JP6513681B2 - 飛行機のための地上ブレーキング警報 - Google Patents

Description

本開示は、広くは、現在の飛行機のブレーキングが滑走路逸脱を回避するのに十分でない場合に、着陸中にパイロットに警告するためのシステム、方法に関する。

着陸中に滑走路逸脱（すなわち、飛行機が滑走路の末端から外れる）の危険についてパイロットに警告するための方法及び装置が存在する。しかしながら、現行の方法及び装置は、適切な修正行動を決定するために、警報並びに飛行機の現在の減速率、滑走路状況又は滑走路の残距離などの様々な着陸情報及びデータについてのパイロットの知覚及び解釈に依存し、その後、パイロットは、適時に修正行動をとらなければならない。

例えば、大部分の滑走路は、滑走路の末端までの残距離を同定する掲示板などの滑走路標識を含む。地上での飛行機の性能（例えば、そのブレーキング性能）が、計画された性能と一致しているかどうか、及び飛行機が出口誘導路に入る又は停止できるようにするために飛行機が速度を落とすのに十分な滑走路の長さが残っているかどうかを評価するために、そのような標識がパイロットによって用いられる。滑走路標識はまた、パイロットがあらゆる条件において掲示板を読むことができ、その後、その情報を、残距離が飛行機のブレーキング性能とどのように関係するかを評価するために用いることができる、ということを必要とする。その決定は、オートブレーキ装置（例えば、自動車輪ブレーキング）、エンジン推力を逆にすること（例えば、スラストリバーサー）、及び翼フラップ（例えば、スポイラー又はスピードブレーキ）を用いる空力ブレーキングを含む、飛行機の利用可能な減速ツールを考慮しなければならない。

滑走路の残距離及び滑走路状況を含む、パイロットのための様々な飛行機性能特性についての視覚的及び／又は聴覚的コールアウトを提供する他の自動化された航空機システムが利用可能である。そのようなシステムは、航空機産業において、包括的に、地上接近警報装置又は対地接近警報装置（ＴＡＷＳ）と呼ばれ、制御された着陸中に地形上の事故を防止することを、一般に目標とする。ＴＡＷＳは、（１）航空機の飛行経路と障害物との間の潜在的な衝突を予測するために、地形、障害物及び空港の情報（滑走路情報を含む）のデータベースとともに、位置、姿勢及び飛行速度などの航空機の入力を用いるアルゴリズムに従って、動作を実行する（以下の詳細な説明の最後から２番目の段落に明示されているような）コンピュータシステム、並びに（２）障害物との衝突がコンピュータシステムによって予測される場合、パーロットに視覚的及び聴覚的警報を提供するための警報装置、を含み得る。ＴＡＷＳは、航空機が滑走路の末端に接近すると、適時のコールアウトを提供することによって、滑走路逸脱の危険を減らすのに役立つことを含めて、地上走行、離陸、最終進入、着陸及びロールアウトの最中に飛行機の位置についての運航乗員の認識を補助する聴覚的コールアウト及び警報を提供するために、ＧＰＳ位置データ及びデータベースを用いる、ソフトウェアモジュールを含み得る。例えば、ＴＡＷＳ滑走路モジュールは、情報目的のために滑走路の残距離についてパイロットに知らせるために、残距離コールアウトを提供する。コールアウトが発行されるべきか否かは、滑走路に沿った現在の航空機の位置を、滑走路の末端の位置と比較することによって、決定される。パイロットは、提供された情報を解釈し、その後、どのような修正行動を取るべきかを決定する。

パイロットは、計画されたものを基準にして、（残距離掲示板のような）滑走路標識を用いて地上での性能を推定する。これは、パイロットが、（滑走路上に掲示板がある場合に）あらゆる条件において掲示板を読むことができ、それがブレーキング性能とどのように関係するかを、その後に評価できる、ということを必要とするであろう。ＴＡＷＳ滑走路モジュールは、残距離コールアウトを提供するが、パイロットは、なおも、これをブレーキング性能と関係付ける必要がある。パイロットが、現在の滑走路状況及び／又は滑走路の残距離にとって不十分なブレーキングを用いる場合に、問題が生じ得る。

パイロットが、現在の滑走路状況及び／又は滑走路の残距離にとって不十分なブレーキングを用いている場合に、パイロットに警告するための改良された警報システムを提供することが、有利であろう。以下で詳細に開示される主題は、滑走路逸脱（すなわち、飛行機が滑走路の末端から外れること）の数を減らすためのシステム及び方法に向けられる。現在の飛行機ブレーキングでは、飛行機が滑走路の末端から外れないようにするのに不十分（又はほとんど不十分）であるということを、コンピュータの計算が示す場合、パイロットに警告する警報システムが提供される。ロールアウト中の現在の飛行機ブレーキングが、飛行機の現在の対地速度、飛行機の現在の減速率又は最大手動減速率、及び飛行機の現在位置から滑走路の末端までの距離（すなわち、滑走路残距離）を考慮するアルゴリズムを用いて評価される。現在の対地速度及び現在の減速率が、大気データ慣性基準装置（ＡＤＩＲＵ）によって測定される。飛行機の現在位置が、全地球測位システム（ＧＰＳ）を用いて測定される。滑走路の末端の位置が、滑走路情報データベースから検索される。

