進化する航空電子工学

皆さんこんにちは！

大型航空機では当たり前のグラスコックピット。その性能は日々進化しており、その技術はビジネスジェット機やヘリコプター、LSA（軽スポーツ航空機）まで採用がされています。

ゆっくりと、しかし確実に未来へ進む航空電子工学

SkyOS技術はブラックホークやその他の軍用回転翼航空機に利用される可能性がある

Skyryse は、米陸軍のブラックホークやその他の軍用ヘリコプターに SkyOS オペレーティング システムをインストールすることを目指しています。

航空電子機器の設計は大きな進歩がほとんどなく停滞しているように見えるかもしれませんが、今年は新しい統合タッチスクリーンのフライトデッキから人工知能の実用化、小型飛行機でのオートスロットルの普及まで、いくつかの興味深い進歩が見られました。

統合フライトデッキ

ガーミン（米国の航空機器メーカー） は、今年の NBAA-BACE が開催される 10 月の直前に、最新の統合フライト デッキである G3000 Prime を発表しました。長年にわたり、ガーミンは航空電子機器のコントローラーとしてタッチスクリーンを採用しており、最近では TXi 航空電子機器でタッチスクリーンのメイン ディスプレイを提供しています。現在、G3000 Prime フライト デッキは、プライマリ ディスプレイとマルチファンクション ディスプレイの位置に 14 インチのエッジツーエッジ タッチ ディスプレイを備え、統合フライト デッキにタッチスクリーンを導入しています。また、パイロット インターフェイスも改良されているため、パイロットがさらに簡単にシステムを管理できます。

G3000 Prime では、画面はプライマリ ディスプレイ ユニット (PDU) と呼ばれるようになりました。現在の ガーミン タッチ コントローラーはセカンダリ ディスプレイ ユニット (SDU) に置き換えられ、元のコントローラーよりも画面領域が 40% 広くなっています。現在、SDU はすべてスタンバイ対応であり、個別のスタンバイ機器は不要です。

PDU と SDU の両方において、静電容量式タッチ ディスプレイは、手がディスプレイ上に置かれていることを認識し、同時に指で画面を操作できるため、乱気流の中でもディスプレイの操作が容易になります。SDU にはノブはありませんが、各セカンダリ ディスプレイの下には、物理​​的なノブとボタンを備えた新しい Garmin コントロール ユニット (GCU 315) があります。GCU により、アプリケーションのナビゲーション、ウィンドウのズーム、PDU のペインのフォーカス、ラジオのチューニングが可能になります。

テキストロンアビエーションは NBAA-BACE で G3000 Prime の採用を発表した最初の航空機メーカーとなり、これは Citation CJ4 Gen3 に搭載される予定です。

ハネウェルの新しい アンセム 航空電子機器スイートは今年、同社のピラタス PC-12 テストベッドで数百時間の飛行時間を記録するなど、大きな進歩を遂げました。Part 23 から 25 の一般航空機、民間航空機から軍用機まで、さまざまな航空分野向けに設計された アンセムは、訓練機を操縦する新人パイロットに アンセムの運用哲学を紹介できるプラットフォームです。その後、パイロットは使い慣れた アンセム インターフェイスを備えた異なるタイプやより大型の航空機にステップアップする可能性があります。

飛行試験 PC-12 では、アンセム セットアップに 3 つのタッチ ディスプレイ ユニット (TDU) が含まれています。2 つのパイロット インターフェイス ディスプレイ ユニット (PIDU) は、センター コンソールの前、センター TDU の下に取り付けられています。各 TDU は、パイロット インターフェイス ウィンドウ (PIW) と呼ばれる、PIDU とまったく同じ外観のページをホストできるため、アンセムを制御するすべての機能をどのディスプレイでも利用できます。アンセムを選択する航空機メーカーは、オールタッチ インターフェイスの代わりにカーソル制御デバイスを選択できます。

PIW はパイロットが アンセムを管理するために使用する主要なインターフェースであり、タッチスクリーンには無線の操作、飛行計画、システム概要の表示などを行うためのボタンがすべて揃っています。PIW の下部には、おそらく アンセムの最もユニークな機能である、複数のデータ フィールドまたはスマート スクラッチパッドがあり、ハネウエルはこれを予測ユーザー インターフェースと呼んでいます。

