JPH0769338B2 - 航空機用対気速度検出信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、航空機用対気速度検出信号発生装置に関し、
特に、オートパイロット装置等の航空機の対気速度保持
システムに用いて好適な航空機用対気速度検出信号発生
装置に関する。

［従来の技術］ 速度保持システムの特性として、対気速度の変動を完全
に補正して速度を一定に保持し得るためには、対気速度
保持システムが高い利得で動作しなければならない。微
風の条件下でも対気速度を敏感に感知するべく高い利得
が得られるように設計された往来の対気速度保持システ
ムは、穏やかな気象条件下では対気速度を比較的一定に
保つ。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、利得を高くすると、対気速度保持システムの感
度が高くなるため、突風や乱流に対して過敏となり、航
空機の乗り心地に著しく支障をきたす。

従って、対気速度を一定に保持するための能力である高
い利得（高感度）と、突風及び乱流に対する敏感さの回
避との間に妥協が計られなければならず、往々にして対
気速度保持能力もあまり高くないし乗り心地もあまり快
適でないという結果になりがちである。

本発明の目的は、突風や乱流による対気速度の変動成分
を除去して長時間にわたる平均的な対気速度信号を得る
ことができるようにした航空機用対気速度検出信号発生
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述した問題点を解決すべく、本発明に係る航空機用対
気速度検出信号発生装置の採用する構成は、ピトー静圧
管を用い航空機の対気速度を示す原対気速度検出信号を
発生する対気速度検出装置と、前後軸に沿う航空機の加
速度を示す加速度検出信号を発生する縦加速度検出装置
とを備え、前記加速度検出信号を積分して得られた短時
間あたりの対気速度信号を、前記原対気速度検出信号と
該対気速度信号との差によって補正する航空機用対気速
度検出信号発生装置であって、前記原対気速度検出信号
と前記対気速度信号との間の差として対気速度差信号を
発生する対気速度差信号発生手段と、前記対気速度差信
号との比例関数として対気速度差信号の比例成分を発生
する比例要素と、前記対気速度差信号の積分関数として
対気速度差信号の積分成分を発生する積分要素と、前記
対気速度差信号の比例成分と前記対気速度差信号の積分
成分と前記加速度検出信号との和として加速度信号を発
生する加速度信号発生手段と、前記加速度信号を時間積
分することにより前記対気速度信号を発生する時間積分
手段とからなることを特徴とする。

［作用］ 一般的に、対気速度信号は、ピトー静圧管の圧力差（動
圧）に基づいて検出される。しかし、このピトー静圧管
は、その原理上、突風や乱流によって急激に信号値が変
化してしまう。

一方、航空機の軸方向の加速度を検出する縦加速度検出
装置が出力する加速度検出信号は、もともと対地表につ
いての信号であるが、対気速度が実質的に変化しないと
みなせる短い時間について考えた場合、この縦加速度検
出信号を時間積分したものは、短時間の対気速度として
利用することができる。確かに、対気速度は、大気に対
する航空機の相対速度であるから、比較的長い時間で考
えれば、風の吹きかた次第で如何様にも変化する。しか
し、短い時間周期においては風の吹きかた、即ち空気の
流れに、実質的変化はないため、この場合、対気速度を
決定するのは、航空機の対地速度となる。

このように、短時間では、航空機の縦加速度検出信号を
時間積分してなる対地速度を疑似的な対気速度として利
用できるのであるが、長い時間を考えると、風の吹きか
た様々に変化して、徐々に実際の対気速度とのずれが蓄
積されていくため（長時間ドリフトの発生）、この疑似
的な対気速度をそのままで使用することはできない。

そこで、本発明は、縦加速度検出信号を時間積分して得
られた疑似的な対気速度を、ピトー静圧管を用いる対気
速度検出装置からの原対気速度検出信号と比較して、こ
の疑似的な対気速度と実際の対気速度とのずれを示す対
気速度差信号を求め、この対気速度差信号を疑似的な対
気速度を加えることにより、実際の対気速度とのずれを
補正しているのである。

ここで、重要なことは、この作用の欄の冒頭で述べたよ
うに、ピトー静圧管は一時的な現象である突風や乱流に
よって、その信号値が平均風速から大きく変動するとい
うことである。従って、疑似的な対気速度をピトー静圧
管による原対気速度検出信号との差によって補正すると
いっても、かかる突風や乱流により一時的に平均風速か
ら大きく外れた原対気速度検出信号に基づいてそのまま
補正したのでは、却って実際の平均風速とのずれが拡大
する可能性がある。

そこで、本発明は、原対気速度検出信号と疑似的な対気
速度信号との差である対気速度差信号を、比例要素と積
分要素とにそれぞれ入力して比例成分と積分成分とを発
生せしめ、この比例成分及び積分成分を時間積分される
前の加速度検出信号に加えることにより、疑似的な対気
速度信号を補正している。即ち、本発明は、突風や乱流
によって対気速度差信号が著しく変動した場合に備え、
この対気速度差信号の急速な変化を調整して鈍らせるこ
とにより、平均風速に基づいて疑似的な対気速度信号を
補正しているのである。ここで、比例要素とは、入力信
号に比例した出力信号を発生させる伝達要素をいい、積
分要素とは、入力信号の時間積分値に比例する出力信号
を発生させる伝達要素をいう。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、第１図〜第７図を参照
しつつ説明する。

第１図は、本発明の航空機用対気速度検出信号発生装置
をアナログ信号系で構成した場合の説明図であって、導
線10を介して出力される対気速度信号（図中「平滑化A/
S」と示す）信号は、周知のピトー静圧管等によって構
成された対気速度検出装置12から出力された原対気速度
検出信号（図中では「A/S」と示す）と、航空機の前後
軸に沿った縦加速度計等で構成された縦加速度検出装置
14（以下「加速度検出装置14」という）から導線13を介
して出力された縦加速度検出信号（以下「加速度検出信
号」という）と、導線10から帰還される対気速度信号の
信号値を示す帰還信号との、３つの信号の和の積分値の
関数として与えられるものである。

対気速度検出装置12から出力される原対気速度検出信号
は、加速器21に加算入力として与えられる一方、導線10
から帰還される帰還信号は加算器21の減算入力として与
えられている。従って、加算器21は、対気速度の変化量
を、対気速度検出信号と導線10から帰還する対気速度信
号との差として求め、両信号値の差を示す値を経時的に
積分して相対対気速度差信号（以下「対気速度差信号」
という）を発生させる対気速度差信号発生手段を構成し
ている。ここで、この加算器21は、短いサイクル毎に、
両信号値を比較するため、加算器21から出力される対気
速度差信号は、単位時間あたりの対気速度の変化を示
し、これは加速度と同一の次元にある。

そして、この対気速度差信号は、積分ゲイン「K8/S」を
有する積分要素としての増幅器19に入力される。この増
幅器19は、対気速度差信号を積分ゲイン「K8/S」で増幅
することにより、対気速度差信号の積分値に比例した積
分成分信号を発生するものである。ここで、この増幅器
19は、入力信号を一定の関係で出力する伝達要素であ
り、次元の変換を行うものではない。

また、対気速度差信号は、比例ゲイン「K9」を有する比
例要素としての増幅器20にも入力される。この増幅器20
は、比例ゲイン「K9」で対気速度差信号を増幅すること
により、対気速度差信号に比例した比例成分信号を出力
するものである。

これら積分成分信号と比例成分信号とは、それぞれ加算
入力として加算器16に与えられる。また、この加算器16
には、導線13を介して加速度検出装置14からの加速度検
出信号も加算入力として供給されている。そして、この
加算器16は、これら３つの加算入力を加算することによ
り、加速度検出装置14からの加速度検出信号を、対気速
度差信号に関する積分成分信号及び比例成分信号によっ
て補正してなる加速度信号を発生させるもので、加速度
信号発生手段を構成している。

そして、導線10上に対気速度信号を出力する積分器15に
は、加算器16から出力された加速度信号が入力されてい
る。そして、この積分器15は、この加速度信号を時間積
分することにより、対気速度信号を発生する時間積分手
段を構成している。

