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特許6152249追加機能性を有するグレードアップした飛行管理システム、およびそのシステムを提供する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6152249
(24)【登録日】2017年6月2日
(45)【発行日】2017年6月21日
(54)【発明の名称】追加機能性を有するグレードアップした飛行管理システム、およびそのシステムを提供する方法
(51)【国際特許分類】
B64D 45/00 20060101AFI20170612BHJP
【ＦＩ】
B64D45/00 A
【請求項の数】18
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2012-111684(P2012-111684)
(22)【出願日】2012年5月15日
(65)【公開番号】特開2012-240675(P2012-240675A)
(43)【公開日】2012年12月10日
【審査請求日】2015年3月20日
(31)【優先権主張番号】13/109,747
(32)【優先日】2011年5月17日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】503295378
【氏名又は名称】イノベイティブ・ソリューションズ・アンド・サポート・インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100065248
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100159385
【弁理士】
【氏名又は名称】甲斐 伸二
(74)【代理人】
【識別番号】100163407
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 裕輔
(74)【代理人】
【識別番号】100166936
【弁理士】
【氏名又は名称】稲本 潔
(74)【代理人】
【識別番号】100174883
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 雅己
(72)【発明者】
【氏名】ジェフリー エス．エム． ヘドリック
(72)【発明者】
【氏名】シャーラム アスカーポアー
(72)【発明者】
【氏名】マーカス ノプフ
【審査官】
志水 裕司
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２００７／００４６６８０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／０１１８９０８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００６／０１６４２６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０１６８９３９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許第０５８８４２２３（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開２００７−０５５５８７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６４Ｄ ４５／００
Ｇ０１Ｃ ２１／００
Ｇ０８Ｇ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
既存の飛行管理システム（ＦＭＳ(Flight Management System)）を改良した飛行管理システムであって、
前記飛行管理システムは、航空機に搭載された既存のＦＭＳを有する前記航空機の飛行中に活用可能な航空機性能能力を有するレガシーＡＦＭＣ（legacy AFMC(Advanced Flight Management Computer)）、ＩＲＵ（Inertial Reference Unit）、ＣＡＤＣ（Central Air Data Computer）、ＤＭＥ（Distance Measuring Equipment）受信機、およびＤＦＧＣ（Digital Flight Guidance Computer）を備え、
さらに、データ集中器ユニット（Data Concentrator Unit）と、前記データ集中器ユニットへ機能的に接続される全地球測位システム（ＧＰＳ(Global Positioning System)）受信機とを備え、
前記ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびＤＦＧＣは、前記レガシーＡＦＭＣと通信し、
前記ＣＡＤＣ、ＩＲＵ、およびＤＭＥ受信機は、入力情報を提供するため前記データ集中器ユニットに接続されており、
前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣは、それらの間の入力および出力情報を交換するため相互に機能的に接続されており、
前記ＤＦＧＣは、出力情報を受け取るため前記データ集中器ユニットに接続されており、
前記飛行管理システムは、既存の飛行管理システムが有していた航法データベース記憶容量よりも大きな記憶容量を持つ記憶部（storage）を備え、かつ、
ＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ（Required Navigational Performance）、ＶＮＡＶ（Vertical Navigation）、およびＲＮＡＶ（Area Navigation）能力と、ＲＴＡ（Required Time of Arrival）能力のうち、少なくともいずれか一つまたはすべての能力を提供するＮＡＶ（Navigation）コンピュータを備え、
ＮＡＶ（Navigation）コンピュータは、前記データ集中器ユニットに接続され、
前記レガシーＡＦＭＣは、
前記既存のＦＭＳが搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用できるようにもされていることを特徴とする飛行管理システム。
前記飛行管理システムは、航空機に搭載された既存のＦＭＳを有する前記航空機の飛行中に活用可能な航空機性能能力を有するレガシーＡＦＭＣ（legacy AFMC(Advanced Flight Management Computer)）、ＩＲＵ（Inertial Reference Unit）、ＣＡＤＣ（Central Air Data Computer）、ＤＭＥ（Distance Measuring Equipment）受信機、およびＤＦＧＣ（Digital Flight Guidance Computer）を備え、
さらに、データ集中器ユニット（Data Concentrator Unit）と、前記データ集中器ユニットへ機能的に接続される全地球測位システム（ＧＰＳ(Global Positioning System)）受信機とを備え、
前記ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびＤＦＧＣは、前記レガシーＡＦＭＣと通信し、
前記ＣＡＤＣ、ＩＲＵ、およびＤＭＥ受信機は、入力情報を提供するため前記データ集中器ユニットに接続されており、
前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣは、それらの間の入力および出力情報を交換するため相互に機能的に接続されており、
前記ＤＦＧＣは、出力情報を受け取るため前記データ集中器ユニットに接続されており、
前記飛行管理システムは、既存の飛行管理システムが有していた航法データベース記憶容量よりも大きな記憶容量を持つ記憶部（storage）を備え、かつ、
ＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ（Required Navigational Performance）、ＶＮＡＶ（Vertical Navigation）、およびＲＮＡＶ（Area Navigation）能力と、ＲＴＡ（Required Time of Arrival）能力のうち、少なくともいずれか一つまたはすべての能力を提供するＮＡＶ（Navigation）コンピュータを備え、
ＮＡＶ（Navigation）コンピュータは、前記データ集中器ユニットに接続され、
前記レガシーＡＦＭＣは、