スクラッチパッドは FMS の一般的な設計機能で、ユーザーはこれを使用して、たとえば周波数を入力し、その周波数を割り当てる無線を選択できます。ハネウエル ユーザーエクスペリエンス (HUE) 設計チームは、スクラッチパッドをさらに未来に進め、はるかに便利なものにしました。スクラッチパッドに触れると、ユーザーはさまざまな種類のデータを入力でき、スクラッチパッドはデータの種類を自動的に認識して、適切な配置に準備します。

オートスロットル

HondaJet Elite II のオートスロットルにより、Garmin の自動着陸機能を追加できます。

オートスロットルの安全性と運用上の利点に対する認識が高まっており、航空機メーカーはこれを小型航空機に追加しています。最新の追加はホンダ エアクラフト社の ホンダジェットエリート II で、テキストロン アビエーション社のガーミン G3000 搭載サイテーションジェットの多くにはオートスロットルが搭載されているか、追加されています。ビーチクラフト キング エア 260 や 360 などのターボプロップ機には工場標準のオートスロットル (Innovative Solutions & Support 製) が搭載されており、ピラタス PC-12 と ダヘル TBM 960 の最新バージョンにはオートスロットルが搭載されています。これらの航空機の多くは、オートスロットルを必要とする ガーミンの自動着陸機能をサポートしています。

サイテーションジェット

AIアビオニクスは現実のもの

エクリプスエアロスペースは、エクリプス 550 双発ジェット機で ダイダリアン AI の視覚認識システムの試験飛行を開始し、交通衝突の検出と回避に関する同システムの人工知能 (AI) ベースの機能をテストしています。最終的には、ダイダリアンの視覚認識システムは交通機能だけでなく、GPS が利用できない環境での着陸誘導とナビゲーションも提供します。ダイダリアンの視覚測位システムは、カメラを使用して航空機の位置を特定し、視覚モーション ユニットを使用して航空機の飛行距離と方向を計算し、測位システムのカメラ ベースの視覚参照によって更新します。

ダイダリアン 社の AI への取り組みから生まれる最初の製品の 1 つは、アビダイン 社と提携して取得した パイロットアイ視覚交通検知システムの Part 23 補足型式証明 (STC) です。同社はまた、同様の交通システムであるアイルミナ ビスタ(Part 27 回転翼航空機用) を開発しており、EASA STC にも取り組んでいます。

ジェネシス OH-58 キオワ飛行テスト

NBAA-BACE で、ユニバーサルアビオニクス は、外部カメラ入力、オーディオ キャプチャ、ADS-B In 情報を使用して、タキシング中の空港の状況をパイロットに伝える AI 駆動型システムを実演しました。この AI システムは、ユニバーサルアビオニクス の FAA 認定 Aperture ビジュアル管理システムを使用しており、ユニバーサルアビオニクス の SkyLens ヘッドウェアラブル ディスプレイ (HWD) を含むフライト デッキ ディスプレイとヘッドアップ ディスプレイ (HUD) にビデオ入力と画像を提供します。

Aperture 製品の AI アプリケーションは、HUD と HWD 用に機首に取り付けられた ユニバーサルアビオニクス の EVS-5000 マルチスペクトル カメラや外部カメラなどのセンサーからキャプチャされたデータと、航空機の通信無線からキャプチャされた音声を使用して、画像コンテンツを分析します。AI システムは、通信無線の音声を分離して取り込むことができ、どの指示が航空機向けであるかを認識します。

たとえば、管制官が航空機の離陸許可を出すと、AI システムは管制官がパイロットへの無線呼び出しに使用する登録番号を認識します。他の航空機へのその他の通信は、別の航空機に関するものであるため、無視しても問題ありません。AI が管制官のメッセージを取得すると、そのメッセージはディスプレイの右上にテキストで表示されます (計器パネル ディスプレイではヘッドダウン、HUD または HWD ではヘッドアップ)。テキスト注釈は、ディスプレイ上のグラフィック表示によってバックアップされ、タキシング ルートの線と、滑走路の端で「手前で待機」の指示を示す点滅する白線が表示されます。

このビューには、コールサインや登録番号で識別される航空機や地上車両などの他の物体も表示され、パイロットの状況認識の向上に役立ちます。離陸の許可が出ると、離陸境界の水平線は消えます。

