皆さんこんにちは！
航空機のコックピットの進化は、留まるところを知りません。
前回（2023年12月27日の記事：B737のウェアラブル ヘッドアップ ディスプレイ）
のように、ビジネスジェットはもちろんのこと小型機のアビオニクスディスプレイ
の進化がものすごいことになっています。
アビオニクス メーカーはさまざまな新技術を模索しています
機体とエンジンの設計は過去数十年間あまり変わっておらず、電気推進によってもたら
される機会を除けば、近い将来に劇的に進歩することはおそらくないでしょう。
しかし、アビオニクスの設計と、電子化が進む航空機をパイロットが制御する方法は
急速に進歩しています。航空電子工学の未来は、これからやってくるものではありま
せん。それはすでに存在しており、私たちの飛行方法に大きな影響を与えています。
最も興味深い発展の 1 つは、高度な飛行制御システム (オートパイロット) のコスト
が低下していることと、一部のシステムがフライ・バイ・ワイヤ制御にほぼ変わりつ
つあることです。これにより、最終的には飛行が容易になり、今日のパイロットが耐え
なければならない多大な訓練の負担を負うことなく、より多くの人が安全なパイロット
になることができるようになります。これを表す技術用語は簡素化された車両運用
(SVO) であり、航空のあらゆる分野、特に今後の高度航空モビリティ (AAM) 航空機
に応用されています。
ハネウェル
ハネウェル・エアロスペース社の統合アビオニクス担当バイスプレジデントである
アンドリュー・バーカー氏は、同社の次期アビオニクス・プラットフォーム「Anthem」
の開発を監督しながら、これらの問題について考えることに多くの時間を費やしている
一人です。「私たちが活用できるインテリジェンスはたくさんあります」と彼は言いま
したが、通常、アビオニクス設計にはパイロットとの対話の伝統的な方法が組み込まれ
続けています。「物理的な制御が少なくなり、アビオニクスの自律性とインテリジェン
スが証明されるにつれて、パイロットはアビオニクスに頼ることがより快適になります。
したがって、その交差点（パイロットインターフェイス）はかなり大きく変わります。
よりスマートでより高性能なアビオニクス システムを作成できるのです。」
簡単な例は、パイロットによって手動で行われるバロ設定（高度計の規正）です。この
機能の最近の唯一の自動化は、計器パネル内のすべての高度計間で設定を同期すること
で、パイロットが各プライマリ フライト ディスプレイと各バックアップ ディスプレイ
でバロ設定を調整することを覚えておく必要がなくなります。
「現実的に考えて、私のアビオニクスが十分に賢いのであれば、物理的な気圧制御は
必要でしょうか?」と彼は尋ねました。ラジオでバロの読み方を聞くことができます。
私のアビオニクスは、「ああ、バロ アップデートを入手したばかりですが、それを
受け入れますか?」と言う質問メッセージがあります。それに『はい』と答えるだけで
終わってしまいます。
Anthem プラットフォームでは、音声コントロールやタッチスクリーンと物理コント
ロールの組み合わせだけでなく、このようなコンセプトも検討しています。Epic アビオ
ニクス プラットフォームで行ったように、航空機メーカーはさらに高度に、Anthem
インターフェイスを自社の特定のニーズに合わせて調整できるようになります。
Anthem は、小型から大型まであらゆるセグメントの航空機向けに設計されています。
これまでのところ、AAM 開発会社である Vertical Aerospace、Lilium、Supernal が
採用しており、さらに多くの OEM 発表が間もなく行われる予定です。
AAM 飛行制御に関して行われているすべての作業の大きな利点の 1 つは、フライ・バイ
・ワイヤー システムが小型の航空機に適用され、洗練された制御がダウンマーケット向
けの軽量航空機に移行することにつながることです。
バーカー氏は、アビオニクスが進化し、フライ・バイ・ワイヤの飛行制御が「飛行機と
アビオニクスのバックボーン」になると見ています。そうすれば、乗組員とパイロット
が 1 人になり、車両運用が簡素化されます。」
その連続体は、最終的には地上のチームによってサポートされ、安全なリンクを介して
飛行機に接続された孤独なパイロットになる可能性があります。Anthem の多くの機能
