地上滑走する航空機の左右方向制御方法および装置

专利摘要:
本発明は、航空機のエンジンおよび・またはブレーキを非対称に使用して、左右方向軸に沿って地上の航空機を自動的に制御する手段(２、３、４、７)を備える装置(１)に関する。
公开号:JP2011514286A
申请号:JP2011500076
申请日:2009-03-06
公开日:2011-05-06
发明作者:ヴィヨーム、ファブリス；シャルネ、ドミニク；スカッチ、ピエール；ブリスー、セリーヌ；ロマーナ、ルイーエマニュエル
申请人:エアバス オペレーションズ （エスアーエス）；エアバス オペレーションズ リミテッド；
IPC主号:B64C25-50

专利说明:

[0001] 本発明は、特に空港において、地上滑走する航空機を左右方向に制御するための方法および装置に関する。]
背景技術

[0002] 本発明は、地上滑走する航空機、特に民間機、軍用機、旅客機、貨物輸送機、あるいは無人飛行機に関する。本発明は、とりわけ、地上滑走される航空機を左右方向に制御することが可能な(航空機の垂直軸に沿った)偏揺モーメントを発生させることに関する。]
[0003] 本発明の枠内では、地上滑走とは、航空機の可能性のあるあらゆるタイプの滑走を意味し、特に、着陸および離陸段階中の滑走路上での滑走または車線や走行地域での滑走などを意味する。]
[0004] 今日、操縦士は、地上での航空機の左右方向移動を、地上の軌道に沿って手動コマンドユニット（例えば、前部着陸装置の車輪を方向付けできる操縦輪、エンジン推力を制御するための操縦桿、ブレーキペダル、方向付けクロスバー）を使用して制御している。このようなコマンドユニットは、基本的に、前車輪の方向付け（および任意に後部車輪の方向付け）および航空機のドリフトラダーを介して、また、稀に、エンジンおよびブレーキを非対称に使用することを介して航空機の左右方向移動に影響を与える航空機の作動器を制御している。]
[0005] 本発明の文脈内では、前車輪とは、航空機の前部に位置して少なくとも１つの車輪を備え、望ましくは、航空機の前部着陸装置の一部であり、航空機が地上滑走するとき航空機を左右方向にシフト可能であるように方向付け可能であるものである機械的アセンブリを意味する。]
[0006] 一般に、前車輪の方向付けシステムが故障した場合（例えば、方向付けに責任のある作動器に供給する油圧システムが損傷した場合、作動器自身が故障した場合、作動器を制御する演算機と作動器との間での制御データ送信が失われた場合）、航空機は、通常のコマンドユニット（操縦輪、方向付けクロスバー）を介して、もはや左右方向に制御されることができない。また、方向舵が航空機の偏揺れモーメントに対して、もはや重大な影響がないとき、これは、特に、低速度で左右方向に制御できなくなる。]
[0007] 時には、このようなタイプの故障が飛行中または着陸後に発生し、着陸段階を危険にするおそれがある。前車輪の制御が失われた場合、もはや自動制御システムによる着陸は不可能で、操縦士が方向付けの方向舵を使うことのみが可能であり、任意にブレーキペダルのため、非対称方向にブレーキが使用可能であることもあるが、操縦士が飛行操作に不慣れであると、このような状況が困難または危険でさえあることは知られており、操縦士が横風やエンジンの故障などにより航空機を適切に制御することに失敗すれば、多少の高速で、滑走路からの逸脱に繋がり、人間および・または物の喪失や損傷を引き起こすことになり得る。]
[0008] 一度、航空機が滑走路の端で止まれば、非対称方向にブレーキおよび・またはエンジンを使用して、さらに航空機を左右方向に制御するがことが可能であり、これは、滑走路を迅速に離れ、着陸または離陸予定の航空機に役立つことになる。しかし、ブレーキおよび・またはエンジンの非対称的な手動での使用から生じるリスクがあることと潜在的に危険な制御を考慮すると、航空会社の操縦指示は、一般的に、滑走路の端から空港の開けられた領域（連絡路, 着陸ゲートなど）へ航空機を牽引するための牽引トラクタを急送するように地上交通管制に求めるよう、操縦士に強制するものになる。実際に、航空機の手動での左右方向制御は、専らブレーキとエンジンの非対称使用を利用するもので、これは、このような飛行操作タイプに慣れていない操縦士にとって、特に難しいことが分かり、前車輪が正しく作動するときの大型航空機（例えば、エアバスＡ３４０−６００またはＡ３８０型）（急旋回時に外部カメラを使用することが必要である）に対して既に難しいと分かっていた制御よりも、なお一層難しいことが分かる。]
[0009] トラクタを牽引する待ち時間および牽引時間の間、航空機は、上述のように、滑走路を塞ぎ、その結果、地上の交通を乱し（もし離陸予定の飛行機の前進が牽引される航空機によって塞がれているならば、離陸予定の航空機は、地上で航空機の軌道修正を待たなければならない）、さらに、航空交通も乱す（即ち、アプローチ段階にあった航空機に対する他の空港への可能な振り替え着陸、滑走路が空くのを待っている航空機の離陸の遅延など）。このような状況は、潜在的に重大な遅延を招き、航空交通と地上の交通によって影響される航空機だけでなく、故障した航空機の両方が混乱する。このような遅延は、航空会社に対して高額のコスト（特に、航空機が他空港に（到着地を）振り替えた場合、乗客に対する財政的におよび物質的賠償金）を発生させる。]