なお、増幅器19のゲイン「K8/S」及び増幅器20のゲイン
「K9」は、導線17,18上の出力信号の組み合わせと共通
の入力信号である対気速度差信号との間の伝達関数が、
約７秒の時定数と約0.7の減衰比とを有する２次振動系
となるように選定されている。

増幅器19,20及び積分器15によるフィルタ動作によっ
て、ピトー静圧管を用いた対気速度検出装置12が出力す
る原対気速度検出信号から、突風及び乱流の外乱入力に
起因する瞬間的な変動成分を全て除去することができ、
平均風速の変化及び航空機の速度変化に伴う長時間にわ
たる平均的な対気速度信号を得ることができる。

他方、慣性等による航空機の各瞬間の速度変化は、加速
度検出装置14より縦の加速度検出信号として検出され
る。この加速度検出装置14によって検出された航空機の
加速度は、時間積分を行う積分器15によって速度に変換
され、これにより短時間の対気速度変化を示す。この結
果、「瞬間的な」対気速度が加速度検出装置14の加速度
検出信号から得られるが、誤差の蓄積等によって積分器
15から出力される対気速度信号に長時間のドリフトが発
生する。しかし、第１図に示す通り、本実施例では、積
分器15から出力された対気速度信号をフィードバックし
て、対気速度検出装置12からの原対気速度検出信号と比
較して補正することにより、実際の対気速度と疑似的な
対気速度との間のずれを未然に防止している。

従って、第１図に示す本実施例に係る対気速度検出信号
発生装置は、縦の加速度検出信号を時間積分して瞬間的
な疑似対気速度信号を発生させつつ、この疑似的な対気
速度信号に重畳する長時間ドリフトを補正しているもの
である。

なお、第１図では、アナログ信号系で構成する場合を例
示しているが、これと等価の対気速度検出信号発生装置
をデジタル信号系のシステムで構成することも可能であ
る。

第２図には、デジタル信号系における対気速度信号の算
出処理ルーチンが示されている。この算出ルーチンは、
ステップ24で処理を開始し、まず、第１のステップ25で
は、対気速度検出装置12から供給される原対気速度検出
信号と、帰還された対気速度信号との差が算出され、こ
れにより対気速度差信号（図中では「A/S差」を示す）
が発生される。このステップ25は、加算器21と等価な処
理を行うものであり、対気速度差信号発生手段を構成す
る。

次に、ステップ26では、前記ステップ25で得られた対気
速度差信号をゲイン「K9」をもって増幅することによ
り、導線18上の信号と等価な対気速度差信号の比例成分
信号（図中では「比例A/S差」と示す）を発生させる。
従って、このステップ26が比例要素を構成する。

次に、ステップ27では、前記ステップ25で得られた対気
速度差信号をゲイン「K8/S」で増幅すると共に、ステッ
プ28では、前記ステップ27で得られた増幅値（図中で
は、「A/S差増分」と示す）を前回値（図中では「前回
積分A/S差」と示す）に加算することにより、導線17上
の信号と等価な対気速度差信号の積分成分信号（図中で
は「積分A/S差」と示す）を発生させる。従って、これ
らステップ27及びステップ28が積分要素を構成する。

そして、ステップ29では、加速度検出装置14から出力さ
れた縦の加速度検出信号に前記積分成分信号及び比例成
分信号を加えることにより、ドリフト補正された加速度
信号を発生させる。従って、このステップ29が加速度信
号発生手段を構成する。

最後に、ステップ30では、前回の対気速度信号（図中で
は「平滑化A/S」と示す）に、前記ステップ29で得られ
た加速度信号を加算することにより、加速度信号を対気
速度信号に変換する。従って、このステップ30が時間積
分手段を構成する。以上で、対気速度算出ルーチンは終
了し、ステップ31で計算機プログラムの他の部分に戻
る。

第２図の簡単化したフローチャートにより示したディジ
タル機能は任意の種類のディジタル飛行制御システム、
たとえば本願と発明者と同じくする“フェイル・オペレ
ーショナル、フェイル・セーフ多重計算機制御システム
に於ける選択的ディスエイブルメント”に関するアメリ
カ特許第４、270、168号明細書に開示されているシステ
ムで実施可能である。実際に、第２図のルーチンは上記
明細書にテーブルで示されているようにダイレクトメモ
リアクセス方式のデータ転送により計算機にロードされ
る加速検出装置からの加速度検出信号及びピトー静圧管
等の対気速度検出装置から入力される対気速度検出信号
を用いて、第９図に示されているようなピッチバイアス
計算用ルーチン906のなかで上記明細書に例示されてい
る計算機により実施されている。他方、本発明は他の種
々のアナログ形式及びディジタル形式の制御システムに
おいて実施することも可能である。

また周知のプログラミング技術を用いて種々の多重機能
又は単機能のコンピュータシステムで実施することも可
能である。

第１図に示した本発明の実施例は、公知の高度保持オー
トパイロット機能のための基準信号を得るのに、積分さ
れた垂直加速度信号を使用する技術と類似性を有する。
しかし、この場合、積分された垂直加速度信号は高度保
持の先導部分で気圧高度レートに対する代替としてしか
用いられていない。積分された垂直加速度信号を使用す
る目的は、ノイズを含む気圧高度信号を微分するとノイ
ズが一層増すので、このノイズ含有信号の微分を避ける
ことである。また、高度保持オートパイロット機能にお
ける垂直加速度信号の積分値は基準信号の形成にのみ用
いられており、保持されるべき高度を示す情報としては
用いられていない。それに対して、本発明では、積分さ
れた軸線方向加速度信号が航空機の対気速度を示す基本
的なパラメータとして用いられており、対気速度検出装
置からの対気速度検出信号は対気速度に被積分加速度信
号に対して長時間のドリフトのない基準を与えるため
と、対気速度に関連する比較的一定な風速基準を与える
ためとに用いられている。

次に、第３図〜第７図を参照して、本発明の実施例に係
る対気速度検出信号発生装置をオートパイロット装置に
適用した場合について説明する。なお、図示の実施例は
アナログ形式で、制御信号を形成する第３図の回路と、
第３図で形成された信号により動作する第４図のピッチ
軸オートパイロットシステムとに分けて説明する。

第３図に示すように、第１図の対気速度信号発生装置に
よって形成され、導線10を介して供給される対気速度信
号はコンパレータ32に与えられる。コンパレータ32は、
対気速度信号をあらかじめ設定された航空機の最低巡航
速度を示す対気速度基準値と比較して、航空機の対気速
度が巡航速度域にあるのか又は亜巡航速度域にあるのか
を判別する。本実施例においては、対気速度基準値は60
ノットに設定されている。コンパレータ32は、対気速度
信号により示される対気速度（A/S）が60ノット以上で
あることを示す“A/S＞60ノット”信号もしくは60ノッ
ト以下であることを示す“A/S＜60ノット”信号を発生
する。A/S＞60ノット信号及びA/S＜60ノット信号は、そ
れぞれ導線33、34に与えられる。航空機の巡航速度（こ
こに説明する実施例では60ノット以上）と亜巡航速度
（60ノット未満）との間に移行を検出するため、導線3
3、34上の信号は互いに時間的にずらして比較される。
そのために導線33上の信号は遅延回路35に、また導線34
上の信号は遅延回路36に与えられる。対気速度が60ノッ
ト以上から60ノット以下に移行する場合には、アンド回
路37は導線34上の“A/S＜60ノット”信号と導線33上の
“A/S＞60ノット”信号の消滅後に50ms間だけ持続する
遅延回路35の出力信号とにより50ms間だけ導通する。そ
れによりオア回路38は巡航速度と亜巡航速度との間の移
行が生じたことを示す50msパルス信号を導線39上に出力
する。同様に、亜巡航速度から巡航速度への移行時に
は、アンド回路40が50ms間だけ導通し、それによりオア
回路38は同じく50msパルス信号を導線39上に出力する。
周知のように、ヘリコプタの操縦桿にはつりあい装置の
解除ボタンまたはスイッチを設けるのが通常である。ト
リム解除スイッチが押されると、導線41上にトリム解除
信号が発生される。また、操縦桿の前方及び後方への操
作時に操縦士に人工操舵感覚を与えるために、人工感覚
装置が設けられている。通常、この人工感覚装置は、ば
ね復帰スイッチまたは弁で構成されている。人工感覚装
置のスイッチが投入されるとその瞬間の軸線方向のサイ
クリッチピッチ軸のつりあい位置に対応した人工操舵感
覚がばね等によって発生される。本実施例においては、
人工感覚装置による人工操舵感覚が軸線方向のサイクリ
ックピッチ制御に関して適用した例を示しているので、
図示のように、人工感覚装置のスイッチ42は前方接点43
及び後方接点44を有し、それぞれ相応の極性の電圧源4
5、46に接続されている。従って、もし操縦士がヘリコ
プタの機種下げ姿勢の増大または現在のトリム点からの
速度の増大を希望するならば、パイロット接点43が閉じ
るようにスイッチ42を押して導線47上に正の信号を生じ
させることができる。他方、スイッチが後方に押されれ
ば、導線47上に負の信号が現れる。人工感覚装置のスイ
ッチが押されたことは、導線47上の信号がある正負のス
レシホルド幅を越えた時に応動するウインドウ・コンパ
レータ48により検出され、導線49上のコンパレータ出力
信号が発せられる。単安定マルチバイブレータ50は人工
感覚装置の動作中に50msパルスを導線51に与える。