の 1 つはクラウド接続であり、これによりこの種の操作が容易になります。地上オペレ
ーターはタッチスクリーンとキーボードのみを必要とし、物理的な制御は必要ない場合
があります。「完全にグラウンドに立つと、おそらくすべてがタッチ（コントロール）
になるだろう」と彼は言いました。
これらの開発に加えて、ハネウェルは、欧州連合 SESAR 3 共同事業プロジェクトの下で
単一パイロットの運用をサポートするための人工知能 (AI) の応用に関する研究を主導し
ています。目標は、「AIを活用したデジタルアシスタントと人間とAIのコラボレーション
フレームワークを開発して、拡張された最小乗組員の運用と単一パイロットの運用の両方
をサポートし、運用と同じ（またはそれ以上）の安全性と同じ（またはそれより低い）
レベルの作業負荷を確保することです」今日は乗組員全員が揃っています」とハネウェル
氏は述べています。
Digital Assistants for Reducing Workload and Increasing Collaboration (Darwin)
プロジェクトには、Pipistrel、ドイツの DLR 研究機関、Eurocontrol、EASA、Slovenia
Control のパートナーが含まれています。この研究は、チェコ共和国ブルノにあるハネウ
ェルの開発センターで行われます。
ダーウィンは、人間と AI のチーミングを利用して、航空輸送機における単一パイロット
の運航における主要な課題に対処します。次のような課題が挙げられます。指揮下のパイ
ロットの行動をクロスチェックするために、2番目の目を交換する必要がある。そして
パイロットの無力化を検出し、軽減する必要性です。」
ユニバーサルアビオニクス
Universal Avionics Aperture システムはビデオ入力を使用して、コックピットのディスプレイに外界の画像を表示します。さらなる開発には、パイロットに障害物や交通状況を表示できる拡張現実ソリューションが含まれる可能性があります。
ユニバーサル アビオニクスは、オーストリアで政府所有のベル 212 ヘリコプターを使用し
て、ソフトウェアベースの対話型飛行管理システム (i-FMS) の初期飛行テストを完了しま
した。このテストはユニバーサルの親会社エルビットとの共同作業の一環で、ヘリコプタ
ーのミッションコンピューターのアドオンとしてi-FMSをテストする計画です。
テストの目標は、全地球航法衛星システムの機能を使用して NextGen 機能を有効にするこ
とです。ユニバーサルによると、これらにはRNAV（エリアナビゲーション）、RNP（必要
なナビゲーション性能）、VNAV（垂直ナビゲーション）が含まれており、民間空域を飛行
する際、特別な航空交通管制の処理を行わずに飛行のすべての段階で使用されます。
「ATCによる特別な処理を行わずに民間と軍事のミッション管理を組み合わせることで、
顧客は最先端の効率的な飛行能力を活用できる」とユニバーサルのCEO、ドロール・ヤハ
ブ氏は述べました。
テスト飛行中、パイロットは民間空域でのホールディングパターンとフローティングウェ
イポイント、SID/STARの搭載と飛行、ヘリポートと空港への往復のRNAVの使用、およ
びシステムが上昇時にVNAVガイダンスを提供できるようにする実際の必要なナビゲーシ
ョン性能を使用してデモンストレーションしました。10月の別の飛行テストでさらなる
改良を行いました。
i-FMS はソフトウェアベースであるため、さまざまなハードウェア プラットフォームで
ホストでき、顧客は必要な機能を指定できます。ユニバーサルによると、将来の開発では
i-FMS はユニバーサルの SkyLens ヘッドウェアラブル ディスプレイと統合され、「FMS
からのウェイポイントと情報を現実世界に投影する」予定です。「この拡張現実により、
パイロットはたとえば、頭/目の追跡や航空機のスロットルの選択ボタンを通じて機能を
操作できるようになります。」
ユニバーサルの TSO’d Aperture は複数のビデオ入力を使用して、フライトデッキのディ
スプレイに改善された画像を提供します。ユニバーサル・アビオニクスによれば、
Aperture は 8 つのビデオ ストリームを処理し、4 人の独立したユーザーに出力できる
ため、「運航乗務員やミッション スペシャリストの安全性が向上し、意思決定が改善さ
れる」とのことです。
