特許 7575006 航空システム

(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】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】航空システム

(51)【国際特許分類】

   G01W 1/16 20060101AFI20241022BHJP

   B64F 1/36 20240101ALI20241022BHJP

   G08G 5/00 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

G01W1/16 A

B64F1/36

G08G5/00 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021045045

(22)【出願日】2021-03-18

(65)【公開番号】P2022144153

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2024-02-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(73)【特許権者】

【識別番号】503361400

【氏名又は名称】国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】津端 裕之

(72)【発明者】

【氏名】宮木 博光

(72)【発明者】

【氏名】岡田 孝雄

【審査官】前田 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－１５１８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－００９７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７８６８８１１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｗ １／１６

Ｂ６４Ｆ １／３６

Ｇ０８Ｇ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電界センサと、前記複数の電界センサと通信を確立可能な地上設備と、を含む航空システムであって、
前記地上設備において、コンピュータが、
前記複数の電界センサそれぞれから電界強度を取得し、地上面の電界分布を生成する情報取得部と、
所定高度の水平面に仮設定した複数の電荷を乗じることで、前記地上面の電界分布となる行列を導出する行列導出部と、
前記行列に対する疑似逆行列を導出する疑似逆行列導出部と、
前記疑似逆行列に前記地上面の電界分布を乗じて、前記水平面における電荷分布を導出する電荷分布導出部と、
前記電荷分布に基づいて飛行経路の電界分布を導出する電界分布導出部
として機能する航空システム。

【請求項2】

前記電荷分布導出部は、
導出した前記電荷分布を平滑化し、
前記電界分布導出部は、
平滑化した前記電荷分布に基づいて、前記地上面の電界分布を導出し、
前記情報取得部が生成した地上面の電界分布と、前記導出した地上面の電界分布との比である比例定数を導出し、
前記平滑化した前記電荷分布に前記比例定数を乗じ、
前記比例定数を乗じた電荷分布に基づいて前記飛行経路の電界分布を導出する請求項１に記載の航空システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、航空システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、イオン放出により落雷を回避する技術が検討されている。例えば、特許文献１には、コロナ放電を起こして霧に付着させたイオンを地上から放出してイオン雲を形成し、地上への直接の落雷回避を図る落雷防止装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平４－０７１１９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

落雷は、地上の施設のみならず、航空機に対しても生じ得る。航空機は導電体であり、雷雲下の空間の電界が航空機に集中することで、航空機をトリガとした落雷が生じることが多い。そのため、航空機への落雷を抑制する技術の開発が希求される。

【0005】

例えば、雷雲の出現位置を予測し、雷雲を回避可能な飛行経路を導出することが考えられる。しかし、航空機をトリガとした落雷を引き起こす位置を正確に予測することは困難であり、雷雲の位置と実際の落雷位置とが異なる場合が生じ得る。落雷の位置は、航空機の飛行経路上の電界の影響が大きいことが知られている。しかし、飛行経路といった広い範囲の電界を適切に推定する有効な手段が存在しない。

【0006】

本発明は、このような課題に鑑み、航空機への落雷の影響を抑制することが可能な航空システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、複数の電界センサと、複数の電界センサと通信を確立可能な地上設備と、を含む本発明の航空システムでは、地上設備において、コンピュータが、複数の電界センサそれぞれから電界強度を取得し、地上面の電界分布を生成する情報取得部と、所定高度の水平面に仮設定した複数の電荷を乗じることで、地上面の電界分布となる行列を導出する行列導出部と、行列に対する疑似逆行列を導出する疑似逆行列導出部と、疑似逆行列に地上面の電界分布を乗じて、水平面における電荷分布を導出する電荷分布導出部と、電荷分布に基づいて飛行経路の電界分布を導出する電界分布導出部として機能する。

【0008】

電荷分布導出部は、導出した電荷分布を平滑化し、電界分布導出部は、平滑化した電荷分布に基づいて、地上面の電界分布を導出し、情報取得部が生成した地上面の電界分布と、導出した地上面の電界分布との比である比例定数を導出し、平滑化した電荷分布に比例定数を乗じ、比例定数を乗じた電荷分布に基づいて飛行経路の電界分布を導出してもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、航空機への落雷の影響を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、飛行経路と電界との関係を説明するための説明図である。

