(57)【要約】航空機着陸ファクタに関係する状態が集約され、滑走路制動状態を判定するのに用いられる、空港滑走路状態を客観的に評価するためのシステム及び方法である。状態の１つの組は、メータに表示されるブレーキ圧、車輪速度、及び航空機減速を含む航空機着陸ファクタに関係し、ファクタの第２の組は、パイロットにより制御されるパラメータに関係する。状態レポートが生成され、後続の着陸する航空機のパイロットが着陸の前に入手できるようにされる。
2017515716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空港滑走路状態を客観的に評価するための方法であって、
オートブレーキ設定、メータに表示されるブレーキ圧、スラストリバース、及びグランドスポイラを含む、パイロットによって制御される航空機着陸ファクタに関係する状態の第１の組を判定することと、
ブレーキ圧、車輪速度、及び航空機減速を含む航空機制動ファクタに関係する状態の第２の組を測定することと、
アンチスキッド制御システムによって生成される状態の第３の組を判定することと、
前記状態の３つの組のすべてに基づいて前記航空機の制動品質ファクタを計算するために前記状態の第１の組、第２の組、及び第３の組を処理することと、
前記制動品質ファクタに基づいて滑走路状態を割り当てることと、
前記制動品質ファクタ及び関連するデータから状態レポートを生成することと、
後続の着陸する航空機のパイロットが着陸の前に前記状態レポートを入手できるようにすることと、
を含む、方法。
【請求項２】
プロセッサが、前記アンチスキッドブレーキ制御システムからの入力を受信し、かつ、前記入力に基づいて前記制動品質ファクタを判定する、コンピュータプログラムを実行する、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項３】
車輪速度が航空機車軸上のセンサから直接測定され、前記制動品質ファクタを判定するのに用いられる、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項４】
各ブレーキ付き車輪からの情報が前記制動品質ファクタを判定するのに用いられる、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項５】
前記状態の第１の組がパイロットのブレーキペダルコマンドを含む、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項６】
前記状態の第２の組が前記航空機減速を含む、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項７】
前記ブレーキ制御システムが、前記状態レポートを生成し、かつ、前記状態レポートを遠隔地で入手可能にする、搭載プロセッサを含む、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項８】
前記状態レポートが、前記滑走路上にハイドロプレーニング状態が存在するかどうかによって影響される、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項９】
前記状態の第２の組が、各車輪に関する前記ブレーキ制御アンチスキッドシステムからの車輪スピンアップレートを含む、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項１０】
前記アンチスキッドシステムによって測定される車輪リカバリレートが前記滑走路状態の判定に含まれる、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項１１】
前記アンチスキッドシステムによって測定されるスリップ異常の大きさが前記滑走路状態の判定に含まれる、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項１２】
前記アンチスキッドシステムによって測定されるスキッドの量が前記滑走路状態の判定に含まれる、請求項１に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するための方法。
【請求項１３】
空港滑走路状態を客観的に評価するためのシステムであって、
航空機着陸装置の車輪速度を測定するための変換器を含むブレーキ制御／アンチスキッドシステムと、
前記航空機着陸装置のブレーキ圧を測定するための圧力センサと、
制動中の航空機減速を測定するための加速度計と、
