(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛行士が受ける重力加速度を示す重力加速度信号を記憶し、該重力加速度信号に基づいて、１Ｇより低い重力加速度の期間から１Ｇより高い重力加速度へ移る変化に応じて、耐重力加速度服内の圧力を増加させることを特徴とする耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項２】
耐重力加速度服内の圧力を、下記式〔式中、Ｐは耐重力加速度服内の所望の圧力であり、Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値であり、Ｘはこれまで受けたＧｚの値によって決定する変数値である〕に従って増加させることを特徴とする請求項１記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【数１】
0004678641.tif 000005
【請求項３】
１Ｇより低い重力加速度に晒される期間が２秒間以上で、Ｇｚが０．０Ｇ≦Ｇｚ＜０．５Ｇ〔Ｇは重力加速度〕の場合にＸが０．５、２秒間以上で、Ｇｚが−０．５Ｇ≦Ｇｚ＜０．０Ｇの場合にＸが１．０、及び２秒間以上で、ＧｚがＧｚ＜−０．５Ｇの場合にＸが１．５であるスケジュールに従ってＸの値を決定することを特徴とする請求項２記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項４】
Ｘの最大値が１．５であり、Ｐの最大値が１１．０ＰＳＩ（ポンド／立方インチ）であることを特徴とする請求項３に記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項５】
急激な重力加速度の上昇予想を示す予想信号を受け取り、該予想信号に応じて耐重力加速度服内の圧力を増加させることを特徴とする請求項１記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項６】
前記予想信号は５Ｇを越える急激な重力加速度上昇であることを特徴とする請求項５に記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項７】
耐重力加速度服内の圧力が所定の値を超えた場合、耐重力加速度服内の圧力を抜くことを特徴とする請求項１記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項８】
所定の値が１１ＰＳＩ（ポンド／立方インチ）であることを特徴とする請求項７記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項９】
１Ｇより低い重力加速度に晒される期間が２秒間より長いことを特徴とする請求項１に記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項１０】
個々の飛行士の体格を示す体格信号を記憶し、該体格信号に応じて耐重力加速度服内の圧力を増加させることを特徴とする請求項１記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項１１】
耐重力加速度服内の圧力を、下記式〔式中、Ｐは耐重力加速度服内の所望の圧力であり、Ｙは個々の飛行士の体格を示す体格信号であり、Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値であり、Ｘはこれまで受けたＧｚの値によって決定する変数値である〕に従って増加させることを特徴とする請求項１記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【数２】
0004678641.tif 000006
【請求項１２】
前記体格信号は、飛行士によって入力されることを特徴とする請求項１０記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項１３】
前記体格信号は、高い重力加速度操作中の飛行士の頭部あるいは首の辺りの血圧を感知することによって入力されることを特徴とする請求項１０に記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項１４】
前記体格信号は、重力加速度が変わる間の重力加速度の変化比を関数としてとらえることを特徴とする請求項１０に記載の耐重力加速度服内圧力の制御方法。
【請求項１５】