【図2】図２は、航空システムの概略的な構成を示した説明図である。

【図3】図３は、地上設備の概略的な構成を示したブロック図である。

【図4】図４は、電界導出処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】図５は、行列導出部の処理を説明するための説明図である。

【図6】図６は、行列導出部の処理を説明するための説明図である。

【図7】図７は、行列導出部の処理を説明するための説明図である。

【図8】図８は、電界導出処理の計算例を示した説明図である。

【図9】図９は、電界導出処理の計算例を示した説明図である。

【図10】図１０は、航空機の概略的な構成を示した説明図である。

【図11】図１１は、姿勢制御部の処理を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0012】

（航空システム）
航空機は、落雷を回避するため、雷雲から離れた飛行経路を飛行するのが望ましい。したがって、航空システムでは、雷雲の出現位置を予測し、雷雲を回避可能な飛行経路を導出する。航空機をトリガとした落雷を引き起こす位置は、航空機の飛行経路上の雷雲のみならず、雷雲によって生じる電界の影響が大きいことが知られている。

【0013】

ここでは、雷雲全体の電荷分布を雲底の電荷分布に等価的に置き換えて航空機への影響を検討する。具体的に、雲底より垂直下方の空間における電界が等しくなるように、雷雲の垂直方向および水平方向に分布した電荷と等価的な電荷を雲底の電荷分布として仮想的に設定する。

【0014】

図１は、飛行経路１４と電界との関係を説明するための説明図である。図１の例では、上空に２つの雲底１０があり、一方の雲底１０ａは正極側に帯電し、他方の雲底１０ｂは負極側に帯電しているとする。そうすると、雲底１０ａ、１０ｂにより、図１に示すような等電位面１２が形成される。

【0015】

このような電界中において、破線で示す飛行経路１４を航空機１１０が飛行すると、雲底１０ａ、１０ｂによる電界の影響を受ける。例えば、飛行経路１４中の各ポイントで、図１中、実線の矢印で示したような電界の影響を受ける。かかる電界の大きさや方向によっては、航空機１１０をトリガとして落雷が生じるおそれがある。

【0016】

ここで、航空システムでは、航空機１１０自体の電荷分極を求め、航空機１１０の飛行位置における電界を推定することが考えられる。しかし、かかる電界は、現在の飛行位置近傍における電界のみとなるので、航空機１１０の今後の飛行経路１４全体における電界を把握することはできない。

【0017】

そこで、航空システムでは、地上面１６における電界分布１８を求め、その電界分布１８から、本来、雷雲全体に分布している電荷が雲底１０にのみ等価的に分布していると仮定した場合の電荷分布２０を推定する。そして、航空システムは、推定した電荷分布２０を静電解析することで飛行経路１４における電界分布２２を推定する。こうして、精度の高い避雷システムを構築することができる。

【0018】

図２は、航空システム１００の概略的な構成を示した説明図である。航空システム１００は、航空機１１０と、地上に配置された複数の電界センサ１１２と、地上に配置された地上設備１１４とを含む。ここでは、航空機１１０として旅客機を例示するが、大気中を飛行する様々な機械を採用することができる。

【0019】

（電界センサ１１２）
電界センサ１１２は、地上面１６における任意の領域、例えば、被雷の影響が大きい滑走路周辺に、他の電界センサ１１２と所定距離（例えば数百ｍ）だけ間隔を開けて設置される。電界センサ１１２は、回転型電界計測器（フィールドミル）等、少なくとも、電界センサ１１２が位置している地点の電界強度を測定することができる。また、電界センサ１１２は、測定した電界強度を地上設備１１４に送信することができる。

【0020】

（地上設備１１４）
図３は、地上設備１１４の概略的な構成を示したブロック図である。地上設備１１４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むコンピュータで構成される。地上設備１１４は、電界センサ１１２および航空機１１０と通信を確立する。また、地上設備１１４は、プログラムと協働して、情報取得部１２０、行列導出部１２２、疑似逆行列導出部１２４、電荷分布導出部１２６、電界分布導出部１２８、情報伝達部１３０としても機能する。ここでは、本実施形態の目的である落雷回避に関連する構成を説明し、本実施形態に関係のない構成については説明を省略する。

