JP6161638B2 - 定常バンク角旋回を使用した風算出システム - Google Patents
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Description
(1)
(2)
ここでAzは、任意の時間tにおける航空機304の対気速度機首真方位である。この実施例では、航空機304の速度は任意の数の種々の方法を用いて特性評価される。例えば航空機304の速度は、指示対気速度、真対気速度、及び対地速度を使用して表され得る。これらの各速度の機首方位は、特定のタイプの速度に対する航空機の磁気方位である。例えば、指示対気速度及び真対気速度は同じ方向であるが異なる大きさを有し得る。対地速度は航空機の地面に沿った速度であり、指示及び真対気速度に比べて、風の効果により異なる方向及び異なる大きさを有し得る。
(3)
ここで、
であり、Qは機首真方位角比 度/秒、であり、g=32.2ft/S2であり、φ=バンク角 度、及び、VT=真速度(ft/s)である。
(4)
(5)
これらの実施例で時間jは、定常バンク角を使用した旋回の開始から測定された時間である。全測定位置群330に対する方程式(4)及び(5)の二乗及び加算、並びにAzについての微分により以下が得られる。
(6)
(7)
全測定位置群330に対する方程式(4)及び(5)の二乗及び加算、並びにVwind.x及びVwind.yについての微分により以下が得られる。
(8)
(9)
方程式6及び7を足し、並びに方程式8及び9を使用して以下の方程式となる。
(10)
(11)
(12)
無人航空機を運航する方法であって、
無人航空機を、所定の地上航跡を横切って定常バンク角で飛行させることと、
無人航空機が定常バンク角で飛行する間、無人航空機の位置群を特定することと、
無人航空機の定常バンク角と位置群とを使用して風速及び風向を特定することと、
風速及び風向を使用して、所定の地上航跡上を飛行するよう無人航空機を運航することと
を含む方法。
無人航空機の位置群を使用して無人航空機の真対気速度を特定することであって、無人航空機の位置群と定常バンク角とを使用して風速及び風向を特定することは、
無人航空機の位置群、定常バンク角、及び無人航空機の真対気速度を使用して風速及び風向を特定することを含む、特定すること
をさらに含む、条項1に記載の方法。
風速及び風向を使用して、所定の地上航跡上を飛行するよう無人航空機を運航することは、
風速及び風向を使用して偏流修正角を特定することと、
無人航空機が所定の地上航跡上を飛行するよう無人航空機の機首方位を調整することと
を含む、条項1に記載の方法。
条項4.
前記コンピュータシステムは、前記所定の地上航跡に沿って前記定常バンク角で飛行する航空機についての情報を自動的に受信するように構成され、前記機動地上航跡は前記航空機の前記所定の地上航跡を横切り、前記コンピュータシステムは前記航空機の前記機動地上航跡に沿った前記位置群から前記風についての前記情報を特定する、
条項1に記載の航空機管理システム。
航空機は無人航空機である、条項4に記載の航空機管理システム。
コンピュータシステムは航空機又は遠隔位置のうちの少なくとも1つに位置する、条項4に記載の航空機管理システム。
このように、様々な例示的実施形態は航空機の運航のための方法及び装置を提供する。様々な例示的実施形態は、所定の地上航跡に沿った航空機の飛行に影響を与え得る風についての情報を特定する能力を提供する。
例示的実施形態の一又は複数により、航空機のための風情報の特定が、観測気球など他の機構を使用することなく可能となる。さらに、風について特定された情報が、観測気球などの他の機構を使用するよりも正確である。実施例では、航空機の飛行に実際に影響する風について情報を特定するために、機動飛行を実施する航空機に対する風の効果が使用される。
また、一又は複数の例示的実施形態は、航空機と航空交通管制との間の情報伝送を含まない。この手法で、航空機の運航における風情報の特定のための追加装備は不要である。結果として、航空機における重量、費用及び複雑さが抑えられる。
例示的実施形態のいくつかの代替的実装では、ブロックに記載された一つ又は複数の機能は、図中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、含まれる機能性によっては、連続して示される2つのブロックは実質的に同時に実行される場合があり、又はブロックは時に逆の順序で実行されうる。また、フロー図又はブロック図に描かれているブロックに加えて他のブロックが追加されることもありうる。
したがって、一又は複数の例示的実施形態は、航空機の地上航跡上の飛行に影響する風についての情報を特定する方法及び装置を提供する。特に、一又は複数の例示的実施形態は、無人航空機の運航に適用され得る。
実施例では、航路において横風が考慮されない場合にコース修正の反復を減少するために、風について特定された情報を伴って、定常バンク角を使用し自動判定された偏流修正角からの機首方位の自動算出が使用される。
上述した様々な実施形態の説明は、例示及び説明を目的とするものであり、完全な説明であること、又はこれらの実施形態を開示された形態に限定することを意図していない。当業者には、多くの修正例及び変形例が自明である。さらに、異なる例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なる特徴を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
Claims (15)
- 無人航空機を運航する方法であって、
前記無人航空機を、前記無人航空機の所期の地上航跡を横切って、定常バンク角で飛行させるステップと、
前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角で飛行する前記無人航空機の位置群を使用して、風についての情報を特定するステップと、