第３図に示すように、オア回路52は導線39を介して供給
されるオア回路38の出力と、導線41を介して供給される
トリム解除スイッチによって発生されたトリム解除信
号、及び導線51を介して供給される単安定マルチバイブ
レータの出力信号のいずれかに応じて、導線53に、ヘリ
コプタの姿勢制御動作が行われていることを示す姿勢制
御（ピッチ姿勢制御）同期信号を与える。導線53上に姿
勢同期位置信号が存在するとき、オア回路54は導線55上
に、対気速度制御が行われていることを示す対気速度
（A/S）同期位置信号を与える。また、オア回路54には
導線34のA/S＜60ノット信号も供給されるので、A/S＜60
ノット信号が存在するとき、すなわち航空機が亜巡航速
度で飛行しいるときにも対気速度同期位置信号が発生さ
れる。これにより、後述するように、姿勢保持中に対気
速度に変動が生じることは防止される。

人工感覚装置の動作状態を示すウインドウ・コンパレー
タ48の出力信号が導線49上に存在するとき、オア回路56
は導線57上に対気速度偏差制限解除信号を生ずる。ま
た、人工感覚装置の動作状態を示すウインドウ・コンン
パレータ48の出力信号は、アンド回路58の一側入力端子
に供給されるので、アンド回路58が他方の入力端子に供
給されるウインドウ・コンパレータ63の出力レベルに応
じて動作可能とされる。ウインドウ・コンパレータ63
は、対気速度検出信号と対気速度信号の間の偏差と所定
値とを比較する。本実施例においては、偏差に比較され
る所定値は、５ノットに対応した値に設定される。偏差
が所定値を越えている場合には、＞５ノット信号が導線
59に供給され、他方偏差が所定値よりも小さい場合には
＜５ノット信号が導線62に供給される。したがって、＞
５ノット信号が導線59上に存在すれば、アンド回路58の
アンド条件が成立するので、アンド回路の出力が論理値
が“1"となる。このアンド回路58の出力は、双安定回路
60のセット入力端子に供給されているので、双安定回路
60は論理値“1"のアンド回路58の出力によってセットさ
れて、導線61上に信号を与える。それによりオア回路56
は、導線49上の人工感覚装置の信号が消滅した後も導線
57上に対気速度偏差制限解除信号を与え続ける。一方、
双安定回路60のリセット入力端子には、ウインドウ・コ
ンパレータ63より＜５ノット信号が供給されている。し
たがって、一端双安定回路60がセットされると、この双
安定回路は導線62を介してウインドウ・コンパレータ63
より供給される＜５ノット信号により対気速度偏差が５
ノット以下になったことが示されるまでセット状態に維
持される。導線59及び62上の信号は、第４図に関して後
述する回路により導線64上に与えられる対気速度偏差信
号に応答してウインドウ・コンパレータ63によりいずれ
か一方が与えられる。

第３図の回路は、第４図に関して後述するオートパイロ
ットを制御するための状態信号を発生する。導線55上の
対気速度同期位置信号と並んで主要な信号は導線53上の
ピッチ姿勢同期位置信号である。このピッチ姿勢同期位
置信号は巡航速度と亜巡航速度との間の移行（導線39上
の信号）、トリム解除（導線41上の信号）及び人工感覚
装置の動作の開始（導線51上の信号）のいずれかに応答
して発せられる。また、亜巡航速度を示す信号が存在す
る時には、導線55上の対気速度同期位置信号は連続的に
発せられる。ピッチ姿勢同期位置信号は速度移行または
人工感覚装置の動作の開始によっては瞬間的にしか発せ
られないが、トリム解除によっては連続的に発せられ
る。

第４図に示すように、軸線方向（またはピッチ軸方向）
のオートパイロット装置は対気速度制御部（第４図の上
方）と、姿勢制御部（第４図の左下）及び共通部（第４
図の中央から右）を含んでいる。対気速度制御部では、
導線10がゲインK6を有する積分増幅器70から導線69上に
与えられる積分帰還信号とともに加算回路68に与えられ
る。積分増幅器70は、周知のようにパイロットにより基
準対気速度の設定が指令された時に、基準対気速度の設
定値を指定発生時点における実対気速度に一致させるた
めに必要な積分帰還入力を与える。導線71上の積分増幅
器70への入力は、対気速度同期位置信号が導線55上に存
在する時には常に、加算回路68により発せられる導線64
上の対気速度偏差信号の関数としてスイッチ72を通じて
与えられる。対気速度同期位置信号は少なくとも50ms継
続するので、加算回路68の出力は積分増幅器70の出力が
その入力に等しくなるのに十分な時間にわたり積分増幅
器70に与えられ、導線64上の対気速度偏差信号は零に近
づき、積分増幅器70の出力は安定化する。これは同期と
呼ばれている。次に、対気速度同期位置信号がもはや導
線55上に存在しない時には、スイッチ72は開いており、
また（後記のように人工感覚装置の動作中を除いて）導
線71上の信号がなくなるので、その後は導線69上の積分
増幅器70の出力は一定値を保ち、それにより積分増幅器
70は同期時点に於ける所望の対気速度を記憶するメモリ
ユニットとして作用する。

導線64上の対気速度偏差信号は対気速度偏差制限回路73
を通じて、それぞれゲインK4及びK5を有する一対の増幅
器74、75に与えられる。制限回路73は利用される対気速
度偏差信号をある値たとえば５ノットに制限する。しか
し、制限回路73の機能は、第３図の回路からの導線57上
の対気速度偏差制限解除信号によりスイッチ76が閉じら
れてた時には省略される。すなわち、対気速度差が制限
値を越えて変化することを許容することが必要となる人
工感覚装置の動作中には、制限回路73はバイパスされ
る。対気速度保持システムを使用して巡航速度で飛行中
にパイロットが速度のトリム点を知覚したい場合には、
パイロットは人工感覚装置スイッチを押せばよく、人工
感覚装置のスイッチ操作によりパイロットが速度を増し
たいのか減じたいのかに関係する極性で所定の大きさの
信号が導線47上に与えられる。巡航速度で飛行中に、対
気速度が60ノット以上であることを示すA/S＞60ノット
信号が導線33上に存在するので、スイッチ77が閉成さ
れ、人工感覚装置の出力信号を導線71を経て積分増幅器
70の入力端に与える。従って、積分増幅器70は人工感覚
装置のスイッチが押されている間はその方向に応じた極
性の一定の信号を積分する。その結果、積分増幅器70か
ら導線69を経て加算回路68に与えられる信号が変化し、
つりあい点の知覚が人工感覚装置に因り行われているこ
とを示す対気速度偏差信号成分が導線64上に生ずる。