ユニバーサルによると、Apertureは遅延がほぼゼロで、民間航空における最高レベルの
完全性である設計保証レベルAを満たしているということです。この進行中の開発により
「より多くのビデオ/センサー チャネル、低遅延ビデオの集約と操作、合成画像の生成」
が追加される予定です。最終的には、これらの機能を使用して拡張現実ソリューション
を提供する予定であり、これには「高負荷環境における状況認識を劇的に向上させるた
めの視覚的測位、障害物検出、タクシー誘導、交通認識」などが含まれる可能性があり
ます。
コリンズ・エアロスペース
Collins のパイロット サポート システムが提供できるパイロットの警戒情報の例。
コリンズ・エアロスペース社のアビオニクス事業部門の製品戦略を率いるアダム・エヴァ
ンシュワルツ氏は、同社が取り組んでいる「技術フロンティア」について概説しました。
私たちは OEM と提携しているので、これらの変化が見られるようになり、中には非常に
進化的な変化が見られるでしょう。」これらはすべて、パイロットの負担を軽減すること
で安全性を高めることを目的としています。
「知覚センシング」には、将来的にはパイロットや航空機が外界で何が起こっているか
を理解するのに役立つセンサーが含まれます。これには、航空機が非協力的な交通を検
出して回避できるようにするための画像認識が含まれる可能性があります。ビジョンベ
ースの着陸システムは、強化されたフライトビジョンシステムやミリ波センサーを含む
ヘッドアップディスプレイからパイロットが取得する情報を補完し、そのすべての情報
を使用して、たとえば、何かが着陸を妨げていることを自動的に警告することで、パイ
ロットの作業負荷を軽減します。
回復力のあるナビゲーションももう 1 つの重要な構成要素であり、これにより、GNSS
ジャミングやスプーフィングの問題、さらにはレーダー高度計との 5G セルラー干渉の
問題にも対処できます。
昨年のNBAA-BACEでコリンズは、フライトデッキのセンサーを使用してパイロットの
覚醒度に関する客観的なデータを取得するパイロットサポートシステムをデモンストレ
ーションしました。「これは、当社がサービスを提供するすべてのセグメントにおいて
大きなフロンティアです」とエヴァンシュワルツ氏は述べています。「それは疲労リス
ク管理システムの概念と、これを導入することが重要であるという見解から始まります
が、疲労状態を評価するには個人による主観的な報告に大きく依存しています。」
コリンズは、空気圧入力や別の冗長層を提供する異なる入力に依存する空気データ コン
ピューターなどの時代遅れのシステムを置き換えることができる高度なセンサー システ
ムに取り組んでいます。このシステムは、パイロットに頼って入力に問題があることを
検出するのではなく、異なる入力の品質を評価し、最適なものを選択するように設計さ
れています。
通信ビルディング ブロックでは、アビオニクスのフルタイムの機内接続を検討していま
す。アイデアは、アビオニクスに作業を行わせることで乗組員の作業負荷を軽減するこ
とです。たとえば、パイロットに新しい周波数を入力させる代わりに、アビオニクスは
それを FMS へのプッシュ トゥ ロード機能として処理できます。コリンズ氏は、管制官
との日常的な通信のための自然言語処理、音声からテキストへの変換、またはその逆の
処理にも取り組んでいます。
最後に、コリンズはパイロットの作業負荷を軽減する簡単な措置を講じて、コックピッ
ト内のタスクの自動化に取り組んでいます。最新の航空機にすでに組み込まれている広
範なセンシング機能を使用して、アビオニクスはチェックリストの項目を検証できます。
たとえば、チェックリストに着陸灯のスイッチを入れるように記載されている場合、セ
ンサーをポーリングして着陸灯が点灯していることを確認し、その項目が完了している
ことを示すことができます。この概念をさらに拡張すると、項目が完了したことを確認
するだけでなく、変更を反映させることにより、チェックリストを制御入力として使用
することができます。これにより、飛行機の飛行準備に必要な時間が大幅に短縮される
可能性があります。
SVOは航空機が簡素化され、必要な乗員数が減少する傾向の継続であるとエヴァンシュ
ワルツ氏は説明しました。「私たちはこれらの構成要素と飛行甲板の設計で可能なこと
を活用しています。それは航空の安全性を継続的に改善するために重要です…そして、