[0010] さらに、航空機は、故障の修理中、地上に置かれている。スペア部品が空港で入手できない場合、あるいは、修理が空港でなされない場合、特に、空港が分離している場合、（あるいは辺鄙な場所にある場合）は、このような地上待機時間が特に長くなる。航空機の地上待機コストは、上述の場合特に高く、とりわけ、スペア装置が辺鄙な場所から供給される、あるいは、飛行機の乗り継ぎ便の確保および・または乗客を本国への送還するため、追加の航空機がチャーターされる場合、高額になる。]
発明が解決しようとする課題

[0011] 本発明は、航空機、特に、地上滑走する民間輸送機または軍事輸送機の左右方向制御のための方法に関し、上記航空機は、方向付け可能な前車輪を設けており、上記制御方法は、上述の欠点を克服するための方法である。]
課題を解決するための手段

[0012] この目的のため、本発明による上記方法は、以下の点に注目すべきである。
ａ） 上記前車輪の方向付けコマンドに関するコマンド指示が、受信される；
ｂ）航空機の現在の対地速度が受信される；
ｃ） 上記コマンド指示および上記現在の対地速度から、第１の指示は、航空機の以下のコマンドアセンブリ、即ち、一組のブレーキおよび一組のエンジンのうち、少なくとも一方のために自動的に決定され；上記各アセンブリは、非対称動作を介して垂直軸周りに航空機の左右方向移動を発生させることができ；上記第１の指示は、上記指示が、該当するコマンドアセンブリに適用されるとき、航空機で発生するよう決定され；左右方向移動は、上記コマンド指示が上記前車輪に適用された場合の左右方向移動とほぼ同じである。]
[0013] さらに、好都合な点としては、
− 上記コマンド指示は、通常の指示を好ましく発生するための手段、例えば、通常の制御ユニットまたは通常の自動操縦システムを介して発生され、
− 上記航空機の現在の対地速度が測定され、
− 次の工程ｄ）において、上記第１の指示は、自動的に上記コマンドアセンブリに適用される、
ことである。]
発明の効果

[0014] 従って、本発明の方法によれば、前車輪の制御を失った場合でさえ、航空機を左右方向軸に沿って地上で制御することができる。特に、航空機の前車輪の方向付けシステムがもはや適切に作動しないとき、非対称にブレーキおよび・またはエンジンを使用することによって、操縦士が少なくとも滑走路を迅速に離れることができるようにする最小限の方向制御を提供することに適する。]
[0015] さらに、上記コマンドを発生するために、予定通りの場合（前車輪の方向付けシステムが適切に作動する場合）と同じ制御ユニット、即ち、一般的に操縦輪および方向舵操作桿が使用される。明らかに、他の制御ユニットは、あってもなくても、上記機能の手動制御、例えば、偏揺れ速度のため左右方向操縦可能なユニットに対して使用できる。いずれにせよ、操縦士は、本発明による方法の上述の基本的実施例では、航空機の左右方向制御のためのブレーキペダルおよび・またはエンジンのスラストレバーは利用しない。]
[0016] さらに、上記方法を使用すると、航空機の動作（力学的および操縦士の視点で）は、予定通りの場合の動作に非常に似ている。予定通りの場合と同じ制御ユニットを使用するので、その結果、上記機能を使用すれば、操縦士にとってほぼ明瞭であり、操縦士は、前車輪が正常に作動することを要する地上走行に対する操縦士の手動制御の習慣を保つことが可能である。その結果、本発明の実行には、操縦士の適応時間が不要であり、前車輪の方向付けシステムが突然故障しても、さらに後述される実施例において、操縦士（後者）は、航空機の通常の左右方向制御から自動的に引き継ぐことができる本発明の機能の動作によって驚かされることはない。これは、手動着陸段階をより信頼できるものにし、予定通りの場合に操縦士が行なうのと同じように操縦士は航空機を確実に制御できるので、非常に高い集中力を要する飛行操作を行なう間の操縦士の仕事量およびストレスが減少する。]
[0017] さらに、本発明の方法を実施することにより、通常の自動操縦システムによって自動的に制御されるだけではなく、（通常のまたは未来の制御ユニットを介して）人間の操縦士によって手動でも制御されることができる。その結果、将来的な機能（自動または一部自動離陸、自動または一部自動の地上滑走）だけでなく、現在のすべての地上自動機能（自動または一部自動着陸）のため自動操縦システムを保つことは可能である。]
[0018] さらに、航空機は、着陸後に滑走路を離れるために、もはや（牽引トラクタのような）外部の助けに頼らない。その結果、周りの航空交通は混乱しない。]
[0019] 同様に、航空機は、降機ゲートに到達するために、もはや（牽引トラクタのような）外部の助けに頼らない。このような飛行操作は自主的に行なうことができる。その結果、地上交通は混乱せず、航空機は、もはや前車輪の方向付けシステムの故障によって通常発生する遅延の原因にはならず、遅延によって航空会社に高いコストを負わせることはない。]
[0020] 本発明のおかげで、前車輪の方向付けシステムの故障がまだある場合でも、（乗客および・または貨物を乗せている、または乗せていない）航空機の再出発を考えることもできる。その結果、航空機は、もはや修理期間または供給されなければならないスペア部品や設備のために地上に置いておくことはない。その結果、修理をもっと柔軟な方法で行なうことができ、この理由は、メインスペース（航空機はその修理のために、他の空港に向かうことができる）および時間（航空機を後で修理できる）の制約が無くなるからである。]
[0021] 工程ｃ）の好都合な点として、
ｃ１） 上記コマンド指示を表す前車輪の方向付け角度が演算される；
ｃ２） 上記前車輪が、上記方向付け角度に従って方向付けられる場合、そうであるように、航空機の軌道の現在のカーブは演算される；