前記測定された車輪速度、かけられたブレーキ圧、メータに表示されたブレーキ圧、スラストリバース、及び測定された航空機減速を受信し、前記入力及び前記航空機のステータスに基づいて滑走路制動品質ファクタを生成するためのプロセッサと、前記ステータスは、車輪にかかる機体重量、オートブレーキ設定、パイロットブレーキペダルコマンド、制動コマンド、及び前記アンチスキッド制御システムからのアンチスキッド制御ファクタを含み、
前記プロセッサへの前記入力に基づいて制動品質ファクタを評価するための前記プロセッサによって生成されるレポートと、
を備える、システム。
【請求項１４】
スポイラデプロイメントのモニタインジケータをさらに備え、前記プロセッサが、前記ブレーキ品質ファクタ判定において前記スポイラデプロイメントを用いる、請求項１３に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するためのシステム。
【請求項１５】
前記プロセッサが前記航空機に搭載されている、請求項１３に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するためのシステム。
【請求項１６】
前記情報が、前記航空機の前記ブレーキ制御システムから導出される、請求項１３に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するためのシステム。
【請求項１７】
スラストレベルデプロイメントのモニタインジケータをさらに備え、前記プロセッサが、前記ブレーキ品質ファクタ判定においてスラストレバー位置を用いる、請求項１３に記載の空港滑走路状態を客観的に評価するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
航空機移動は、交通手段の中でも最も安全な手段と考えられるが、空の旅にはいくつかの懸念要素がある。航空機による移動の最も重要な態様のうちの１つは、着陸、より具体的には荒天での着陸である。毎年、悪い滑走路状態の影響を受ける、航空機の着陸又は制御に問題のある滑走路上へ劣悪な気象条件で着陸又はタキシングする民間航空機の多くの事例がある。これらの事態に大きな影響を与えるのは、パイロットが航空機を誘導された停止位置に安全にもっていくべく濡れた又は凍った車輪／滑走路上に十分な制動摩擦を生じさせることの難しさである。これは、滑走路のオーバーラン、もしくは航空機及び／又は乗客にとって危ない他の危険な状況につながることがある。
【０００２】
好ましくない滑走路状態を評価するための現在の方法は、パイロットが滑走路そのものに着陸後の航空機からの感覚及びフィードバックに基づいて自分の主観的に感じた滑走路状態の評価を通信することに関するものである。この情報は、管制塔にいる管制官によって集められ、管制官は、次いで、後続航空機の着陸リスクの総合評価を行う。これらの評価は完全に主観的であり、パイロットの評価に基づくので、これらの主観的基準は、パイロット間でしばしば異なり、着陸が難しかった又は危険であったと認めたくないパイロットがいるなどの種々の理由で信頼できないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
当該技術分野では、荒天での特定地点の滑走路上の着陸状態のより客観的な判定が必要とされている。滑走路の温度、水分、湿度などを測定し、通信することを試みる種々の方法が既に存在するが、本発明は、発現した制動効果を判定するために航空機ブレーキ制御／アンチスキッドオートブレーキシステムからのデータを用いる。ブレーキ制御システム内のモニタは、制動状態に基づく客観的な滑走路状態レポートを生成することができ、該レポートは、フライトデッキに、又はすべての情報を管制官及び後続航空機の搭乗員に転送する搭載監視システムに通信することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、航空機制動システムに基づく着陸の履歴によってなされる判定に基づいて航空機の着陸の状態を評価するための方法及びシステムであり、こうした航空機制動システムのデータ及び判定は、滑走路状態を判定するより包括的かつ客観的な方法を策定することができるように管制塔又は警告システムに提供される。本発明は、滑走路上の状態を評価するために、アンチスキッド測定を含む制動システム内の種々のセンサを用いる。データを収集し、後続便のより安全な着陸環境を保証するために後続便に転送することができる。
【０００５】
本発明の動作を単なる例として例示する添付図と併せた好ましい実施形態の以下の詳細な説明から本発明の他の特徴及び利点がさらに明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明への入力を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の方法の第１の実施形態のフローチャートである。