前記既存のＦＭＳが搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用できるようにもされていることを特徴とする飛行管理システム。
【請求項2】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣに機能的に接続されたＭＣＤＵ（Multipurpose Control Display Unit）を更に備える、請求項１に記載の飛行管理システム。
【請求項3】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続されたディスプレイ制御パネルを更に備える、請求項２に記載の飛行管理システム。
【請求項4】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続された一体化フラット・パネル・ディスプレイを更に備える、請求項３に記載の飛行管理システム。
【請求項5】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続されたディスプレイ制御パネルを更に備える、請求項１に記載の飛行管理システム。
【請求項6】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続された一体化フラット・パネル・ディスプレイを更に備える、請求項５に記載の飛行管理システム。
【請求項7】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットに機能的に接続された一体化フラット・パネル・ディスプレイを更に備える、請求項１に記載の飛行管理システム。
【請求項8】
前記レガシーＡＦＭＣに機能的に接続された冗長（redundant）システムを更に備え、
前記冗長システムは、第２のＩＲＵ、第２のＣＡＤＣ、第２のＤＭＥ受信機、第２のＤＦＧＣ、第２のデータ集中器ユニット、および第２の全地球測位システム受信機を備える、請求項１に記載の飛行管理システム。
前記冗長システムは、第２のＩＲＵ、第２のＣＡＤＣ、第２のＤＭＥ受信機、第２のＤＦＧＣ、第２のデータ集中器ユニット、および第２の全地球測位システム受信機を備える、請求項１に記載の飛行管理システム。
【請求項9】
前記第２のＣＡＤＣ、第２のＩＲＵ、および第２のＤＭＥ受信機は、冗長入力情報を提供するために前記第２のデータ集中器ユニットに接続され、
前記第２のＣＡＤＣは、冗長入力情報を提供するために前記レガシーＡＦＭＣに更に接続され、
前記第２のデータ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣは、冗長入力および出力情報を交換するために相互に機能的に接続され、
前記第２のＤＦＧＣは、出力情報を受け取るために前記第２のデータ集中器ユニットに接続され、
前記第２の全地球測位システム受信機は、前記第２のデータ集中器ユニットの入力に機能的に接続され、
よって前記冗長システムは、前記レガシーＡＦＭＣを共用する、請求項８に記載の飛行管理システム。
前記第２のＣＡＤＣは、冗長入力情報を提供するために前記レガシーＡＦＭＣに更に接続され、
前記第２のデータ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣは、冗長入力および出力情報を交換するために相互に機能的に接続され、
前記第２のＤＦＧＣは、出力情報を受け取るために前記第２のデータ集中器ユニットに接続され、
前記第２の全地球測位システム受信機は、前記第２のデータ集中器ユニットの入力に機能的に接続され、
よって前記冗長システムは、前記レガシーＡＦＭＣを共用する、請求項８に記載の飛行管理システム。
【請求項10】
情報を交換するために、前記第２のデータ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣに機能的に接続された第２のＭＣＤＵを更に備える、請求項９に記載の飛行管理システム。
【請求項11】
情報を交換するために、前記第２のデータ集中器ユニットに機能的に接続された第２のディスプレイ制御パネルを更に備える、請求項１０に記載の飛行管理システム。
【請求項12】
情報を交換するために、前記第２のデータ集中器ユニットに機能的に接続された第２の一体化フラット・パネル・ディスプレイを更に備える、請求項１１に記載の飛行管理システム。
【請求項13】
前記既存のＦＭＳにＮＡＶ（Navigation）情報を提供するために、ＶＨＦ ＮＡＶ（Very High Frequency Navigation）受信機を更に備える、請求項１に記載の飛行管理システム。
【請求項14】
レガシーＡＦＭＣを有する既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）をグレードアップする方法であって、
追加された機能性を提供するために、
前記既存のＦＭＳは、少なくともレガシーＡＦＭＣ、ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、ＤＦＧＣ、およびレガシーＥＦＩＳ（Electrical Flight Information System）を有し、
前記ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびＤＦＧＣは、前記レガシーＡＦＭＣと通信し、
グレードアップされたＦＭＳが、既存の飛行管理システムが有していた航法データベース記憶容量よりも大きな記憶容量を持つ記憶部（storage）を備え、かつＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ、ＶＮＡＶ、およびＲＮＡＶ能力と、ＲＴＡ能力のうち、少なくともいずれか一つまたはすべての能力を提供するＮＡＶ（Navigation）コンピュータを備え、依然として、
前記レガシーＡＦＭＣが、前記既存のＦＭＳを搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用することも可能にするため、
前記方法が、前記レガシーＥＦＩＳをデータ集中器ユニットで置換すること、
入力情報を提供するために前記ＣＡＤＣ、ＩＲＵ、およびＤＭＥ受信機を前記データ集中器ユニットに接続すること、
入力および出力情報を交換するために前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣを相互に接続すること、
出力情報を受け取るために前記ＤＦＧＣを前記データ集中器ユニットの出力に接続すること、
および全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を前記既存のＦＭＳへ追加し、前記ＧＰＳ受信機を前記データ集中器ユニットの入力に機能的に接続すること、
の各ステップを備える既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）をグレードアップする方法。
追加された機能性を提供するために、
前記既存のＦＭＳは、少なくともレガシーＡＦＭＣ、ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、ＤＦＧＣ、およびレガシーＥＦＩＳ（Electrical Flight Information System）を有し、
前記ＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびＤＦＧＣは、前記レガシーＡＦＭＣと通信し、
グレードアップされたＦＭＳが、既存の飛行管理システムが有していた航法データベース記憶容量よりも大きな記憶容量を持つ記憶部（storage）を備え、かつＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ、ＶＮＡＶ、およびＲＮＡＶ能力と、ＲＴＡ能力のうち、少なくともいずれか一つまたはすべての能力を提供するＮＡＶ（Navigation）コンピュータを備え、依然として、
前記レガシーＡＦＭＣが、前記既存のＦＭＳを搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用することも可能にするため、
前記方法が、前記レガシーＥＦＩＳをデータ集中器ユニットで置換すること、
入力情報を提供するために前記ＣＡＤＣ、ＩＲＵ、およびＤＭＥ受信機を前記データ集中器ユニットに接続すること、
入力および出力情報を交換するために前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣを相互に接続すること、