圧力信号に応答して、耐重力加速度服内の圧力を増加あるいは減少させるバルブ制御装置、重力加速度と耐重力加速度服の圧力の信号を受けこれを記憶するメモリ装置、１Ｇより低い重力加速度の期間から１Ｇより高い重力加速度へ移る変化に応じて飛行士が受ける重力加速度、さらに前記メモリ装置からこれまで受けた重力加速度の信号を得て耐重力加速度服の最適圧力を計算し、その時の耐重力加速度服の圧力と比較して増加あるいは減少圧力信号を前記バルブ制御装置に送るプロセッサーとからなることを特徴とする耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項１６】
耐重力加速度服内の圧力を、下記式〔式中、Ｐは耐重力加速度服内の所望の圧力であり、Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値であり、Ｘはこれまで受けたＧｚの値によって決定する変数値である〕に従って計算することを特徴とする請求項１５記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【数３】
0004678641.tif 000007
【請求項１７】
１Ｇより低い重力加速度に晒される期間が２秒間以上で、Ｇｚが０．０Ｇ≦Ｇｚ＜０．５Ｇ〔Ｇは重力加速度〕の場合にＸが０．５、２秒間以上で、Ｇｚが−０．５Ｇ≦Ｇｚ＜０．０Ｇの場合にＸが１．０、及び２秒間以上で、ＧｚがＧｚ＜−０．５Ｇの場合にＸが１．５であるスケジュールに従ってＸの値を決定することを特徴とする請求項１６記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項１８】
Ｘの最大値が１．５であり、Ｐの最大値が１１．０ＰＳＩ（ポンド／立方インチ）であることを特徴とする請求項１７記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項１９】
急激な重力加速度の上昇予想を示す予想信号を受け取り、該予想信号に応じて耐重力加速度服内の圧力を増加させることを特徴とする請求項１５記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２０】
前記予想信号は５Ｇを越える急激な重力加速度上昇であることを特徴とする請求項１９に記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２１】
耐重力加速度服内の圧力が所定の値を超える場合、耐重力加速度服内の圧力を抜く圧力スイッチを有することを特徴とする請求項１５記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２２】
所定の値が１１ＰＳＩ（ポンド／立方インチ）であることを特徴とする請求項２１記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２３】
１Ｇより低い重力加速度に晒される期間が２秒間より長いことを特徴とする請求項１５に記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２４】
前記メモリ装置が、個々の飛行士の体格を示す体格信号を記憶することを特徴とする請求項１５記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２５】
耐重力加速度服内の圧力を、下記式〔式中、Ｐは耐重力加速度服内の所望の圧力であり、Ｙは個々の飛行士の体格を示す体格信号であり、Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値であり、Ｘはこれまで受けたＧｚの値によって決定する変数値である〕に従って計算することを特徴とする請求項１５記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【数４】
0004678641.tif 000008
【請求項２６】
前記体格信号は、飛行士によって入力されることを特徴とする請求項２４記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２７】
前記体格信号は、高い重力加速度操作中の飛行士の頭部あるいは首の辺りの血圧を感知することによって入力されることを特徴とする請求項２４に記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２８】
前記体格信号は、重力加速度が変わる間の重力加速度の変化比を関数としてとらえることを特徴とする請求項２４に記載の耐重力加速度服内圧力の制御装置。
【請求項２９】
耐重力加速度服内の圧力を制御する圧力制御装置、重力加速度信号のこれまでの履歴を記憶する記憶装置、前記圧力制御装置と前記記憶装置に接続し、１Ｇより低い重力加速度期間から１Ｇより高い加速度へ移る変化に応じて耐重力加速度服の圧力を増加させる補償制御装置とからなることを特徴とする耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３０】