【図２Ｂ】本発明の方法の第１の実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、本発明での着陸状態を客観的に評価するために収集することができる入力の概略図を例示する。本発明のコンピュータプログラムを用いてデータを収集、処理、及び格納するのにプロセッサを用いることができ、この場合、着陸装置の各車輪からの入力がプログラムに提供される。プログラムは状態レポートを出力し、これは、格納され、ブロードキャストされ、或いは同じ滑走路にその次に着陸する航空機に利用可能とされてもよい。コンピュータプログラムなしに本発明を実施するために他のモードを実装することができ、本発明はコンピュータプログラムだけに限定されない。
【０００８】
プログラムへの入力は、以下のもの、すなわち、コックピットからのオートブレーキ設定１０、コックピットからのパイロットのペダルコマンド１２、センサからのメータに表示されるブレーキ圧１４、航空機減速並びに慣性基準システム対地速度などの他の種々のパラメータ１６、車輪にかかる機体重量１８など、スラストリバース値２０、及びスポイラ／スピードブレーキデプロイメント２２を含んでもよい。これらの入力のそれぞれは、車軸車輪速度変換器２８でとられる実際の車輪速度２６、及び車輪３４での圧力変換器３２（利用可能な場合）を用いるブレーキ圧３０と共に、アンチスキッド／ブレーキ制御システム２４に送られる。これらのファクタのそれぞれは、タイヤと滑走路との境界面４０の制動品質ファクタを評価するのに用いられる。
【０００９】
第１の好ましい実施形態では、アンチスキッド／ブレーキ制御システム２４におけるプロセッサは、すべてのデータを受信し、以下のものを組み込むデータ処理プログラムを始める。
（ａ）車輪速度、
（ｂ）車輪スピンアップ時間、
（ｃ）接地時間、
（ｄ）車輪減速、
（ｅ）航空機対地速度、
（ｆ）航空機減速、
（ｇ）車輪速度スピンアップリカバリ、
（ｈ）ハイドロプレーニング状態、
（ｉ）オートブレーキ指令圧、
（ｊ）オートブレーキ減速異常、
（ｋ）アンチスキッド車輪スリップ異常、
（１）アンチスキッド速度参照、
（ｍ）アンチスキッドＰＢＭ／積分コマンド、
（ｎ）制動コマンド、及び
（ｏ）車輪スリップ速度。
【００１０】
これらの種々の各ファクタが分析されて、「ドライ（ＤＲＹ）」、「並（ＭＯＤＥＲＡＴＥ）」、「劣悪（ＰＯＯＲ）」、又はレポートが入手可能でないなどでありうる滑走路状態判定４４の制動品質ファクタに達する。「良（ＧＯＯＤ）」、「可（ＳＡＴＩＳＦＡＣＴＯＲＹ）」、「危険（ＨＡＺＡＲＤＯＵＳ）」、及び「データ不足（ＩＮＳＵＦＦＩＣＩＥＮＴ  ＤＡＴＡ）」などの他の状態もありうる。最終的な状態が状態レポート５０に集約され、これは、同じ滑走路上に着陸する後続パイロットが入手できるようにされるとともに、将来の分析のために保存されてもよい。このようにして、滑走路着陸状態に対するより客観的な手法をパイロットが利用可能である。状態レポートに記述される用語は、同義の用語又は数値表現で置き換えられ又は変更されてもよい。言い換えれば、結果は、ユーザのコミュニティ又は特定の報告システムのニーズに基づいて合わせることができる。将来的に産業又は規制機関がタイヤ／滑走路の摩擦を説明するための標準的な用語を採用することが可能であり、本発明は、航空機情報システムに報告するためのそうした用語を組み込むことになる。
【００１１】
本発明の１つの利点は、制動状態を判定するのに用いられるすべてのデータを航空機のブレーキ制御システムから取得できることである。滑走路状態の判定は、オートブレーキングか又はペダルブレーキングと共に用いることができ、各オプションは、制動面を評価するために別個のブランチを用いる。一実施形態では、滑走路状態は、車輪がスピンアップするときの着陸直後などの着陸滑走中に、及び航空機の減速中の種々の段階の全体を通して（例えば、１００ｋｔｓ、７５ｋｔｓ、５０ｋｔｓなどの対地速度で）判定される。制動状態の判定は、オートブレーキ又は最大ブレーキ圧が採用されるかどうか、部分ブレーキ圧が採用されるかどうか、及びハイドロプレーニングが起こっているかどうかを評価する。好ましい実施形態では、滑走路面上の状態をより良好に評価するために、本明細書で言及される技術を用いて着陸装置のすべての車輪が評価される。
【００１２】
本発明の方法は、図２に例示されるフローチャートを参照することによって最もよく理解することができる。この方法は、好ましくは、滑走路上の状態を管制塔、フライトデッキ、又は他の中央データベースなどの遠隔地に通信する通信デバイスを含む、航空機の搭載プロセッサによって行われる。図２のフローチャートは、最終的に状態が報告されるかどうかを決定し、報告される場合には状態がどういったものであるかを判定する、種々の判定を経て進む。