出力情報を受け取るために前記ＤＦＧＣを前記データ集中器ユニットの出力に接続すること、
および全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を前記既存のＦＭＳへ追加し、前記ＧＰＳ受信機を前記データ集中器ユニットの入力に機能的に接続すること、
の各ステップを備える既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）をグレードアップする方法。
【請求項15】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットおよび前記レガシーＡＦＭＣにＭＣＤＵを機能的に接続するステップを更に備える、請求項１４に記載の既存の飛行管理システムをグレードアップする方法。
【請求項16】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットをディスプレイ制御パネルに接続するステップを更に備える、請求項１５に記載の既存の飛行管理システムをグレードアップする方法。
【請求項17】
情報を交換するために、前記データ集中器ユニットを一体化フラット・パネル・ディスプレイに機能的に接続するステップを更に備える、請求項１６に記載の既存の飛行管理システムをグレードアップする方法。
【請求項18】
ＮＡＶ情報を前記既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）へ提供するために、ＶＨＦ ＮＡＶ受信機を提供するステップを更に備える、請求項１４に記載の既存の飛行管理システムをグレードアップする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的には、たとえば飛行乗務員とインタフェースして飛行中に航空機の制御を支援するため、航空機に搭載されて使用される飛行管理システム（ＦＭＳ(Flight Management System)）に関し、更に具体的には、既存のＦＭＳを更新して増加した機能性を提供し、既存の搭載された飛行管理システムの高価な各種コンポーネントの流用および利用の最適化を試みるため、以前に航空機へ提供された既存の飛行管理システムをグレードアップすることに関する。
【背景技術】
【0002】
航空機、特に商業航空で使用される航空機の寿命は、通常、航空機を制御するときに飛行乗務員を支援する搭載機器のレベルおよび能力の変化を大きく超える。ゆえに、機器を最新技術でグレードアップしたいと望む航空機製造業者または顧客、たとえば商業航空路線業者は、たとえば搭載された飛行管理システム（ＦＭＳ）に関して既存の航空機を最新技術でグレードアップしようとするとき相当の費用および休止時間に直面する。多くの場合、特に商業航空に関して、これは単に競争するための選択の問題ではなく、規制当局、たとえば連邦航空局（ＦＡＡ）によって命令される。多数の航空機を関与させる商業航空機集団（fleet）の場合、これは全く費用がかかり時間を消費するが、関与させる航空機の費用として必要であり、航空機集団を構築する時間は、既存の航空機集団を改良（retrofit）する以外に選択の余地を残さない。
【0003】
航空機の能力および効率を改善する相当の変化が存在した１つのそのような領域は、飛行管理システムの領域である。飛行管理システムは、現在、競争圧力に対処するだけでなく、ＦＡＡによって所望される最新の能力および機能性に対処するためにも更新が必要である。この典型的な例は、従来のＭＤ−８０／９０航空機に搭載されている既存の飛行管理システムである。ＭＤ−８０／９０航空機は、多くの航空会社集団の主力商品であり、多年にわたり航空会社によって利用されてきた。そのような航空機は、長い使用にも拘わらず依然として多くの飛行時間を残しているが、既存の搭載飛行管理システムを置換または更新して現代の必要性および要件に対処することが必要である。これらの既存のシステム、たとえば典型的なＭＤ−８０／９０航空機に搭載された既存の飛行管理システムは、一般的にはレガシーＥＦＩＳを有しており、最初に航空機へ搭載されたとき、およびその後の数年間には、満足を与えていた。しかし、レガシーＥＦＩＳは、今日の環境において、様々な既存のシステム欠陥、たとえば限定されたＦＭＳ航法データベース記憶容量の提供、所望の到達要求時刻すなわちＲＴＡ能力の欠如、およびＧＰＳすなわち全地球測位システムに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力を提供する能力の欠如を生じている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この領域における先行技術の努力は、依然として相当の寿命を有する既存の航空機の、これらおよび他の現在の必要性を満たすため、既存の飛行管理システムを全く新しいシステムで置換するという、しばしば費用のかかる非効率的な完全置換を必要としていた。これは、以前に利用された典型的なアプローチであり、改良されたシステム内の重要な各種レガシーコンポーネントを生かそうとするものではなかった。たとえば、レガシーＥＦＩＳを他のコンポーネントで置換し、同時に、先行する搭載飛行管理システムからの既存のレガシーコンポーネント、たとえばレガシー先進飛行管理コンピュータすなわちＡＦＭＣの使用を最適化することによって、これらの既存のシステム欠陥を克服するものではなかった。前記のＡＦＭＣは、既存の航空機、たとえばＭＤ−８０／９０で利用される航法ソリューションにおいて、単一のＡＦＭＣに頼って、水平方向案内、垂直方向案内、および性能計算のようなパラメータを計算する。したがって、航法グレードアップソリューションにおいて、既存の航空機は、その航空機のためにグレードアップされた航法ソリューションの中にレガシーＡＦＭＣを保持し得ることが望ましい。これは、既存のＦＭＳシステムを完全に置換することではなく、特に、搭載されたＡＦＭＣの以前に証明された性能能力を活用し得るようにすることである。加えて、これらの既存の飛行管理システムは、今日では好ましいＧＰＳに基づく航法ソリューションの利用を最初に意図されていなかったので、ＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用する能力、たとえばＲＮＰ ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力を提供していなかった。
【0005】
したがって、既存のＦＭＳシステムの能力を効率的および費用効果的にグレードアップし、それを完全に置換しなくてもすむようにするために、搭載されたＡＦＭＣを含む既存の搭載ＦＭＳシステムコンポーネントを生かしてレトロフィットまたは流用し得る実行可能なグレードアップ飛行管理システムの必要性または利益の可能性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によれば、既存の飛行管理システムＦＭＳ、たとえばレガシーＭＤ−８０／９０ＦＭＳシステムのようなＦＭＳは、その機能性を追加するためにグレードアップされる。一方依然として、レガシーシステムの或る一部の既存のコンポーネント、たとえば先進飛行管理コンピュータすなわちＡＦＭＣ、慣性参照ユニットすなわちＩＲＵ、中央空調データコンピュータすなわちＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびディジタル飛行案内コンピュータすなわちＤＦＧＣを採用し、また、ＦＭＳシステムの向上した機能性を提供する異なるコンポーネントによって他の既存のコンポーネント、たとえばレガシーＥＦＩＳを置換する。本発明の再構成またはグレードアップされた飛行管理システムにおいて、既存のＩＲＵ、ＣＡＤＣ、ＤＭＥ受信機、およびＤＦＧＣは、レガシーＡＦＭＣと通信するように残る。しかし、既存のＦＭＳシステムからのレガシー電気飛行情報システムすなわちＥＦＩＳを利用する代わりに、ＥＦＩＳはデータ集中器ユニットならびにディスプレイ制御パネルおよび一体化したフラット・パネル・ディスプレイによって置換され、全地球測位システムすなわちＧＰＳ受信機がシステムへ追加されて、ＧＰＳに基づく航法ソリューションが提供されることを可能にする。データ集中器ユニットおよびレガシーＡＦＭＣは相互間で情報を交換するために相互に機能的に接続され、ＤＦＧＣはデータ集中器ユニットの出力に接続される。ＧＰＳすなわち全地球測位システム受信機は、データ集中器へ入力情報を提供するためにデータ集中器に機能的に接続される。