本書に開示される主題の一態様は、コンピュータシステム及びコンピュータシステムと動作的に連結された警報装置を含む、航空機のための機内ブレーキング警報システムであり、コンピュータシステムは、以下の動作を実行するようにプログラムされている：（ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在及び最終の対地速度、航空機の最大手動減速率、並びに滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、（ｂ）航空機の現在位置から滑走路の末端までの滑走路残距離を計算すること、（ｃ）航空機が最終対地速度への最大手動ブレーキング中に進むであろう最大手動減速距離を、航空機の現在の対地速度及び最大手動減速率に基づいて計算すること、（ｄ）最大手動減速距離を滑走路残距離と比較すること、並びに（ｅ）最大手動減速距離が滑走路残距離より大きい場合、警報起動信号を発行すること。警報装置は、コンピュータシステムによる警報起動信号の発行に応じて、警報（例えば、視覚的又は聴覚的警報）を出すことができる。動作（ｂ）から（ｅ）までが、航空機のロールアウト中に実行される。

本書に開示される主題の他の態様は、コンピュータシステム及びコンピュータシステムと動作的に連結された警報装置を含む、航空機のための機内ブレーキング警報システムであり、コンピュータシステムは、以下の動作を実行するようにプログラムされている：（ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在及び最終の対地速度、航空機の最大手動減速率、並びに滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、（ｂ）航空機の現在位置から滑走路の末端までの滑走路残距離を計算すること、（ｃ）現在及び最終の対地速度並びに最大手動減速率に基づいて、最大手動減速時間を計算すること、（ｄ）最大手動減速時間及びある指定された時間間隔の合計に等しい時間の間に航空機が進むであろう距離を、航空機の現在の対地速度及び最大手動減速率に基づいて計算すること、（ｅ）動作（ｄ）で計算された距離を滑走路残距離と比較すること、並びに（ｆ）動作（ｄ）で計算された距離が滑走路残距離より大きい場合、警報起動信号を発行すること。警報装置は、コンピュータシステムによる警報起動信号の発行に応じて、警報（例えば、視覚的又は聴覚的警報）を出すことができる。動作（ｂ）から（ｆ）までが、航空機のロールアウト中に実行される。

本書に開示される主題の更に別の態様は、コンピュータシステム及びコンピュータシステムと動作的に連結された警報装置を含む、航空機のための機内ブレーキング警報システムであり、コンピュータシステムは、以下の動作を実行するようにプログラムされている：９．コンピュータシステム及びコンピュータシステムと動作的に連結された警報装置を含む、航空機のための機内ブレーキング警報システムであり、コンピュータシステムは、以下の動作を実行するようにプログラムされている：（ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在及び最終の対地速度、並びに滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、（ｂ）航空機の計画減速率の値を設定すること、（ｃ）航空機の現在位置から滑走路の末端までの滑走路残距離を計算すること、（ｄ）航空機が最終対地速度に達する前に進むであろう距離を、航空機の現在の対地速度及び計画減速率に基づいて計算すること、（ｅ）動作（ｄ）で計算された距離を滑走路残距離と比較すること、並びに（ｆ）動作（ｄ）で計算された距離が滑走路残距離より大きい場合、警報起動信号を発行すること。警報装置は、コンピュータシステムによる警報起動信号の発行に応じて、警報（例えば、視覚的又は聴覚的警報）を出すことができる。動作（ｂ）から（ｆ）までが、航空機のロールアウト中に実行される。任意選択で、コンピュータシステムは、現在の滑走路状況及びスラストリバーサーの使用を表すデータを取得するように更にプログラムされ、動作（ｂ）で設定された計画減速率の値が、現在の滑走路状況及びスラストリバーサーの使用を表すデータの関数である。任意選択で、コンピュータシステムは、以下の追加の動作を実行するようにプログラムされる：航空機内オートブレーキが設定されたことを示すデータを取得すること；航空機の現在の減速率を表すデータを取得すること；及び現在の減速率を、テーブル中の複数の減速率範囲と比較することであって、各範囲はそれぞれのオートブレーキ設定値及びそれぞれの滑走路状況の状態と対応付けられる、比較すること。この実施形態において、動作（ｂ）で設定された、計画減速率の値は、複数の減速率範囲のうちの、現在の減速率を含む範囲の最低値である。

更に別の態様は、航空機のロールアウト中にブレーキングをモニタする方法であり、（ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在及び最終の対地速度、航空機の最大手動減速率、並びに滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、（ｂ）航空機の現在位置から滑走路の末端までの滑走路残距離を計算すること、（ｃ）航空機が最終対地速度への最大手動ブレーキング中に進むであろう最大手動減速距離を、航空機の現在の対地速度及び最大手動減速率に基づいて計算すること、並びに（ｄ）最大手動減速距離を滑走路残距離と比較すること、を含む。動作（ａ）から（ｄ）までが、航空機内コンピュータシステムによって実行される。最大手動減速距離が滑走路残距離よりも大きい場合、警報起動信号が発行され、警報起動信号の発行に応じて警報が出される。

更に別の態様は、航空機のロールアウト中にブレーキングをモニタする方法であり、（ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在及び最終の対地速度、航空機の最大手動減速率、並びに滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、（ｂ）航空機の現在位置から滑走路の末端までの滑走路残距離を計算すること、（ｃ）現在及び最終の対地速度並びに最大手動減速率に基づいて、最大手動減速時間を計算すること、（ｄ）最大手動減速時間及びある指定された時間間隔の合計に等しい時間の間に航空機が進むであろう距離を、航空機の現在の対地速度及び最大手動減速率に基づいて計算すること、並びに（ｅ）動作（ｄ）で計算された距離を滑走路残距離と比較すること、を含む。動作（ａ）から（ｅ）までが、航空機内コンピュータシステムによって実行される。動作（ｄ）で計算された距離が滑走路残距離よりも大きい場合、警報起動信号が発行され、警報起動信号の発行に応じて警報が出される。