【0021】

図４は、電界導出処理の流れを示すフローチャートである。情報取得処理Ｓ１００において、情報取得部１２０は、複数の電界センサ１１２それぞれから電界強度を取得し、地上面１６の電界分布１８を生成する。行列導出処理Ｓ１０２において、行列導出部１２２は、所定高度の雲底面（水平面）に仮設定した複数の電荷を乗じることで、地上面１６の電界分布１８となる係数マトリクス（行列）を導出する。疑似逆行列導出処理Ｓ１０４において、疑似逆行列導出部１２４は、係数マトリクスに対する疑似逆行列を導出する。

【0022】

そして、電荷分布導出処理Ｓ１０６において、電荷分布導出部１２６は、疑似逆行列に地上面１６の電界分布１８を乗じて、雲底面における電荷分布２０を導出する。電界分布導出処理Ｓ１０８において、電界分布導出部１２８は、電荷分布２０に基づいて飛行経路１４の電界分布２２を導出する。情報伝達処理Ｓ１１０において、情報伝達部１３０は、航空機１１０の飛行経路１４の電界分布を、航空機１１０に送信する。以下、各処理を詳述する。

【0023】

（情報取得処理Ｓ１００）
情報取得部１２０は、複数の電界センサ１１２それぞれから電界強度を取得する。情報取得部１２０は、既知の電界センサ１１２の位置に、取得した電界強度を対応付け、地上面１６の電界分布１８を生成する。

【0024】

また、情報取得部１２０は、所定の航空機１１０が所定時間内に飛行を予定している飛行経路１４を取得する。情報取得部１２０は、観測施設から、雲（雷雲）の位置、高さ、大きさを取得する。

【0025】

（行列導出処理Ｓ１０２）
図５～図７は、行列導出部１２２の処理を説明するための説明図である。まず、行列導出部１２２は、飛行経路１４の近傍であり、航空機１１０が飛行する可能性がある対象領域２４を設定する。例えば、行列導出部１２２は、航空機１１０の飛行経路１４を、図５のように、水平方向に延在させた水平面の所定範囲を対象領域２４として設定する。

【0026】

続いて、行列導出部１２２は、対象領域２４を鉛直方向に投影した対象空間２６における雲底１０の位置、高さ、大きさに基づき、対象空間２６において占有面積が大きい雲底１０の高度に、水平方向に延在する仮想の雲底面２８を定義する。

【0027】

そして、行列導出部１２２は、雲底面２８にのみ電荷が分布すると仮定し、雲底１０の電荷を仮想的に設定する。例えば、行列導出部１２２は、図５における雲底面２８に、縦横に所定間隔隔てた網目（メッシュ）３０を形成し、その交点に相当する複数の仮想点３２に電荷が存在すると仮設定する。ただし、この時点では、各仮想点３２の電荷は未知数である。

【0028】

行列導出部１２２は、鏡像法および電荷重畳法に基づいて、係数マトリクス（行列）を導出する。具体的に、行列導出部１２２は、図６の縦断面に示すように、地上面１６と、雲底面２８とを定義する。かかる雲底面２８の仮想点３２それぞれには、電荷３４ａ、３４ｂが仮定され、その電荷３４ａ、３４ｂによって、地上面１６の電界センサ１１２ａ、１１２ｂそれぞれに電界が生じる。なお、仮想点３２および電界センサ１１２は３以上存在するが、ここでは、説明の便宜上、２つの仮想点３２および２つの電界センサ１１２を挙げて説明する。

【0029】

ここでは、地上面１６を導体とみなし、導体の表面に生じる電荷密度を、仮想的な電荷を定義することで求める鏡像法を用いる。例えば、行列導出部１２２は、地上面１６を対称軸とし、雲底面２８の線対称の面を鏡像面３６と定義し、電荷３４ａ、３４ｂの線対称の位置にある電荷を仮想電荷３８ａ、３８ｂと定義する。なお、電荷３４ａと仮想電荷３８ａとは正負の符号を反転した関係であり、電荷３４ｂと仮想電荷３８ｂとは正負の符号を反転した関係である。