ADS-B In により、悪天候で視界が遮られた場合でも、パイロットはヘッドダウン ディスプレイ (HUD) または HWD で他の交通状況を確認でき、着信無線呼び出しによるコールサインの表示と交通状況を簡単に一致させることができます。

米陸軍、ヘリコプター用のオプション操縦可能な飛行甲板を評価

Skyryse は、米陸軍のブラックホークやその他の軍用ヘリコプターに SkyOS オペレーティング システムをインストールすることを目指しています。

米陸軍は、パイロットの訓練に必要な時間を短縮するなど、オプションのパイロット機能によってヘリコプターの運用がどのように効率化されるかを検討しています。1月14日に発表された共同研究開発契約を通じて、スカイライズは、同社のSkyOSユニバーサルオペレーティングシステムを陸軍のシコルスキーブラックホークヘリコプター2,400機、および他の回転翼航空機にもインストールする方法を調査するプロジェクトを開始しました。

カリフォルニアを拠点とするこの飛行自動化の専門企業は現在、陸軍航空技術者と協力し、パイロットの操縦の簡素化や飛行制御のさまざまなレベルの自律性など、SkyOS の機能を評価しています。スカイライズは、陸軍の航空機群間の相互運用性を高め、パイロットが最小限の訓練で回転翼航空機を切り替えられるようにすることを目的として、航空機に依存しないプラットフォームを開発しました。

スカイライズ によれば、SkyOS の主な利点の 1 つは、手動制御を、フライバイワイヤ アビオニクスと 3 重冗長、3 重異種コンピュータで構成される完全デジタル バックボーンに置き換えた点です。このテクノロジーは、簡素化された有人操作をサポートするとともに、一部のミッションではパイロットを搭乗させずに航空機を飛行させることも目的としています。

「陸軍の運用に関する専門知識と、スカイライズの回転翼航空機の飛行制御および自動化におけるリーダーシップを組み合わせることで、飛行をシンプルかつ安全にし、軍人なら誰でもどの航空機でも操縦できるようにするユニークな機会が生まれます」とスカイライズのCEO、マーク・グローデン氏は述べました。

スカイライズ社はまた、民間および軍事分野の固定翼機と回転翼機の両方の操縦室に同社のオペレーティング システムを適用することも検討しています。今月初め、同社はロビンソン R66 ヘリコプターを改造したスカイライズワンのコックピットを公開した。このコックピットは、1 本の操縦桿とタッチスクリーン ディスプレイで操作されるフライバイワイヤ コントロールを特徴としています。

ハネウェル、アンセム・アビオニクスにNXPセミコンダクターを採用

ハネウェル・インターナショナルとNXPセミコンダクターズはパートナーシップを拡大し、NXPセミコンダクターズのi.MX8プロセッサをハネウェルが開発中のアンセム統合フライトデッキに搭載し、AIアシスト機能を強化し、最終的には完全自律機能を実現します。この発表は水曜日、ラスベガスで開催されたCES 2025トレードショーで行われ、両社が約12か月前に発表した合意に基づいています。  

ハネウェルグループは、NXP のハイパフォーマンスコンピューティング、人工知能 (AI)、機械学習の専門知識を活用して、さまざまな業界の幅広い製品とプロセスを最適化および自動化することを目指しています。最終的には、ハネウェルと NXP のコラボレーションにより、パイロット不要のオペレーションを実現する AI 搭載の自律飛行技術が実現する可能性があります。当面は、飛行計画と管理システムの効率を向上させる AI 主導のソリューションに注力します。

「航空電子機器を自律飛行に近づけるには、高性能処理と AI、高度な接続性とセキュリティ、機能的安全性の独自の組み合わせが必要です」と NXP 社長兼 CEO の カート・シーヴァース氏は述べています。「NXP の幅広いポートフォリオとシステム ソリューション アプローチにより、私たちはハネウエルl にとって、感知、思考、行動が可能な革新的でインテリジェントな自律型航空電子機器の開発に向けた自然なパートナーとなります。」

NXP は、自動車用コンピュータ チップの世界最大の製造業者として、自動車業界での経験を持っています。また、電子パスポートやペットの埋め込み型マイクロチップなどに使用される無線周波数識別 (RFID) タグを含むスマート家電やモバイル デバイス用のチップも製造しています。このオランダのチップメーカーは、非接触型カード決済を可能にする近距離無線通信技術の共同発明者でもあります。