本書で開示される主題の他の態様は、航空機のロールアウト中にブレーキングをモニタする方法であり、（ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在及び最終の対地速度、並びに滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、（ｂ）航空機の計画減速率の値を設定すること、（ｃ）航空機の現在位置から滑走路の末端までの滑走路残距離を計算すること、（ｄ）航空機が最終対地速度に達する前に進むであろう距離を、航空機の現在の対地速度及び計画減速率に基づいて計算すること、並びに（ｅ）動作（ｄ）で計算された距離を滑走路残距離と比較すること、を含む。動作（ａ）から（ｅ）までが、航空機内コンピュータシステムによって実行される。動作（ｄ）で計算された距離が滑走路残距離よりも大きい場合、警報起動信号が発行され、警報起動信号の発行に応じて警報が出される。

一つの選択肢によれば、前のパラグラフに記載された方法は、現在の滑走路状況及びスラストリバーサーの使用を表すデータを取得することを更に含み、動作（ｂ）で設定された、計画減速率の値は、現在の滑走路状況及びスラストリバーサーの使用を表すデータの関数である。他の選択肢によれば、前のパラグラフに記載された方法は、航空機内オートブレーキが設定されたことを示すデータを取得すること；航空機の現在の減速率を表すデータを取得すること；並びに現在の減速率を、テーブル中の複数の減速率範囲と比較することであって、各範囲はそれぞれのオートブレーキ設定値及びそれぞれの滑走路状況の状態と対応付けられる、比較すること、を更に含む。動作（ｂ）で設定された、計画減速率の値は、複数の減速率範囲のうちの、現在の減速率を含む範囲の最低値である。

滑走路逸脱を防止するのに現在のブレーキングは不十分（又はほとんど不十分）であるということを、コンピュータ計算が示す場合、パイロットに警告するシステム及び方法の他の態様が、以下に開示される。

一実施形態による、現在の着陸中のブレーキングが、滑走路逸脱を回避するのに不十分である場合に、パイロットに警告するためのコンピュータシステムの入力と出力を示すブロック図である。 現在の着陸中のブレーキングが、滑走路逸脱を回避するのに不十分である場合に、パイロットに警告するための、コンピュータシステムによって実行される論理を示すフローチャートであり、最初の計画減速率を設定するためのアルゴリズムによって定められる動作を示す。 現在の着陸中のブレーキングが、滑走路逸脱を回避するのに不十分である場合に、パイロットに警告するための、コンピュータシステムによって実行される論理を示すフローチャートであり、それぞれ、警報をチェックするためのアルゴリズム、警報を抑制するためのアルゴリズム、及び計画減速率の値を調整するためのアルゴリズムによって定められる動作を示す。 最初の計画減速率の値を、オートブレーキが選択された滑走路状況に対応する減速率の関数として設定するための動作の実行中に用いられるオートブレーキ検知論理を示すフローチャートである。

以下で図を参照するが、異なる図中の類似の要素には、同じ参照番号が付される。

地上ブレーキング警報システムが、例示的な実施形態を参照して記載される。現在の飛行機ブレーキングでは、飛行機が滑走路の末端から外れないようにするのに不十分である場合に、パイロットに警告する警報システムが、提供される。開示される実施形態によれば、地上ブレーキング警報システムは、ロールアウト中にリアルタイムで滑走路残距離を計算する機内コンピュータシステムによって実行される処理命令を含むソフトウェアモジュールの形態を取り得る。現在の飛行機ブレーキングが、飛行機の現在の対地速度及び減速率並びに滑走路残距離を考慮するアルゴリズムを用いて評価される。

図１は、現在の着陸中のブレーキングが、滑走路逸脱を回避するのに不十分である場合に、パイロットに警告するためのコンピュータシステムの入力と出力を示すブロック図である。一実施形態によれば、コンピュータシステムは、対地接近警報装置（ＴＡＷＳ）１００の形態を取り得る。ＴＡＷＳ１００は、飛行機のロールアウト中にリアルタイムで滑走路残距離を計算することができるタイプのソフトウェアモジュールを有するタイプである。例えば、滑走路残距離は、滑走路に沿った現在の航空機位置を、滑走路の末端の位置と比較することによって、確定され得る。滑走路に沿った現在の航空機位置は、全地球測位システム（ＧＰＳ）１０４の受信機から受け取られる位置から確定することができ、滑走路の末端の位置は、ＴＡＷＳ１００の滑走路情報データベースから検索される。

ＴＡＷＳ１００は、現在の飛行機ブレーキングを評価するようにプログラムされ、現在の飛行機ブレーキングは、ＡＤＩＲＵ１０２によって与えられる飛行機の現在の対地速度及び減速率並びにＴＡＷＳ１００からの滑走路残距離を考慮するアルゴリズムを用いて評価される。ＡＤＩＲＵの大気データ基準部品が、対気速度、マッハ数、迎え角、温度及び気圧高度のデータを提供する。ＡＤＩＲＵの慣性基準部品が、高度、飛行経路ベクトル、対地速度、長手方向の加速度、及び位置のデータを与える。

以下に詳細に開示される地上ブレーキング警報プロセスによれば、ＴＡＷＳ１００は、ロールアウト中に地上ブレーキングをモニタし、現在のブレーキングが、警報包絡線（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）の中に入る航空機の状態を生み出す場合に、警報を発行するためのソフトウェアモジュールを含む。例えば、警報は、滑走路逸脱の可能性を示す複数の指定された条件のうちの任意の一つの検出に応じて、始動されることができる。

ＴＡＷＳ１００は、マスタ・コントロール・ディスプレイ・ユニット（ＭＣＤＵ）へのパイロット入力１０６を表す値を（フライト・マネジメント・システムから）受け取る。これらのパイロット入力１０６は、滑走路状況の設定及びスラストリバーサーの使用の設定を含む。滑走路状況の設定は、パイロットが受け取る現在の滑走路状況についての報告に基づいて選択される。残存している揚力及び速い速度が、着陸装置に設置された摩擦ブレーキの有効性を制限している着陸ロールアウトの初期において減速を改善するために、逆スラストが、しばしばスピードブレーキとともに、着陸直後に通常、適用される。逆スラストは、パイロットによって手動で選択される。スラストリバーサーのステータスは、展開されている又は展開されていないのいずれかである。