本発明のグレードアップされたＦＭＳシステムは、少なくとも追加された航法データベース記憶容量の能力および／またはＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ、ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力を有し、更に到達要求時刻すなわちＲＴＡ能力を有し、依然として、レガシーＡＦＭＣが、グレードアップされたＦＭＳシステムを搭載された航空機の飛行中に、その航空機性能能力を活用することも可能にする。既存の飛行管理システムと同じように、本発明のグレードアップされた飛行管理システムは、レガシーＡＦＭＣへ接続された冗長システムを採用し、たとえば、パイロットおよび１等航空士の各々が二重コントロールセットを有する。そのような場合、本発明のグレードアップされたシステムは、第２のＩＲＵ、第２のＣＡＤＣ、第２のＤＭＥ受信機、第２のＤＦＧＣ、第２のデータ集中器ユニット、および第２の全地球測位受信機を含み、依然として、共通のレガシーＡＦＭＣも利用する。こうして、図面を参照して下記で一層詳細に説明されるように、本発明のグレードアップされた飛行管理システムは、既存の飛行管理システムを更新するため実行可能および費用効果的な解決法を提供し、機能性を増加して既存システムの欠陥を克服し、たとえばＦＭＳ航法データベース記憶容量を増加し、ＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力を提供し、到達要求時刻すなわちＲＴＡ能力を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
本発明の更なる説明および理解を容易にするため、次の図面が提供される。
【0008】
【図1】先行技術に従った典型的な従来の既存のレガシー飛行管理システム、たとえば、従来のＭＤ−８０／９０商業航空機で利用可能なレガシーＭＤ−８０／９０航法システムを示す代表的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図示を簡単および明瞭にするため、図面は概略的に構築するやり方で示され、周知の特徴および手法の説明および詳細は、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるため省略される。加えて、図面の中の要素は、必ずしも原寸に比例して描かれてはいない。たとえば、図の中の或る要素の寸法は、本発明の実施形態の理解の改善を助けるように、他の要素に対して誇張されている。異なる図の中の同じ参照番号は、同じ要素を表す。
【0010】
説明および特許請求の範囲の中にある「第１」、「第２」、「第３」、および「第４」などの用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも特定の系列的または時間的順序を説明するものではない。そのように使用された用語は、適当な状況のもとで相互に交換可能であり、本明細書で説明される実施形態は、たとえば、本明細書で図示または説明される系列以外の系列として動作が可能であることを理解すべきである。更に、「含む」および「有する」の用語および変形は、非排他的包含をカバーするように意図され、要素の列挙を備えるプロセス、方法、システム、物品、デバイス、または装置は、必ずしもそれらの要素に限定されず、明白には列挙されていない他の要素を含んでもよく、または、そのようなプロセス、方法、システム、物品、デバイス、または装置に固有でない他の要素を含んでもよい。
【0011】
説明および特許請求の範囲の中にある「左」、「右」、「前」、「後」、「頂点」、「底」、「上」、「下」などの用語は、説明目的で使用され、必ずしも永久的な相対位置を説明するものではない。そのように使用された用語は、適当な状況のもとで相互に交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、たとえば、本明細書で図示または説明される方位以外の他の方位で動作が可能であることを理解すべきである。
【0012】
「接続」、「接続される」、「接続する」、「接続している」、「結合」、「結合される」、「結合する」、「結合している」などの用語は、広く理解されるべきであり、２つ以上の要素または信号を電気的、機械的、および／または他のやり方で連結することを意味する。２つ以上の電気的要素は電気的に接続／結合されるかもしれないが、機械的または他のやり方では接続／結合されない。２つ以上の機械的要素は機械的に接続／結合されるかもしれないが、電気的または他のやり方では接続／結合されない。２つ以上の電気的要素は機械的に接続／結合されるかも知れないが、電気的または他のやり方では接続／結合されない。接続／結合は、任意の時間長、たとえば永久的または半永久的または単に瞬間的であってもよい。
【0013】
「電気的接続」、「電気的結合」などは、広く理解されるべきであり、電力信号、データ信号、および／または電気信号の他のタイプまたは組み合わせであるかを問わず、電気信号を関与させる接続／結合を含む。「機械的接続」、「機械的結合」などは、広く理解されるべきであり、全てのタイプの機械的接続／結合を含む。
【0014】
「接続される」および／または「結合される」などの語句の近くに「取り外し可能に」、「取り外し可能な」などの語句が存在しないことは、問題とされる接続および／または結合などが、取り外し可能であること、または取り外し可能でないことを意味しない。
【0015】
説明および特許請求の範囲の中にある「主要」の用語は、説明目的で使用され、必ずしも相対的重要性を説明するものではない。たとえば、「主要」の用語は、第１のコンポーネントおよび同等の冗長コンポーネントを区別するために使用され得る。しかしながら、「主要」の用語は、いわゆる主要コンポーネントと冗長コンポーネントとの重要性の差を暗示することを必ずしも意図されない。他の意味で明白に陳述されていない限り、冗長コンポーネントは、主要コンポーネントと並行して、および／または主要コンポーネントの予備として（たとえば、コンポーネント／システムが故障した場合）、システムの主要コンポーネントと相互交換的に動作し得るものとして取り扱われるべきである。
【0016】
ここで図面を詳細に参照する。最初に図１を参照すると、従来のＭＤ−８０／９０航空機に通常搭載される典型的な先行技術のレガシーＭＤ−８０／９０航法システム１００を図示する図１の簡単な説明が、本発明のレガシーシステム１００のグレードアップについての次の説明を理解するために助けとなると思われる。例示を目的として、図２に、グレードアップされた飛行管理システム２００の好ましい実施形態を示す。図１の既存の飛行管理システムの既存すなわちレガシーコンポーネントであって、本発明に従って図１のシステムをグレードアップした後に残るコンポーネントについては、図２で同じ参照番号が利用される。図１で示されるように、本発明に従ってグレードアップされる先行技術すなわち既存の飛行管理システム１００は、例として、ボーイング社、および現在ではボーイング社の一部分であるマクドネル・ダグラス社によって以前に提供された既存のＭＤ−８０／９０航空機に通常搭載される従来のレガシーＭＤ−８０／９０航法システムを参照して説明される。
【0017】
図１で示されるように、典型的なＭＤ−８０／９０航空機に搭載される既存の先行技術飛行管理システムすなわちＦＭＳ１００は、通常、パイロットおよび１等航空士のために冗長システムを含む。既存のＭＤ−８０／９０航空機に通常装備される冗長ＦＭＳシステム１００は、２つの従来の慣性参照ユニットすなわちＩＲＵ１１０、１２０、２つの従来のＶＨＦ ＮＡＶ受信機１１６、１１８、２つの従来のＤＭＥ受信機１１２、１２２、従来のマーカビーコン受信機１１９、２つの従来の多目的制御ディスプレイユニットすなわちＭＣＤＵ１３０、１３２、共通の従来の先進飛行管理コンピュータすなわちＡＦＭＣ１０５、２つの従来の中央空調データコンピュータすなわちＣＡＤＣ１１１、１２１、および２つの従来の飛行案内コンピュータすなわちＤＦＧＣ１１３、１２３を含む。加えて、図１で更に示されるように、既存の従来のＦＭＳシステム１００は、通常、従来の記号生成器１３４、１３６、ＧＭＴをＡＦＭＣ１０５へ提供するための従来のシステムクロック１３８、２つの従来のＶＨＦ全方向式無線すなわちＶＯＲ１４０、１４２、２つの従来のＤＭＥ同調コンバータ１４４、１４６、および飛行乗務員を構成するパイロットおよび１等航空士へ飛行情報を表示する一対の従来の飛行ディスプレイ１４８、１５０を更に含む。図１で更に示されるように、ＩＲＵ１１０、１２０は、それぞれＡＲＩＮＣ４２９データバスを介してＡＦＭＣ１０５および記号生成器１３４、１３６に接続され、ＣＡＤＣ１１１、１２１は、それぞれＡＲＩＮＣ５７５データバスを介してＡＦＭＣ１０５および記号生成器１３４、１３６に接続され、ＤＭＥ１１２、１２２、ＶＯＲ１４０、１４２、および更にＤＦＧＣ１１３、１２３は、ＡＲＩＮＣ４２９データバスを介してＡＦＭＣ１０５に続される。図１のＦＭＳシステム１００によって示される従来の先行技術レガシーＭＤ−８０／９０航法ソリューションにおいて、共通のＡＦＭＣ１０５は、航空機のために水平方向案内、垂直方向案内、および性能計算を計算するために利用される。それを行うとき、ＡＦＭＣ１０５は、位置データについて２重ＩＮＵ入力に頼り、既知の基準からのＤＭＥ距離に基づき補正を適用することによって、混合された位置ソリューションを従来のように生成する。