ｃ３） 少なくとも上記通常のカーブおよび上記測定された現在の対地速度から、上記第１の指示が演算される；
ことにある。]
[0022] さらに、本願の特定実施例においては次の利点がある。
− 上記コマンド指示は、上記前車輪の方向付け制御に関して発生され、上記前車輪は通常の方向付けシステムによって方向付けされることが可能である；
− 上記方向付けシステムは自動的に監視され、これにより、上記方向付けシステムの故障を検出することができる；
− 故障が検出されない限り、上記コマンド指示は、前車輪の方向付けシステムに自動的に適用され、上述の工程ａ）からｄ）は、実行されない；
− 故障が検出されるとすぐに、上記工程ａ）からｄ）は実行され、上記コマンド指示が前車輪の方向付けシステムに適用されない。]
[0023] 上記特定の実施例を実行すれば、操縦士は適応時間が不要である。従って、前車輪の方向付けシステムが突然故障しても、操縦士は、航空機の左右方向制御から引き継ぐ機能の動作によって驚かされることがない。このため、手動着陸段階はより信頼できるものとなり、予定通りの場合と同じように操縦士が航空機を確実に制御できるので、非常に高い集中力を要する飛行操作を行なう間の操縦士の仕事量およびストレスが減少する。]
[0024] さらに、特定の実施例において、
−地上滑走する航空機の偏揺れモーメントの総合的なコマンド指示が受領され；
− 上記総合的な指示は、
・前車輪の方向付けの制御に関するコマンド指示と、
・補助的指示と、
に自動的に分配され、
− 上記コマンド指示に対して、上記工程ａ）からｄ）は、実行されており、
− 上記補助的指示は、自動的に補助手段に適用され、上記補助手段は、航空機の左右方向移動に作用できるものである。]
[0025] 上記特定実施例において、本発明の方法の工程ａ）からｄ）を実行することは、航空機を左右方向に制御できる付加的な操作手段として考えられることができる。上記特定実施例は、様々な作動器、即ち、前車輪の方向付けシステム、方向舵、ブレーキの非対称使用およびエンジンの非対称使用などに偏揺れモーメントを発生させるために必要とされる応力を分配するために使用されることが可能である。]
[0026] 本発明のおかげで、ブレーキおよび・または非対称の推力は、航空機の左右方向移動に影響する他の作動器を補足したり入れ替えたりするために、使用されることが可能であり、これは、上記作動器の１つ以上が故障していない場合でさえ、これが可能である。]
[0027] その上、特定の実施例においては、
− さらに、第２の指示が上記コマンドアセンブリ、特に、上記一組のブレーキを制御するために受信され、上記第２の指示は、通常の方法で発生され、
− 上記第２の指示および第１の指示から、総合的な指示は決定され、
− 工程ｄ）では、上記第１および第２の指示から得られた総合的な指示は、上記コマンドアセンブリに適用される。]
[0028] 従って、本発明による方法を実行することは、操縦士による上記一組のエンジンおよび・または上記一組のブレーキの通常使用を排除するものではなく、上記操縦士は、前述の実施例に記載された点を考慮して、第２の指示を発生させるために通常の制御ユニットを使用して上記セット（即ち、上記一組のエンジンおよび・または上記一組のブレーキ）を作動できる。その結果、この実施例のおかげで、特に、操縦士は、操縦士のブレーキペダルによってブレーキをかける能力を保つ。]
[0029] さらに、有利な点としては、第１の指示は決定され、上記第１の指示は、上記一組のブレーキのための指示および・または上記一組のエンジンのための指示を有しており、工程ｄ）では、これらの指示がそれぞれ上記一組のブレーキおよびエンジンに適用されることである。]
[0030] さらに、有利な点としては、上記第１指示を上記コマンドアセンブリに適用する前に、上記第１の指示は、それらが最大値より高い場合、最大値に限定されていることである。]
[0031] また、本発明は、地上滑走する航空機、特に、輸送用飛行機の左右方向制御用装置に関するものであり、上記航空機は、方向付け可能な前車輪を備えている。]
[0032] 本発明によると、上記装置は、以下の点において注目すべきである。
上記装置は、
− 上記前車輪の方向付けの制御に関するコマンド指示を受信するための手段と；
−航空機の現在の対地速度を受信する手段と；
− 上記コマンド指示および上記現在の対地速度から、航空機の以下のコマンドアセンブリ、即ち、一組のブレーキおよび一組のエンジンのうち少なくとも一方のために、第１の指示を自動的に決定するための手段で、上記各コマンドアセンブリは、非対称動作を介して垂直軸周りに航空機の左右方向移動を発生させることができ、上記第１の指示は、上記指示が、該当するコマンドアセンブリに適用されるとき、航空機で発生するよう決定され、左右方向移動は、上記コマンド指示が上記前車輪に適用された場合の左右方向移動とほぼ同じであるものと、
を有する。]
[0033] 好適実施例において、上記左右方向制御装置は、さらに
− 上記コマンド指示を発生するための手段と、
−航空機の上記現在の対地速度を測定するための手段と、
− 上記第１の指示を上記コマンドアセンブリに自動的に適用するための手段
とを備える。]
[0034] 本発明は、さらに、上述の左右方向制御装置を備えた航空機に関する。]
図面の簡単な説明

[0035] 本発明の基本的実施例を示す装置のブロック図である
本発明に係る装置の特定の実施例の概略を示す図である。
本発明に係る装置の特定の実施例の概略を示す図である。
本発明に係る演算ユニットの概略図である。
図４に示す演算ユニットの演算手段の望ましい実施形態を示すブロック図である。] 図４