第４図の左下のピッチ姿勢制御部は航空機の垂直ジャイ
ロなどのピッチ軸出力から導き出された導線80上のピッ
チ姿勢信号に応動する。先に説明した第４図左下の対気
速度制御部と同様に、ピッチ姿勢回路はゲインK7を有す
る積分増幅器84の出力を導線82を経て与えられる加算回
路81を含んでいる。増幅器84は導線85上の信号に応動す
る。導線53上のピッチ姿勢同期位置信号の存在に応動し
てスイッチ86が閉じていれば、導線87上の加算回路81の
出力が導線85に与えられる。他方、対気速度が60ノット
以下であることを示す導線34上のA/S＜60ノット信号に
よりスイッチ88が閉じていれば、積分増幅器84は導線47
上の人工感覚装置の動作状態を示す信号に応動する。ピ
ッチ姿勢偏差信号（導線64上の対気速度偏差信号に相
当）は導線87により、それぞれゲインK1及びK3を有し前
記の増幅器74、75に相当する一対の増幅器90、91に与え
られる。

加えて、第４図の左最下部の導線92上のピッチレートジ
ャイロにより得られたピッチレート信号がゲインK2を有
する増幅器93を経てフェードイン回路94に与えられる。
フェードイン回路94は可変利得増幅器とその利得制御入
力端に与える電圧を発生するランプ回路とを含んでお
り、ピッチ同期信号が導線53上に存在する時には常に零
でありその後にあるフェードイン時間たとえば１秒の間
に入力信号に等しい出力信号までたちあがるランプ特性
を有し、このランプ出力信号をピッチレート指令信号と
して導線95を経て加算回路96に与える。

加算回路96は導線97上のピッチ姿勢指令信号にも、導線
98上の対気速度比例信号にも、導線101上の信号の値を
ピッチ値をピッチ軸オートパイロット積分回路100で積
分した導線99上の信号にも応動する。導線101上の積分
回路100の入力信号は、ピッチトリム力が２ポンド以下
であることを示す導線104上の信号によりスイッチ103閉
じられている時には導線102から与えられる。しかも、
もし導線104上の信号が存在しなければ、導線101上の積
分回路入力信号は零となり、後記の目的でピッチ軸オー
トパイロット積分回路100にその現在値を保持させる。
システムが同期化されると、導線53上のピッチ同期信号
が積分回路100に蓄積された値を零にリセットする。

導線102上の信号は、対気速度が60ノット以上であるこ
とを示す信号が導線33上に存在しスイッチ107が閉じら
れている時には増幅器75から与えられ、他方、対気速度
が60ノット以下であることを示す信号が導線34上に存在
しスイッチ108が閉じられている時には増幅器91から与
えられる。従って、導線33及び34のいずれに信号が存在
するかにより、対気速度に関する信号もしくは姿勢に関
する信号がピッチ軸オートパイロット積分回路100に与
えられる。

上記の回路は加算回路96に対して、対気速度偏差信号、
ピッチ姿勢指令信号、ピッチレート指令信号及びピッチ
軸オートパイロット積分回路出力信号を与える。加算回
路96から導線110上に与えられるピッチ軸オートパイロ
ット指令信号は、導線53上のピッチ同期位置信号により
スイッチ112が閉じられている同期中を除いて、レート
制限回路111に通される。レート制御回路111は公知のス
リューレートフィルタであってもよいし、公知のように
微分回路、増幅制限回路及び積分回路を直列に組み合わ
せた回路であってもよい。ピッチ軸オートパイロット指
令信号は、レート制限を受ける場合にも受けない場合に
も、導線113を経て導線115上の操縦桿同期信号との加算
のため加算回路114に与えられる。導線115上の操縦桿同
期信号は後記のように所望の操縦桿トリム位置への同期
化により導き出される。加算回路114の出力は操縦桿基
準信号として導線116を経て加算回路117に与えられ、そ
こで導線118上の操縦桿トリム位置信号を差し引かれ
る。加算回路117の出力は操縦桿指令偏差信号として導
線119を経て（また図示されていない適当な増幅器を経
て）アクチュエータ120に与えられる。ここに説明する
実施例では、アクチュエータ120は操縦桿に所望の力を
与える増力システムの一部分であるが、これは本発明の
一部分をなすものではなく任意の形式であってもよい。
アクチュエータ120は、ばね123を通じてサイクリックピ
ッチ操縦桿122に接続されまたリンケージ123により周知
の形式の主回転翼ブレードピッチ制御機構に接続されて
いる機械的リンケージシステム121に力を加える。リン
ケージ121はそれぞれアクチュエータ及び操縦桿の出力
端に於いて位置検出器126、127たとえば簡単なポテンシ
オメータまたは差動変圧器と接続されている。位置検出
器126から導線118に与えられる信号は操縦桿トリム位置
を示す信号であり、他方操縦桿122に直結されている位
置検出器127から導線128に与えられる信号は操縦桿の実
際位置を示す信号である。パイロットが手動操縦を行っ
ている時には、これらの位置は互いに同一である。導線
118上の操縦桿トリム位置信号は閉ループサーボ作動の
ため加算回路117に与えられるだけでなく、追跡・蓄積
ユニット131にも与えられる。周知のように、追跡・蓄
積ユニットの出力はその追跡指令入力端にピッチ同期信
号が存在する時にはその入力端に与えられる信号を追跡
するが、ピッチ同期位置信号が存在しない時には一定値
にとどまる（即ち最終入力を蓄積する）。従って、ピッ
チ同期中は導線115上の操縦桿同期信号は導線118上の操
縦桿トリムの位置信号に更新され、また導線53上のピッ
チ同期位置信号が消滅すると、追跡・蓄積ユニット131
がその時の導線115上の操縦桿同期信号を保持する。

こうして、ピッチ同期位置信号が存在する同期中は種々
の機能が実行される。いま、対気速度が60ノット以下で
あり（対気速度保持ではなく）姿勢保持機能が第４図の
オートパイロット回路により実行されている場合につい
て考察する。パイロットが姿勢つりあい点を人工感覚装
置により人工操舵感覚を得ようとする場合、またはパイ
ロットがつりあい装置解除スイッチを押した場合、ある
いは対気速度が60ノット以上に移行した場合、ピッチ同
期位置信号が導線53上に現れる。それにより種々の直接
的な結果及び種々の間接的な結果が生じ、システム全体
の再同期が行われる。ピッチ姿勢基準信号がスイッチ86
及び積分増幅器84を通じてピッチ姿勢信号に等しく更新
されるので、導線87上のピッチ姿勢同期位置信号は零に
等しい。従って、増幅器91の亜出力は零に等しく、また
導線102及び101上の信号は零に等しいので、ピッチ軸オ
ートパイロット積分回路100への入力は存在しない。こ
の積分回路は導線53上のピッチ姿勢同期位置信号により
零にリセットされており、加算回路96に至る導線99上に
は信号が存在しない。同様に、導線87上にピッチ姿勢同
期位置信号が零に等しいので、導線97上のピッチ姿勢指
令信号も零である。導線53上のピッチ姿勢同期位置信号
がフェードイン回路94のフェードイン定数を零に強制す
るので、導線95上のランプ出力信号、即ち、ピッチレー
ト指令信号も零である。もし対気速度が60ノット以下で
あれば、（第３図オア回路54により発せられる）導線55
上の対気速度同期位置信号は連続的に存在し、導線69上
の対気速度基準信号は常に平滑化対気速度に再同期化さ
れ、従って導線64上の対気速度偏差信号は零である。ま
た増幅器74は零の対気速度比例信号を導線98上に与え
る。これは亜巡航速度に於けるピッチ姿勢保持が加算回
路96への対気速度偏差入力に影響されないようにするた
めに必要である。

