得られるデータを使用して航空機の対気速度を決定するように構成されている。
【０００５】
別の実施形態においては、航空機の対気速度を決定するための方法が開示される。プロセッサーが、航空機に作用している静圧、航空機の慣性位置、航空機の慣性測定値、航空機の迎え角、航空機が移動しているときに航空機が受ける全圧、及び航空機が移動しているときに航空機が受ける全空気温度の各々に基づいて、航空機の対気速度を決定する。
【０００６】
さらに別の実施形態においては、非一時的なコンピューター可読媒体が開示される。この非一時的なコンピューター可読媒体は、航空機に作用している静圧、航空機の慣性位置、航空機の慣性測定値、航空機の迎え角、航空機が移動しているときに航空機が受ける全圧、及び航空機が移動しているときに航空機が受ける全空気温度の各々に基づいて、航空機の対気速度を決定するように、プロセッサーに対して命令するインストラクションを含む。
【０００７】
本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定められ、この概要における記載に影響されるものではない。
【０００８】
以下の図面及び説明を参照して本発明をよりよく理解することができる。図中の構成要素は、必ずしも比例尺ではなく、むしろ本発明の原理を説明することに力点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】航空機の対気速度を決定するために使用することができるシステムの一実施形態のブロック図を示している。
【図２】航空機の対気速度を決定するための方法の一実施形態のブロック図によるフローチャートを示している。
【図３】航空機について空中の仮想捕捉静止点を決定するための方法の一実施形態のブロック図によるフローチャートを示している。
【図４】航空機について気圧高度の時間履歴ｈｐ（ｔ）及び静圧の時間履歴ｐｓ（ｔ）を決定するための方法の一実施形態のブロック図によるフローチャートを示している。
【図５】航空機について幾何学的高度の時間履歴ｈｚ（ｔ）及び飛行経路角度の時間履歴γ（ｔ）を決定するための方法の一実施形態のブロック図によるフローチャートを示している。
【図６】通常の日からの気温の偏差ΔＴ及び通常の日からの気温減率の偏差ΔＬｐを決定するための方法の一実施形態のブロック図によるフローチャートを示している。
【図７】航空機の対気速度を決定するための方法の一実施形態を説明するフローチャートである。
【図８】航空機の対気速度を決定するようにプロセッサーに対して命令するためのインストラクションを含む非一時的なコンピューター可読媒体の一実施形態のブロック図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１が、航空機１２の対気速度を決定するために使用することができるシステム１０の一実施形態のブロック図を示している。システム１０は、静圧装置１４と、全地球測位システム装置１６と、慣性計測ユニット装置１８と、迎え角装置２０と、全圧センサー２２と、全空気温度センサー２４と、少なくとも１つのプロセッサー２６と、メモリー２８とを備える。
【００１１】
静圧装置１４は、航空機１２に作用している静圧を決定するように構成される。全地球測位システム装置１６は、航空機１２の慣性位置を決定するように構成される。慣性計測ユニット装置１８は、航空機１２の慣性測定値を明らかにするように構成される。迎え角装置２０は、航空機１２の迎え角を明らかにするように構成される。全圧センサー２２は、航空機１２が移動しているときに航空機１２が受ける全圧を決定するように構成される。全空気温度センサー２４は、航空機１２が移動しているときに航空機１２が受ける全空気温度を決定するように構成される。少なくとも１つのプロセッサー２６は、静圧装置１４、全地球測位システム装置１６、慣性計測ユニット装置１８、迎え角装置２０、全圧センサー２２、及び全空気温度センサー２４に電子通信する。メモリー２８は、少なくとも１つのプロセッサー２６に電子通信する。メモリー２８は、少なくとも１つのプロセッサー２６による実行のためのプログラミングコード３２を収容する。プログラミングコード３２は、静圧装置１４、全地球測位システム装置１６、慣性計測ユニット装置１８、迎え角装置２０、全圧センサー２２、及び全空気温度センサー２４の各々から得られるデータを使用して航空機１２の対気速度を決定するように構成される。
【００１２】