実施例

[0036] 添付図面の図により、本発明がどのように実施されるかが明確に理解される。これらの図中、同一符号は、同一要素を示す。]
[0037] 図１に概略的に示された本発明の装置１は、特に、空港において、図示されていない地上滑走する航空機の左右方向制御のために使用されるものである。このような航空機は、特に、民間用または軍事用飛行機、乗客または物品（貨物）の輸送のための飛行機、あるいは無人飛行機（drone）である。] 図１
[0038] 上記装置１は、特に、（航空機の垂直軸に沿った）偏揺れモーメントを発生することに関するものであり、上記偏揺れモーメントは、地上滑走する航空機の左右方向制御を可能にする。本発明の文脈内で、地上滑走とは、航空機のあらゆる可能なタイプの地上滑走を意味し、特に、着陸および離陸段階中の滑走路上での滑走または車線や走行地域での滑走などを意味する。]
[0039] 本発明によれば、上記装置１は、図１に示されているようにさらに以下に記載される手段２と、情報源セット３と、演算ユニット４と、手段７とを備えており、
− 上記手段２は、航空機の前車輪（図示略）の方向付けの制御に関するコマンド指示を発生するための手段である。本発明の文脈内で、前車輪とは、機械的アセンブリであり、上記機械的アセンブリは、少なくとも１つの車輪を備え、航空機の前部に位置し、好ましくは、航空機の前部着陸装置の一部であり、航空機が地上滑走するとき航空機を左右方向にシフト可能であるように方向付けできるものである。
− 上記情報源セット３は、特に、航空機の通常の対地速度を通常の方法で測定するための手段を有するものであり、
− 上記演算ユニット４は、上記手段２および上記セット３にそれぞれリンク５および６を介して接続される。上記コマンド指示および現在の対地速度から、航空機の一組のブレーキＥ１および航空機の一組のエンジンＥ２というコマンドアセンブリのうち少なくとも一方に対する第１の指示を自動的に決定するように形成される。上記各コマンドアセンブリは、（航空機の長手方向の対称的な平面と比べて）非対称動作を介して垂直軸周りに航空機の左右方向移動を発生させることができる。上記第１の指示は、上記指示が、該当するコマンドアセンブリに適用されるとき、航空機で発生するよう演算ユニット４によって決定され、左右方向移動は、上記コマンド指示が上記前車輪の方向付けシステムで普通に適用された場合の左右方向移動とほぼ同じである。
− 上記手段７は、上記第１の指示を上記一組のブレーキＥ１および・または上記一組のエンジンＥ２に自動的に適用するためのものである。] 図１
[0040] 図４と図５を参照してさらに詳しく以下の通り述べると、上記演算ユニット４は、それぞれ、
− （上記手段２によって発生する）上記コマンド指示を表す前車輪の方向付け角度を演算する手段と、
− 上記前車輪が、上記方向付け角度に従って方向付けられる場合、そうであるように（航空機の）軌道の現在のカーブを演算する手段と、
− 少なくとも上記現在のカーブおよび上記測定された現在の対地速度から、上記第１の指示を演算する手段と
を有している。] 図４ 図５
[0041] このように、本発明の上記装置１は、特に、前車輪の制御が失われた場合、後述のように、左右方向軸に従って地上で航空機を制御することができる。この結果、上記装置１は、航空機の前車輪の方向付けシステムが、もはや適切に作動しないとき、一組のブレーキＥ１および・または一組のエンジンＥ２を非対称に使い、操縦士が迅速に着陸滑走路を離れることができるようにする。]
[0042] 本発明の文脈内では、上記手段２は、航空機の前車輪の方向付け制御に関するコマンド指示を発生するための通常の手段であることが望ましい。特に、上記手段２は、

− たとえばハンドルなど、航空機の操縦士が航空機の前車輪の方向付けに関するコマンド指示を手動で発生できる制御ユニット９と、
− 通常の方法で、前車輪の方向付けに関する上記コマンド指示を自動的に発生できる自動操縦システム１０と、
を有することができる。]
[0043] この結果、上記装置１は、予定通りの場合（前車輪の方向付けシステムが適切に作動する場合）と同じ制御ユニット、即ち操縦輪および方向舵操作捍を使用できる。他の制御ユニットは、存在しようがしまいが、上記機能の手動制御、例えば、偏揺れ速度（yaw speed）のために左右方向制御できるユニットの手動制御のために使用可能であることに注目すべきである。いずれにせよ、操縦士は、上記装置１の上述の基本的実施例を実施するとき、航空機の左右方向制御のため、ブレーキペダルおよび・またはエンジンのスラストレバーを利用しない。]
[0044] さらに、上記装置１を使用するとき、（力学的および操縦士の視点で）航空機の動作は、予定通りの場合の動作に非常に似ている。予定通りの場合と同じ制御ユニットを使用するので、上記機能を使用すれば、操縦士にとって結果的にほぼ明瞭であり、前車輪が正常に作動することを要する地上走行に対する操縦士の手動制御の習慣を保つことが可能である。その結果、このような装置１を使用すれば、操縦士の適応時間が不要であり、前車輪の方向付けシステムが突然故障しても、操縦士は、航空機の左右方向制御から自動的に引き継ぐ機能の動作によって驚かされることがない。]
[0045] さらに、上記装置１は、通常の自動操縦システム１０によって自動的に制御されるだけではなく、（通常のまたは未来の制御ユニット９を介して）人間の操縦士によって手動でも制御されることができる。その結果、将来的な機能（自動または一部自動離陸、自動または一部自動滑走）だけでなく、現在のすべての地上自動機能（自動または一部自動着陸）のため、航空機に現存する自動制御システム１０を保つことは可能である。]
