(57)【要約】  安全な航空機の滑走路距離を決定するためのデバイス及び方法。本発明の概要は、ポータブルな自律型デバイス及び航空機の飛行制御機器と独立に動作する方法である。デバイスは、１つの航空機から別の航空機に容易に移動されることができる。デバイスは、瞬時速度及び加速開始からカバーされる滑走路距離から航空機の加速度を測定する。滑走路長及び離陸速度が入力されると、デバイスは、安全に離陸速度に到達する残りの距離を計算する。残りの滑走路距離が、安全な離陸に十分でない場合、デバイスは、状況についての視覚的又は聴覚的情報及び信号を提供し、パイロットに信号を送る。他の実施形態において、残りの滑走路長の決定及び提示は、航空機の飛行制御機器に実装されてよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
滑走路長、世界各国（又は他の座標システム）に関する離陸方向、世界各国（又は他の座標システム）に関する風向、風速、航空機の離陸速度Ｖ１を入力することにより安全な航空機の滑走路距離を決定する方法であって、前記方法は、
前記航空機の瞬時速度が、時間に関する第１加速度積分を使用して判断される段階と、
滑走路上の前記航空機の位置が、時間に関する第２加速度積分を使用して決定される段階と、
前記航空機の前記離陸速度Ｖ１に到達するための残りの滑走路距離が、前記離陸速度Ｖ１を有する空気に対する前記航空機の前記瞬時速度と比較することにより決定される段階と、
前記残りの滑走路が前記離陸速度Ｖ１に到達するのに十分長くない場合、パイロットに知らせる段階と、
を備える方法。
【請求項２】
前記航空機の前記離陸速度Ｖ１の値は、決定され、デバイスにインストールされている人工知能手段を利用して加速度の状況に従って指定される、請求項１に記載の安全な航空機の滑走路距離を決定する方法。
【請求項３】
入力される必要のあるデータは、前記滑走路長、前記航空機の離陸速度Ｖ１の値である、請求項１又は２に記載の安全な航空機の滑走路距離を決定する方法。
【請求項４】
空気に対する前記航空機の前記瞬時速度は、ピトー管を使用して決定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の安全な航空機の滑走路距離を決定する方法。
【請求項５】
データ取得のための異なるメモリモジュールと、データ処理のための１又は複数のプロセッサと、データ入出力手段と、通信デバイスと、センサと、他のデバイスユニットを有し、航空機の加速度を測定するための加速度計を有する、安全な航空機の滑走路距離を決定するデバイス。
【請求項６】
ポータブルで、自律型で、前記航空機の飛行制御機器とは別個であり、１つの航空機から別の航空機に容易に移動されることができる、請求項５に記載の安全な航空機の滑走路距離を決定するデバイス。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法がインストールされる、請求項５又は６に記載の安全な航空機の滑走路距離を決定するデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定機器の分野に関し、特に、滑走路が、加速している航空機が必要な速度に到達して離陸するのに十分長いかどうかを決定するための測定デバイス及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、航空機のパイロットが、航空機が必要な速度に到達して離陸するのに滑走路が十分長いかどうかを評価できない状況を防止するよう設計されるデバイス内に実装されるデバイス及び方法を提供する。滑走路上の航空機の瞬間的な速度及び位置を決定するために用いられる航空機の加速度が、継続して測定される。滑走路の長さが入力されると、滑走路の臨界長が計算され、必要な速度に到達することなくそれを超えた後、デバイスはパイロットに現在の状況について通知する。１つのケースでは、システムを有する同じデバイスは、第２信号を生成することができ、その後、残りの滑走路が航空機を停止するのに十分であろうよう、航空機の停止を開始する必要がある。提供されるデバイスは、別個、航空機の機器に非内蔵、自律型、ポータブル、１つの航空機から別の航空機への移動が容易であることができる。方法は、正確で、小さい航空機及び短い滑走路に好適である。
【０００３】