【００１３】
ダイヤモンド１００での第１の決定は、航空機が着陸モードにあるかどうかである。航空機が着陸モードにない場合、プログラムは非アクティブであり、バブル１０５で何も報告しない。航空機が着陸モードにある場合、次の決定は、ダイヤモンド１１０でのオートブレーキ設定がＯＦＦであるかどうかである。航空機のオートブレーキ設定がＯＦＦではない場合、これはオートブレーキがアクティブであることを意味し、次の決定は、ダイヤモンド１１５でのオートブレーキ設定がＬＯＷ又は「１」であるかどうかを判定することである。このクエリは、ボックス１５５で提供される着陸速度スラストリバースに基づいている。オートブレーキ設定が「ＬＯＷ」又は「１」ではない場合、ダイヤモンド１４５で、選択された減速が評価される。選択された減速が達成される場合、プログラムは、バブル１５０で管制塔に状態が「良」であると報告する。選択された減速が達成されず、かつ、最大圧力が指令される場合、プログラムはバブル１３０で状態が「危険」であると報告し、最大圧力が指令されない場合、プログラムは、バブル１３５で状態が「劣悪」であると報告する。オートブレーキ設定がＬＯＷ又は１に設定される場合、プログラムは、ダイヤモンド１２０でこれらの設定の下で選択された減速が達成されるかどうかを判定する。Ｙｅｓの場合、プログラムは、バブル１４０で状態が「可」であると報告する。選択された減速が達成されない場合、プログラムは、バブル１３５で状態が「劣悪」であったと報告する。
【００１４】
決定ダイヤモンド１１０でオートブレーキ設定がＯＦＦの場合、着陸速度、ペダル位置、スポイラ、及びリバーススラスタがボックス１５５でアクティブ化される又はプログラムに入れられる。この情報は、決定ダイヤモンド１６０に送られ、そこでプログラムは、アンチスキッドアクティビティが存在するかどうかを問い合わせる。アンチスキッドアクティビティが存在しない場合、プログラムは、ダイヤモンド１６５で制動コマンドが制動閾値を上回るかどうかを判定する。上回らない場合、プログラムは、状態を判定することができず、バブル１７０で状態を評価するのにデータが不足していると報告する。制動コマンドが制動閾値を上回る場合、プログラムは、ダイヤモンド１７５で航空機の減速がフィート／平方秒の所定値を上回るかどうかを判定しようと努める。減速が所定の閾値を上回らない場合、プログラムは、バブル１７０で着陸状態を評価するのにデータが不足していると報告する。しかしながら、プログラムが、減速が所定値を上回ると判定する場合、プログラムは、バブル１８０で状態が「良〜並」であると報告する。
【００１５】
プログラムが、ダイヤモンド１６０でアンチスキッドアクティビティが存在すると判定する場合、プログラムは、ダイヤモンド１８５でアンチスキッドＰＢＭが低圧域を示すかどうかを評価する。ＰＢＭが低圧域を示す場合、プログラムはまた、ダイヤモンド１９０で減速が所定値を下回るかどうかを判定しようと努める。減速が所定値を下回らない場合、プログラムは、バブル２１０で状態が「並〜劣悪」であると報告する。プログラムが、減速が所定値を下回ると判定する場合、プログラムは、次に、ダイヤモンド１９５でハイドロプレーニング状態が存在するかどうかを判定しようと努める。ハイドロプレーニングが存在しない場合、プログラムは、バブル２０５で状態が「劣悪」であると報告する。ハイドロプレーニングが存在する場合、プログラムは、バブル２００で状態が「危険」であると報告する。
【００１６】
プログラムが、ダイヤモンド１８５でＰＢＭが低圧域を示さないと判定する場合、プログラムは、ダイヤモンド２１５で、ＰＢＭが中圧域を示すかどうかを評価する。ＰＢＭが中圧域を示す場合、プログラムは、ダイヤモンド２２０で、減速が所定値よりも低いかどうかをダイヤモンド２２０で判定する。航空機の減速が所定値を下回らない場合、プログラムは、バブル２２５で状態が「良〜並」であると報告する。減速が所定値を下回る場合、プログラムは、バブル１８０で着陸状態が「並」であると報告する。
【００１７】
プログラムが、ダイヤモンド２１５でＰＢＭレベルが中圧域を示すと判定しない場合、圧力域は高いはずである。プログラムは、次いで、ダイヤモンド２３０で減速が所定値を下回るかどうかの判定をする。航空機の減速が所定値を下回らない場合、プログラムは、バブル２４０で状態が「ドライ」であると報告する。プログラムが減速は所定値を下回ると判定する場合、プログラムは、バブル２３５で状態が「良」であると報告する。
【００１８】