【0030】

このような電荷３４ａ、３４ｂと、仮想電荷３８ａ、３８ｂとによって、地上面１６の電界センサ１１２ａ、１１２ｂの位置には、実線矢印で示したクーロン力４０（図６中４０ａ～４０ｈで示す）が働く。具体的に、電界センサ１１２ａの位置には、電荷３４ａによるクーロン力４０ａ、電荷３４ｂによるクーロン力４０ｂ、仮想電荷３８ａによるクーロン力４０ｃ、仮想電荷３８ｂによるクーロン力４０ｄが働く。電界センサ１１２ｂの位置には、電荷３４ａによるクーロン力４０ｅ、電荷３４ｂによるクーロン力４０ｆ、仮想電荷３８ａによるクーロン力４０ｇ、仮想電荷３８ｂによるクーロン力４０ｈが働く。

【0031】

このように、電界センサ１１２に働くクーロン力４０を合成すると白抜き矢印で示した電界強度４２ａ、４２ｂとなる。かかる電界強度４２ａ、４２ｂを、電荷重畳法に基づいて、各電荷に対する電界強度の積算値で表すと、図７のような線形代数方程式となる。

【0032】

図７の線形代数方程式における雲底高度は、図６に示すように、雲底面２８と地上面１６との距離であり、点間距離は、仮想点３２と電界センサ１１２との距離である。また、（２×雲底高度／点間距離）のうち、雲底高度／点間距離は、クーロン力４０の電界方向の成分を示す。ここで、雲底高度／点間距離を２倍しているのは、１の電荷３４について、電荷３４および仮想電荷３８の２箇所からクーロン力４０が発生するからである。

【0033】

なお、電荷３４と仮想電荷３８とは、地上面１６を対称軸として線対称となっているので、電界の方向は、図６に示したように、必ず地上面１６と垂直となる。行列導出部１２２は、図７の線形代数方程式に基づいて、雲底面２８の各電荷３４に乗じる係数マトリクスを導出する。

【0034】

このように、地上面１６の電界分布１８と、係数マトリクスとが特定されると、地上面１６の電界分布１８に係数マトリクスの逆行列を乗じることで、仮想点３２の電荷３４を導出することができるはずである。しかし、地上面１６における同一の電界分布１８を形成する電荷分布２０は複数存在するので、電荷分布２０を単純に導出することはできない。そこで、本実施形態では、線形代数学における逆行列の概念を一般化した、所謂、疑似逆行列を用いる。

【0035】

（疑似逆行列導出処理Ｓ１０４）
疑似逆行列導出部１２４は、技術計算言語、例えば、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）を用いて、係数マトリクスから疑似逆行列を導出する。

【0036】

（電荷分布導出処理Ｓ１０６）
電荷分布導出部１２６は、疑似逆行列導出部１２４が求めた疑似逆行列を用い、疑似逆行列と、地上面１６の電界分布１８とを乗じることで、雲底面２８の電荷分布２０を導出する。

【0037】

ただし、ここでは、純粋な逆行列ではなく、疑似逆行列を用いているので、電荷分布２０が本来の値から歪む場合がある。そこで、電荷分布導出部１２６は、平滑化フィルタ、例えば、畳み込みフィルタを用いて、電荷分布２０を平滑化する。

【0038】

電荷分布導出部１２６は、畳み込みフィルタを用い、例えば、任意の仮想点３２を中心とする縦３×横３の仮想点群の電荷３４の平均値を、その任意の仮想点３２の電荷３４とする。電荷分布導出部１２６は、仮想点３２を順次移動（スイープ）して、仮想点３２毎に、このような平滑化処理を実行する。なお、ここでは、畳み込みフィルタを例示しているが、かかる場合に限らず、様々な平滑化フィルタを用いることができる。

【0039】

（電界分布導出処理Ｓ１０８）
電界分布導出部１２８は、電荷分布導出部１２６が平滑化した電荷分布２０を静電解析することで、地上面１６の電界分布を導出する。かかる静電解析については、既存の任意の技術を用いることができるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。