一実施形態においては、静圧装置１４が、曳航コーン３４又は静圧ポート３６を備える。他の実施形態においては、静圧装置１４がさまざまであってよい。静圧装置１４から得られるデータを使用して航空機１２の気圧高度（pressure altitude）の時間履歴及び静圧の時間履歴を明らかにするように、プログラミングコード３２を構成することができる。慣性計測ユニット装置１８及び全地球測位システム装置１６から得られるデータを使用して航空機１２の幾何学的高度の時間履歴及び飛行経路角度（flight path angle）の時間履歴を明らかにするように、プログラミングコード３２を構成することができる。静圧装置１４、全地球測位システム装置１６、慣性計測ユニット装置１８、及び迎え角装置２０の各々から得られるデータを使用して航空機１２の仮想捕捉静止点（virtual trapped static point）における気圧高度及び仮想捕捉静止点における幾何学的高度を明らかにするように、プログラミングコード３２を構成することができる。
【００１３】
静圧装置１４、全地球測位システム装置１６、慣性計測ユニット装置１８、全圧センサー２２、及び全空気温度センサー２４の各々から得られるデータを使用して標準的な日からの気温の偏差及び標準的な日からの気温減率（temperature lapse rate）の偏差を決定するように、プログラミングコード３２を構成することができる。静圧装置１４、全地球測位システム装置１６、慣性計測ユニット装置１８、迎え角装置２０、全圧センサー２２、及び全空気温度センサー２４の各々から得られるデータを使用して航空機１２についての計算による静圧の時間履歴及び計算による気圧高度の時間履歴を決定するように、プログラミングコード３２を構成することができる。他の実施形態においては、さまざまな情報を決定するようにプログラミングコード３２を構成することができる。プログラミングコード３２によって決定される航空機１２の対気速度は、航空機１２についての計算による較正済みの対気速度の時間履歴及び計算によるマッハ数の時間履歴を含むことができる。他の実施形態においては、プログラミングコード３２によって決定される航空機１２の対気速度は、さまざまな情報を含むことができる。他の実施形態においては、図１のシステム１０を変えることができる。
【００１４】
図２は、航空機の対気速度を決定するための方法の一実施形態について、ブロック図によるフローチャート４０を示している。ブロック４２において、空中の仮想捕捉静止点を決定することで、航空機の仮想捕捉静止点における気圧高度hpTRAP及び仮想捕捉静止点における幾何学的高度hzTRAPが決定される。本明細書において後述されるとおり、図３に示される方法を、ブロック４２の決定を行うために使用することができる。ブロック４４において、航空機の外部の環境について、標準的な日からの気温の偏差ΔＴ及び標準的な日からの気温減率の偏差ΔＬｐが決定される。本明細書において後述されるとおり、ブロック４４の決定を行うために、図６に示される方法を使用することができる。ブロック４６において、航空機の幾何学的高度の時間履歴ｈｚ（ｔ）及び飛行経路角度の時間履歴γ（ｔ）を決定するために、全地球測位システム装置及び慣性計測ユニット装置を使用することができる。本明細書において後述されるとおり、ブロック４６の決定を行うために、図５に示される方法を使用することができる。ブロック４８において、航空機が移動時に直面する全圧の時間履歴ｐｔ（ｔ）を決定するために、全圧センサーを使用することができる。ブロック５０において、航空機の計算による静圧の時間履歴psCAL(t)及び計算による気圧高度の時間履歴hpCAL(t)を決定するために、ブロック４２、４４、及び４６の決定を使用することができる。ブロック５２において、航空機についての計算による較正済みの対気速度の時間履歴VCASCAL(t)及び計算によるマッハ数の時間履歴MCAL(t)を含む航空機についての対気速度の算出を決定するために、ブロック４８及び５０の決定を使用することができる。他の実施形態においては、図２の方法を変えることができる。
【００１５】