【0018】
図２および他の図を参照して下記で詳細に説明されるように、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００は、既存の飛行管理システム、たとえば図１で示される既存の飛行管理システムすなわちＦＭＳ１００をグレードアップし、好ましくは機能性を追加し、今日の要件が与えられるとすれば、先行技術の飛行管理システム、たとえば図１で示される先行技術のＦＭＳシステム１００に存在する既存のシステム欠陥を克服する実行可能な費用効果的ソリューションを提供する。たとえば、下記で説明されるように、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００は、ＦＭＳ航法データベース記憶容量を増加し、ＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ（Required Navigational Performance）、ＶＮＡＶ（Vertical Navigation）およびＲＮＡＶ（Area Navigation）能力を提供し、および／または到達要求時刻すなわちＲＴＡ（Required Time of Arrival）能力を提供することが期待される。これらの全ては、本発明に従ってグレードアップされる既存のＦＭＳシステム１００の機能性を増加し、システム欠陥を克服することを支援する。
【0019】
ここで図２を参照すると、図２は本発明に従ってグレードアップされた既存の飛行管理システム（ＦＭＳ）２００を示す。既存のＦＭＳシステム１００の既存のコンポーネントであって、グレードアップされたＦＭＳシステム２００の中に残るものは、図１で利用される同じ参照番号を有する。図２を参照して説明されるグレードアップされた既存のＦＭＳシステム２００は、本発明に従ってグレードアップされるシステムの単なる例であり、本明細書で提示される実施形態へ本発明が限定されることは意図されない。
【0020】
図２で示されて好ましいとされるように、グレードアップされたＦＭＳシステム２００は、既存の飛行管理システム１００の中に存在していたレガシーＡＦＭＣ（Advanced Flight Management Computer）、１０５、ならびにレガシーＩＲＵ（Inertial Reference Unit）１１０、１２０、ＣＡＤＣ（Central Air Data Computer）１１１、１２１、ＶＨＦ ＮＡＶ（Very High Frequency Navigation）受信機１１６、１１８、ＤＭＥ（Distance Measuring Equipment）受信機１１２、１２２、およびＤＦＧＣ（Digital Flight Guidance Computer）１１３、１２３を保持する。レガシーＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、以前に証明されたその性能能力を活用するために、グレードアップされたＦＭＳシステム２００の中に保持される。既存のＭＣＤＵ（Multipurpose Control Display Unit）１３０、１３２は、好ましくは、新しいＭＣＤＵ２２５、２５５で置換される。新しいＭＣＤＵ２２５、２５５は好ましくは航法コンピュータ２８０、２８２を含む。航法コンピュータ２８０、２８２は飛行計画を管理し、水平方向および垂直方向案内、自動スロットル制御を生成し、レガシーＡＦＭＣ１０５を構成および同期化して、それが飛行中に航空機性能パラメータの計算を続けることを許す。好ましくは、ＭＣＤＵ２２５、２５５の上に現れるＡＦＭＣ性能に基づくページは、ＡＲＩＮＣ７３９プロトコルによりＭＣＤＵ２２５、２５５を介してアクセス可能である。そのような性能に基づくページは、例として、図６〜図１７に示される。
【0021】
好ましくは、図２のグレードアップされたＦＭＳシステム２００の中のＡＦＭＣ１０５の性能データは、飛行の各区間（レグ、ｌｅｇ）の推定到達時間および最終目的地への推定到達時間、予測される区間速度および高度区間巡航風、残距離のような進展、ＥＴＡおよび残存燃料、現在の速度モード、たとえばＬＲＣ／ＥＣＯＮに関連づけられたパラメータ、選択された対気速度すなわちマッハ、限定速度、たとえばＶＭＯ、ＭＭＯ、フラップ、アルファ、速度オーバーライド、およびエンジン・アウト・モード、降下頂点（ｔｏｐ ｏｆ ｄｅｃｅｎｔ）、上昇頂点（ｔｏｐ ｏｆ ｃｌｉｍｂ）、ステップ上昇、および燃料量および使用された燃料を提供するために利用される。所望の飛行計画ルートは、好ましくはＲＮＰ能力を有するＮＡＶ（Navigation）コンピュータ２８０、２８２へ入力されて計算される。本発明の好ましいシステム２００において、飛行計画ページは既存のＡＦＭＣ１０５ページを複製したフォーマットである。好ましくは、飛行計画のサブセットは、従来のＡＲＩＮＣ７３９インタフェースを介して、ＭＣＤＵ２２５、２５５の中に置かれたＮＡＶコンピュータ２８０、２８２からレガシーＡＦＭＣ１０５へ自動的に転送される。好ましくは、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００において、飛行計画のサブセットは、出発地、目的地、および中間ウェイポイントから構成される。ＳＩＤＳおよびＳＴＡＲの上のウェイポイントは、好ましくは、緯度経度データを介してレガシーＡＦＭＣ１０５へ転送される。というのは、本発明のＡＦＭＣ１０５データベースは、全ての必要なターミナル手順を含まず、より小さいデータベースの保持を許すので、既存のＦＭＳシステム１００に存在するメモリ制限問題を克服するうえで、アップグレードされたＦＭＳシステム２００を支援する。
【0022】
好ましくは、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００において、レガシーＡＦＭＣ１０５は航空機のために最良性能に基づき降下頂点および上昇頂点ウェイポイントを計算し、これらのウェイポイントをＡＲＩＮＣ７０２データバスで各データ集中器ユニット２０１、２５１へ送信する。ＤＣＵ２０１、２５１は、それぞれＮＡＶコンピュータ２８０、２８２へ接続され、好ましくは、この情報をＮＡＶコンピュータ２８０、２８２へ中継する。好ましくは、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、順番に、その情報を航空機の飛行プロフィールの中に含める。
【0023】
ＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、緯度および経度によって参照されるウェイポイント挿入を許容するインタフェースページを提供する。採用されるレガシーＡＦＭＣ１０５に依存して、このインタフェースは、緯度値および経度値の双方を、フォーマットによって、たとえば１分の１／１０の正確さすなわち１つの小数点（少数第１位）の正確さに限定される。そのような場合、同等のＡＦＭＣウェイポイントの解決は、たとえば約６０８フィートへ限定される。しかしながら、そのような不正確度は、ＡＦＭＣ１０５によって計算される性能ソリューションに有意ではなく、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２によって提供される水平方向および垂直方向案内には関係しないと思われる。
【0024】