前記補償制御装置が、耐重力加速度服内の圧力を、下記式〔式中、Ｐは耐重力加速度服内の所望の圧力であり、Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値であり、Ｘはこれまで受けたＧｚの値によって決定する変数値である〕に従って計算することを特徴とする請求項２９記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【数５】
0004678641.tif 000009
【請求項３１】
１Ｇより低い重力加速度に晒される期間が、２秒間以上で、Ｇｚが０．０Ｇ≦Ｇｚ＜０．５Ｇ〔Ｇは重力加速度〕の場合にＸが０．５、２秒間以上で、Ｇｚが−０．５Ｇ≦Ｇｚ＜０．０Ｇの場合にＸが１．０、及び２秒間以上で、ＧｚがＧｚ＜−０．５Ｇの場合にＸが１．５であるスケジュールに従ってＸの値を決定することを特徴とする請求項３０記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３２】
Ｘの最大値が１．５であり、Ｐの最大値が１１．０ＰＳＩ（ポンド／立方インチ）であることを特徴とする請求項３１記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３３】
急激な重力加速度上昇予想を示す予想信号を受け取り、該予想信号に応じて耐重力加速度服内の圧力を増加させることを特徴とする請求項２９記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３４】
前記予想信号は５Ｇを越える急激な重力加速度上昇であることを特徴とする請求項３３に記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３５】
耐重力加速度服内の圧力が所定の値を超える場合に、耐重力加速度服内の圧力を抜く圧力スイッチを有することを特徴とする請求項２９記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３６】
所定の値が１１ＰＳＩ（ポンド／立方インチ）であることを特徴とする請求項３５記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３７】
１Ｇより低い重力加速度に晒される期間が２秒間より長いことを特徴とする請求項２９に記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３８】
前記記憶装置が、個々の飛行士の体格を示す体格信号を記憶することを特徴とする請求項２９記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項３９】
前記補償制御装置が、耐重力加速度服内の圧力を、下記式〔式中、Ｐは耐重力加速度服内の所望の圧力であり、Ｙは個々の飛行士の体格を示す体格信号であり、Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値であり、Ｘはこれまで受けたＧｚの値によって決定する変数値である〕に従って計算することを特徴とする請求項２９記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【数６】
0004678641.tif 000010
【請求項４０】
前記体格信号は、飛行士によって入力されることを特徴とする請求項３８記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項４１】
前記体格信号は、高重力加速度操作中の飛行士の頭部あるいは首の辺りの血圧を感知することによって入力されることを特徴とする請求項３８に記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【請求項４２】
前記体格信号は、重力加速度が変わる間の重力加速度の変化比を関数としてとらえることを特徴とする請求項３８に記載の耐重力加速度服内の圧力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重力加速度の上昇によって起きる意識喪失、特に航空機の飛行士が通常以下の低い重力加速度にある期間から通常より高い重力加速度へ移る時の意識喪失を起き難くさせる方法、装置、及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