図３は、航空機についての空中の仮想捕捉静止点の決定を含む図２のブロック４２の決定を行うための方法の一実施形態について、ブロック図によるフローチャート６０を示している。ブロック６２において、静圧システムを使用して、気圧高度の時間履歴hp(t)及び静圧の時間履歴ps(t)が決定される。本明細書において後述されるように、ブロック６２の決定を行うために、図４に示される方法を使用することができる。ブロック６４において、全地球測位システム装置及び慣性計測ユニット装置を使用して、航空機の幾何学的高度の時間履歴hz(t)及び飛行経路角度の時間履歴γ(t)が決定される。本明細書において後述されるように、ブロック６４の決定を行うために、図５に示される方法を使用することができる。ブロック６６において、迎え角システムを使用して、航空機の迎え角の時間履歴α(t)が決定される。ブロック６８において、ブロック６２、６４、及び６６における決定を使用して、航空機の仮想捕捉静止点における気圧高度hpTRAP及び仮想捕捉静止点における幾何学的高度hzTRAPを含む空中の仮想捕捉静止点の決定を決定することができる。他の実施形態においては、図３の方法を変えることができる。
【００１６】
図４は、航空機の気圧高度の時間履歴hp(t)及び静圧の時間履歴ps(t)を含む図３のブロック６２の決定を静圧システムを使用して決定するための方法の一実施形態についてのブロック図によるフローチャート７０を示している。ブロック７２において、航空機についての生の静圧を決定するために曳航コーンが使用される。決定された生の静圧に、ブロック７４において加速度及び音響の遅延の補正が加えられ、航空機の気圧高度の時間履歴hp(t)及び静圧の時間履歴ps(t)が決定される。或いは、航空機の気圧高度の時間履歴hp(t)及び静圧の時間履歴ps(t)を決定するために、ブロック７２及び７４の工程を辿る代わりに、ブロック７６及び７８の工程を辿ることができる。ブロック７６において、が航空機についての生の静圧を決定するために静圧ポートが使用される。決定された生の静圧に、ブロック７８において静圧源の誤差の補正が加えられ、航空機の気圧高度の時間履歴hp(t)及び静圧の時間履歴ps(t)が決定される。他の実施形態においては、図４の方法を変えることができる。
【００１７】
図５は、航空機の幾何学的高度の時間履歴hz(t)及び飛行経路角度の時間履歴γ(t)を含む図２のブロック４６の決定及び図３のブロック６４の決定を全地球測位システム装置及び慣性計測ユニット装置を使用して決定するための方法の一実施形態についてのブロック図によるフローチャート８０を示している。ブロック８２において、航空機の慣性計測ユニットの対地速度の時間履歴VgIMU(t)、慣性計測ユニットのドリフト角度の時間履歴δ(t)、慣性計測ユニットのオイラー角度、及び慣性計測ユニットの荷重倍数を決定するために慣性計測ユニット装置が使用される。ブロック８４において、ブロック８２によって決定された慣性計測の荷重倍数及びブロック１００の並進運動の運動学的な一貫性のアルゴリズム（translational kinematic consistency algorithm）によって決定される荷重倍数バイアスを合計する足し算が、補正済みの荷重倍数を決定するために行われる。ブロック８６において、ブロック８４によって決定された補正済みの荷重倍数に、ブロック８２によって決定された慣性計測ユニットのオイラー角度を使用してオイラー変換が加えられ、航空機の北向きの加速度、航空機の東向きの加速度、及び航空機の鉛直方向の加速度が決定される。ブロック８８において、ブロック８６の決定が積分され、ドリフト角度の時間履歴δ(t)、対地速度の時間履歴Vg(t)、航空機の鉛直方向の速度の時間履歴hzdot(t)、及び飛行経路角度の時間履歴γ(t)が決定される。ブロック９０において、ブロック８２の慣性計測ユニットのドリフト角度の時間履歴δIMU(t)の決定及びブロック８８のドリフト角度の時間履歴δ(t)の決定を合計する足し算が行われ、ドリフト角度の誤差が決定される。ブロック９２において、ブロック８２の慣性計測の対地速度の時間履歴VgIMU(t)の決定及びブロック８８の対地速度の時間履歴Vg(t)の決定を合計する足し算が行われ、対地速度の誤差が決定される。ブロック９４において、航空機の鉛直方向の速度の時間履歴hzdot(t)が積分され、幾何学的高度の時間履歴hz(t)が決定される。ブロック９６において、全地球測位システムユニット装置が使用され、ＷＧＳ８４の幾何学的高度の時間履歴hGPS(t)が決定される。ブロック９８において、ブロック９６のＷＧＳ８４の幾何学的高度の時間履歴hGPS(t)の決定及びブロック９４の幾何学的高度の時間履歴hz(t)の決定を合計する足し算が行われ、幾何学的高度の誤差が決定される。ブロック１００において、ブロック９８の幾何学的高度の誤差の決定、ブロック９０のドリフト角度の誤差の決定、及びブロック９２の対地速度の誤差の決定に対して並進運動の運動学的な一貫性のアルゴリズムが適用されて、荷重倍数バイアスが決定される。他の実施形態においては、図５の方法を変えることができる。