米国特許第６７１１４７９号（２００４年３月２３日公開）は、ＧＰＳ信号に基づく航空機の加速モニタシステムを提供する。このシステムは、より小さい航空機において、より短い滑走路上で用いられる場合に十分正確でなく、強いＧＰＳ信号を必要とし、ＧＰＳ受信器は通常多くのエネルギを使用する。デバイスが自律型であってよいかどうか、すなわち異なる航空機において用いられることができるかどうかの言及はない。
【０００４】
米国特許第４４５４５８２号（１９８４年６月１２日公開）は、残りの滑走路距離による航空機の適切な離陸又は着陸まで残っている時間を決定するための航空機の着陸及び離陸システム並びに方法を説明する。システムは、滑走路上の航空機の現在位置、その速度、その速度における最大可能変化についての情報を使用し、判断のための残りの時間を決定する。言及した文献は、データが測定される方法、どのセンサが用いられるか言及されておらず、故に、記載される方法の正確さは判断されることができず、小さい航空機及び短い滑走路に対して非常に重大である。デバイスが航空機システムから分離されることができるか、すなわち、自律型であることができるか言及はない。この機能は、そのようなシステムを用いることなく異なる航空機においてそのようなデバイスを使用することを可能にする。
【０００５】
提供された関連技術を要約すると、以下の欠陥が分かる。デバイスは、短い滑走路に対して用いられるのに十分正確ではない。デバイスは航空機に連結され、１つの航空機から別の航空機にデバイスを容易に移動することができない。本発明は、上記の欠陥を有さない技術的解法を提供する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の概要は、ポータブルな自律型デバイス及び航空機の飛行制御機器と独立に動作する方法である。デバイスは、１つの航空機から別の航空機に容易に移動されることができる。デバイスは、航空機の加速度、瞬時速度、及び加速開始の滑走路距離を測定する。滑走路長及び離陸速度が入力されると、デバイスは、安全に離陸速度に到達する残りの距離を計算する。残りの滑走路距離が、安全な離陸に十分でない場合、デバイスは、状況についての視覚的又は聴覚的情報及び信号を提供し、パイロットに信号を送る。他の実施形態において、残りの滑走路長の決定及び提示は、航空機の飛行制御機器に実装されてよい。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、滑走路上で加速している航空機の位置及び残りの滑走路長が、航空機が必要な離陸速度に到達し、空中に離陸するのに十分かどうかの情報を決定するためのデバイス及び方法を提供する。提供された情報は、様々な方法でパイロットに提示される。
【０００８】
実施形態のうちの１つでは、滑走路上の航空機の位置を提供し、パイロットに通知するデバイスは、距離決定方法を実装してパイロットに通知する特別のソフトウェアが搭載された航空機とは別個のデバイスである。当該デバイスは、データ取得用の異なるメモリモジュール、データ処理用の１又は複数のプロセッサ、データ入出力手段、通信手段、センサ、及び当該結果を達成するのに必要な他の機器を有する電子デバイスである。当該デバイスは、デバイスの加速度を正確に測定可能な加速度計又は他の手段を有さなければならない。当該デバイスは、提供された方法を実装するソフトウェアを有する。
【０００９】
滑走路上の航空機の位置を正確に決定するべく、本発明の実施形態では、以下のデータがデータ入力に加えて必要とされる。
【００１０】
滑走路長、
世界各国（又は他の座標システム）に関する離陸方向、
世界各国（又は他の座標システム）に関する風向、
風速、
航空機の離陸速度Ｖ１。
【００１１】
デバイスにおいて用いられる方法は、入力データ及び継続して測定された加速度上のデータを使用する。滑走路に関する瞬時速度は、時間に関する第１加速度積分を使用して決定される。他の実施形態において、瞬時速度を決定する異なる方法が用いられてよい。入力データを使用し、瞬時速度を決定した後、滑走路上の航空機の位置決定することができる（時間に関する第２加速度積分又は別の方法が用いられる）。滑走路上の航空機の現在位置を決定し、空気に対する瞬時速度を評価した（データは手動入力された）後、航空機が離陸するのに必要な空気に対する速度に到達するのに必要な距離が計算される。航空機が離陸するのに必要とされる算出された距離は、残りの滑走路距離と比較される。算出された距離が、航空機が離陸速度Ｖ１に到達するのに十分でない場合、信号がパイロットに出力される。パイロットへの信号は、残りの滑走路が短すぎることを示す音声情報であってよく、視覚情報であってよい。他の実施形態において、方法は、航空機が所与の瞬時速度で完全に停止するのに必要とされる距離を計算するために上記のデータを使用してもよい。この場合では、航空機が滑走路上を走行している場合に、パイロットが事故を避けるために停止を開始するべきであるとき、臨界の残りの距離に達する。この点にて、パイロットは、事故の高い（増加する）可能性を示す異なる種類の音声又は視覚的信号が与えられる。