【0040】

また、電界分布導出部１２８は、電荷分布導出部１２６が電荷分布２０を平滑化したことで変化した絶対量を校正する。具体的に、電界分布導出部１２８は、情報取得部１２０が生成した地上面１６の電界分布１８と、導出した地上面１６の電界分布との比である比例定数を導出する。比例定数は、例えば、（情報取得部１２０が生成した地上面１６の電界分布１８のピーク値）／（導出した地上面１６の電界分布のピーク値）で表される。なお、ここでは、ピーク値に基づいて比例定数を求めたが、かかる場合に限らず、平均値や中心値に基づいて比例定数を導出してもよい。

【0041】

電界分布導出部１２８は、電荷分布導出部１２６が平滑化した電荷分布２０に比例定数を乗じ、平滑化後の電荷分布２０を補正する。そして、電界分布導出部１２８は、その比例定数を乗じた電荷分布２０に基づき、様々な位置の電界分布を導出する。例えば、電界分布導出部１２８は、比例定数を乗じた電荷分布２０に基づき、航空機１１０の飛行経路１４の電界分布を導出する。

【0042】

（情報伝達処理Ｓ１１０）
情報伝達部１３０は、電界分布導出部１２８が導出した電界分布のうち、航空機１１０の飛行経路１４に対応する領域の電界分布２２を、航空機１１０に送信する。

【0043】

図８、図９は、電界導出処理の計算例を示した説明図である。ここでは、技術計算言語としてＭＡＴＬＡＢを用いる。まず、図８の（ａ）～（ｄ）のプログラムコードによって、地上面１６の電界分布（Ｅ１）が仮想的に設定される。具体的に、図８の（ａ）のプログラムコードによって、雲底面２８の高度、範囲、網目の数等の初期設定が行われ、図８の（ｂ）のプログラムコードによって雲底面２８に、２箇所に電荷が配された電荷分布（Ｃ０）が仮設定される。また、図８の（ｃ）のプログラムコードによって、地上面１６の電界分布（Ｅ１）と電荷分布（Ｃ０）との線形代数方程式の係数マトリクス（ｋ）が導出され、図８の（ｄ）のプログラムコードによって、係数マトリクス（ｋ）と電荷分布（Ｃ０）との積である電界分布Ｅ０を地上面１６の電界分布（Ｅ１）とする。こうして、地上面１６の電界分布（Ｅ１）が仮想的に設定される。

【0044】

このように設定された地上面１６の電界分布（Ｅ１）を地上面１６に展開すると、その電界強度は図９の（ａ）のようになる。かかる図では、左上から右下に移行するに連れ、電界強度が高くなっている。ここでは、情報取得部１２０が地上面１６の電界分布（Ｅ１）を生成し、行列導出部１２２が係数マトリクス（ｋ）を導出したとする。

【0045】

疑似逆行列導出部１２４は、ＭＡＴＬＡＢの関数ｐｉｎｖによって、係数マトリクス（ｋ）の疑似逆行列（ｐｉｎｖ（ｋ））を導出する。電荷分布導出部１２６は、図８の（ｅ）のプログラムコードによって、地上面１６の電界分布（Ｅ１）に、係数マトリクス（ｋ）の疑似逆行列（ｐｉｎｖ（ｋ））を乗じて、雲底面２８の電荷分布（Ｃ１）を導出する。雲底面２８の電荷分布（Ｃ１）を展開すると、そのクーロン力は図９の（ｂ）のようになる。図９の（ｂ）では、左上に負の電荷が、右下に正の電荷が生じている。

【0046】

ただし、図９の（ｂ）を参照して理解できるように、雲底面２８の電荷分布（Ｃ１）は、部分的に歪んでいる。そこで、電荷分布導出部１２６は、図８の（ｆ）のプログラムコードによって、雲底面２８の電荷分布（Ｃ１）に畳み込みフィルタ処理（ｆｉｌｔｅｒ２）を行い、平滑化された電荷分布（Ｃ２）を求める。こうして、図９の（ｃ）のような、電荷が滑らかに変化する電荷分布（Ｃ２）を得ることができる。