【００１８】
図６は、標準的な日からの気温の偏差ΔＴ及び標準的な日からの気温減率の偏差ΔＬｐを含む図２のブロック４４の決定を決定するための方法の一実施形態についてのブロック図によるフローチャート１１０を示している。ブロック１１２において、図４の静圧システムが使用されて、気圧高度の時間履歴hp(t)及び静圧の時間履歴ps(t)が決定される。ブロック１１４において、全圧の時間履歴pt(t)を決定するために全圧センサーが使用される。ブロック１１６において、全空気温度の時間履歴TTOTAL(t)を決定するために全空気温度センサーが使用される。ブロック１１８において、荷重倍数及びオイラー角度を決定するために、図５の全地球測位システム装置及び慣性計測ユニット装置が使用される。ブロック１２０において、ブロック１１２の静圧の時間履歴ps(t)の決定及びブロック１１４の全圧の時間履歴pt(t)の決定に基づいてマッハ数の時間履歴M(t)を決定するために、対気速度システムが使用される。ブロック１２２において、実際の温度の時間履歴TACT(T)を決定するためにブロック１２０のマッハ数の時間履歴M(t)の決定、全空気温度TATのリカバリファクターfR、及びブロック１１６の全温度の時間履歴TTOTAL(T)の決定を使用して、実際の周囲温度の計算が行われる。ブロック１２４において、標準的な日の温度の時間履歴TSTD(t)を含む標準的な日の温度の計算を決定するために、ブロック１１２の気圧高度の時間履歴hp(t)の決定が使用される。ブロック１２６において、迎え角の時間履歴α(t)及びサイドスリップ角度の時間履歴β(t)とともにブロック１１８によって決定された荷重倍数及びオイラー角度が使用され、接線加速度の時間履歴aτ(t)を含む接線加速度の計算が決定される。ブロック１２８において、ブロック１２２の実際の温度の時間履歴TACT(T)の決定、ブロック１２４の標準的な日の温度の時間履歴TSTD(t)の決定、及びブロック１２６の接線加速度の時間履歴aτ(t)の決定が使用され、標準的な日からの気温の偏差ΔＴ及び標準的な日からの気温減率の偏差ΔＬｐが決定される。他の実施形態においては、図６の方法を変えることができる。
【００１９】
図７は、航空機の対気速度を決定するための方法の一実施形態を説明するフローチャート１３０である。図７の方法を実施するために、図１〜図６のシステム及び方法を使用することができる。ステップ１３２において、航空機に作用している静圧、航空機の慣性位置、航空機の慣性測定値、航空機の迎え角、航空機が移動している際に航空機が受ける全圧、及び航空機が移動している際に航空機が受ける全空気温度の各々に基づいて、航空機の対気速度をプロセッサーによって決定することができる。一実施形態においては、ステップ１３２は、航空機について計算による較正済みの対気速度の時間履歴及び計算によるマッハ数の時間履歴を決定するステップを含むことができる。別の実施形態においては、ステップ１３２が、曳航コーン又は静圧ポートを使用して航空機に作用している静圧を決定するステップをさらに含むことができる。他の実施形態においては、航空機に作用している静圧の決定を、種々の構成要素を使用して行うことができる。
【００２０】
別の実施形態においては、ステップ１３２は、航空機に作用している静圧に基づいて航空機の気圧高度の時間履歴及び静圧の時間履歴を決定するステップをさらに含むことができる。さらに別の実施形態においては、ステップ１３２は、航空機の慣性測定値及び慣性位置に基づいて航空機の幾何学的高度の時間履歴及び飛行経路角度の時間履歴を決定するステップをさらに含むことができる。さらなる実施形態においては、ステップ１３２は、航空機の静圧、慣性位置、慣性測定値、及び迎え角に基づいて、航空機についての仮想捕捉静止点における気圧高度及び仮想捕捉静止点における幾何学的高度を決定するステップをさらに含むことができる。
【００２１】
別の実施形態においては、ステップ１３２は、航空機の静圧、全圧、全空気温度、慣性位置、及び慣性測定値の各々に基づいて、標準的な日からの気温の偏差及び標準的な日からの気温減率の偏差を決定するステップをさらに含むことができる。さらに別の実施形態においては、ステップ１３２は、静圧、慣性位置、慣性測定値、迎え角、全圧、及び全空気温度の各々に基づいて、航空機について計算による静圧の時間履歴及び計算による気圧高度の時間履歴を決定するステップをさらに含むことができる。他の実施形態においては、図７の方法の各ステップのいずれかを、必ずしも辿る必要はなく、実質又は順序において変更でき、或いは１つ以上の追加のステップを種々の順序で辿ることができる。