導線53上のピッチ同期信号はレート制御回路111をバイ
パスするので、導線113上の信号は導線110上の零のピッ
チ軸オートパイロット指令信号に直ちに従う。導線53上
のピッチ同期位置信号及び前記の追跡・蓄積ユニット13
1の作用により、加算回路114への導線113上の入力は加
算回路117の出力である操縦桿指令偏差信号になんらの
変化を与えることなく零になり得る。なぜならば、導線
53上にピッチ同期位置信号が存在する間は導線118上の
操縦桿トリム位置信号が追跡・蓄積ユニット131を直ち
に通過して導線115に達し、導線116上の操縦桿基準信号
を導線118上の操縦桿位置信号に等しく保つからであ
る。

アクチュエータ120がピッチ同期位置信号の50msの間に
瞬間的には応動しないために導線118上の操縦桿トリム
位置信号は一定値にとどまる。導線116上の操縦桿基準
信号が上記の操縦桿トリム位置信号に等しくされるた
め、システムの他の部分が再同期化され導線110上に零
のピッチ軸オートパイロット指令信号を与える場合に
も、導線53上のピッチ姿勢同期位置信号はレート制限回
路111をバイパスするので、導線113上の信号は導線110
上の零のピッチ軸オートパイロット指令信号に直ちに従
う。導線53上のピッチ姿勢同期位置信号及び前記の追跡
・蓄積ユニット131の作用により、加算回路114への導線
113上の入力は加算回路117の出力である操縦桿指令偏差
信号になんらの変化を与えることなく零になる得る。な
ぜならば、導線53上にピッチ姿勢同期位置信号が存在す
る間は導線118上の操縦桿トリム位置信号が追跡・蓄積
ユニット131を直ちに通過して導線115に達し、導線116
上の操縦桿基準信号を導線118上の操縦桿トリム位置信
号に等しく保つからである。アクチュエータ120が姿勢
同期位置信号の50msの間に瞬間的には応動しないために
導線118上の操縦桿トリム位置信号は一定値にとどま
る。導線116上の操縦桿基準信号が上記の操縦桿トリム
位置信号に等しくされるため、システムの他の部分が再
同期化され導線110上に零のピッチ軸オートパイロット
指令信号を与える場合にも、導線119上の操縦桿指令偏
差信号は一定値にとどまる。従って、アクチュエータ12
0になんらの過度減少を生ずることなく、差動モードの
変更及び人工操舵感覚の開始が行われ得る。このことは
本発明の１つの特徴である。

ピッチ姿勢同期位置信号の作用は上記のとおりである。
もし導線53上のピッチ姿勢同期位置信号は導線41（第３
図）上のトリム解除信号によりオア回路50を介して得ら
れたものであれば、トリム解除信号の継続中は導線53上
にピッチ姿勢同期位置信号が存在し続け、連続的に同期
化が行われる。通常、パイロットがトリム解除を行う目
的は、亜巡航速度に於いてピッチ姿勢を変更したい場合
または巡航速度に於いては対気速度保持システムのトリ
ム点を大きく変更したい場合のように新たなトリム点を
確立することである。トリム解除信号の継続中はピッチ
姿勢同期位置信号が存在し続けるので、トリム解除信号
の終了時に於ける同期化は現在のピッチ姿勢及び対気速
度において行われ、またトリム解除信号の終了時に操縦
桿は比較的一定に保持されるのでアクチュエータはトリ
ム点を操縦桿と同一の位置に駆動し、その点でパイロッ
トは操縦桿から手を離すことができ、またシステムはト
リム解除信号の継続中に得られた対気速度及びピッチ姿
勢に同期化される。その後にシステム及び対気速度の遅
れによる速度偏差を補正するため瞬間的な人工操舵感覚
が用いられてよい。

次に、ピッチ軸オートパイロット使用中にパイロットが
サイクリックピッチ操縦桿122を前方に押しかつコレク
ティブピッチ操縦桿を上方に動かすことにより航空機を
巡航速度以下の対気速度から巡航速度以上の対気速度
へ、例えば40ノットから100ノットへの加速する場合を
考察する。それにより60ノット以下の対気速度から60ノ
ット以上の対気速度への移行が生ずる。従って、オア回
路38（第３図）は応動して50msのピッチ姿勢同期位置信
号を導線53上に与える。前記のピッチ姿勢同期位置信号
の機能は同様にしてすべて実行される。ピッチ姿勢も平
滑化対気速度もそれぞれの積分増幅器70、80により再同
期化されるので、導線64上の対気速度偏差及び導線87上
のピッチ姿勢偏差はいずれも零であり、従って増幅器7
4、75、90及び91のすべての出力は零である。また以前
のように、フェードイン回路94は零の利得を有し、ピッ
チ軸オートパイロット積分回路100はリセットされてお
り、従って加算回路96への入力のすべては以前の用に零
である。その結果、導線113上の加算回路114への入力は
以前のように零である。従って、巡航速度に於けるピッ
チ同期機能と亜巡航速度に於けるそれとの間の相違は、
対気速度偏差が巡航速度ではピッチ同期により同期化さ
れるが、亜巡航速度では常に同期化されることだけであ
る。

次に、人工操舵感覚動作を考察する。第３図で導線47上
の信号は導線49上に離散的な人工感覚装置の動作状態を
示す信号を生じ、単安定マルチバイブレータ50の50msの
出力パルス継続時間にわたり導線53上にピッチ姿勢同期
位置信号を発生させる。これは、ピッチ姿勢同期位置信
号に関するかぎり、導線39上の50msパルスの動作と同一
である。もし対気速度が巡航速度以上であれば、50msの
対気速度同期位置信号が導線55上に現れるが、もし対気
速度が亜巡航速度であれば、この信号は連続的に現れ
る。従って、第４図の回路の瞬間的な同期化が先に対気
速度の移行に関して説明したように生ずる。しかし、そ
の後に導線49上の連続的な人工感覚装置の動作状態を示
す信号は導線57上に連続的な対気速度偏差制限解除信号
を生ずる。この信号に応動して第４図のスイッチ76が制
限回路73をバイパスするので、（50ms同期信号の後）対
気速度偏差信号は制限を受けずに両増幅器74、75を通じ
てシステムに供給され得る。このことは、人工操舵感覚
の結果として積分増幅器70より対気速度偏差が生ずれ
ば、それにシステムが応動するので、人工操舵感覚の完
了時には、人工操舵感覚に続いて航空機の姿勢を調節し
続けるような対気速度偏差が残留しないことを意味す
る。

導線47上の人工感覚装置の動作状態を示す信号は、A/S
＞60ノット信号が導線33上に存在するかA/S＜60ノット
信号が導線34上に存在するかに関係してスイッチ77,88
のいずれかを通じて積分増幅器70または84に与えられ
る。導線53上の50msピッチ姿勢同期位置信号が終了する
と、スイッチ86は開き、また導線55上の50ms対気速度同
期位置信号が終了すると、スイッチ72は開く。その後に
（対気速度に関係して）それぞれスイッチ77,88を通過
する導線47上の人工感覚装置の動作状態を示す信号は、
対応する積分増幅器70,84上に人工感覚装置の動作状態
を示す信号の固定電圧の積分を開始させる、接点43,44
のいずれかがパイロットにより閉じられたかに関係して
積分増幅器の出力を増大もしくは減少させる。必要に応
じて、積分増幅器70への入力導線71がスイッチ72により
導線64上の対気速度偏差信号に接続されると同時にスイ
ッチ77により導線47上の人工感覚装置の動作状態を示す
信号に接続されるのを防ぐため（同様にスイッチ86,88
が同時に閉じるのを防ぐため）、導線47上の人工感覚装
置の動作状態を示す信号を約50msだけ遅延させることも
できる。人工感覚装置が押されている間、積分は継続
し、対気速度が巡航速度以上であるか否かに関係して、
対応する積分増幅器70,84が変化する基準信号を加算回
路68または81に与える。また、人工感覚装置・スイッチ
が押されている間、導線57上の対気速度偏差制限解除信
号に応動するスイッチ76により対気速度偏差制限回路73
はバイパスされる。従って、人工感覚装置の動作状態を
示す信号により生ずる対気速度偏差は制限を受けずにス
イッチ76を通じて増幅器74及び75に与えられ、これらの
増幅器の出力は加算回路96の出力であるピッチ軸オート
パイロット指令信号に均整のとれた影響を与える。人工
感覚装置の動作状態を示す信号の存在中に対気速度偏差
が５ノットを越えていれば、双安定回路60（第３図）が
セットされているので、導線57上に対気速度偏差制限解
除信号が存在し続ける。また、人工操舵感覚中またはそ
の後に対気速度偏差が５ノット以内に達すれば、ウイン
ドウ・コンパレータ63（第３図）により導線62上に発せ
られる信号により双安定回路60がリセットされるので、
人工操舵感覚終了はオア回路56から導線57上にもはや対
気速度偏差制限解除信号が発せられない。従って、制限
回路が再び作動可能となり、それ以後の大きな対気速度
偏差は５ノットに制限され、一つの対気速度から他の対
気速度への滑らかな移行が行われる。