[0046] 上記手段７が意図していることは、第１のコマンド指示を一組のブレーキＥ１および／または一組のエンジンＥ２に適用することにより、航空機に非対称的動作を発生させ、航空機の左右方向の動きを得ることであり、
上記手段７は、
− 上記一組のブレーキＥ１および・または上記一組のエンジンＥ２を有するコマンドアセンブリＥと、
− 上記セットＥ１とＥ２の作動手段Ｂ１とＢ２からなるセットＢであって、上記セットＢは、上記演算ユニット４からリンク１１を介して上記第１の指示を受信し、図１に一点鎖線で示されるリンク１２を介して上記アセンブリＥにそれらを適用するものと、
を有する。] 図１
[0047] 本発明によると左右方向制御を実行するには、上記装置１は、次のように
− 上記航空機のコマンドセットＥ１とＥ２、即ち、ブレーキまたはエンジンのうちの一方、あるいは
− 両方のコマンドセットＥ１およびＥ２、即ち、航空機のブレーキおよびエンジンの両方に同時に
作動することができる。]
[0048] 特定の実施例では、上記装置１は、
−リンク１５を介して演算ユニット４に接続される上記一組のブレーキＥ１のための通常のコマンド手段１４と、および・または
− 例えば、リンク１７を介して演算ユニット４に接続される上記一組のエンジンＥ２のための通常のコマンド手段１６と、
を有することも可能である。]
[0049] このような場合、特別な適用では、演算ユニット４（またはセットＢ）は上記演算ユニット４によって決定された上記第１の指示に加えて、上記コマンド手段１４によって（および・または上記コマンド手段１６によって）発生する第２の指示を受信し、上記第１および第２の指示から全体の指示を決定する。この場合、上記作動手段Ｂ１は、状況に応じて、上記ブレーキに関する総合的な指示を上記セットＥ１に適用され、上記作動手段Ｂ２は、状況に応じて上記エンジンに関する総合的な指示を上記セットＥ２に適用する。]
[0050] その結果、上記制御手段１４、特に、ブレーキペダルのため、および、上記コマンド手段１４によって発生した（第２の）指示を考慮に入れると、操縦士は、ブレーキをかける能力を保つ。同様に、上記コマンド手段１６、特に、スラストレバーを使って、さらに、上記コマンド手段１６によって発生する（第２の）指示を考慮に入れると、操縦士は、航空機の推力を増し、その速度を上げる能力を保つ。]
[0051] さらに、特に図２に示される実施例では、上記装置１は、通常の方向付けシステム１９をさらに有しており、これは、航空機の前車輪の方向付けを制御することを目的とするものである。] 図２
[0052] 上記方向付けシステム１９は、
−演算ユニット２０であって、上記演算ユニット２０は、リンク２１を介して上記手段２によって発生されるコマンド指示を受信し、リンク２２を介して上記セットＢに該当する作動指示を送信するものと、
− 上記方向付けシステム１９を自動的に監視し、方向付けシステム１９の故障を検出することができる監視システム２３と、
を有する。]
[0053] この特定の実施例では、上記装置１は、
−故障が上記監視システム２３によって検出されない場合、上記装置１は、自動的に上記手段２によって発生されるコマンド指示を方向付けシステム１９を介して前車輪に（通常の方法で）適用し、上記演算ユニット４（および上述の本発明の機能）の実行が妨げられ、
− 故障が、上記演算ユニット４および２０にリンク２４と２５を介して、例えば上記故障についての情報を送信する上記監視システム２３によって検出されるとすぐに、上記装置１は、上記演算手段４によって、本発明による左右方向の制御を実行し、方向付けシステム１９は、上記手段２によって発生されたコマンド指示を前車輪にもはや適用しない
ように形成されている。]
[0054] 上記実施例を実行する場合、操縦士の適応時間が不要である。従って、前車輪の方向付けシステム１９が突然故障しても、操縦士は、航空機の左右方向制御から引き継ぐ機能の動作によって驚かされることはない。このため、手動着陸段階はより信頼できるものとなり、予定通りの場合と同じように操縦士が航空機を確実に制御できるので、非常に高い集中力を要する飛行操作を行なう間の操縦士の仕事量およびストレスが減少する。]
[0055] さらに、上記装置１は、システム２７の一部分であることが可能であり、図３に図示されるように、さらに、
−地上滑走する航空機の偏揺れモーメントの総合的なコマンド指示を発生するための通常手段２８と、
−リンク３０を介して上記手段２８に接続され、上記総合的な指示を自動的に以下のコマンド指示と補助的指示とに分配する手段２９で、
・ 上記コマンド指示は、前車輪の方向付けの制御に関するものであり、（上述のようにそれらを適用する）上記装置１にリンク３１を介して送信されるものと、
・ 上記補助的指示は、例えば、航空機の方向舵や前車輪の方向付けシステムなどの少なくとも１つのアセンブリ３３にリンク３２を介して送信されるものと
を有する。] 図３
[0056] 上記アセンブリ３３は、航空機の左右方向の移動に作用するよう補助的指示を航空機に適用するために形成されている。]
[0057] 図３の特定の実施例において、上記装置１は、航空機を左右方向に制御可能にする付加的作動器として考えられることができる。従って、システム２７の目的は、航空機の左右方向移動に影響する他の作動器（アセンブリ３３）に加えて（および・またはその代わりに）ブレーキおよび・または非対称の推力を使用することからなり、これは、上記作動器の１つ以上が故障していない場合でさえ、こうしている。上述の特定の実施例は、前車輪の方向付けシステム、方向舵、ブレーキの非対称使用およびエンジンの非対称使用など様々な作動器に偏揺れモーメントを発生させるために必要とされる応力を分配するために使用することができる。] 図３