【００２２】
図８は、航空機１４６の対気速度の決定をプロセッサー１４４に対して命令するインストラクション１４２を含む非一時的なコンピューター可読媒体１４０の一実施形態のブロック図を示している。一実施形態においては、航空機１４６の計算による較正済みの対気速度の時間履歴及び計算によるマッハ数の時間履歴を決定するようにインストラクション１４２を構成することができる。航空機１４６に作用している静圧、航空機１４６の慣性位置、航空機１４６の慣性測定値、航空機１４６の迎え角、航空機１４６が移動している際に航空機１４６が受ける全圧、及び航空機１４６が移動している際に航空機１４６が受ける全空気温度の各々に基づいて、航空機１４６の対気速度を決定するようにプロセッサー１４４に命令するように、インストラクション１４２を構成することができる。一実施形態においては、インストラクション１４２は、曳航コーン又は静圧ポートからのデータに基づいて航空機１４６に作用している静圧を決定するようにプロセッサー１４４にさらに命令することができる。別の実施形態においては、インストラクション１４２は、航空機１４６の生の静圧の測定値に基づいて航空機１４６の気圧高度の時間履歴及び静圧の時間履歴を決定するようにプロセッサー１４４にさらに命令することができる。
【００２３】
さらに別の実施形態においては、インストラクション１４２は、航空機１４６の慣性測定値及び慣性位置に基づいて航空機１４６の幾何学的高度の時間履歴及び飛行経路角度の時間履歴を決定するように、プロセッサー１４４にさらに命令することができる。別の実施形態においては、インストラクション１４２は、航空機１４６の静圧、慣性位置、慣性測定値、及び迎え角に基づいて航空機１４６の仮想捕捉静止点における気圧高度及び仮想捕捉静止点における幾何学的高度を決定するように、プロセッサー１４４にさらに命令することができる。
【００２４】
さらに別の実施形態においては、インストラクション１４２は、航空機１４６の静圧、全圧、全空気温度、慣性位置、及び慣性測定値の各々に基づいて標準的な日からの気温の偏差及び標準的な日からの気温減率の偏差を決定するように、プロセッサー１４４にさらに命令することができる。さらなる実施形態においては、インストラクション１４２は、静圧、慣性位置、慣性測定値、迎え角、全圧、及び全空気温度の各々に基づいて、航空機について計算による静圧の時間履歴及び計算による気圧高度の時間履歴を決定するようにプロセッサー１４４にさらに命令することができる。他の実施形態においては、種々の情報を決定するための種々の動作を行うようにプロセッサー１４４に対して命令するように、インストラクション１４２を構成することができる。
【００２５】
本発明の１つ以上の実施形態は、航空機の対気速度を決定するための現状のシステム又は方法に係わる１つ以上の問題を軽減することができる。例えば、曳航コーンの使用を所望であれば排除することができ、コストの削減並びに信頼性及び精度の向上をもたらすことができる。本発明の他の実施形態においては、現状のシステム又は方法のうちの１つ以上について、１つ以上のさらなる問題を軽減し、或いは解消することができる。
【００２６】
さらに、本発明は、以下の条項による実施形態を含む。
【００２７】
条項１
航空機の対気速度を決定するための対気速度算出システムであって、
航空機に作用している静圧を決定するように構成された静圧装置と、
航空機の慣性位置を決定するように構成された全地球測位システム装置と、
航空機の慣性測定値を決定するように構成された慣性計測ユニット装置と、
航空機の迎え角を決定するように構成された迎え角装置と、
航空機が移動しているときに航空機が受ける全圧を決定するように構成された全圧センサーと、
航空機が移動しているときに航空機が受ける全空気温度を決定するように構成された全空気温度センサーと、
前記静圧装置、前記全地球測位システム装置、前記慣性計測ユニット装置、前記迎え角装置、前記全圧センサー、及び前記全空気温度センサーに電子通信する少なくとも１つのプロセッサーと、