対気速度の移行によりピッチ姿勢同期位置信号が生じて
いる間またはトリム解除スイッチが押されている時は対
気速度偏差制限解除信号が現れないので、制限回路73は
作動可能である。従って、もしパイロットがオートパイ
ロット・システムを切り離さずにオートパイロット・シ
ステムにかわって手動操縦をすれば、対気速度はその基
準から著しく変更されるが、それにもかかわらずオート
パイロット・システムは５ノットの対気速度偏差にしか
応動されない。それにより速度間の移行から滑らかに行
われる。

次に、旋回及びその後の基準速度への復帰を行う場合の
ように、パイロットがオートパイロット・システムに代
わって手動操縦を行いたいが、オートパイロット・シス
テムを切り離したくない場合を考察する。もしパイロッ
トがアクチュエータ位置からの差の限界値を越える十分
大きな入力を操縦桿に与えれば、二つの位置検出器126,
127の出力信号が導線118,128上に特定の限界値（ばね12
3に於ける約２ポンド（0.9kg）の力と等価）を越えて相
違する信号を生じ、それによりコンパレータ140は力が
２ボンド以下であることを示す導線140上の信号を消滅
させる。それによりスイッチ103がピッチ軸オートパイ
ロット積分回路100への入力信号を断つので、積分回路
はそのときに導線99上に生じていた出力信号を保持す
る。これはパイロットによる手動操作が行われる以前の
トリム点を記憶するメモリとして作用する。パイロット
がオートパイロット・システムに代わって手動操縦をし
ている間、対気速度偏差制限回路73がオートパイロット
・システムを５ノット（または他の適当な値）の対気速
度偏差にのみ応動させる。従って、パイロットが飛行運
動を完了するとき、所望の対気速度からの平滑化対気速
度の差が大きな対気速度偏差を生じ得るが、ピッチ軸オ
ートパイロット積分回路を含めてオートパイロット・シ
ステムは比較的小さな対気速度偏差しか与えられず、ま
たピッチ軸オートパイロット積分回路自体はパイロット
による手動操作が行われる以前の所望の対気速度と等価
な初期値を有し、対気速度偏差に対して緩慢にしか変化
しない入力を生じている。

第２図のところでも述べたように、本発明は第１図、第
３図及び第４図に示した形式のアナログ回路のかわりに
ディジタル計算機により有利に実施され得る。

さて第５図を参照すると、ピッチ軸オートパイロットを
制御するための状態ワードを確立するサブルーチンはエ
ントリ点143から第１テスト144に入り、そこで操縦パネ
ルのトリムスイッチ及び操縦桿のトリム解除スイッチの
状態がテストされる。もしトリムスイッチが閉じており
かつトリム解除スイッチが押されていなければ、テスト
144の肯定的結果（Ｙ）によりステップ145でピッチ軸操
縦桿トリム中フラグがセットされる。さもなければ（否
定的結果（Ｎ）の場合には）、ステップ145はバイパス
される。この実施例ではピッチ軸操縦桿トリム中フラグ
が存在しないことは、後で第６図で一層詳しく説明する
ように、（導線55上の対気速度同期位置信号と並んで）
導線53上のピッチ姿勢同期位置信号と等価なものとし
て、リセット及び同期機能を生ずるの用いられている。
巡航速度の場合と亜巡航速度の場合との相違は、テスト
147でピッチ軸操縦桿トリム中が示されかつテスト148で
平滑化速度60ノット以上が示されたときにはステップ14
6で対気速度保持中フラグがセットされることである。
もしテスト149で人工感覚装置スイッチが現在のサイク
ルの間に押されていると判定されれば、対気速度偏差制
限解除フラグがステップ150でセットされる。このフラ
グは、いったんステップ150でセットされた後は、人工
操舵感覚の終了がステップ149の否定的結果により示さ
れかつ対気速度偏差５ノット以下がテスト151で示され
てステップ152でリセットされるまで保持される。

もし対気速度中（即ちピッチ軸操縦桿トリム中かつ平滑
化対気速度60ノット以上）であれば、テスト153の肯定
的結果によりテスト154に進み、そこで人工感覚装置ス
イッチが現在のサイクルの間に押されているか否かが判
定される。もしその結果が肯定的であれば、人工感覚装
置スイッチが前回サイクルでも押されていたか否かが今
回サイクルのビープ・フラグ（Ｎ）と前回サイクルのビ
ープ・フラグ（Ｍ）との比較によりテスト155で判定さ
れる。もしテスト155の結果が否定的であれば、このこ
とは人工操舵感覚が今回サイクルの間に開始されたこと
を意味し、ステップ157でピッチ軸操縦桿トリム中フラ
グがリセットされる（先に第３図で説明したように人工
操舵感覚の結果としての姿勢同期位置信号の発生と等
価）。

図示されていないが、本発明のディジタル形式の実施例
に於いて、状態フラグのいくつかは各主要プログラムサ
イクルの開始時点でリセットされ、プログラムがそのサ
イクル中に条件の存在を反映するまで進むにつれて選択
的にセットされる。この実施例では、第５図のルーチン
に到達するに先立って、ピッチ軸操縦桿トリム中フラ
グ、対気速度保持中フラグ及び中間的に用いられた計算
値のいくつかはリセットされる。そして、後で一層詳細
に説明するように現在の条件によっては零状態にとどめ
られる。

テスト155の結果が否定的であれば、ステップ157はバイ
パスされる。テスト155の後に各サイクルでステップ158
に於てビープ状態の更新が行われる。本実施例では、第
５図のサブルーチンが完了すると、プログラムは戻り点
159から他の部分に戻る。しかし、所望であれば、第５
図のサブルーチンから直ちに第６図のサブルーチンに移
行することもできる。

次に第６図を参照すると、第５図で確立された状態ワー
ドのいくつかを用いるピッチ軸オートパイロット・プロ
グラムはエントリ点160から第１テスト161に入り、そこ
でピッチ軸操縦桿トリム中か否かが判定される。その結
果が肯定的であれば、テスト162で今回サイクル中の対
気速度保持状態が前回サイクル中のそれにくらべて等し
いか否かが判定される。これは巡航速度と亜巡航速度と
の間の移行が生じた時には姿勢同期位置信号及びそれに
関連する信号を発生する第３図中の回路36〜39と等価で
ある。もし移行が生じていなければ、テスト162の結果
は肯定的であり、オートパイロット・ピッチ計算が後で
第７図で説明するようにして行われる。しかし、対気速
度の移行が生じていれば、テスト162の結果は否定的で
あり、対気速度保持状態の更新がステップ163で行われ
る。