【００１２】
滑走路上の航空機の位置のほとんど正確な情報を提供するべく、位置の当該設定が、継続して、循環的に実行されて、瞬間加速度、空気に対する瞬時速度、滑走路上の位置、必要な離陸速度を達成するための残りの滑走路距離等を再評価する。
【００１３】
他の実施形態において、滑走路上の航空機の位置を決定するための記載される方法は、別個のデバイスを用いることなく、認識されることができる、すなわち、方法は、航空機内に配置されたセンサにより測定されるデータを使用して、航空機の内部飛行制御システムで認識されることができる。また、パイロットに対する情報は、航空機内に配置されるインジケータの支援により提供される。
【００１４】
本発明の他の実施形態において、滑走路上の航空機の位置は、飛行制御機器を使用して、その中で滑走路上の位置を決定するための他の方法を提供するソフトウェアを配置することにより、決定される。この方法を使用して滑走路上の航空機の位置を決定するべく、加速度計からの航空機の加速度、ピトー管からの空気に対する瞬時速度、滑走路長の各点での航空機の製造業者により決定、インストールされる空気に関する航空機の速度のプロファイルのデータが必要とされる。航空機の瞬時速度のデータは、瞬間加速度を速度に変換することにより取得され、空気に対する航空機の速度は、ピトー管を使用して静的及び動的圧力を測定することにより取得される。速度を決定した後、滑走路上の航空機の位置が、決定されることができる。滑走路上の航空機の位置及び空気に対する現在速度が決定された後、これらのデータは、滑走路の長さの各点に対して製造業者によりインストールされた速度プロファイルと比較される。空気に対する航空機の決定された速度が製造業者により提供されたプロファイルにより指定されたそれより低い場合、音声又は視覚的信号が生成されてパイロットに対して出力される。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、航空機の制御機器から別個であり、加速度計を有する上記の電子デバイスが用いられる。加速度を測定した後、滑走路上の瞬間的な速度及び位置が決定される。滑走路の長さが入力されていて、滑走路上の航空機の位置が決定されると、航空機が安全に離陸速度Ｖ１に到達するための滑走路の残りの距離が決定されることができる。安全な離陸のための残りの滑走路距離を決定するべく、人工知能手段は、滑走路上の航空機の位置で離陸するのに十分な特定の航空機の速度Ｖ１の値の従属性に関する情報を集めて処理する。特定の滑走路の長さが入力されると、（滑走路上の速度及び位置が再計算される）加速度を測定する場合に、安全な離陸のための残りの距離が決定されることができる。決定された速度及び滑走路上の位置を人工知能により生成された値と比較した後、残りの滑走路距離が安全な離陸のために十分であるかどうか決定される。
【００１６】
説明されたデバイス及び方法は、実際の瞬時速度を測定する場合に、航空機の加速度を決定するいくつかの要因が評価されるという点で有益且つ便宜である（例えば、滑走路の舗装の性質、舗装の硬度、説明した実施形態のいくつかが周囲条件（風の影響など）を評価する）。
【００１７】
本発明を例示及び説明するべく、好ましい実施形態の説明を上に提示される。これは、正確な形式又は実施形態を決定するための詳細又は制限的な説明ではない。上記の説明は、制限ではなく、例示より多く見られるべきです。この分野の専門家が多くの修正とバリエーションを有することができることは明らかである。実施形態は、本発明の原理および特定の使用または実装の適合に好適な異なる修正を伴う様々な実施形態のそれらの最良の実際的な用途を最も良く理解するべく選択され、説明される。本発明の範囲は、本発明に追加された定義及びその均等物によって定義されることが意図されており、特に明記しない限り、これらの定義はすべて、最も広い制限内で意味を有する。
【００１８】
当業者により説明される実施形態では、以下の定義で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、修正が行われてよい。
【国際調査報告】
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