ＴＡＷＳ１００はまた、オートブレーキ設定１０８を表す値をディスプレイバスから受け取る。オートブレーキ設定の選択は、着陸前に航空計器板で通常行われる。これらは、しばしば番号付け又はラベル付けされ、「１」又は「ＬＯ」が、軽い減速のためのブレーキングを指し、それに続く数字又は「ＭＡＸ」までの名称が、より急な減速を指す。最大限の手動ブレーキの適用は、ＭＡＸに設定されたオートブレーキよりも大きな停止効率をもたらす。従って、パイロットが、すなわち、追加の制動力を手動で適用することによって、行動を起こすことができるように、滑走路逸脱の可能性をパイロットに警告することが、有益である。

オートブレーキ設定は、航空機のための着陸距離を決定するためにパイロットが用いる滑走路性能表を参照して、パイロットによって選択される。滑走路性能表は、利用されるべき着陸装置ブレーキング（オートブレーキ又は手動）を同定する行、及び航空機を停止させるために必要とされる滑走路長を決定するときに、パイロットが考慮する様々な要因（航空機重量、風、着陸時の対気速度、等）を載せている列を有する図表である。また、異なる滑走路長を有する４つの異なる滑走路状況（乾燥、良好、中間、及び不良）が、着陸装置ブレーキングの行の各々について存在し、パイロットは、滑走路距離を計算する際に、これらの滑走路状況も考慮しなければならない。航空機が、無風で、オートブレーキ設定２で着陸する場合、乾燥と良好の間の滑走路距離は、１００ｆｔ未満であり得、乾燥と中間は数１００フィートであり得、乾燥と不良は１０００ｆｔを上回って異なり得るので、滑走路状況は、着陸距離を決定する際の重要な因子である。風の状態を加えたり又はスラストリバーサーを使用しないと、違いは、更に一層異なり得る。

更に、表は、航空機を着陸時の対気速度で停止させることができる滑走路長も与えるので、様々な滑走路状況での様々なブレーキ設定に対応する減速率を決定することができる。図１に示されるように、これらの減速率は、ＴＡＷＳ１００のデータベースの中にある。航空機が着陸して、ＴＡＷＳ１００が、どのレベルが選択されたかを示すオートブレーキ入力１０８を受け取るとき、ＴＡＷＳ１００は、ＡＤＩＲＵ１０２によって感知された減速率（すなわち、長手方向の加速）を、ＡＤＩＲＵ減速率をＴＡＷＳ減速データベースの中の値と比較することによって、滑走路状況がどうであるかを示す値に、変換することができる。

一実施形態によれば、ＴＡＷＳ１００は、警報包絡線についての指定された条件が満足される場合に、上記の入力を処理し、一つ以上の警報を発行するように、プログラムされる。一つの警報は、ディスプレイユニット１１０（例えば、プライマリ・ディスプレイ・ユニット又はナビゲーション・ディスプレイ・ユニット）上に表示される視覚的警報である。一実施形態において、視覚的警報は、ディスプレイユニット上で対照色で点滅する「ＢＲＡＫＥ」という語であってもよい。他の警報は、フライトデッキオーディオシステム１１２によって生成される聴覚的警報である。一実施形態において、聴覚的警報は、「ブレーキ」という語が速く繰り返される自動音声メッセージであってもよい。

図２Ａと図２Ｂは、現在の着陸中のブレーキングが、滑走路逸脱を回避するのに不十分である場合に、パイロットに警告するための、コンピュータシステムによって実行される論理動作を示すフローチャートである。図２Ａは、最初の計画減速率を設定するためのアルゴリズムによって定められる動作を示す。図２Ｂは、それぞれ、警報をチェックするためのアルゴリズム、警報を抑制するためのアルゴリズム、及び計画減速率の値を調整するためのアルゴリズムによって定められる動作を示す。

最初に図２Ａを参照すると、飛行機が、例えば、４５０ｆｔの高度に降下したとき、コンピュータシステムは、以下の情報（動作１２）の入力の入手を開始する：フライト・マネジメント・システム（ＦＭＳ）から、リバーサーの使用及び滑走路状況；並びにディスプレイバスから、オートブレーキ設定。コンピュータシステムは、ランダムアクセスメモリの中に（デジタルフォーマットで）この情報を保存するようにプログラムされる。

コンピュータシステムは、最初の計画減速率に値を設定するためのアルゴリズムに従って、プロセス１０を実行するように、更にプログラムされる。プロセス１０の中で実行される動作の幾つかが、図２Ａ及び図３を参照して、次の３つの段落に記載される。

飛行機が滑走路上に着陸する（図２Ａにおいて、ＯＮ ＧＮＤによって示される）前に、コンピュータシステムは、滑走路状況及びスラストリバーサーの使用がＭＣＤＵに入力されたか否かを判定する（動作１４）。滑走路状況及びスラストリバーサーの使用が、ＭＣＤＵに入力されている場合、入力された滑走路状況及びスラストリバーサーの使用（選択された場合）に対応する減速率に、計画減速率が設定される（動作１６）。これは、滑走路状況及びスラストリバーサーの状態の様々な並べ替えに対応する減速率を含む前述のテーブル（図１のＴＡＷＳ１００を参照）を参照することによって達成される。