「プッシュ−プル効果（Ｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ  Ｅｆｆｅｃｔ）」と呼ばれる現象は、飛行士が低いあるいはマイナスの重力加速度の直後に高いプラスの重力加速度に晒された時に起こり、飛行士の重力加速度の増加に耐える力を減少させ、飛行士を無意識、無防備のままに生命を脅かす結果となりうる。
【０００３】
飛行中、飛行士は通常の重力加速度（１Ｇ）より低い状況に晒らされている。この状態では、血液は頭に押し上げられて飛行士の上半身の血圧は上昇する。そこで人体の生理学的反応によって、心拍数を減らし、血管を膨らませて大脳血圧を低下させ、血圧を通常レベルに低下させようとする。
【０００４】
ところが、飛行士が生理学的反応をすることが出来ないと、血圧が上がり過ぎ、「レッドアウト（Ｒｅｄｏｕｔ）」として知られる状態に陥る。レッドアウトすなわち視野が赤く見える状態は、重力加速度が低くなったときに網膜血管が破裂して起こる。生理学的研究によれば、重力加速度の低い状態では、副交感神経系は高血圧を感知し、２〜４秒で心拍数を減らし、５〜７秒で血管を膨らませて血圧を自動的に低下させるように働いている。
【０００５】
低いあるいはマイナスの重力加速度から高い重力加速度へと移り変わる時には、飛行士は血液が頭部から引き下げされ、大脳の血圧が通常以下に減る。交感神経系が反応して、約６〜８秒で心拍数を増加させ、約７〜１５秒で血管を圧縮して大脳の血圧を上昇させようとする。
【０００６】
高い重力加速度では、大脳血圧が下がり、脳の酸素量が減少することにより、飛行士は意識喪失または瞬間的な失神を引き起こす。重力加速度が急激に上昇すると、脳には５〜７秒分の酸素しかないので、飛行士は視野がなくなり又色がなくなる状態になり、５〜７秒で意識を失うことがある。
【０００７】
高性能戦闘機の飛行士は、方向変換、速度の急激な変化をしながら操縦しているので、低いマイナスの重力加速度と高い重力加速度の両方を体験することとなる。
【０００８】
このような急激な重力加速度上昇が飛行士の瞬間的な失神につながる生理学効果に対し、これまで多くの対策が提案されているが、このうち脚に血液を蓄積することを防ぎ、上半身に血液を流すことにより、高い重力加速度に耐える力を増加させる方法が一般に採用されている。
【０００９】
その方法の一つは、加圧耐重力加速度服の着用である。耐重力加速度服は、基本的には飛行士が着用するズボンの中に風船を入れるようなもので、風船に圧力をかけることによって飛行士の脚及び腹部を圧迫し、頭から脚へと追いやられた血量を減らし、重力加速度耐性を約１．５〜２Ｇだけ増加させることができる。
【００１０】
耐重力加速度服の使用を説明すると以下の通りである。すなわち、高い重力加速度と闘うために飛行士が着用する耐重力加速度服に加えられる圧力は通常下記〔式１〕で定義され、９Ｇで１１ＰＳＩが最高である。ここで、Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値を表し、Ｐは耐重力加速度服に加えられる圧力である。
【００１１】
【数７】
0004678641.tif 000002
【００１２】
〔式１〕は１．０Ｇの基準から重力加速度レベルを上げる人体の生理学的反応の体験的証拠に基づいたものである。この提案には、血圧が上昇し血液が頭部へ押し上げられるマイナスの重力加速度から、血圧が低下し血液が頭部から引き下げられるプラスの重力加速度への移り変わる際に起きる「プッシュ−プル効果」は考慮されていない。
【００１３】
高い重力加速度でも低い重力加速度でも、飛行士には明らかにマイナスの衝撃を与えるが、特に低い重力加速度から高い重力加速度への変化が組み合わせられると、飛行士にかかる重力加速度の衝撃は一層増加する。低重力加速度期間中に生理学的反応により血液が脳に押し上げられ、その結果、高い重力加速度に対しての耐える力が弱くなっているのである。
【００１４】
「プッシュ−プル効果」は、最近のカナダでのＣＦ−１８航空機が墜落事故を起こして死者を出したことで脚光を浴びることになった。この墜落事故は、飛行士がマイナスの重力加速度に晒された後に、高いプラスの重力加速度を体験して起こった。調査の結果は、事故の原因は「プッシュ−プル効果」によるものであった。他にもいくつかの航空機事故で、原因がプッシュ−プル効果にあるのではないかと疑われているのがある。この現象は、アクロバット飛行の飛行士の間では知られており、多くの体験が報告されている。
【００１５】
個人の体格も、重力加速度に耐える能力に影響し、例えば、背の高い人は、背の低い人よりも、心臓から脳へより遠くに血液を送り出さなければならないので、失神し易い。それ故、耐重力加速度服は個人の体格に適合させる必要がある。
【００１６】
「プッシュ−プル効果」が原因で起きる事故をなくすことは、戦闘機を操縦する飛行士に明らかな戦術上の利点を与える事でもある。