ここで、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００で採用される慣性参照ユニットすなわちＩＲＵ１１０、１２０を参照すると、これらのＩＲＵ１１０、１２０は、グレードアップされたＦＭＳシステム２００のための航法ソリューションを生成するため、レガシーＡＦＭＣ１０５によって利用される位置データ、すなわち緯度および経度の主要な源である。通常、ＩＲＵ位置は初期設定または整合の直後に最も正確であり、ＩＲＵが再整合されるときまで飛行中に劣化することは公知の事実である。本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００において、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、それぞれ好ましくはＩＲＵ１１０、１２０からの位置データに頼る。これらの位置データは、主要な航法について、従来の２重ベータ３ＧＰＳ受信機２０２、２５２を用いて増大されている。ＧＰＳデータをＩＲＵ位置データと混合するため、好ましくはカルマン・フィルタ・アルゴリズムが利用される。この混合されたＧＰＳ／ＩＲＵデータは、好ましくは、正規のＩＲＵ生成データの代わりに、ＡＦＭＣ１０５へ送信される。本発明によれば、或る時間量にわたってＧＰＳデータが利用可能でない場合、ＩＲＵ位置情報を増大するために、好ましくはＤＭＥ受信機１１２、１２２からのデータが使用される。加えて、好ましくは、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２はＭＣＤＵページを含む。ＭＣＤＵページは、航空機がゲートに存在する間、ＩＲＵ１１０、１２０の整合を許す。更に、好ましくは、ＩＲＵ１１０、１２０の位置は、もし所望されるならば、ＧＰＳ位置および時間データを使用して再初期設定され得る。
【0025】
本発明の好ましいグレードアップされたＦＭＳシステム２００において、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、提供された自動操縦および自動スロットル機能の制御権限を常に維持するために、それぞれディジタル飛行案内コンピュータすなわちＤＦＧＣ１１３、１２３と直接インタフェースする。
【0026】
更に、グレードアップされたＦＭＳシステム２００によって提供される好ましい航法ソリューションは、前述したクラスベータ３ＧＰＳ受信機２０２、２５２に加えて、２つの従来のＴＳＯ−Ｃ１９０アンテナを利用する。ＧＰＳ受信機２０２、２５２は、例として、ＴＳＯ−Ｃ１４５ｃクラスベータ３ＧＰＳ受信機である。結果のＧＰＳ信号は、好ましくは、それぞれのＤＣＵ２０１、２５１へ送り込まれ、ＩＲＵ１１０、１２０からの位置情報の増大に使用される。
【0027】
グレードアップされたＦＭＳシステム２００における好ましい航法ソリューションは、好ましくは、２つのＮＡＶコンピュータ２８０、２８２の周りに構築される。２つのＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、例として、ＤＯ−２２９Ｄ、ＤＯ−２３８Ａ、およびＤＯ−２３６Ｂに準拠し、ＲＮＰ能力を有する。これらのＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、例として、ＴＳＯ−Ｃ１４６ｃガンマ３に準拠して追加のＲＮＡＶおよびＶＮＡＶ ＲＮＰ能力を有し、好ましくは、それぞれ空間および電力要件を低減するために、ＭＣＤＵ２２５、２５５エンクロージャの中に格納される。もっとも、もし所望されるならば、これらのコンピュータは、そこに格納される必要はない。例として、ＭＤ−８０／９０ＦＭＳシステムに関して説明される本発明のＦＭＳシステム２００において、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２の各々は、好ましくは、ＲＮＰ０．３能力を有し、既存のＡＦＭＣ１０５のデータベース限定を有しない。好ましくは、グレードアップされたＦＭＳシステム２００のＦＭＳメニュー構造は、既存のＡＦＭＣ１０５のメニュー構造の複製であるが、従来スタイルのメニューをエミュレートするために設計された追加の特徴を提供する。
【0028】
ＭＣＤＵ２２５、２５５の各々は、好ましくはマイクロプロセッサを含む。これらのマイクロプロセッサは、ＭＣＤＵ２２５、２５５に制御ロジックの遂行能力を与える。制御ロジックの或るものは、グレードアップされるレガシー機器では利用できない。各々のＭＣＤＵ２２５、２５５は、好ましくは、従来のＡＲＩＮＣ７３９Ａ準拠インタフェースを介して周辺機器、たとえばＡＣＡＲＳをサポートする。それぞれのＭＣＤＵ２２５、２５５は、好ましくは、同じくＡＲＩＮＣ７３９Ａインタフェースを介して、ＡＦＭＣ１０５へのインタフェースとして働く。
【0029】
本発明におけるＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、飛行計画ウェイポイントのために到達要求時刻すなわちＲＴＡ、ならびにＲＴＡ制約を満たすための要求区間対気速度を計算し得る。好ましいＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、レグ（ＬＥＧＳ）メニューページを介して特定ウェイポイントへのＲＴＡ能力を提供する。これに関して、ＲＴＡが飛行計画ウェイポイントの１つで確立されたとき、それぞれのＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、到達要求時刻を達成するため、そのウェイポイントへ至る区間について区間速度を指令する。好ましくは、指令された対気速度の境界チェックは、航空機が安全な対気速度包絡線（エンベロープ）の中で作動されることを保証するために遂行され、もし安全な対気速度制限に起因してＲＴＡが達成可能でなければ、好ましくは警告がパイロットへ提供される。
【0030】
ＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、現在の航空機性能に基づき飛行計画中の区間の各々について到達推定時刻すなわちＥＴＡを継続的に計算し、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、このＥＴＡを使用して、指定されたウェイポイントへＲＴＡに到達するために必要な速度を決定する。好ましくは、飛行が進展するにつれて、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２は、計算されたＥＴＡをモニタし、それに従って区間速度を修正する。各々の飛行計画区間は、好ましくは、従わねばならない適切な速度制約を決定するために解析される。最良性能に基づくＡＦＭＣ１０５区間速度は、好ましくは、ＲＴＡが指定されなかった場合に、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２によって使用される。
【0031】
好ましくは、飛行経路の非連続性は、ＮＡＶコンピュータ２８０、２８２によって解決され、飛行計画の修正としてＡＦＭＣ１０５へ送信される。ＡＦＭＣ１０５は、通常、その飛行計画が緯度／経度座標を接続することによって作成されたとき、直接のポイント間区間を仮定するが、小さい偏差、たとえば飛行経路の非連続性に起因する偏差は、好ましくは、ＡＦＭＣ１０５で計算された性能データに有意の誤差を作り出さない。緯度／経度座標を使用して飛行計画を転送することは、規定された経路からの偏差を生じ得る全ての屈曲ＲＦタイプの区間を排除する。しかしながら、本発明に従って、この偏差は屈曲経路を近似する追加のウェイポイントを挿入することによって最小化され、こうしてＡＦＭＣ１０５の性能計算に対する有意のインパクトを最小化する。これは図５で示される。図５は、ＡＦＭＣ１０５への屈曲区間の転送を示している。注意すべきは、速度制約はＲＴＡ要件を満たすため区間ごとに手作業で入力されるか、ＡＦＭＣ１０５から決定されてもよいが、公開された手順および航空機限定に関連づけられた制約は、好ましくは、対気速度について超えるべきでない包絡線（エンベロープ）を提供するために使用される。好ましくは、ＲＴＡは、主として、降下頂点に先立って速度を調整することによって達成され得る。
【0032】
これまで論じたように、様々な性能計算は、好ましくは、ＡＦＭＣ１０５から取得され、航法コンピュータ２８０、２８２によって使用される。たとえば、各区間のＥＴＡと最終目的地のＥＴＡは、好ましくは、Ａ７３９進展ページを介してＡＦＭＣ１０５に質問することによって、航法コンピュータ２８０、２８２で利用可能にされる。情報は、好ましくはテキストデータを介して受け取られ、航法コンピュータ２８０、２８２によって数字フォーマットへ翻訳される。その後、航法コンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、このデータを使用してＲＴＡ性能を照合する。
【0033】