拡大された提携関係の下、NXP は ハネウエルエアロスペース と共同で先進的なコックピット ディスプレイ システムを開発します。ハネウエルによると、両社は「視覚的な明瞭性とシステム効率を向上させるよう設計された、より薄型で高解像度のスクリーンを備えた次世代コックピット用の大面積ディスプレイを進化させる」計画です。

ハネウエルエアロスペースは、NXP のチップ製品ポートフォリオのさまざまな用途を想定しています。たとえば、ハネウエルの ビルディングオートメーソン部門がアドバンスコントロールブリッジ プラットフォームですでに使用している NXP の i.MX 8 アプリケーション プロセッサを アンセム のフライト デッキに実装する予定です。Honeywell Aerospace はまた、NXP がソフトウェア定義車両のコンピューター用に製造している S32N「スーパー インテグレーション」プロセッサを活用し、アンセムの航空電子機器を搭載するフライバイワイヤ航空機にその技術を適応させる予定です。

ハネウェルが2021年に発表したアンセムアビオニクススイートは、プロセッサを内蔵したタッチスクリーンディスプレイを備えたクラウド接続のコックピットシステムで、かさばる外部ハードウェアが不要になります。ハネウェルは、旅客機、ビジネスジェット、小型の一般航空機、先進的な空中移動車両、軍用機など、ほぼすべての種類の航空機でカスタマイズおよび互換性があるようにAnthemを設計しました。スパーナル（韓） 、リリウム（独）、バーティカル・エアロスペース（英）など、一部のeVTOL開発者はすでに、それぞれの航空機でアンセムを使用することを約束しています。ブームも、計画中の超音速航空機でアンセムを使用することを選択しました。

10月、自律飛行のパイオニアであるマーリンは、AI強化自律飛行制御システムをハネウェルのアンセム航空電子機器スイートと統合する計画を発表しました。マーリンパイロットは、高度な自動操縦およびナビゲーション技術と自然言語処理機能を組み合わせており、無人航空機が航空管制官と口頭で通信できるようにします。

「先進的な航空モビリティの実現により、VX4 のような電気航空機は未来への大胆なビジョンを表しています」と、今週 CES で航空機を展示している バーティカル・エアロスペース社の CEO、スチュアート・シンプソンは述べています。「ハネウエル、アンセムは既に非常に有能なプラットフォームであることが証明されており、NXP の先進的なコンピューティングによってその機能をさらに強化し、パイロットの作業負荷を軽減しながら状況認識を向上させる方法を模索できることに興奮しています。私たちは協力して、旅行をより迅速、クリーン、安全にする機会を見出し、世界の移動方法を変革するという共通のビジョンをサポートしています。」

ベータの電動飛行機がガーミン G3000 プライム アビオニクスを発表

ベータ テクノロジーズは、自社の電動航空機にガーミン G3000 プライム 統合フライト デッキを選択しました。これにより、バーモント州を拠点とするこのメーカーは、電動航空機にタッチスクリーン アビオニクス スイートを採用する初の企業となりました。11月 13 日にベータの最初の量産型アリア航空機が初飛行を行った後、2 日後に同社は、この航空機が最新のガーミン アビオニクスを搭載した最初の航空機であることを明らかにしました。

ガーミンは10月16日、第3世代の統合フライトデッキであるG3000プライムを発表し、「これまでで最も接続性が高く、カスタマイズ性、自動化性、安全性を強化したガーミンのフライトデッキ」と称した。カンザス州に拠点を置くこの航空電子機器メーカーは、パート23タービン、先進的航空モビリティ、軍用機を対象としたこの新システムの技術標準命令（TSO）認可をすでに取得している。

G3000プライムは、テキストロン・アビエーションが昨年11月NBAA-BASEで発表したセスナサイテーションCJ4GEN3にも搭載されます。同社は、この改良型ビジネスジェットを2025年に顧客へ納入開始する予定です。今のところ、G3000プライムアビオニクススイートを使用する計画を公表したOEMは他にはありません。

Garmin の最新の G3000 Prime アビオニクス スイートは、新しい Cessna Citation CJ4 Gen 3 ビジネス ジェットにも導入されています。