[0058] 上述の通り、本発明による航空機の左右方向の制御のために、上記装置１は、ブレーキの非対称使用を実行するか、エンジンの非対称使用を実施することができる。演算ユニット４の以下の記載において、ブレーキの非対称使用のみを記載する。]
[0059] この場合、図４に図示されているように、上記演算ユニット４は、
−リンク６Ａを介して上記アセンブリ３から受信された測定値だけでなく、リンク５Ａを介して上記手動制御ユニット９から受信されたコマンド指示および・またはリンク５Ｂを介して上記自動操縦システム１０から受信されたコマンド指示から、上記コマンド指示を表す前車輪の方向付け角度βを計算する手段３５と、
− 上記手段３５にリンク３７を介して接続される手段３６で、上記手段３６は、上記前車輪が、上記手段３５から受信された方向付け角度βに従って方向付けられる場合、そうであるように航空機の軌道の通常のカーブを計算するよう形成されている手段と、
− 上記手段３６から受信した通常のカーブと、リンク６Ｂを介して受信された下記の測定値から、上記第１の指示を計算するための手段３８と
を有する。] 図４
[0060] 図４の上記リンク５Ａおよび５Ｂは、図１のリンク５の一部であり、上記リンク６Ａおよび６Ｂは、リンク６の一部である。] 図１ 図４
[0061] 上述のように、上記手段３５は、前車輪の方向付け角度βを計算する。前車輪が適切に作動するとき、上記方向付け角度βは、一般的に、前車輪を方向付けする作動器へ正常に送られる。]
[0062] 上記手段３５は、２つの異なる実施例に従って達成することができる。図５に図示される第１の実施例において、上記手段３５は、
−リンク５Ａ１を介して、操縦士によって手動で作動される航空機の操縦輪からコマンド指示を受信し、第１の通常の運動学によって上記指示を変換させる手段３９と、
− リンク５Ａ２を介して、操縦士によって手動で作動される航空機の方向舵操作捍によって発生されるコマンド指示を受信し、第２の通常の運動学によって上記コマンド指示を変換させる手段４０と、
− 手段４１，４２および４３で、各手段は、リンク６Ａを介して受信された対地速度による加重係数を決定する手段と、
− 上記手段３９によって実行された処理の結果に、上記手段４１からの加重係数によって加重する手段４４と、
− 上記手段４０によって実行された処理の結果に、上記手段４２からの加重係数によって加重する手段４５と、
− 上記手段４３によって生じた加重係数によって、リンク５Ｂを介して、自動操縦システム１０から受信されたコマンド指示に加重する手段４６と、
− 上記手段４４、４５、４６からのそれぞれの情報を合計するための手段４７と、
− 上記手段４７からの合計を制限するための手段４８であって、上記手段４８は、その出口で、リンク３７によって上記手段３６ヘ送信される方向付け角度βを供給する 手段と、
を備える。] 図５
[0063] 本第１実施例において、前車輪の方向付け角度βは、直接法によって演算されており、これは、角度βが、制御ユニット９（例えば、操縦輪、方向舵操作捍 、将来のユニット）からの、および・または自動操縦システム１０からの指示の直接関数(direct function)(戻りなし）であることを意味する。この第１実施例では、指示βが得られ、これは、上記手段２からの指示の一次関数あるいは非一次関数である。]
[0064] さらに、第２実施例（図示されず）では、角度βは、偏揺れ従属制御法から生じ、これは、航空機が偏揺れ速度を有しており、上記偏揺れ速度は、制御ユニット９（例えば、操縦輪、方向舵操縦棒、将来のユニット）からの、および・または自動操縦システム１０からの指示の関数であるように、角度βを制御できるものである。上記地上偏揺れ速度は従属制御であり、フランス特許番号第２，８５４，９６２号に、より詳しく記載されている。]
[0065] さらに、上記手段３６は、上記手段３５から受信された方向付け角度βを使って、同等のカーブｃを演算する。上記カーブｃは、前車輪の方向付けシステム１９が適切に作動する場合および前車輪が角度βによって方向付けられる場合、そうであるよう航空機の軌道のカーブを表す。
上記手段３６は、以下の式によってこのようなカーブｃを計算する。
ｃ＝ｔｇβ／Ｌ
上式で、
− Ｌは、航空機の長手方向の軸間距離であり、前車輪の軸とメインギアの中点との間の距離、
− ｔｇは、タンジェントを表す。]
[0066] さらに、上記手段３８は、
−リンク５１を介して上記手段３６に接続され、制御された圧力Ｐを計算するために形成される手段５０と、
− リンク５３および５４を介して上記手段３６および５０にそれぞれ接続され、左（Ｇ）または右（Ｄ）にそれぞれ適用される中間の圧力指示ＰｓＧおよびＰｓＤを決定するために形成される手段５２と、
− リンク５６Ａおよび５６Ｂを介して上記手段５２に接続され、リンク１５の一部であるリンク１５Ａおよび１５Ｂを介して上記制御手段１４に接続し、
航空機の左側に作用するブレーキと右側に作用するブレーキにそれぞれ適用される圧力指示（左右）ＰｃＧおよびＰｃＤを決定するために形成される手段５５と、
を備える。]