前記少なくとも１つのプロセッサーに電子通信するメモリーであって、前記メモリーが、前記少なくとも１つのプロセッサーによって実行されるプログラミングコードを備え、前記プログラミングコードは、前記静圧装置、前記全地球測位システム装置、前記慣性計測ユニット装置、前記迎え角装置、前記全圧センサー、及び前記全空気温度センサーの各々から得られるデータを使用して航空機の対気速度を決定するように構成されている、メモリーと、
を備える、対気速度算出システム。
【００２８】
条項２
前記静圧装置が、曳航コーン又は静圧ポートを備える、条項１に記載の対気速度算出システム。
【００２９】
条項３
前記プログラミングコードが、前記静圧装置から得られるデータを使用して航空機の気圧高度の時間履歴及び静圧の時間履歴を決定するように構成されている、条項１に記載の対気速度算出システム。
【００３０】
条項４
前記プログラミングコードが、前記慣性計測ユニット装置及び前記全地球測位システム装置から得られるデータを使用して幾何学的高度の時間履歴及び飛行経路角度の時間履歴を決定するように構成されている、条項１に記載の対気速度算出システム。
【００３１】
条項５
前記プログラミングコードが、前記静圧装置、前記全地球測位システム装置、前記慣性計測ユニット装置、及び前記迎え角装置の各々から得られるデータを使用して航空機の仮想捕捉静止点における気圧高度及び仮想捕捉静止点における幾何学的高度を決定するように構成されている、条項１に記載の対気速度算出システム。
【００３２】
条項６
前記プログラミングコードが、前記静圧装置、前記全圧センサー、前記全空気温度センサー、前記全地球測位システム装置、及び前記慣性計測ユニット装置の各々から得られるデータを使用して標準的な日からの気温の偏差及び標準的な日からの気温減率の偏差を決定するように構成されている、条項１に記載の対気速度算出システム。
【００３３】
条項７
前記プログラミングコードが、前記静圧装置、前記全地球測位システム装置、前記慣性計測ユニット装置、前記迎え角装置、前記全圧センサー、及び前記全空気温度センサーの各々から得られるデータを使用して航空機について計算による静圧の時間履歴及び計算による気圧高度の時間履歴を決定するように構成されている、条項１に記載の対気速度算出システム。
【００３４】
条項８
前記プログラミングコードによって決定される航空機の対気速度が、航空機についての計算による較正済みの対気速度の時間履歴及び計算によるマッハ数の時間履歴を含む、条項１に記載の対気速度算出システム。
【００３５】
条項９
航空機の対気速度を決定するための方法であって、
航空機の対気速度を、航空機に作用している静圧、航空機の慣性位置、航空機の慣性測定値、航空機の迎え角、航空機が移動している際に航空機が受ける全圧、及び航空機が移動している際に航空機が受ける全空気温度の各々に基づいて、プロセッサーによって決定するステップ
を備える方法。
【００３６】
条項１０
曳航コーン又は静圧ポートを使用して航空機に作用している静圧を決定するステップをさらに備える、条項９に記載の方法。
【００３７】
条項１１
航空機の生の静圧の測定値に基づいて航空機の気圧高度の時間履歴及び静圧の時間履歴を決定するステップをさらに備える、条項９に記載の方法。
【００３８】
条項１２
航空機の慣性測定値及び慣性位置に基づいて航空機の幾何学的高度の時間履歴及び飛行経路角度の時間履歴を決定するステップ
をさらに備える、条項９に記載の方法。
【００３９】
条項１３
航空機の静圧、慣性位置、慣性測定値、及び迎え角に基づいて航空機の仮想捕捉静止点における気圧高度及び仮想捕捉静止点における幾何学的高度を決定するステップをさらに備える、条項９に記載の方法。
【００４０】
条項１４
航空機の静圧、全圧、全空気温度、慣性位置、及び慣性測定値の各々に基づいて標準的な日からの気温の偏差及び標準的な日からの気温減率の偏差を決定するステップをさらに備える、条項９に記載の方法。
【００４１】
条項１５
静圧、慣性位置、慣性測定値、迎え角、全圧、及び全空気温度の各々に基づいて航空機の計算による静圧の時間履歴及び計算による気圧高度の時間履歴を決定するステップをさらに備える、条項９に記載の方法。
【００４２】
条項１６
航空機の対気速度をプロセッサーによって決定するステップが、航空機についての計算による較正済みの対気速度の時間履歴及び計算によるマッハ数の時間履歴を決定するステップを備える、条項９に記載の方法。
【００４３】
条項１７
航空機に作用している静圧、航空機の慣性位置、航空機の慣性測定値、航空機の迎え角、航空機が移動している際に航空機が受ける全圧、及び航空機が移動している際に航空機が受ける全空気温度の各々に基づいて、航空機の対気速度を決定するように、プロセッサーに対して命令するインストラクションを含む非一時的なコンピューター可読媒体。