滑走路状況及びスラストリバーサーの使用がＭＣＤＵに入力されていないという判定が、動作１４でなされる場合、その後、コンピュータシステムは、オートブレーキが設定されているか否かを（同様に、飛行機が着陸する前に）判定する（動作１８）。滑走路状況及びスラストリバーサーの使用がＭＣＤＵに入力されておらず（又はこの入力が飛行機上で利用可能でない）、オートブレーキが設定されている場合、飛行機が滑走路に着陸するとすぐに、以下の動作が実行される：（ａ）スピードブレーキの展開及びブレーキの最大限の作動を可能にし、感知された減速率の標本値を得るために、ある時間の間、任意のブレーキング警報が遅延される。（動作２０）（ｂ）ＡＤＩＲＵの長手方向の加速度が読み込まれ（動作２２）、感知された減速率として採用される。並びに（ｃ）感知された減速率が、その後、オートブレーキが選択された滑走路状況に対応する減速率と比較され、オートブレーキ検知論理動作２４を用いて、値が調整される。

図３は、最初の計画減速率の値を、オートブレーキが選択された滑走路状況に対応する減速率の関数として設定するための動作の実行中に用いられるオートブレーキ検知論理２４を示す。オートブレーキ減速率は、各々の滑走路状況についての、それぞれの値の範囲を含み、それらの範囲は、乾燥、良好、中間及び不良の滑走路状況の間で分割される摩擦率の全範囲を構成する。コンピュータシステムは、感知された減速率が、乾燥した滑走路状況に対応する減速率の範囲に入るか否かを、オートブレーキ設定に基づいて、最初に判定するようにプログラムされる（動作８６）。感知された減速率が、乾燥した滑走路状況に対応する減速率の範囲に入る場合、計画減速率は、乾燥した滑走路状況に対応する範囲の中の最低の減速率に等しく設定される（動作９２）。

動作８６で、感知された減速率が、乾燥した滑走路状況に対応する減速率の範囲に入らないという判定がなされる場合、コンピュータシステムは、感知された減速率が、良好な滑走路状況に対応する減速率の範囲に入るか否かを、（オートブレーキ設定に基づいて）判定する（動作８８）。感知された減速率が、良好な滑走路状況に対応する減速率の範囲に入る場合、コンピュータシステムは、計画減速率を、良好な滑走路状況に対応する範囲の中の最低の減速率に等しく設定する（動作９４）。

動作８８で、感知された減速率が、良好な滑走路状況に対応する減速率の範囲に入らないという判定がなされる場合、コンピュータシステムは、感知された減速率が中間の滑走路状況に対応する減速率の範囲に入るか否かを、（オートブレーキ設定に基づいて）次に判定する（動作９０）。感知された減速率が、中間の滑走路状況に対応する減速率の範囲に入る場合、コンピュータシステムは、計画減速率を、中間の滑走路状況に対応する範囲の中の最低の減速率に等しく設定する（動作９６）。他方、動作９０で、減速率が、中間の滑走路状況に対応する減速率の範囲に入らない場合、計画減速率は、不良の滑走路状況に対応する範囲の中の最低の減速率に等しく設定される（動作９８）。

図２Ａの動作１４及び動作１８に戻って、滑走路状況及びスラストリバーサーの使用がＭＣＤＵに入力されず（その情報は、ＦＭＳから得られる）、オートブレーキが設定されなかった場合、飛行機が滑走路に着陸する前に、計画減速率は、不良の滑走路状況に対応する範囲の中の最低の減速率に等しく設定される（動作２８）。飛行機が地上に着陸するとき、以下の動作が実行される：（１）スピードブレーキの展開及びブレーキの最大限の作動を可能にするため、ある時間の間、任意のブレーキング警報が遅延される。（動作３０）（２）その後、警報は、感知された減速率の標本値を得るために、動作３２で、追加の遅延（時間又は滑走路に沿った距離）を受ける。（ｃ）ＡＤＩＲＵの長手方向の加速度が、その後、読み込まれる（動作３４）。並びに（ｄ）感知された減速率が、不良の滑走路状況に対応する減速率より大きいかどうかを、コンピュータシステムが判定する（動作３６）。感知された減速率が、不良の滑走路状況に対応する減速率より大きい場合、計画減速率は、感知された減速率に等しく設定される（動作３８）。逆に、感知された減速率が、不良の滑走路状況に対応する減速率より大きくない場合、計画減速率は、動作２８で設定された不良の滑走路状況の減速率に設定されたままである（図２Ａのブロック４０）。

計画減速率の値が、図２Ａに示されたプロセス１０を用いて設定された後に、その値は、ランダムアクセスメモリに保存され、図２Ｂに描かれた警報チェックプロセスで使用するために利用可能になる。加えて、飛行機が地上にいるとき、コンピュータシステムは以下の入力を読み取る（図２Ｂの動作４２を参照）：ＡＤＩＲＵからの対地速度情報並びにＧＰＳ位置及び内部の滑走路データの内部処理によって計算された滑走路残距離。

コンピュータシステムは、警報チェックプロセス４４を実行するように、更にプログラムされる。第一の警報チェックにおいて（動作４６）、コンピュータシステムは、航空機が最大手動減速率で進むであろう距離が、滑走路残距離以上か否かを判定する。以下の式が用いられる：

ここで、Ｘ_{Ｃｕｒｒｅｎｔ}は、現在の対地速度；ＲＲＤは、滑走路残距離；ＤＲ_{ＭａｘＭａｎｕａｌ}は、最大手動減速率；及びＤＴ_{ＭａｘＭａｎｕａｌ}は、最大手動減速時間である：

航空機が、計画された／感知された減速率についての最大手動減速率で進むであろう距離が、滑走路残距離以上である場合、警告レベル警報（視覚的及び聴覚的）が始動される（動作４８）。