[0067] 上記手段５０は、リンク５１を介して上記手段３６から受信されたカーブｃから、および（図１の上記リンク６のリンク６Ａの一部である）リンク６Ｂを介して上記アセンブリ３から受信された測定値から、制御された圧力Ｐを演算する。このような測定値は、特に、対地速度Ｖground、ブレーキＧｆの状態、タイヤＧｐｎの状態および滑走路Ｇｐｉの汚れに関係する。上記手段５０は、上記パラメータの関数として、制御された圧力Ｐ（常にプラスまたはゼロ）を演算し、上記制御された圧力Ｐは、制御圧が掛けられるブレーキによって航空機が片側で減速するとき、航空機の軌道は、上記カーブｃと同等のカーブを示すようになっている。] 図１
[0068] この目的のために、第１段階では、関数ｆは、カーブｃと同一であり、以下のように求められる。
ｃ＝ｆ（Ｐ， Ｖｇｒｏｕｎｄ， Ｇｆ， Ｇｐｎ， Ｇｐｉ）]
[0069] 上記関数ｆを決定するために、いくつかの解決策が考えられ得る。それらは、例えば、
−航空機および滑走路のモデルが十分正確に周知であれば、パラメータＰ、Ｖｇｒｏｕｎｄ，Ｇｆ，Ｇｐｎ，Ｇｐｉにカーブｃを結びつける解析関係を決定することは可能であり、
−実験（実際の実験またはシミュレーション実験）から、関数ｆに含まれる各パラメータの複数の値のために、航空機の地上軌道のカーブｃの値が、例えば、いくつかの情報入力を有する一つの表、またはいくつかの情報入力を有する一連の表の形式において、決定され得る。]
[0070] それから、第２段階では、制御された圧力Ｐと、特に、Ｖｇｒｏｕｎｄ， Ｇｆ， Ｇｐｎ， Ｇｐｉとの間の関係を得るために、上記関数ｆは、逆数にされる。（表の形式で解析的であるか、または表現されているかどうか）：]
[0071] さらに、上記手段５２の関数は、上記手段５０から受信された制御された圧力Ｐを、左（ＰｓＧ）または右（ＰｓＤ）に、手段３６によって供給されるカーブｃの関数として分配することからなる。上記手段５２は、以下の関係に基づき上記分配を実行する。
− ｃ＞０であれば、ＰｓＧ＝Ｐ 且つ ＰｓＤ＝０；
− ｃ＜０であれば、ＰｓＧ＝０ 且つ ＰｓＤ＝Ｐ；
− ｃ＝０であれば，ＰｓＧ＝ＰｓＤ＝０]
[0072] さらに、上記手段５５の機能は、以下の工程を有する。
− 上記圧力指示を、送信する（方向として）左および右に限定する、
−操縦士が対称的におよび手動で航空機にブレーキをかける能力を保つように、状況に応じて、ブレーキペダル１４からの圧力指示を加える。このため、上記手段５５は、リンク１５Ａを介して左側ブレーキペダルからの圧力指示ＰｆＧおよびリンク１５Ｂを介して右側ブレーキペダルの圧力指示ＰｆＤを受信でき、上記リンク１５Ａおよび１５Ｂは、図１のリンク１５の一部である。] 図１
[0073] 手段５２からの指示（ＰｓＧ、ＰｓＤ）は、以下の関係に基づき、それぞれブレーキペダルからの圧力指示（ＰｆＧ、ＰｆＤ）（両方が常にプラスまたはゼロ）と共に合計される：]
[0074] 上記合計からの指示ＰｉＧおよびＰｉＤは、それぞれ関数によって限定され、その値は、ブレーキＰｍａｘおよび圧力指示ＰｓＧおよびＰｓＤによって許容される最大圧力次第である。（リンク１１Ａおよび１１Ｂによってそれぞれ送信される）左右のＰｃＧおよびＰｃＤへの（最終）圧力（制御）指示（両方とも常にプラスまたはゼロ）は、以下の関係に基づき得られる。


ここで、λは０から１の範囲の加重係数である。]
[0075] より厳密には、
− λが０に等しい場合、長手方向の制御（ブレーキを最大に掛けることによる減速）は、左右方向制御（ブレーキペダルが完全に押し下げられた場合、航空機が非対称ブレーキではもはや作動できないこと）よりも好ましい；
− λが１に等しい場合、左右方向制御（すべて偏揺れ速度次第であること）は、長手方向の制御（例えば、ハンドルが完全に回りきっている限り、操縦士が航空機にブレーキをこれ以上かけることができないこと）より好ましい；
− λの中間値（０から１の範囲）は、最大限に機能した状態の飽和作動器と左右方向制御との間で妥協を得ることができる。]

权利要求:

請求項1
方向付け可能な前車輪を備えた地上滑走する航空機の左右方向制御方法であって、上記方法は、−指示発生手段（２）を介して、コマンド指示は、上記前車輪の方向付けを制御することに関して発生され、−航空機の現在の対地速度が測定され、−工程ａ）で受信された上記コマンド指示および工程ｂ）で受信された上記測定された現在の対地速度から、工程ｃ）では、航空機の以下のコマンドアセンブリ、即ち、一組のブレーキ（Ｅ１）と一組のエンジン（Ｅ２）のうちの少なくとも一方のために第１の指示が自動的に決定され、上記コマンドアセンブリ（Ｅ１、Ｅ２）は、それぞれ非対称の動作により垂直軸の周りで航空機の左右方向運動を発生させることができ、工程ｄ）では、上記第１の指示が自動的にコマンドアセンブリ（Ｅ１、Ｅ２）に適用される方法であって、−方向付けシステム（１９） は自動的に監視され、これは、上記方向付けシステム（１９）の故障を検知できるよう上記前車輪を方向付けすることを目的とし、−故障が検知されない限り、上記コマンド指示は、前車輪の上記方向付けシステム（１９）に対して、上記指示発生手段（２）によって自動的に発生され、上記工程ａ）からｄ）は実行されず、−故障が検知されるとすぐに、上記工程ａ）からｄ）は自動的に実行され、航空機に左右方向移動を発生させ、上記左右方向移動は、上記前車輪に対するコマンド指示の適用によって発生されたであろう左右方向移動とほぼ同一であるものであるが、上記コマンド指示は、上記前車輪の方向付けシステム（１９）に適用されていないものであることを特徴とする方法。
請求項2
工程ｃ）では、ｃ１）前車輪の方向付け角度は演算され、これは、上記コマンド指示を表しｃ２）航空機の軌道の現在のカーブは、上記方向付け角度に従って前車輪が方向付けられる場合、そうであるように演算され、ｃ３）少なくとも上記現在のカーブおよび上記測定された現在の対地速度から、上記第１の指示が演算されることを特徴とする請求項１に記載した地上滑走する航空機の左右方向制御方法。