【００１７】
このような見地から、低い重力加速度から高い重力加速度へ移り変わる時に起きる意識喪失を減少させることは、当業界には必要である。さらに、航空機のコンピュータによる付加的な処理をしないで耐重力加速度服を制御できるシステムにより既存の航空機の装置を改良することが特に望ましいであろう。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、航空機が通常以下の低い重力加速度にある期間から通常より高い重力加速度へ移る時に、飛行士が体験する「プッシュ−プル効果」、すなわち重力加速度によって起きる意識喪失を克服する方法、装置及びシステムを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み本発明は、耐重力加速度服内圧力の制御方法、装置、そのシステムであり、飛行士が受ける重力加速度、個々の飛行士の体格、これまで受けた重力加速度の履歴から耐重力加速度服内の所望の圧力を計算し、耐重力加速度服内の圧力を制御することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下の説明において、飛行士という用語は、航空機のパイロット、同乗者の個人及び集団を含めている。
【００２１】
図１は、本発明の耐重力加速度服内圧力の制御システムの略ブロック図である。
【００２２】
耐重力加速度服１０は、耐重力加速度システム１１に接続し、飛行士（図示してない）が着用して、飛行中の高い重力加速度レベルに対して耐性を増加させるものである。耐重力加速度服１０は、飛行士の脚及び胴を空気袋で覆い、その空気袋は高加速度操作中に自動的に膨張して血管を圧縮し、血流が脳へ行くようにする。
【００２３】
耐重力加速度システム１１は、重力加速度計１２、圧力計１６、耐重力加速度制御装置１４、バルブ制御装置１８、圧力スイッチ２６、圧力源２４、圧力レリーフバルブ２８、フィルバルブバルブ２０、ベントバルブバルブ２２、圧力管路４０からなっている。
【００２４】
重力加速度計１２は、飛行士が体験する重力加速度レベルをモニターし、重力加速度レベルの信号を耐重力加速度制御装置１４に出力する。一般に海抜ゼロにおける重力加速度は１Ｇである。圧力計１６は耐重力加速度服１０内の圧力をモニターし、圧力レベルの信号を耐重力加速度制御装置１４に出力する。耐重力加速度制御装置１４は重力加速度計１２及び圧力計１６からの入力を受け、時間を重力加速度の関数として、耐重力加速度服１０内の圧力を増加させるべきか減少させるべきかどうかを計算する。これまでの重力加速度レベルの履歴をモニターすることによって、耐重力加速度制御装置１４は耐重力加速度服１０がプッシュ−プル効果と闘うためにどの位の圧力スケジュールで進めればよいか適切に決定することができる。
【００２５】
耐重力加速度制御装置１４は、バルブ制御装置１８を制御することによって耐重力加速度服１０内の圧力を調節する。バルブ制御装置１８は、耐重力加速度制御装置１４からの圧力信号を増加させたり、あるいは減少させたりして、それぞれフィルバルブ２０を開けてベントバルブ２２を閉じる、あるいはフィルバルブ２０を閉じてベントバルブ２２を開けて耐重力加速度服１０内の圧力を制御する。フィルバルブ２０及びベントバルブ２２は、電気的に別々であっても、一緒であってもよい。フィルバルブ２０は、圧力源２４に接続されていて、耐重力加速度服１０に加圧空気を供給する。
【００２６】
耐重力加速度服１０の圧力が、予め設定された限度を超えた場合、圧力スイッチ２６はバルブ制御装置１８に指示を送りフィルバルブ２０を閉じ、ベントバルブ２２を開けて過剰圧力を抜くことができる。さらに、圧力レリーフバルブ２８は、耐重力加速度服１０の圧力が設定限度を超えた場合の安全手段として機能する。
【００２７】
重力加速度に対する呼吸圧力調節装置（図示してない）もまた、顔部および胸部の耐圧服（図示してない）の圧を適正にするために含まれている。呼吸圧力調節装置は、米国空軍ＣＲＵ−９３又はＣＲＵ−９８または米国海軍ＣＲＵ−１０３に示されている。
【００２８】
図２は、耐重力加速度制御装置に含まれるシステム回路のブロック図である。
【００２９】
耐重力加速度制御装置１４の回路は、情報伝達用のシステムバス３０、情報処理用のプロセッサー３２、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）３４、メインメモリ３６、メモリ装置３８からなっている。
【００３０】