【００４４】
条項１８
前記インストラクションが、曳航コーン又は静圧ポートからのデータに基づいて、航空機に作用している静圧を決定するようにプロセッサーに対してさらに命令する、条項１７に記載の非一時的なコンピューター可読媒体。
【００４５】
条項１９
前記インストラクションが、航空機の生の静圧の測定値に基づいて、航空機の気圧高度の時間履歴及び静圧の時間履歴を決定するようにプロセッサーに対してさらに命令する、条項１７に記載の非一時的なコンピューター可読媒体。
【００４６】
条項２０
前記インストラクションが、航空機の慣性測定値及び慣性位置に基づいて、航空機の幾何学的高度の時間履歴及び飛行経路角度の時間履歴を決定するようにプロセッサーに対してさらに命令する、条項１７に記載の非一時的なコンピューター可読媒体。
【００４７】
条項２１
前記インストラクションが、航空機の静圧、慣性位置、慣性測定値、及び迎え角に基づいて、航空機の仮想捕捉静止点における気圧高度及び仮想捕捉静止点における幾何学的高度を決定するようにプロセッサーに対してさらに命令する、条項１７に記載の非一時的なコンピューター可読媒体。
【００４８】
条項２２
前記インストラクションが、航空機の静圧、全圧、全空気温度、慣性位置、及び慣性測定値の各々に基づいて、標準的な日からの気温の偏差及び標準的な日からの気温減率の偏差を決定するようにプロセッサーに対してさらに命令する、条項１７に記載の非一時的なコンピューター可読媒体。
【００４９】
条項２３
前記インストラクションが、静圧、慣性位置、慣性測定値、迎え角、全圧、及び全空気温度の各々に基づいて、航空機の計算による静圧の時間履歴及び計算による気圧高度の時間履歴を決定するようにプロセッサーに対してさらに命令する、条項１７に記載の非一時的なコンピューター可読媒体。
【００５０】
条項２４
前記インストラクションが、航空機の計算による較正済みの対気速度の時間履歴及び計算によるマッハ数の時間履歴を決定するようにプロセッサーに対してさらに命令する、条項１７に記載の非一時的なコンピューター可読媒体。
【００５１】
要約は、読者にとって技術的開示の本質の素早い確認を可能にする目的で提示されており、特許請求の範囲の技術的範囲及び意味の解釈又は限定に使用されるものではないことは、言うまでもない。さらに、以上の詳細な説明においては、種々の特徴が、開示を能率的にする目的で、種々の実施形態にまとめられていると考えることができる。この開示の方法を、請求項に記載の実施形態が各請求項に明示的に記載された特徴以外のさらなる特徴を要件とする意図を反映していると解釈してはならない。むしろ、以下の特許請求の範囲に反映されているとおり、本発明の主題は、開示された或る１つの実施形態のすべての特徴を必ずしもすべて含む必要はない。したがって、以下の特許請求の範囲が、ここでの言及によって上記の詳細な説明へと援用され、各々の請求項が、別個に請求される主題として自立する。
【００５２】
本明細書に記載の本発明の主題の特定の態様を図示及び説明したが、本明細書の教示に基づき、本明細書に記載の主題及びその幅広い態様から離れることなく、変更及び改良が可能であり、したがって添付の特許請求の範囲が、そのようなすべての変更及び改良を本明細書に記載の主題の真の範囲にあるものとして技術的範囲に包含することは、当業者にとって明らかであろう。さらに、本発明が、添付の特許請求の範囲によって定められることを、理解すべきである。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物以外の何ものにも限定されない。
【符号の説明】
【００５３】
１０  航空機の対気速度を決定するために使用することができるシステム
１２  航空機
１４  静圧装置
１６  全地球測位システム装置
１８  慣性計測ユニット装置
２０  迎え角装置
２２  全圧センサー
２４  全空気温度センサー
２６  プロセッサー
２８  メモリー
３２  プログラミングコード
３４  曳航コーン
３６  静圧ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015175847.tif 000008
【図８】
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【外国語明細書】
2015175847000001.pdf