請求項3
工程ｃ２）では、上記現在のカーブｃは、以下の式ｃ＝ｔｇβ／Ｌにより演算され、ここで、−βは、工程ｃ１）で計算された前車輪の方向付け角度であり、−Ｌは、航空機の長手方向の軸間距離であり、−ｔｇは、タンジェントを表すことを特徴とする請求項２に記載した地上滑走する航空機の左右方向制御方法。
請求項4
工程ｃ３）では、−制御された圧力は、上記現在のカーブおよび測定された現在の対地速度から演算され、−上記現在のカーブおよび制御された圧力から、中間の圧力指示ＰｓＧおよびＰｓＤは、それぞれ左右に適用されるように決定され、−上記中間の圧力指示ＰｓＧおよびＰｓＤから、圧力指示ＰｃＧおよびＰｃＤ は演算され、これは一組のブレーキ（Ｅ１）のための第１の指示を示し、航空機の左側に作用するブレーキと右側に作用するブレーキそれぞれに適用されるものであり、上記圧力指示ＰｃＧおよびＰｃＤは、以下の式により計算され：ここで、・ λは、加重係数、・Pmaxは、ブレーキによって許容される最大圧力、・ＰｉＧは、中間の圧力指示ＰｓＧと左ブレーキペダルの圧力指示を合わせることで得られる圧力指示、・ＰｉＤは、中間の圧力指示ＰｓＤと右ブレーキペダルの圧力指示を合わせることで得られる圧力指示であることを特徴とするクレーム２および３のいずれか１項に記載した地上滑走する航空機の左右方向制御方法。
請求項5
−地上滑走する航空機の偏揺れモーメントを制御するための総合的な指示が受信され、−上記総合的な指示は、前車輪の方向付けの制御に関するコマンド指示と補助的な指示に自動的に分配され、−上記コマンド指示のために、上記工程ａ）からｄ）が実行され、−上記補助的指示は、航空機の左右方向移動に作用するための補助手段（３３）に自動的に適用されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載した地上滑走する航空機の左右方向制御方法。
請求項6
−さらに、第２の指示が上記コマンドアセンブリを制御するために受信され、−総合的な指示が上記第２の指示および第１の指示から決定され、−工程ｄ）では、上記第１および第２の指示から得られた総合的な指示が、上記コマンドアセンブリに適用されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載した地上滑走する航空機の左右方向制御方法。
請求項7
工程ｄ）では、上記第１の指示を上記コマンドアセンブリに適用する前に、上記第１の指示は、それらが最大値より高い場合、最大値に限定されることを特徴とする先行する請求項１から６のいずれか１項に記載した地上滑走する航空機の左右方向制御方法。
請求項8
工程ｃ）では、第１の指示が決定され、この第１の指示は、上記一組のブレーキ（Ｅ１）のための指示と、上記一組のエンジン（Ｅ２）のための指示を有し、工程ｄ）では、上記指示が上記一組のブレーキ（Ｅ１）およびエンジン（Ｅ２）にそれぞれ適用されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の地上滑走する航空機の左右方向制御方法。
請求項9
方向付け可能な前車輪を備えた地上滑走する航空機の左右方向制御装置であって、上記装置（１）は、−上記前車輪の方向付けの制御に関するコマンド指示を発生するための手段（２）と、−上記航空機の現在の対地速度を測定するための手段（３）と、−上記コマンド指示および上記現在の対地速度から、以下のコマンドアセンブリ、即ち、航空機の一組のブレーキ（Ｅ１）と一組のエンジン（Ｅ２）のうち少なくとも一方のための第１の指示を自動的に決定するための演算ユニット（４）であり、上記コマンドアセンブリ（Ｅ１，Ｅ２）は、それぞれ非対称的動作により垂直軸の周りに航空機の左右方向移動を発生させることができるものと、−上記第１指示を上記コマンドアセンブリ（Ｅ１、Ｅ２）に自動的に適用するための手段（７）と、を備えるものであって、上記装置（１）は、さらに、監視システム（２３）を備え、上記監視システムは、上記前車輪を方向付けるための方向付けシステム（１９）を自動的に監視して、上記方向付けシステム（１９）の故障を検知できるようにするためのものであり、上記装置（１）は、−故障が上記監視システム（２３）によって検知されない限り、上記装置（１）は、上記方向付けシステム（１９）を介して、上記指示発生手段（２）によって発生したコマンド指示を自動的に前車輪に適用し、上記計算ユニット（４）の実行は妨げられ；−故障が上記監視システム（２３）によって検知されるとすぐに、上記装置（１）は、演算ユニット（４）によって左右方向制御を実行し、航空機に上記前車輪に対するコマンド指示の適用によって発生したであろう左右方向移動とほぼ同一である左右方向移動を発生させ、上記方向付けシステム（１９）は、もはや前車輪に対して、手段（２）によって発生したコマンド指示を適用しない；ように形成されていることを特徴とする地上滑走する航空機の左右方向制御装置。
請求項10
上記演算ユニット（４）は、−前車輪の方向付け角度を演算する手段（３５）であり、これは、上記コマンド指示を表すものと、−航空機の軌道の現在のカーブを、上記方向付け角度に従って前車輪が方向付けられる場合、そうであるように計算する手段（３６）と、−少なくとも上記現在のカーブおよび上記測定された現在の対地速度から、上記第１の指示を演算する手段（３８）とを備えることを特徴とする請求項９に記載した地上滑走する航空機の左右方向制御装置。