【0047】

電界分布導出部１２８は、図８の（ｇ）のプログラムコードによって、平滑化した電荷分布（Ｃ２）に基づいて、地上面１６の電界分布（Ｅ２）を導出する。こうして、図９の（ｄ）に示すような地上面１６の電界分布（Ｅ２）が得られる。電界分布導出部１２８は、図８の（ｈ）のプログラムコードによって、情報取得部１２０が取得した電界分布（Ｅ１）と、導出した電界分布（Ｅ２）との比である比例定数を導出する。電界分布導出部１２８は、平滑化した電荷分布（Ｃ２）に比例定数を乗じ、比例定数を乗じた電荷分布（Ｃ２）に基づき、飛行経路１４の電界分布を導出する。

【0048】

（航空機１１０）
図１０は、航空機１１０の概略的な構成を示した説明図である。航空機１１０は、飛行機構１５０と、飛行制御装置１５２とを備える。飛行機構１５０は、主翼１５０ａ、水平尾翼１５０ｂ、垂直尾翼１５０ｃ等の固定翼と、推進力を得る内燃機関（例えば、ジェットエンジンやレシプロエンジン）１５０ｄとで構成され、推進力により翼周りに揚力を生じさせることで、機体が大気中に浮上した状態を維持する。

【0049】

飛行制御装置１５２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むコンピュータで構成され、航空機１１０を操縦するパイロットの操作入力を受け付け、飛行機構１５０を制御して航空機１１０の飛行を維持する。また、飛行制御装置１５２は、プログラムと協働して、情報送信部１６０、情報受信部１６２、姿勢制御部１６４、経路補正部１６６としても機能する。ここでは、本実施形態の目的である落雷回避に関連する構成を説明し、本実施形態に関係のない構成については説明を省略する。

【0050】

情報送信部１６０は、航空機１１０の位置と、所定時間内に飛行を予定している飛行経路１４とを地上設備１１４に送信する。情報受信部１６２は、航空機１１０の飛行経路１４の電界分布２２を受信する。こうして、飛行経路１４における電界の強度および方向を把握することができる。姿勢制御部１６４は、電界の方向に基づいて、航空機１１０の姿勢を、被雷確率を下げる姿勢となるように制御する。経路補正部１６６は、姿勢制御部１６４が導出した航空機１１０の姿勢を保持できるように、飛行経路１４を補正する。

【0051】

図１１は、姿勢制御部１６４の処理を説明するための説明図である。例えば、電界が図１１の（ａ）のような電界方向７０に生じていれば、姿勢制御部１６４は、鉛直上方に突出した航空機１１０の突出部で形成される突出平面７２と電界方向７０とが垂直に交わるように、ピッチ軸回りの角（ピッチ角）をα°傾ける。また、電界が図１１の（ｂ）のような電界方向７０に生じていれば、姿勢制御部１６４は、突出平面７２と電界方向７０とが垂直に交わるように、ロール軸回りの角（ロール角）をβ°傾ける。こうして、航空機１１０の突出部における電界強度を均等にすることができ、航空機１１０をトリガとして落雷を引き起こす可能性を低減することが可能となる。

【0052】

本実施形態においては、航空機１１０の近傍のみならず、飛行を予定している飛行経路１４全体の電界を推定しているので、避雷可能な飛行経路１４をより正確に導出でき、被雷確率を低減することが可能となる。また、飛行経路１４全体の電界を推定しているので、航空機１１０は、その電界方向に応じて姿勢を変更し、より被雷確率を低減することが可能となる。

【0053】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0054】

また、コンピュータを各機能部として機能させるプログラムや、当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

【0055】

また、上述した実施形態では、地上設備１１４および航空機１１０それぞれに各機能部が搭載されている例を挙げて説明したが、地上設備１１４の機能部の一部または全部を航空機１１０において機能させることや、航空機１１０の機能部の一部または全部を地上設備１１４において機能させることもできる。

【0056】

なお、本明細書の電界導出処理の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

【符号の説明】

【0057】

１００ 航空システム
１１０ 航空機
１１２ 電界センサ
１１４ 地上設備
１２０ 情報取得部
１２２ 行列導出部
１２４ 疑似逆行列導出部
１２６ 電荷分布導出部
１２８ 電界分布導出部
１３０ 情報伝達部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】