速度移行が生じている場合またはピッチ軸操縦桿トリム
中でない場合には、第４図でピッチ姿勢同期位置信号に
より実行される過程とほぼ等価な複数個のステップが実
行される。先ず、第４図のスイッチ86及び積分増幅器84
により得られる同期化機能と等価な機能として、ステッ
プ164でピッチ姿勢基準がピッチ姿勢に等しくされる。
次に、第４図の追跡・蓄積ユニット131の動作と等価な
機能として、ステップ165で操縦桿同期値が操縦桿操作
位置と等しくされる。次に第４図のスイッチ72及び積分
増幅器70により行われる同期化と等価な機能として、ス
テップ166で対気速度基準値が平滑化対気速度と等しく
される。ステップ166aはピッチ軸オートパイロットの積
分回路の値をリセットする。ステップ167はピッチレー
ト・フェードイン係数を最初に零にセットする。これ
は、ここには説明されていないが前記米国特許第4,270,
168号明細書の第21図により説明されているものと類似
のプログラムの一部として用いられ得る。フェードイン
係数は最初に零にセットされた後にある限界値に達する
まで特定のレートで増され、第４図のフェードイン回路
94で説明した作用と同一の作用をする。ステップ168で
は、第４図で対気速度偏差が零になれば対気速度比例信
号も零になるのと同じく、対気速度比例信号が零にセッ
トされる。またステップ169では、第４図ですべての入
力が零になれば加算回路96の出力も零になるのと同じく
現在のサイクルのピッチ軸オートパイロット指令が零に
セットされる。

ピッチ軸操縦桿トリム中でありかつ対気速度移行が生じ
ていないとテスト161及び162で判定されたため再同期化
が行われない場合には、第７図のピッチ軸オートパイロ
ット計算ルーチンがエントリ点170で開始される。第７
図で、最初のステップ171では対気速度保持中か否かが
判定される。その結果が否定的であることは第３図及び
第４図の実施例で対気速度が60ノット以下であることと
等価である。これはピッチ軸オートパイロット・システ
ムが姿勢保持に用いられていることを意味する。このよ
うな場合、テスト171の否定的結果はステップ172に通
じ、そこでビープ固定値（第３図及び第４図の実施例に
おける導線47上の±ビープの固定電圧と等価）と人工感
覚装置がトリガ点を人工操舵感覚を付与すべき角度毎秒
を示す係数（積分増幅器84のK7と等価）との積としてピ
ッチ姿勢増分が形成される。積分はピッチ姿勢基準にピ
ッチ姿勢増分を加えるというステップ173における累算
として行われる。もし人工操舵感覚が進行中でなけれ
ば、±ビープ値は零であり、またピッチ姿勢増分は零で
あるから、ピッチ姿勢基準は第６図のステップ164で同
期化されたピッチ姿勢に等しい値にとどまる。

もしステップ171が対気速度保持中を示せば、姿勢係数
ではなく対気速度に関する係数が計算される。ステップ
174が対気速度基準増分を固定人工感覚装置の動作状態
を示す値（零であってもよい）と人工操舵感覚が速度ト
リム点を、人工操舵感覚を付与すべきノット毎秒を示す
係数（第４図の実施例に於ける積分増幅器70のK6と等
価）との積として計算する。次に、ステップ175で対気
速度基準に対気速度基準増分を加える形で積分が行われ
る。これらのステップはステップ172及び173と相似して
いる。次に、ステップ176と対気速度偏差が対気速度基
準と平滑化対気速度との間の差として形成される。これ
は第４図の実施例似於ける加算回路68の機能と等価であ
る。次に、テスト177で対気速度偏差制限が解除されて
いるか否かが判定される。これは第５図のステップ150
で確立された状態のフラグのテストであり、第４図の実
施例に於けるスイッチ76の機能と等価である。もしテス
ト177の結果が肯定的であれば、制限機能はバイパスさ
れる。しかし、もしテスト177の結果が否定的であれ
ば、テスト178で対気速度偏差が５ノット以上か否かが
判定され、もし５ノット以上であれば、ステップ179で
対気速度偏差が５ノットの制限値に等しくセットされ
る。もしテスト178の結果が否定的であれば、テスト180
で対気速度偏差が−５ノットよりも負の大きな値である
か否かが判定され、もしそうであれば、ステップ181で
対気速度偏差が−５ノットの制限値にセットされる。制
限が行われる場合にも行われない場合にも、ステップ18
2に到達し、そこで対気速度比例信号（第４図の実施例
に於ける導線98上の信号を等価）が対気速度偏差と第４
図の実施例の増幅器74に於けるK4と等価な利得定数と積
の関数として形成される。

対気速度保持中であるか否かに拘わらず、適当な姿勢ま
たは対気速度係数の計算の後、ピッチ軸オートパイロッ
ト計算のプログラムはステップ183に進む。ステップ183
ではピッチレート指令係数（第４図の実施例に於ける導
線95上の信号と等価）がピッチレート信号（導線92上の
信号と等価）と利得係数（増幅器93のK43と等価）とフ
ェードイン係数（先に第６図のステップ167で説明した
もの）との積の関数として形成される。これは第４図の
実施例に於ける増幅器93及びフェードイン回路94の組み
合わせによる動作と等価である。

第７図に示すように、次のステップ184ではピッチ姿勢
偏差がピッチ姿勢基準からピッチ姿勢を差し引いた値の
係数として形成される。これは第４図の実施例における
加算回路81の機能と等価である。次のステップ185で
は、ピッチ姿勢指令がピッチ姿勢偏差と利得係数K1との
積として形成される。これは第４図の増幅器90の機能と
等価である。ステップ183〜185は対気速度保持中である
か否かにかかわりなく実行される。何故ならば、これら
の機能は巡航速度に於いても亜巡航速度に於いても姿勢
安定性を得るために利用されるからである。他方、対気
速度係数は巡航速度でしか用いられない（亜巡航速度で
飛行中に対気速度偏差信号の発生を禁止するべく導線55
上に連続的に与えられる対気速度同期位置信号と等
価）。

第７図に示すように、パイロットによる手動操作の可能
性が次にテスト186で判定される。もしピッチ・トリム
の絶対値が２ボンド以上であれと判定されれば、ピッチ
軸オートパイロットの積分回路の値をパイロットによる
手動操作が行われたときの値に保持する機能が、複数個
の積分ステップをバイパスすることにより得られる。し
かし、もしパイロットがオートパイロット・システムに
代わって手動操作していなければ、テスト186の否定的
結果によりテスト187に進み、そこで対気速度保持中（6
0ノット以上）か否かが判定される。もし対気速度保持
中であれば、積分回路の入力は対気速度偏差と利得係数
K5との積として定められる。これは第４図の実施例に於
ける振幅器75及びスイッチ107の機能と等価である。し
かし、もし対気速度保持中でなければ、テスト187の否
定的結果によりステップ189に進み、そこで積分回路の
入力がピッチ姿勢偏差と利得係数K3との積として定めら
れる。これは第４図の実施例に於ける振幅器91及びスイ
ッチ108の機能と等価である。次にステップ190で、ピッ
チ軸オートパイロット積分回路の積分機能が前回確立さ
れた積分値に積分回路の入力を加える形で実行される。
これは第４図の実施例に於ける積分回路100の機能と等
価である。

第７図の最終計算ステップであるステップ191では、今
回サイクルに対するピッチ軸オートパイロット指令がピ
ッチ軸オートパイロット積分出力、対気速度比例値、ピ
ッチ姿勢指令及びピッチレート指令の和として形成され
る。これは第４図の実施例に於ける加算回路96の加算機
能と同一である。