耐重力加速度制御装置１４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのメインメモリ３６を含み、システムバス３０に接続され、プロセッサー３２によって実行される命令、重力加速度計１２および圧力計１６の信号を記憶する。また、プロセッサー３２が命令を実行する間に一時変数または他の中間情報を記憶するために、メインメモリ３６を使用することができる。メモリ装置３８は、磁気ディスク又は光学ディスクなどであり、システムバス３０に接続され加速度計１２及び圧力計１６が入力する信号を記憶する。
【００３１】
バルブ制御装置１８の動作は、耐重力加速度制御装置１４のプロセッサー３２によって制御され、メインメモリ３６に含まれる一連の命令を実行する。このような命令は、メモリ装置３８のような別のコンピュータの読み取り可能媒体からメインメモリ３６に読み込まれる。しかし、コンピュータ読み取り可能媒体はメモリ装置３８のような装置に限られるものではない。例えば、コンピュータ読み取り可能媒体はフロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、その他光学媒体、パンチカード、紙テープ、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭなど、コンピュータが読み取る事のできる全ての媒体を包含する。
【００３２】
本発明の実施の形態は、ハードウェア回路及びソフトウェアのいかなる特定の組み合わせに限られるものではない。
【００３３】
好ましい実施態様では、ＲＯＭ３４あるいはメモリ装置３８に、下記〔式２〕を記憶させ、プロセッサー３２によって、低いあるいはマイナスの重力加速度レベルに続いて高い重力加速度レベルに晒されたときに、耐重力加速度服１０内にどのような圧力設定をするかを決定する。
【００３４】
【数８】
0004678641.tif 000003
【００３５】
〔式２〕において、Ｐはプッシュ−プル効果および高いプラスの重力加速度の影響と闘うための耐重力加速度服１０に加えられる圧力である。Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値を表し、Ｘはこれまで受けたＧｚの値によって決定する変数である。低いあるいはマイナスの重力加速度を受けていないかあるいは一瞬しか受けていない場合は、Ｇｚは０．５Ｇより大きく、Ｘの値は０に設定される。２秒間以上Ｇｚの値が０．０Ｇより大きく０．５Ｇより小さい場合は、Ｘの値は０・５に設定される。２秒間以上Ｇｚが−０・５Ｇより大きく０．０Ｇより小さい場合、Ｘの値は１．０に設定され、２秒間以上Ｇｚが−０・５Ｇより小さい場合Ｘの値は１．５に設定される。Ｘの最大値は１．５である。
【００３６】
圧力スケジュールを０．０Ｇ以下で始めるとマイナスの重力加速度に対する人体の生理学的反応が強まり、飛行士が続いて起こるプラスの重力加速度に晒らされる時に起きる「プッシュ−プル効果」をひどくなるので、０．０Ｇ以上（又は約０．１６７Ｇ）まで進めてから耐重力加速度服１０の圧力を加え始めると好ましい。
【００３７】
プロセッサー３２は、メインメモリ３６に記憶されている重力加速度計１２の最新の入力をモニターしている。重力加速度計１２の入力が２秒間以上０．５Ｇより小さい場合、プロセッサー３２は〔式２〕を使って、プッシュ−プル効果と闘う為に耐重力加速度服１０に必要な圧力レベルを計算する。重力加速度計１２入力が０．５Ｇの力より小さい場合、〔式２〕の変数Ｘは０．５に設定される。従って、重力加速度計１２入力が０．０及び−０・５Ｇの力より小さい場合、変数Ｘはそれぞれ１．０および１．５である。プロセッサー３２は計算された圧力をメインメモリ３６に記憶された最新の服１０圧力レベルと比較し、その差異を計算する。差異がわかると、プロセッサー３２は信号をシステムバス３０を通してバルブ制御装置１８に伝達し、フィルバルブ２０及びベントバルブ２２を開閉する。
【００３８】
計算された差異が、計算された圧力がその時の耐重力加速度服１０の圧力より大きいと示した場合、プロセッサー３２は圧力を増加させる信号を発生し、計算された差異が、計算された圧力が耐重力加速度服１０の圧力より小さいと示した場合、プロセッサー３２は圧力を減少させる信号を発生する。圧力増加の信号を受けたのに応じて、バルブ制御装置１８はベントバルブ２２を閉じ、フィルバルブ２０を開けて耐重力加速度服１０の圧力を増加させる。計算された差異がない場合、プロセッサー３２は信号をシステムバス３０を通じてバルブ制御装置１８に伝達して、フィルバルブ２０及びベントバルブ２２を閉じる。プロセッサー３２は重力加速度計１２及び圧力計１６の入力をモニターし続ける。
【００３９】
耐重力加速度服１０内の圧力が設定限度を超えた場合、圧力スイッチ２６はバルブ制御装置１８にフィルバルブ２０を閉じ、ベントバルブ２２を開いて過剰圧力を抜くことのできる。
【００４０】