今日の最先端技術の現状と、次世代の航空機と飛行甲板の将来を考えると、それは非常
に自然なことでもあります。」
タレス
タレスの FlytX 大型ディスプレイ システムは、タッチスクリーン制御インターフェイスを備えて設計されています。
戦略、製品およびイノベーション、航空アビオニクス活動担当副社長のマーク・デュバル
・デスティン氏によると、タレスのアビオニクス活動は 3 つの主要なトレンドに焦点を
当てています。人間にサービスを提供するAIを含む、ますますインテリジェントな自動化。
そして「可用性、信頼性、サイバーセキュリティが向上した接続のおかげで、地上と航空
機のコラボレーションが高度に発達しました。」
10 年前、タレスは「未来のコックピット」コンセプトに取り組み始め、2027 年までにヘ
リコプターに実用化される予定です。この研究結果の 1 つが、「トレーニングを軽減し、
作業負荷を最適化し、作業負荷を最適化するように設計された FlytX 大型ディスプレイ
システム」です。安全性を高め、「必要なときに、関連する必要な情報のみを」表示しま
す。タッチスクリーン制御は FlytX の中心ですが、航空機の操縦者はカーソル制御デバイ
スとキーボードを含めることを選択できます。
タレスが開発したもう 1 つのツールは、コネクテッド FMS である PureFlyt です。
これは、電子フライト バッグや運用制御センターなどの非アビオニクス システムにリンク
され、リアルタイムの気象情報を活用して、パイロットが飛行軌道を最適化するのに役立
ちます。
フライバイワイヤ飛行制御は主に大型航空機に搭載されてきましたが、タレスはこの技術
を小型航空機、特に都市部の航空モビリティや電動航空機に適用する機会を追求していま
す。「私たちは、フライ・バイ・ワイヤが航空機の安全性、性能、快適性にとって資産
であると確信しています」と彼は言いました。より大型の航空機では、「フライ・バイ・
ワイヤーにより航空機を高荷重から保護することにより、航空機の設計者は航空機の構
造重量を軽減し、燃料を節約し、航続距離を大幅に延ばすことができました。」と彼は
付け加えました。
タレスは、G650 から最新の G700 まで、ガルフストリーム大型キャビンジェット用の
フライバイワイヤコンポーネント、特に飛行制御コンピューターを製造してきました。
より多くの航空機がフライ・バイ・ワイヤ制御を採用するにつれ、デュバル・デスティン
氏は、「これらの機能により、航空機メーカーは新しい機能を導入できるようになり、
実際に航空機の機能と安全性を拡張できるようになります。」と述べました。
ガーミン
Garmin の Autoland およびオートスロットル システムが、Beechcraft King Airs で利用できるようになりました。
ガーミンは、統合アビオニクス システムだけでなく個々の製品にも役立つ新機能を段階的
に追加しており、機能の多くは同社の Autonomi 傘下にあります。Autonomi は、ガーミ
ンの飛行制御支援製品ファミリーが誕生した後に作成され、それ以来、さらに多くの機能
が追加されてきました。これには、オートパイロットの電子安定性および保護 (ESP)、
ビジネス ジェットの緊急降下モード、シングル パイロット飛行機のオートランド、
多発機のエンジン故障を支援するスマート ラダー バイアス、航空機を適切な空港に自
動的に誘導するスマート グライドが含まれます。
実際、オートランド（自動着陸） は基本的にこれまでのテクノロジーの集大成でした。
「全員が協力して取り組んだのです」と航空営業・マーケティング担当シニアディレクタ
ーのダン・リンド氏は語ります。「ESPは緊急降下モードを起動し、オートランドを起動
する可能性があります。」ESP 自体は、2008 年の Cirrus SR 単発航空機への導入から
進化し、速度超過、速度不足、および結合されたゴーアラウンド機能が追加されました。
「それは、全体的な安全性を強化する独自の小さなテクノロジースイートに拡張されま
した」と彼は言いました。
「ESPを搭載したシーラスでは機内でコントロール不能の事故は起きていない」とガー
ミン社のエグゼクティブ・バイスプレジデント兼航空担当マネージング・ディレクター
のフィル・ストラウブ氏。「これがきっかけで、多くの人が愛する人の元に戻ってき
ました。」
ESP 機能は、ガーミンの統合フライト デッキだけでなく、最も低コストの自動操縦装