逆に、計画された／感知された減速率についての最大手動減速率が、滑走路残距離未満である場合、警告レベル警報は始動されない。その代わりに、第二の警報チェック（動作５０）が実行される。第二の警報チェックにおいて、コンピュータシステムは、最大手動減速時間プラスある指定された時間間隔ｔ（例えば、ｔ＝５又は１０秒）の間に航空機が進むであろう距離が滑走路残距離以上であるか否かを、判定する。以下の式が、第二の警報チェックにおいて用いられる：

最大手動減速時間プラスある指定された時間間隔ｔの間に航空機が進むであろう距離が、滑走路残距離以上である場合、警戒レベル警報（視覚的及び聴覚的）が始動される（動作５２）。

最大手動減速時間プラスある指定された時間間隔ｔの間に航空機が進むであろう距離が、滑走路残距離未満である場合、警戒レベル警報は始動されない。その代わりに、第三の警報チェック（動作５４）が実行される。第三の警報チェックにおいて、コンピュータシステムは、計画された／感知された減速率について飛行機の最終速度に達する距離が、滑走路残距離以上であるか否かを判定する。以下の式が、第三の警報チェックにおいて用いられる：

ここで、ＤＲは、計画された／感知された減速率である。ＤＴは、減速時間である：

計画された／感知された減速率についての減速時間の間に航空機が進むであろう距離が、滑走路残距離以上である場合、警戒レベル警報（視覚的及び聴覚的）が始動される（動作５６）。計画された／感知された減速率についての減速時間の間に航空機が進むであろう距離が、滑走路残距離未満である場合、警戒レベル警報は始動されない。

コンピュータシステムは、始動された警報が抑制されるべきか否かを判定する警報抑制プロセスを実行するように、更にプログラムされる。動作６０において、飛行機がまだ滑走路上にいるか否かの判定がなされる。飛行機がまだ滑走路上にあり、滑走路と並んでいると判定される場合、飛行機の対地速度がタキシング速度を超えているか否かの判定が、動作６２でなされる。飛行機が滑走路上にあり、対地速度がタキシング速度を超えている場合、まだ警報は作動される。

代替的に、飛行機がもはや滑走路上にない場合（動作６０を参照）、又は飛行機がまだ滑走路上にあるが、飛行機の対地速度がタキシング速度を超えていない場合（動作６２を参照）、警報が抑制されるであろう（動作６４）。後者の場合、コンピュータシステムは、図２Ａと図２Ｂに部分的に描かれている飛行機ブレーキング警報プロセスを終了させるであろう。動作６０が実行されるときに、飛行機が滑走路上にないという状況は、航空機がタッチ・アンド・ゴーを行った（空中に戻った）場合、又は飛行機が滑走路上で最終速度に決して達しないような十分に大きい速度で航空機が滑走路を出た場合、を含むであろう。

コンピュータシステムからのイネーブル警報コマンドに応えて、視覚的警報表示装置（例えば、プライマリ・フライト・ディスプレイ又はナビゲーション）が、適当な視覚的警報（例えば、明るい色での「ＢＲＡＫＥ」という言葉、任意選択で点滅モード）を表示するように作動され、聴覚的警報装置が、適当な聴覚的警報（例えば、急速に繰り返される「ブレーキ」というアナウンス）を生成するように作動されるであろう。

図２Ｂをなお参照し、コンピュータシステムは、警報チェック（動作４４）及び警報抑制（動作５８）の後に、プロセス６６が、計画減速率を調整する（すなわち、その値を変える）ためのアルゴリズムに従って実行されるように、更にプログラムされる。最初に、コンピュータシステムは、スラストリバーサーの使用が、ＭＣＤＵのページで選択されたか否かをチェックする（動作６８）。（付記：飛行機が、スラストリバーサーの展開を可能にするために、合理的な長さの時間、地上にいた後に、ＭＣＤＵの設定が無視され、コンピュータシステムは、次の論理動作に進むであろう。）スラストリバーサーの使用が選択された場合、コンピュータシステムは、リバーサーが、展開のための合理的な時間の後に、展開されたか否かを判定する（動作７０）。リバーサーが、指定された時間期間内に展開されなかった場合、計画減速率の値は、スラストリバーサーの展開に起因する減速成分を除去するように調整される（動作７２）。リバーサーが、指定された時間期間内に展開された場合、計画減速率の値は、スラストリバーサーの展開に起因する減速成分を除去するように調整されない。コンピュータシステムは、その後、ＡＤＩＲＵの長手方向の加速度を読み込む（動作７８）。

動作６８に戻って、スラストリバーサーの使用が選択されなかった場合、コンピュータシステムは、リバーサーが現在展開されているか否かを判定する（動作７４）。リバーサーが展開されている場合、コンピュータシステムは、リバーサーが、最大逆スラストの指定されたパーセンテージ（例えば、５０％）に達するのに十分に長い間、展開されていたかどうかを判定する（動作７６）。リバーサーが、最大逆スラストの指定されたパーセンテージに達するのに十分に長い間、展開されていた場合、計画減速率の値は、スラストリバーサーの展開に起因する減速成分を追加するように調整される（動作７８）。動作７８の後に、コンピュータシステムは動作８０を実行する。リバーサーが、最大逆スラストの指定されたパーセンテージに達するのに十分に長い間、展開されていなかった場合、コンピュータシステムは、計画減速率を、スラストリバーサーの展開に起因する減速成分を追加するように調整せず、直接に動作８０に進む。代替的に、コンピュータシステムが、動作７４において、スラストリバーサーが展開されなかったと判定する場合、コンピュータシステムは、リバーサーが、最大逆スラストの指定されたパーセンテージに達するのに十分に長い間、展開されていたかどうかを判定せず、計画減速値を調整せず、その代わりに、直接に動作８０に進む、すなわち、ＡＤＩＲＵの長手方向の加速度（本書で、感知された減速率とも呼ばれる）を読み込む。