例として、図１に示した耐重力加速度システム１１の耐重力加速度服１０の操作を説明する。
【００４１】
耐重力加速度服１０を着用している飛行士が低いあるいはマイナスの重力加速度レベル、例えば約３秒間−０．２Ｇを体験すると、重力加速度計１２は重力加速度レベルを示す信号を耐加速度制御装置１４に伝達して、メインメモリ３６又はメモリ装置３８に記憶する。この時点で、ゼロあるいは極く僅かな圧力が耐加速度システム１１によって耐重力加速度服１０に運ばれる。プラスの重力加速度レベル、例えば１Ｇになると、プロセッサー３２は望ましい服の圧力を、〔式２〕を使ってＰ＝１．５×（１−１．６６７＋１）＝０．５ＰＳＩと計算する。増加圧力の信号は耐重力加速度制御装置１４によってバルブ制御装置１８へと送られる。重力加速度が２Ｇになると、プロセッサー３２は〔式２〕を使ってＰ＝１．５×（２−１．６６７＋１）＝１．９９９５ＰＳＩと計算して所望の服圧力を決定する。また、増加圧力信号はバルブ制御装置１８に耐重力加速度制御装置１４によって送られる。従来技術の〔式１〕を使うと、重力加速度が２Ｇになると、耐重力加速度服１０に加えられる圧力は、Ｐ＝１．５×（２−１．６６７）＝０．５ＰＳＩになる。耐重力加速度制御装置１４によって行われた〔式１〕及び〔式２〕からの圧力値の結果を比較することで、〔式２〕に基づいて計算された圧力は〔式１〕によって求められた圧力よりも１．５ＰＳＩ大きいことが明らかになった。
【００４２】
飛行士が前に低いあるいはマイナスの重力加速度を受けずに、通常または高いプラスの重力加速度を体験すると、〔式２〕のＸの値はゼロに設定されるので、〔式２〕は〔式１〕と同じになる。
【００４３】
また、別の実施形態では、〔式２〕の代わって下記〔式３〕が使われる。ここで、Ｐは耐重力加速度服内の所望の圧力であり、Ｙは個々の飛行士の体格を示す体格信号であり、Ｇｚは飛行士が受ける重力加速度の値であり、Ｘはこれまで受けたＧｚの値によって決定する変数値である。
【００４４】
【数９】
0004678641.tif 000004
【００４５】
Ｙは、圧力に対する重力加速度の応答感度を変える為に使われる値で１に近い。これは、例えば耐重力加速度服の応答感度を特定の個人に適合させるのに役立ち、背の高い人は、重力加速度が高い感度（例えば、１．０５のＹの値）で応答する必要があり、背の低い人はもっと緩やかな応答（例えば、０．９５のＹの値）が必要である。
【００４６】
Ｙの値は飛行士（２人以上のパイロットによって飛ぶ航空機は、個人別に）によって、飛行前のメニュー入力として〔式３〕に入力される。さらに、Ｙ値は飛行士によって飛行中に変更することができる。Ｙの値は、飛行中に、高い重力加速度操作中のパイロットの生理学的反応の測定に基づいて決定し変更される。例えば、パイロットの首での血圧が低い値は下半身に追加の圧力が必要であることを示し、Ｙの値は続いて起こる高い重力加速度操作中に増加することを示している。
【００４７】
さらに別の実施の形態では、Ｙの値はＧｚの変化比の関数としてとらえ、Ｇｚが急激に高くなったとき、Ｙ値を高くし、圧力に対する重力加速度の応答感度を上げる。同じように、Ｙの値はこれまでの航空機操作および飛行士が受けたＧｚの関数として調節される。これは、Ｘ値の変化と一緒に行われ、Ｇｚに対する最適な圧力を決めるのに有効である。
【００４８】
耐重力加速度制御装置１４は、既存の航空機コンピュータからは特別な入力を必要としないので、「プッシュ−プル効果」を起こす可能性のある航空機にこの装置を取付けるのは簡単である。航空機コンピュータから耐重力加速度システム１１へ予想される高重力加速度レベルを指示する信号を送ると、耐重力加速度服１０に圧力を満たす時間的余裕が与えられる。すなわち、航空機制御が５Ｇを越える急激な重力加速度上昇があるとすると、その予想の信号がシステムバス３０を通してプロセッサー３２へ送られる。
【００４９】
本発明はパイロットに対する「プッシュ−プル効果」を軽減させるに有効である。さらに、耐重力加速度システム１１は、航空機コンピュータからは付加の入力も必要なく、航空機に後で取付けるのも簡単である。
【００５０】
以上の図示及び説明された本発明の実施の形態は、本発明の概念及び範囲から逸脱することなく、多くのバリエーションが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐重力加速度服内圧力の制御システムを示す略ブロック図である。
【図２】耐重力加速度制御装置に含まれるシステム回路のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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