置である GFC 500 でも利用できます。したがって、この利点は、GFC 500 の搭載が
認定されたあらゆる航空機で利用できます (セスナ 195 も含まれます)。11 月にカン
ザス州のガーミンの Olathe 格納庫で STC プロセスが行われた最新のものでした。
「1950年代に製造されたこれらの飛行機にはESPとこの種の保護装置が搭載されてい
ます」とストラウブ氏は語りました。
アビダイン
「OEM レベルでも改修レベルでも、飛行制御は多くのアクションが行われる場所に
なるでしょう」とアビダインの社長兼 CEO のダン・シュウィン氏は述べています。
何万機もの航空機には古い自動操縦装置が搭載されており、アビオニクスとの統合が
不十分であるか、修理不可能です。同氏は、「人々は次のものを探している。現在
の一般航空自動操縦装置はベースライン技術であり、そのベースラインから開発が進
むことを期待すべきだ」と付け加えました。
アビダインはまた、統合アビオニクス システムや新しい電気航空機のアビオニクス
に組み込まれた AI に関して AAM 企業と協力しています。
これらの技術は単に技術のためだけではなく、安全性と実用性を向上させ、パイロッ
トが自分のスキルに慣れやすくすることを目的としています。「メリットはたくさん
あります」と彼は説明しました。「不幸な状況に陥った場合や、たまたま少し錆びてい
た場合に安全なものがあります。本当に優れたシステムを搭載していることに基づいて、
もう少し積極的な、非常に安全な個人の最小値を設定する機能があります。 飛行機を
もっと活用できることを意味し、[飛行機の] 有用性が高まるだけです。」
シュウィン氏は、人々は車線支援や自動ブレーキといった自動車の機能に慣れてきて
いるため、これは自然な移行だろう、と述べた。これらの運転支援システムと同等の
ものはあるでしょうか？
「テクノロジーのおかげで、はるかに多様な解決策が可能になりました。2000 年代
の統合コックピットの最初のゴーアラウンドは、機械計装からの大きな前進でした。
次世代では、より使いにくいものではなく、もっと便利なものが画面上に表示される
ようになるでしょう。今後 10 年は、アビオニクス分野でさらに多くのイノベーション
が起こるだろうと考えています。」
ジェネシス・エアロシステムズ
Genesys Aerosystems による 4 軸オートパイロットを備えた、完全に統合された Black Hawk アビオニクス スイート。
シニアマーケティングマネージャーのエドワード・ポペック氏によると、モーグ社のジェ
ネシス・エアロシステムズは、システムのモジュール化、人工知能の統合、大型ディスプ
レイを備えた没入型コックピット、仮想副操縦士、その他の先進技術が重要なアビオニク
ス開発だとみています。「ソフトウェアと処理能力が向上し続けるにつれて、特定のミッ
ションのニーズに合わせてカスタマイズできる柔軟なプラットフォーム、パイロットのア
クションに対する AI 処理とアラート、状況認識とミッションの効率を向上させるために
コックピットにさらに多くの仮想現実要素を統合することは自然な移行です。」
ジェネシスの主な製品ラインの 1 つは自動操縦装置ですが、固定翼航空機および回転翼
航空機用の完全なアビオニクス スイートに加え、フライト ディスプレイや無線機も製造
しています。他の航空電子機器メーカーと同様に、ジェネシスはパイロットがさまざま
な気象条件で安全に飛行できるよう、高度な機能を模索しています。「自動着陸や自動
スロットル、ヘリコプターの自動回転など、緊急事態においてパイロットを支援する追
加機能のさらなる統合を想像しています」とポペック氏は述べました。「私たちはまた、
ヘリコプターのホバリングホールドや視程の低い状況での飛行の最小精度の低下など、
IFR条件下で一人操縦士の有人航空機を可能にする追加機能も構想しています。」
ポペック氏は、ジェネシスは「安全な飛行を維持するための徹底的なテストと高い安全
性重要度レベル」の必要性から、急進的な技術ではなく進化的な変化を見ていると述べ
ました。これは、より多くのソフトウェア機能と、既存のアビオニクスに組み込まれた
より多くの機能を備えた大型ディスプレイが登場することを意味します。」
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