前記情報により特定された偏流修正角を特定することによって特定された前記風に基づいて、前記所期の地上航跡上を飛行するよう前記無人航空機の機首方位を調整することにより、前記所期の地上航跡上を飛行するよう前記無人航空機の飛行を調整するステップと、を含む、方法。 - 前記無人航空機を、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角で飛行させる前記ステップと、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角で飛行する前記無人航空機の前記位置群を使用して前記風についての前記情報を特定する前記ステップと、特定された前記風に基づいて、前記所期の地上航跡を飛行するよう前記無人航空機の前記飛行を調整する前記ステップと、が、前記無人航空機のコンピュータシステムにより自動的に実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記無人航空機を、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角で飛行させるステップは、
前記無人航空機を、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、機動地上航跡に沿って前記定常バンク角で飛行させるステップを含み、
前記機動地上航跡は、前記無人航空機が機動飛行を実施する際にたどる地上航跡である、請求項1に記載の方法。 - 前記無人航空機を、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角で飛行させるステップは、
前記無人航空機を、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角を伴う旋回にて飛行させるステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記定常バンク角は第1のバンク角であり、前記無人航空機を、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角で飛行させるステップは、
前記無人航空機を、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記第1のバンク角で第1の旋回にて飛行させるステップを含み、さらに、
前記無人航空機を、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を前記所期の地上航跡の反対方向から横切って、第2の定常バンク角で第2の旋回にて飛行させるステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角で飛行する前記無人航空機の前記位置群を使用して前記風についての前記情報を特定するステップは、前記第1の定常バンク角と前記第2の定常バンク角とで飛行する前記無人航空機の前記位置群を使用して、前記風についての前記情報を特定するステップを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記無人航空機が前記定常バンク角で飛行する間、前記無人航空機の前記位置群を記録するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記所期の地上航跡を横切る際の前記無人航空機の対気速度機首真方位を特定するステップであって、前記無人航空機の前記所期の地上航跡を横切って、前記定常バンク角で飛行する前記無人航空機の前記位置群を使用して前記風についての前記情報を特定するステップは、前記無人航空機の前記位置群、前記定常バンク角、及び真対気速度を使用して前記風についての前記情報を特定するステップを含む、特定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記風についての前記情報を特定するステップは、風ベクトルを特定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 機動地上航跡に沿って定常バンク角で飛行する航空機についての情報を受信するように構成されるコンピュータシステムを含み、前記機動地上航跡は前記航空機の所期の地上航跡を横切り、前記コンピュータシステムは、前記機動地上航跡に沿った前記航空機の位置群から風についての情報を特定するように構成され、
前記機動地上航跡は、前記航空機が機動飛行を実施する際にたどる地上航跡である、航空機管理システム。 - 前記コンピュータシステムは、特定された前記風に基づいて、前記所期の地上航跡上を飛行するよう前記航空機の飛行を調整するようにさらに構成される、請求項10に記載の航空機管理システム。
- 前記航空機は無人航空機であり、特定された前記風に基づいて前記所期の地上航跡上を飛行するよう前記航空機の前記飛行を調整するように構成されるうえで、前記コンピュータシステムは、特定された前記風の情報を使用して偏流修正角を特定し、前記無人航空機が前記所期の地上航跡上を飛行するよう前記無人航空機の機首方位を調整するように構成される、請求項11に記載の航空機管理システム。
- 前記コンピュータシステムは、前記所期の地上航跡に沿って前記定常バンク角で飛行する航空機についての情報を自動的に受信するように構成され、前記機動地上航跡は前記航空機の前記所期の地上航跡を横切り、前記コンピュータシステムは前記航空機の前記機動地上航跡に沿った前記位置群から前記風についての前記情報を特定するように構成されている、請求項10に記載の航空機管理システム。
- 前記航空機は前記定常バンク角で旋回にて飛行し、前記航空機は前記所期の地上航跡を横切る、請求項10に記載の航空機管理システム。
- 前記風についての前記情報は風ベクトルを含む、請求項10に記載の航空機管理システム。
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