ＡＤＩＲＵの長手方向の加速度が動作８０で読み込まれた後に、コンピュータシステムは、ＡＤＩＲＵの長手方向の加速度の値と計画減速率の値を比較し、それらが等しいか否かを判定する（動作８２）。コンピュータシステムが、ＡＤＩＲＵの長手方向の加速度と計画減速率のそれぞれの値が等しいと判定する場合、計画減速率の値は変更されない。その後、コンピュータシステムは、ＡＤＩＲＵからの対地速度及び内部処理によって計算された滑走路残距離を読み込み（動作４２）、警報が動作６４で抑制されるまで、図２Ｂに描かれたサイクルを再度通過することへとループバックする。代替的に、コンピュータシステムが、ＡＤＩＲＵの長手方向の加速度と計画減速率のそれぞれの値が等しくないと判定する場合、計画減速率の値は、感知された長手方向の加速度の値を計算に入れるように調整される（動作８４）。より具体的には、計画減速率の値は、ＡＤＩＲＵによって与えられる感知された減速率の値に変えられるであろう。（任意選択で、この変更をより円滑にするために、フィルタリングが、システム中のノイズを除去するために用いられ得るであろう。）コンピュータシステムは、その後、対地速度及び滑走路残距離を読み込み、警報が動作６４で抑制されるまで、図２Ｂに描かれたサイクルを再度通過することへとループバックする。

飛行機が着陸し、滑走路上の着陸点にゴム堆積物を残すという事実のため、滑走路上の摩擦は、滑走路の始まり（入口としても知られている）から滑走路の終わりまでに変わるので、警報が発行された後でさえ、計画減速率は絶えず更新される。その結果、実際に、滑走路の最初の三分の一及び最後の三分の一は、滑走路の中央部分より小さい摩擦を有し得る。また、水たまりが滑走路の一部に生じ、そのため、飛行機の車輪が水たまりに当たると、この事象は、中間又は不良の滑走路状況として登録され得るが、車輪が水たまりを出た後、感知された滑走路状況は、良好から中間であることに戻る、という場合があり得よう。

上記システムによって提供されるブレーキング警報は、飛行機の選択された減速ツール（例えば、スラストリバーサー、オートブレーキ及びスピードブレーキ）を用いた現在の滑走路状況についてのブレーキングを伴う飛行機の現在の性能及び滑走路位置に基づく。コンピュータシステムは、ロールアウト中に飛行機の測定された減速率を見て、その測定された減速率が、飛行機が滑走路の末端から外れるのを回避するのに、滑走路残距離の観点で十分であるかどうかを判定する。警報の状態が検知される場合、システムは、飛行機を減速するために追加の制動力の手動での適用がいつ用いられるべきかパイロットに警報を出す視覚的及び／又は聴覚的信号を発行する。

様々な実施形態を参照しながら、地上ブレーキング警報システムが説明されてきたが、本明細書の教示の範囲から逸脱することなく、様々な変形がなされ得ること、及び同等物がその要素に置換され得ることを、当業者は理解するだろう。加えて、その範囲から逸脱することなく、多数の修正を行い、本明細書の教示を特定の状況に適合させることができる。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されないことが意図される。

特許請求の範囲で使われるとき、用語「コンピュータシステム」は、少なくとも１つのコンピュータ又はプロセッサを有し、ネットワーク又はバスを介して通信する複数のコンピュータ又はプロセッサを有し得るシステムを含むように、広く解釈されるべきである。前文で使用されるとき、「コンピュータ」及び「プロセッサ」という用語は両方とも、処理装置（例えば、中央処理装置）及び処理装置によって読み取り可能なプログラムを記憶するための何らかの形のメモリ（すなわち、コンピュータ可読媒体）を備えるデバイスを指す。

以下に明記されている、方法の特許請求は、そこに列挙された動作がアルファベット順に実行されること（特許請求の範囲の中のアルファベットの順序付けは、単に、前に列挙された動作を参照する目的のみで使用される）、又は列挙されている順番で実行されることが必要であると、解釈されるべきではない。またそれらは、２つ以上の動作のいかなる部分も、同時に実行することを排除すると解釈されるべきでもない。

Claims (11)