第７図のピッチ軸オートパイロット計算が完了すると、
プログラムは移行点192から第６図のピッチ軸オートパ
イロット・プログラムに戻り、そのテスト193に入る。
テスト193では、今回サイクル（Ｎ）に対するピッチ軸
オートパイロット指令かた前回サイクル（Ｍ）に対する
ピッチ軸オートパイロット指令を差し引いた値が規定限
度の15％毎秒を超過しているか否かが判定される。もし
超過していれば、ステップ194でピッチ軸オートパイロ
ット指令の更新値が前回サイクル（Ｍ）に対するピッチ
軸オートパイロット指令の値に貴庭園度の15％毎秒と等
価な値を加えた値として形成される。しかし、テスト19
3の結果が否定的であれば、テスト195に進み、そこで今
回サイクル（Ｎ）に対するピッチ軸オートパイロット指
令から前回サイクル（Ｍ）に対するピッチ軸オートパイ
ロット指令を差し引いた値が規定限度の−15％毎秒より
も絶対値の大きい負の値であるか否かが判定される。も
しそうであれば、ステップ196でピッチ軸オートパイロ
ット指令の更新値が前回サイクル（Ｍ）に対するピッチ
軸オートパイロット指令の値から規定限度の15％毎秒と
等価な値を差し引いた値として形成される。しかし、も
し今回と前回とのピッチ軸オートパイロット指令値の相
違が15％以内であれば、両テスト193及び195の結果は否
定的であり、ステップ197で次回サイクルで使用するた
めのピッチ軸オートパイロット指令の更新値が今回サイ
クル（Ｍ）に対するピッチ軸オートパイロット指令の値
に等しくセットされる。ステップ194、196及び197の作
用は、１つのサイクルから次のサイクルへのピッチ軸オ
ートパイロット指令の変化を制限することと、次回サイ
クルで形成される値との比較のために次回サイクルで用
いられるべき値を更新することである。テスト及びステ
ップ193〜197のすべては第４図の実施例に於けるレート
制限回路111と等価である。ただし、ピッチ軸操縦桿ト
リム中でないことの結果として同期化の間にこの機能を
バイパスすること（第４図の導線53上の姿勢同期位置信
号及びスイッチ112の機能と等価）は必要でない。何故
ならば、ピッチ軸オートパイロット指令の更新値は関心
のある値であり、また再同期化の間にはステップ169で
零に直接セットされるからである。

第６図に示すように、操縦桿基準値はステップ198で操
縦桿同期値とピッチ軸オートパイロット指令値との和と
して形成される。これは第４図の実施例に於ける加算回
路114と等価である。次にステップ199で操縦桿指令偏差
値が、操縦桿基準値から操縦桿操作位置値を差し引いた
値として形成される。これは第４図の実施例に於ける加
算回路117の機能と等価である。以上でオートパイロッ
ト・ルーチンは完了し、戻り点200を通じてプログラム
の他の部分に戻され得る。

前記米国特許第4,270,168号明細書に開示されている形
式のデュアル計算機によるヘリコプタ制御システムで
は、オートパイロット機能は両計算機が故障していない
場合に限って実行される。その理由は、いずれか一方の
計算機のオートパイロット機能の故障が重大な故障を波
及する恐れがあるからである。従って、ここに記載のオ
ートパイロット機能はデュプレックス作動中のみに実行
され、シンプレックス作動中には実行されない。例え
ば、第５図のピッチ軸オートパイロット用状態サブルー
チンは前記米国特許明細書の第14図に示されているデュ
プレックス作動状態ルーチン1403で実行されてもよく、
そのテスト1402により特定の計算機がシンプレックス作
動中でないことが判定される。同様に、第６図の下部に
示されているピッチ軸オートパイロット・サブルーチン
の部分と、第７図に示されているピッチ軸オートパイロ
ット計算サブルーチンとは前記米国特許の第14図に示さ
れているピッチ外側ループ計算機ルーチン1403で実行さ
れてもよく、そのテスト1402により特定の計算機がシン
プレックス作動中でないことが判定される。また、第６
図の下部に示されているピッチ軸オートパイロット・サ
ブルーチンのピッチ軸オートパイロット指令制限及び操
縦桿指令偏差計算の部分は前記米国特許の第５図に示さ
れているピッチ力増大計算−Ａサブルーチン519で実施
されてもよく、その結果は前記米国特許の第７図に於け
るピッチ力増大出力−Ａサブルーチン703でアクチュエ
ータに出力されてもよく、第５図でのテスト518及び第
７図でのテスト702で特定の計算機がシンプレックス作
動中でないことが判明され、またこれらの計算機は前記
米国特許第９図中のピッチ力増大計算−Ｂサブルーチン
904のような計算機プログラムを通る各主要ランでもう
１回繰り返されてもよく、その結果は前記米国特許の第
10図中のピッチ力増大出力−Ｂサブルーチン1003でアク
チュエータに出力されてもよく、第９図中のテスト90及
び第10図中のテスト1002で対応計算機がシンプレックス
作動中でないことが判明される。このデュアル計算及び
出力により、基本計算機サイクル（前記米国特許のマク
ロ同期）に比して、アクチュエータへの操縦桿指令偏差
の更新度を簡単に大きくすることができる。

他方、第２図及び第５図〜第７図に示したようなディジ
タル形式の実施例をデュアル計算機システムではないシ
ステムにより実施することも、そのシステムの故障によ
り重大な事故が生じないように適当な対策が講じられて
いる場合には可能である。また、先に簡単に述べたよう
に、本発明のオートパイロット機能は、入力するに際し
て力を加える必要がないアクチュエータにより操縦桿位
置のオートパイロット制御が行われるシステムで実施し
てもよく、実際にそのようなシステムで実施されてい
る。ここに開示した実施例では、例えば米国特許第4,07
8,749号にアナログ形式で示されているような加速度の
関数として力を計算する過程の説明は、本発明にとって
重要ではないので省略されている。この力計算は使用シ
ステムに応じて米国特許第4,078,749号に開示されるよ
うにアナログまたはディジタル形式で実施される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアナログ方式の実施例に於いて対気速
度信号（A/S）を平滑化する装置の概要をしめす説明
図、 第２図は本発明のディジタル方式の実施例に於いて第１
図と同様に対気速度信号（A/S）を平滑化する計算機ル
ーチンの概要理論フローチャート図、 第３図はアナログ方式の実施例に於いて状態信号を形成
する回路の概要図、 第４図はオートパイロット・システムのアナログ方式の
実施例を示す概要図、 第５図はディジタル方式の実施例に於いて状態信号を形
成する計算機ルーチンの概要理論フローチャート図、 第６図はオートパイロット・システムのディジタル方式
の実施例を示す概要理論フローチャート図、 第７図は第６図の計算機ルーチンの一分をなすオートパ
イロット指令計算ルーチンの概要理論フローチャートで
ある。 12…対気速度検出装置、14…加速度検出装置、15…積分
器、16、21、68、81…加算回路、19、70、84…積分増幅
器、20、74、75、90、91、93…増幅器、21、140…コン
パレータ、35、36…遅延回路、37、40、58…アンド回
路、38、52、54、56…オア回路、48、63…ウインド・コ
ンパレータ、50…単安定マルチバイブレータ、60…双安
定回路、72、76、77、86、88、103、107、108、112…ス
イッチ、94…フェードイン回路、96、114、117…加算回
路、100…積分回路、111…レート制限回路、120…アク
チュエータ、121…ばね、122…操縦桿、126、127…位置
検出器、131…追跡・記録ユニット、A/P…オートパイロ
ット、A/S…対気速度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピトー静圧管を用い航空機の対気速度を示
   す原対気速度検出信号を発生する対気速度検出装置と、 前後軸に沿う航空機の加速度を示す加速度検出信号を発
   生する縦加速度検出装置とを備え、 前記加速度検出信号を積分して得られた短時間あたりの
   対気速度信号を、前記原対気速度検出信号と該対気速度
   信号との差によって補正する航空機用対気速度検出信号
   発生装置であって、 前記原対気速度検出信号と前記対気速度信号との間の差
   として対気速度差信号を発生する対気速度差信号発生手
   段と、 前記対気速度差信号の比例関数として対気速度差信号の
   比例成分を発生する比例要素と、 前記対気速度差信号の積分関数として対気速度差信号の
   積分成分を発生する積分要素と、 前記対気速度差信号の比例成分と前記対気速度差信号の
   積分成分と前記加速度検出信号との和として加速度信号
   を発生する加速度信号発生手段と、 前記加速度信号を時間積分することにより前記対気速度
   信号を発生する時間積分手段とからなることを特徴とす
   る航空機用対気速度検出信号発生装置。