上記のフローチャートは、パイロットの主観ではなく客観的に判定される特定の滑走路の入手可能なタイヤ／滑走路摩擦状態のスケール評価を行うために、プログラムがどのようにして種々の着陸装置データ及び機器からの読取値を評価することができるかを例示する。より定量的なスコアに到達するように計算に他のファクタが加えられてもよいが、上記の例は、接近中の滑走路上の状態に関する優れたフィードバックを後続航空機に依然として提供する。さらに、報告に加味されるファクタは主観的ではないので、パイロットはまた、「良」又は「並」などの種々の用語がパイロットが着陸する都度一貫していることから、それらの用語のさらなる信頼及び理解を得るであろう。このように、本発明は、航空機滑走路上の着陸状態を判定するための他のシステムを上回る著しい改善である。
【００１９】
フローチャートに記述されたプログラムは、このような着陸状態レポートシステムにおいて考えられるファクタのタイプのほんの一例である。他のファクタが用いられてもよく又はより一層包括的なプログラムに組み合わされてもよい。例えば、プログラムはまた、航空機が着陸モードにあるか又は離陸モードにあるかを判定するために、ブレーキ制御アンチスキッドシステムから車輪スピンアップレート（車輪加速）を組み込むことができる。プログラムはまた、滑走路摩擦及び滑走路状態の最初の表示として、最初の航空機タッチダウン時の着陸モードにあるときの各車輪の車輪スピンアップレート（車輪加速）を考慮してもよい。このデータは、着陸状態の最終評価に同様に組み込むことができる。プログラムはまた、それが手動制動に代えて選択された方法であるときに、ブレーキ制御アンチスキッドシステムのオートブレーキ機能からのデータを用いてもよく、又は滑走路状態を判定するための基準としてオートブレーキ指令圧及び減速設定を用いてもよい。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態は、パイロット又は副操縦士によって手動制動がかけられるとき、及びアンチスキッドアクティビティが存在するか否かをシステムが判別する場合に、ブレーキ制御アンチスキッドシステムからのデータを用いることができる。アンチスキッドアクティビティを生じるのに制動が不十分であるときには、システムは、十分な制動減速が達成されるかを判定するために航空機により生成される減速参照又はブレーキ制御システム（車輪速度）により生成される減速を用いてもよい。代替的に、アンチスキッドアクティビティを生じるのに制動が十分であるときには、システムは、制動アクティビティが低圧域にあるかどうかを判定するためにアンチスキッドブレーキ制御コマンド積分器／圧力バイアス変調（ＰＢＭ）、及び／又はブレーキ圧フィードバックを用いてもよい。
【００２１】
他のファクタも着陸状態の判定に影響を及ぼす場合がある。例えば、アンチスキッドアクティビティを生じるのに制動が十分であるときに、システムは、滑走路状態の表示としてアンチスキッドブレーキ制御により決定される車輪スリップ速度及び車輪スリップ異常を用いてもよく、又はプログラムは、滑走路状態の表示としてスキッドリカバリ中の車輪スピンアップレート（車輪加速）を用いてもよい。プログラムはまた、滑走路状態を判定するための基準としてアンチスキッド／ブレーキ制御コマンド及び航空機減速を用いることもできる。個々の車輪のハイドロプレーニング状態が存在するかどうかを判定するために航空機減速と車輪速度についての比較を行うことができる。システムは、次いで、制動品質ファクタを判定するための基準としてハイドロプレーン状態を用いる。プログラムに組み込まれてもよい他のファクタは、滑走路状態を判定するためのさらなる基準として、着陸速度、ブレーキペダル位置又はパイロットのメータに表示されるブレーキ圧、並びにグランドスポイラのハンドル位置及びスラストレバー操作などの入力を含む。システムはまた、タッチダウン時に最初の評価及び状態の報告を行ってもよく、並びに、着陸滑走の全体を通して状態の定期的評価及び報告を行ってもよい。加えて、プログラムは、着陸滑走の全体を通して滑走路状態を動的に判定するためにその入力を着陸状態を表す時間ごとの（ｔｉｍｅ  ｐｈａｓｅｄ）プロファイルと比較し、報告される全体的な滑走路状態を確立するために各主脚車輪チャネルからの情報を評価してもよい。
【００２２】
本発明の特定の形態が例示され、説明されているが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の修正を行うことができることが上記から分かるであろう。したがって、本発明は限定されることを意図されず、当業者によって認識されるであろうすべての修正及び置換えが本発明の範囲内に含まれることを意図される。
【図１】
2017515716.tif 000003
【図２Ａ】
2017515716.tif 000004
【図２Ｂ】
2017515716.tif 000005
【国際調査報告】
2017515716.tif 000006
2017515716.tif 000007