1. コンピュータシステム及び前記コンピュータシステムと動作的に連結された警報装置を含む、航空機のための機内ブレーキング警報システムであって、前記コンピュータシステムは、以下の動作：
   （ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在の及び最終の対地速度、並びに前記滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、
   （ｂ）前記コンピュータシステムのデータベースにおける減速率のテーブルからの値を用いて、前記航空機の計画減速率の値を設定すること、
   （ｃ）前記航空機の前記現在位置から前記滑走路の前記末端までの滑走路残距離を計算すること、
   （ｄ）前記最終の対地速度に達する前に前記航空機が進むであろう距離を、前記航空機の前記現在の対地速度及び前記計画減速率に基づいて計算すること、
   （ｅ）動作（ｄ）で計算された前記距離を前記滑走路残距離と比較すること、並びに
   （ｆ）動作（ｄ）で計算された前記距離が前記滑走路残距離より大きい場合、警報起動信号を発行すること、
   を実行するようにプログラムされ、前記警報装置は、前記コンピュータシステムによる前記警報起動信号の発行に応じて警報を生成することができる、機内ブレーキング警報システム。
2. 前記コンピュータシステムは、現在の滑走路状況及びスラストリバーサーの使用を表すデータを取得するようにプログラムされ、動作（ｂ）で設定される前記計画減速率の前記値が、現在の滑走路状況及びスラストリバーサーの使用を表す前記データの関数である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記コンピュータシステムは、以下の追加の動作：
   前記航空機に搭載されているオートブレーキが設定されたことを示すデータを取得すること、
   前記航空機の現在の減速率を表すデータを取得すること、並びに
   前記現在の減速率を、各範囲がそれぞれのオートブレーキ設定値及びそれぞれの滑走路状況の状態と関連付けられている、前記データベースにおけるテーブル中の複数の減速率範囲と比較すること、
   を実行するようにプログラムされ、前記計画減速率の設定された前記値は、前記減速率範囲のうちの、前記現在の減速率を含む範囲の最低値である、請求項１に記載のシステム。
4. 前記コンピュータシステムは、スピードブレーキの展開を可能にするために、ある時間の間、あらゆる警報を遅延させるようにプログラムされている、請求項３に記載のシステム。
5. 前記コンピュータシステムは、スラストリバーサーが展開されたか否かに応じて、前記航空機の前記計画減速率の前記値を調整するようにプログラムされている、請求項１に記載のシステム。
6. 航空機のロールアウト中のブレーキングをモニタする方法であって、
   （ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在の及び最終の対地速度、並びに前記滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、
   （ｂ）コンピュータシステムのデータベースにおける減速率のテーブルからの値を用いて、前記航空機の計画減速率の値を設定すること、
   （ｃ）前記航空機の前記現在位置から前記滑走路の前記末端までの滑走路残距離を計算すること、
   （ｄ）前記最終の対地速度に達する前に前記航空機が進むであろう距離を、前記航空機の前記現在の対地速度及び前記計画減速率に基づいて計算すること、並びに
   （ｅ）動作（ｄ）で計算された前記距離を前記滑走路残距離と比較すること、
   を含む方法。
7. 動作（ｄ）で計算された前記距離が前記滑走路残距離より大きい場合、警報起動信号を発行すること、及び
   前記警報起動信号の発行に応じて警報を生成すること、
   を更に含む、請求項６に記載の方法。
8. 現在の滑走路状況及びスラストリバーサーの使用を表すデータを取得することを更に含み、動作（ｂ）で設定された前記計画減速率の前記値が、現在の滑走路状況及びスラストリバーサーの使用を表す前記データの関数である、請求項６に記載の方法。
9. 前記航空機に搭載されているオートブレーキが設定されたことを示すデータを取得すること、
   前記航空機の現在の減速率を表すデータを取得すること、並びに
   前記現在の減速率を、各範囲がそれぞれのオートブレーキ設定値及びそれぞれの滑走路状況の状態と関連付けられている、前記データベースにおけるテーブル中の複数の減速率範囲と比較すること、
   を更に含み、動作（ｂ）で設定される前記計画減速率の前記値は、前記減速率範囲のうちの、前記現在の減速率を含む範囲の最低値である、請求項６に記載の方法。
10. コンピュータシステム及び前記コンピュータシステムと動作的に連結された警報装置を含む、航空機のための機内ブレーキング警報システムであって、前記コンピュータシステムは、以下の動作：
    （ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在の及び最終の対地速度、並びに前記滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、
    （ｂ）前記航空機の計画減速率の値を設定すること、
    （ｃ）前記航空機の前記現在位置から前記滑走路の前記末端までの滑走路残距離を計算すること、
    （ｄ）前記最終の対地速度に達する前に前記航空機が進むであろう距離を、前記航空機の前記現在の対地速度及び前記計画減速率に基づいて計算すること、
    （ｅ）動作（ｄ）で計算された前記距離を前記滑走路残距離と比較すること、並びに
    （ｆ）動作（ｄ）で計算された前記距離が前記滑走路残距離より大きい場合、警報起動信号を発行すること、
    を実行するようにプログラムされ、
    前記警報装置は、前記コンピュータシステムによる前記警報起動信号の発行に応じて警報を生成することができ、前記コンピュータシステムは、以下の追加の動作：
    前記航空機に搭載されているオートブレーキが設定されたことを示すデータを取得すること、
    前記航空機の現在の減速率を表すデータを取得すること、並びに
    前記現在の減速率を、各範囲がそれぞれのオートブレーキ設定値及びそれぞれの滑走路状況の状態と関連付けられている、テーブル中の複数の減速率範囲と比較すること、
    を実行するようにプログラムされ、
    前記計画減速率の設定された前記値は、前記減速率範囲のうちの、前記現在の減速率を含む範囲の最低値である、機内ブレーキング警報システム。
11. 航空機のロールアウト中のブレーキングをモニタする方法であって、
    （ａ）滑走路上の航空機の現在位置並びに現在の及び最終の対地速度、並びに前記滑走路の末端の位置を表すデータを取得すること、
    （ｂ）前記航空機の計画減速率の値を設定すること、
    （ｃ）前記航空機の前記現在位置から前記滑走路の前記末端までの滑走路残距離を計算すること、
    （ｄ）前記最終の対地速度に達する前に前記航空機が進むであろう距離を、前記航空機の前記現在の対地速度及び前記計画減速率に基づいて計算すること、並びに
    （ｅ）動作（ｄ）で計算された前記距離を前記滑走路残距離と比較すること、
    を含み、更に、
    前記航空機に搭載されているオートブレーキが設定されたことを示すデータを取得すること、
    前記航空機の現在の減速率を表すデータを取得すること、並びに
    前記現在の減速率を、各範囲がそれぞれのオートブレーキ設定値及びそれぞれの滑走路状況の状態と関連付けられている、テーブル中の複数の減速率範囲と比較すること、
    を含み、
    動作（ｂ）で設定される前記計画減速率の前記値は、前記減速率範囲のうちの、前記現在の減速率を含む範囲の最低値である、方法。

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