他の性能計算は、好ましくは、予測区間速度および高度区間巡航風である。一般的に、この情報は航法コンピュータ２８０、２８２によって要求されず、従来のＡ７３９インタフェースの役割としてパイロット情報および修正のために表示されるにすぎない。同様に、残距離、ＥＴＡ、および残存燃料も一般的には航法コンピュータ２８０、２８２によって要求されず、パイロット情報のために表示されるだけである。これは、好ましくは、現在の速度モードおよび燃料量および使用された燃料についても当てはまる。これらは航法コンピュータ２８０、２８２によって要求されず、従来のＡ７３９インタフェースの役割としてパイロット情報および修正のために表示されるだけである。
【0034】
更に、他の性能計算は降下頂点である。降下頂点は、好ましくは、降下終了のパイロット入力に基づき計算される。この情報は、好ましくは、ＡＲＩＮＣ７０２プロトコルによってＡＦＭＣ１０５からＤＣＵ２０１、２５１へ送信され、境界チェックがデータ上で遂行された後に、航法コンピュータ２８０、２８２によって飛行プロフィールへ挿入される。好ましくは、降下頂点において、航法コンピュータ２８０、２８２は遊休推力およびピッチダウンを指令し、ＡＦＭＣ／ＤＦＧＣ１０５、１１３、１２３送信バスから取得された目標対気速度を追跡する。指令対気速度は、好ましくは、それぞれのＤＦＧＣ１１３、１２３へ送信される前に航法コンピュータ２８０、２８２によって境界チェックされる。好ましくは、目標ＥＰＲおよび／または目標対気速度への修正は、モニタされ、境界チェックが航法コンピュータ２８０、２８２によって遂行された後に、それぞれのＤＦＧＣ１１３、１２３へ渡される。
【0035】
更に、好ましくは遂行される他の性能計算は、上昇頂点である。上昇頂点は、好ましくは、各高度制約への上昇限定推力に基づいて計算される。上昇頂点は、好ましくは、ＡＲＩＮＣ７０２プロトコルによってＡＦＭＣ１０５からＤＣＵ２０１、２５１へ送信され、それぞれの航法コンピュータ２８０、２８２によって飛行プロフィールへ挿入される。好ましくは、上昇中に、ＡＦＭＣ１０５は要求される推力およびピッチを計算する。航法コンピュータ２８０、２８２は、上昇限定推力およびピッチを指令し、ＡＦＭＣ／ＤＦＧＣ１０５、１１３、１２３送信バスから取得されたプロフィールを追跡する。指令は、好ましくは、それぞれのＤＦＧＣ１１３、１２３へ送信される前に、航法コンピュータ２８０、２８２によって境界チェックされる。好ましくは、自動スロットル指令および／またはピッチへの修正は、モニタされ、境界チェックが航法コンピュータ２８０、２８２によって遂行された後に、それぞれのＤＦＧＣ１１３、１２３へ渡される。
【0036】
更に、好ましくは遂行される他の性能計算は、ステップ上昇ポイントである。ステップ上昇ポイントは、好ましくは、最適高度および選択された経済モードに基づきＡＦＭＣ１０５によって計算される。好ましくは、航空機の上昇中に、ＡＦＭＣ１０５は要求される推力およびピッチを計算する。航法コンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、上昇限定推力およびピッチを指令して、ＡＦＭＣ／ＤＦＧＣ１０５、１１３、１２３送信バスから取得されたプロフィールを追跡する。指令は、好ましくは、それぞれのＤＦＧＣ１１３、１２３へ送信される前に、航法コンピュータ２８０、２８２によって境界チェックされる。上昇頂点の場合と同じように、ステップ上昇の場合も、自動スロットル指令および／またはピッチへの修正は、好ましくは、モニタされ、それぞれの航法コンピュータ２８０、２８２によって境界チェックが遂行された後に、ＤＦＧＣ１１３、１２３へ渡される。
【0037】
前に論じたように、航法コンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、航空機の飛行の全ての段階で、それぞれのＤＦＧＣ１１３、１２３への自動スロットル、ピッチ、およびロール指令を支配する。航空機の進入段階では、より少ない優先順位が、好ましくは、ＡＦＭＣ１０５によって提供される性能関連のピッチおよび自動スロットル指令へ与えられる。制御コマンドは、好ましくは、最終進入の全体で航空機のために要求される進入経路について垂直、水平、および最適対気速度を維持するため、航法コンピュータ２８０、２８２によって計算および実行される。好ましくは、航空機の進入復行中の案内も、ＲＮＰ要件を満たすために、航法コンピュータ２８０、２８２によって計算および維持される。
【0038】
好ましくは提供されるメニューインタフェースに関しては、ＭＣＤＵ２２５、２５５は、好ましくは、全ての性能ページのためにＡＲＩＮＣ７３９プロトコルによって既存のＡＦＭＣ１０５メニュー構造を利用する。航法コンピュータ２８０、２８２は、好ましくは、グレードアップされたシステム２００のパイロット訓練の最小化を助け、好ましくは、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００の運用が、ＦＭＳシステムがグレードアップされた航空機の上で飛行乗務員が精通していた既存の飛行管理システム１００から可能な限りシームレスに遷移することを助けるため、飛行計画について既存のＡＦＭＣ１０５のメニュー構造を複製する。これに関して、好ましくは、航法コンピュータ２８０、２８２は、常にＡＦＭＣ１０５の絶対的理解を維持し、既存のレガシーＡＦＭＣ１０５と同じやり方でパイロット入力へ反応する。たとえば、航法コンピュータ２８０、２８２は、ＡＦＭＣ１０５がＭＣＤＵ２２５、２５５から期待する同じ方法で、ＡＲＩＮＣ７３９プロトコルによって飛行計画情報をＡＦＭＣ１０５へ転送する。更に、ＡＦＭＣ１０５との通信は、好ましくは、ＭＣＤＵ２２５、２５５ページインタフェースの自動的使用に基づいており、本発明のＦＭＳシステム２００は、図６〜図１７に関して一層詳細に論じられるように、好ましくは、ＡＦＭＣ１０５性能ページへの直接アクセスを許し、他のＡＦＭＣ１０５性能ページに置かれた様々なパラメータについて通信を自動化する。
【0039】
図２で示されて好ましいとされるように、図１のディスプレイ１４８および１５０は、それぞれ従来の一体化フラット・パネル・ディスプレイ２３５、２６５を備える。一体化フラット・パネル・ディスプレイ２３５、２６５は、関連づけられた従来のディスプレイ制御パネル２３０、２６０を有し、これらのディスプレイ制御パネル２３０、２６０は、関連づけられたフラット・パネル・ディスプレイ２３５、２６５および対応するＭＣＤＵ２２５、２５５の間に接続され、同様に図２で示されるように、それぞれのＤＣＵ２０１、２５１へ接続される。
【0040】
図３Ａに示されるように、好ましい飛行管理システム２００は、飛行乗務員による航空機３００の制御を可能にするために、航空機３００に搭載される。前に述べたように、航空機３００に搭載されたグレードアップされたＦＭＳシステム２００の中に格納されたレガシーＡＦＭＣ１０５は、好ましくは、依然として航空機３００の飛行中に、その航空機性能能力を活用し得る。これに関して、図６〜図１７を参照して下記で説明されるように、好ましくは、レガシーＡＦＭＣ１０５は、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００の中で性能計算に利用されるので、性能に関するメニューページは、好ましくは、ＭＣＤＵ２２５、２５５を介して直接にアクセス可能である。これに関して、これらの初期設定ページは、性能初期設定、離陸参照、および進入参照のようなページを含む。
【0041】
性能ページを詳細に説明する前に、図３Ｂは、例として、それぞれのＭＣＤＵ２２５、２５５の中に置かれた航法コンピュータ２８０、２８２の前述された関連機能を実行させるために採用されるソフトウェアの典型的なシステムフローチャートを示している。たとえば、航法コンピュータ２８０、２８２は、図３Ｂのシステムフローチャートで示される機能を実行するために、従来どおりＣ言語でプログラムされる。図３Ｂのシステムフローチャートに従って、ＭＣＤＵ／ＮＡＶユニットは、飛行計画目的のためにパイロットへの主要インタフェースとして動作する。ＭＣＤＵ／ＮＡＶ内部航法データベースは、様々な航法ポイントに関する情報を検索し、計画された飛行経路の計算を支援するために利用される。その後、計画された飛行経路は、レガシーＡＦＭＣ１０５へ転送され、レガシーＡＦＭＣ１０５は、最適の燃料燃焼およびルート時間について従来のように性能パラメータを計算することを許される。次に、航法コンピュータ２８０、２８２によって、レガシーＡＦＭＣ１０５の推力および対気速度目標が従来のように解析され、その後、水平方向、垂直方向、推力、および対気速度目標から成る最終セットがＤＦＧＣ１１３、１２３に提供される。システムフローチャートは自明であり、本発明のグレードアップされたＦＭＳシステム２００の中の航法コンピュータ２８０、２８２の好ましい動作を理解するためには、これ以上詳細に説明する必要はない。
【0042】
ここで図６を参照すると、少なくとも１つのメニューページは、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）へ性能計算を提供するためのＡＦＭＣ初期設定ページを備え得る。好ましくは、ＡＦＭＣ初期設定ページは、下記で説明されるように、性能初期設定ページ、離陸参照ページ、または進入参照ページの少なくとも１つへのアクセスを許容し得る。
【0043】
ここで図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、少なくとも１つのメニューページは位置初期設定ページ（図７Ａ）を備え、他のメニューページは位置参照ページ（図７Ｂ）を備え得る。位置初期設定ページ（図７Ａ）は、初期設定および／またはＩＲＵ１１０、１２０（図２）の検証および／またはレガシーＡＦＭＣ１０５（図２）の選択を許容し、位置参照ページ（図７Ｂ）は位置の検証を許容し得る。
【0044】
ここで図８を参照すると、少なくとも１つのメニューページは性能初期設定ページを備え得る。性能初期設定ページは、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）へ提供される燃料、重量、および／または性能構成の入力を許容し得る。
【0045】
ここで図９を参照すると、少なくとも１つのメニューページは離陸参照ページを備え得る。離陸参照ページは、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）へ提供される離陸性能および参照速度構成の入力を許容し得る。
【0046】
ここで図１０を参照すると、少なくとも１つのメニューページは進入参照ページを備え得る。進入参照ページは、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）へ提供される進入性能および参照速度構成の入力を許容し得る。
【0047】
ここで図１１を参照すると、少なくとも１つのメニューページはレガシーＡＦＭＣレグ（ＬＥＧＳ）ページを備え得る。このページは、示される例では、「ＡＣＴルート１レグ」の名称を有する。このメニューページは、本発明に従って、ＭＣＤＵインタフェースを使用してレガシーＡＦＭＣ１０５（図２）へ転送される実際のルート１レグページを示す。
【0048】
ここで図１２を参照すると、少なくとも１つのメニューページは、前に参照されたように、ＡＦＭＣ上昇ページを備え得る。このページは、示された例では、「ＡＣＴ２５０ノット上昇」の名称を有する。このページは、航空機３００（図３）の飛行の各区間について巡航高度および／または速度詳細のようなパラメータを表示し得る。
【0049】
様々な実施形態において、少なくとも１つのメニューページはルートメニューページ（図示されず）を備え得る。そのような場合、ルートメニューページは、ＶＨＦ ＮＡＶ受信機１１６（図２）および／またはレガシーＡＦＭＣ１０５（図２）へ提供される飛行計画を入力するためのインタフェースを提供し得る。更なる実施形態において、少なくとも１つのメニューページは、飛行計画の選択されたウェイポイントにおける待機パターンを規定するための待機メニューページ（図示されず）を備え得る。
【0050】
他の実施形態において、少なくとも１つのメニューページは、ＶＨＦ ＮＡＶ受信機１１６（図２）へ提供される出発および／または到達手順を選択するための出発および／または到達ページ（図示されず）を備え得る。出発および／または到達手順は、ＶＨＦ ＮＡＶ受信機１１６（図２）の航法データベースの中に記憶され、レガシーＡＦＭＣ１０５へ転送され得る。
【0051】
様々な実施形態において、少なくとも１つのメニューページは１つまたは複数の進展ページ（図示されず）を備え得る。各々の進展ページは、航空機３００（図３Ａ）の飛行計画の中の各々の区間について高度、残距離、ＥＴＡ、または燃料燃焼の少なくとも１つを表示する。そのような場合、このデータのいずれかは、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）から自動的に検索され得る。更に、少なくとも１つのメニューページは、フィックス情報についてＶＨＦ ＮＡＶ受信機１１６の航法データベースに質問するためのフィックスページ（図示されず）を備え得る。さらに、少なくとも１つのメニューページは上昇ページを備え得る。上昇ページは、航空機３００（図３Ａ）について、上昇性能モードを選択し、および／または上昇制約（たとえば、巡航高度、上昇モード、速度制約など）を指定するためのページである。
【0052】
ここで図１３を参照すると、幾つかの実施形態において、メニューページはエンジンアウト上昇ページを備え得る。そのような場合、エンジンアウト上昇ページは、単一エンジン性能データに基づき上昇性能を再計算するためのインタフェースを提供し得る。様々な実施形態において、エンジンアウト上昇ページは、前に説明したように、上昇ページを介してアクセスされ得る。
【0053】
ここで図１４を参照すると、幾つかの実施形態において、メニューページは巡航ページを備え得る。巡航ページは、巡航性能モードを選択し、および／または、たとえば図１４で示される経済値のように、航空機３００（図３Ａ）について巡航制約（たとえば、巡航高度、ドリフトダウン高度、巡航対気速度、最小安全動作速度など）を指定するためのページである。ここで図１５を参照すると、メニューページはエンジンアウト巡航ページを備え得る。エンジンアウト巡航ページは、単一エンジン性能データに基づき巡航性能を再計算するためのインタフェースを提供する。多くの実施形態において、エンジンアウト巡航ページおよび巡航ドリフトダウンページ（図示されず）は巡航ページからアクセスされ得る。
【0054】
ここで図１６を参照すると、メニューページは降下ページを備え得る。降下ページは、図１６に示される経済値のように、飛行の降下段階を規定するためのインタフェースを提供する。そのような場合、降下ポイントの頂点で降下を決定および開始するため、レガシーＡＦＭＣ１０５（図２）は降下ページを介して提供される入力へ構成され得る。
【0055】
ここで図１７を参照すると、メニューページは降下予測ページを備え得る。降下予測ページは、追加の降下パラメータ（たとえば、予測風、防氷など）を規定するためのインタフェースを提供する。
【0056】
ここで、図４（図４Ａ，図４Ｂ）は、レガシーＡＦＭＣ１０５を有する既存のＦＭＳ、たとえば前に説明したＦＭＳシステム１００をグレードアップする方法４００の例示的フローチャートを示している。その方法４００は、既存のＦＭＳ１００の上に、追加された機能性を提供し、グレードアップされた既存のＦＭＳ２００が、少なくとも増加された航法データベース記憶容量の能力、および／またはＧＰＳに基づく航法ソリューションを利用するＲＮＰ、ＶＮＡＶおよびＲＮＡＶ能力、および／またはＲＴＡ能力を有することを可能にし、同時に依然として、レガシーＡＦＭＣが、グレードアップされた既存のＦＭＳ２００を搭載された航空機３００の飛行中に、その航空機性能を活用することを可能にするための方法である。図４に示される方法４００は、単なる例であることを意図され、本明細書で提示されるＦＭＳシステム２００の実施形態へ限定されない。方法４００は、本明細書で具体的に図示または説明されない多くの異なる実施形態または例の中で採用され得る。幾つかの実施形態において、方法４００の活動、手順、および／またはプロセスは、提示された順序で遂行され得る。他の実施形態において、方法４００の活動、プロセス、および／または手順は、他の適切な順序で遂行され得る。更に他の実施形態において、方法４００における活動、プロセス、および／または手順の１つまたは複数は、組み合わせられるかスキップされ得る。こうして、図４は、最初に航空機３００へ搭載された既存のＦＭＳシステム１００から、本発明の好ましいグレードアップされたＦＭＳシステム２００を達成するために、好ましくは遂行される様々なステップの例にすぎない。留意すべきこととして、これらのステップは、究極的に図２のグレードアップされたＦＭＳシステム２００を生じる限り、特定の順序で遂行される必要はない。
【0057】
もちろん、修正が、本明細書の仕様および下記の特許請求の範囲で記述された本発明の趣旨および範囲から逸脱しない限り、そのような修正は、本明細書で説明されたグレードアップシステム２００および方法へ行われてもよい。