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航空分野では、ACARS（/ ˈeɪkɑːrz /、Aircraft Communications Addressing and Reporting Systemの頭字語）は、航空機と地上局の間でエアバンド無線または衛星を介してショートメッセージを送信するためのデジタルデータ通信システムです。このプロトコルはARINCによって設計され、1978年にテレックス形式を使用して展開されました[ 1 ] 。その後、 SITAによってさらに多くのACARS無線局が追加されました。
航空分野にデータリンクが導入される以前は、航空機と地上職員間の通信はすべて、乗務員がVHFまたはHF無線機を用いて音声通信で行っていた。多くの場合、音声中継される情報は、専任の無線通信士と、航空会社のテレタイプシステムまたは後継システムに送信されるデジタルメッセージによって行われていた。
さらに、運航乗務員と客室乗務員の時給は、航空機が飛行中か否か、また地上にいる場合はゲートにいるか否かによって決まっていた。運航乗務員はこれらの時間を音声で地理的に離れた無線オペレーターに報告していた。航空会社は、意図的か否かを問わず、不正確な報告を防ぐため、自己申告による時間報告を廃止したいと考えていた。そうすることで、無線オペレーターが報告を受け取る必要性も減った。
乗務員の作業負荷を軽減し、データの整合性を向上させるため、ARINCのエンジニアリング部門は1978 年 7 月に自動タイムクロック システムとして ACARS システムを導入しました。アビオニクスはTeledyne Controlsが製造し、ローンチ カスタマーはPiedmont Airlinesでした。[ 2 ]当初の略語の正式名称は「Arinc Communications Addressing and Reporting System」でした。[ 3 ]後に「Aircraft Communications, Addressing and Reporting System」に変更されました。当初のアビオニクス規格は ARINC 597 で、ドア、パーキング ブレーキ、車輪重量センサーの個別入力から構成される ACARS 管理ユニットを定義し、飛行フェーズを自動的に判断してテレックス メッセージとして生成および送信するようにしました。また、既存の VHF 音声無線でレポートを送信するために使用されるMSK モデムも含まれていました。ACARS のグローバル スタンダードは、Airlines Electronic Engineering Committee (AEEC) によって作成されました。 ACARSの運用初日には約4,000件の取引があったが、主要航空会社による広範な利用は1980年代まで実現しなかった。
初期のACARSシステムは、長年にわたって拡張され、デジタルデータバスインターフェース、フライトマネジメントシステム、サーマルプリンターを備えた航空機をサポートするようになった。
ACARSという用語は、機上機器、地上機器、およびサービスプロバイダーから構成される、完全な航空および地上システムを指します。
機上ACARS機器[ 4 ]は、無線LANサブネットワークを介してメッセージをルーティングするルーターを備えたエンドシステムで構成されています。
地上設備は、AFEPS（Arinc Front End Processor System）と呼ばれる中央サイトコンピュータによって管理される無線トランシーバーのネットワークで構成されており、AFEPSはメッセージの処理とルーティングを行います。一般的に、地上ACARSユニットは、連邦航空局などの政府機関、航空会社の運航本部、または小規模航空会社や一般航空の場合はサードパーティのサブスクリプションサービスのいずれかです。通常、政府機関は運航許可を担当し、航空会社の運航部門はゲート割り当て、整備、乗客のニーズに対応します。
地上システムの提供は、参加航空航法サービスプロバイダー（ANSP）または航空機運航者の責任となります。航空機運航者は、この機能をデータリンクサービスプロバイダー（DSP）または別のサービスプロバイダーに委託することがよくあります。航空機からのメッセージ、特に自動生成されたメッセージは、メッセージの種類に応じて事前に設定できるため、地上から発信されるメッセージが適切な航空機に届くように設定できるのと同様に、適切な受信者に自動的に配信されます。
航空機に搭載されたACARS機器は、DSPを介して地上の機器と接続されています。ACARSネットワークはポイントツーポイントのテレックスネットワークをモデルにしているため、すべてのメッセージは中央処理拠点に送られ、そこでルーティングされます。ARINCとSITAが主要なサービスプロバイダーであり、一部地域では他のプロバイダーも小規模なサービスを提供しています。地域によっては複数のサービスプロバイダーが存在する場合もあります。
ACARSメッセージは大きく分けて3つの種類に分類されます。
制御メッセージは、航空機とその基地間の通信に使用され、メッセージはARINC標準633に従って標準化されているか、ARINC標準618に従ってユーザー定義されています。[ 6 ]これらのメッセージの内容は、OOOIイベント、飛行計画、気象情報、機器の状態、乗り継ぎ便の状態などです。
ACARS の主要な機能の 1 つは、業界で OOOI イベント (ゲートから出る、離陸する、着陸する、ゲートに入る) と呼ばれる各主要な飛行フェーズの開始を自動的に検出して報告することです。[ 7 ]これらの OOOI イベントは、ドア、パーキング ブレーキ、ストラットに取り付けられた航空機センサーからの入力を使用して検出されます。各飛行フェーズの開始時に、飛行フェーズ、その発生時刻、搭載されている燃料の量や飛行の出発地と目的地などの関連情報を説明する ACARS メッセージが地上に送信されます。これらのメッセージは、航空機と乗務員の状態を追跡するために使用されます。
ACARSはフライトマネジメントシステム（FMS）と連携し、地上からFMSへ飛行計画や気象情報を送信する通信システムとして機能します。これにより、航空会社は飛行中にFMSを更新することができ、乗務員は新たな気象状況や代替飛行計画を評価できるようになります。
ACARSは、航空機から地上局へ、各種航空機システムやセンサーの状態に関する情報をリアルタイムで送信するために使用されます。整備上の不具合や異常事象も詳細なメッセージとともに地上局に送信され、航空会社はこれらの情報を用いて機器の状態を監視し、修理・整備活動をより適切に計画します。
自動ピングメッセージは、航空機と通信局との接続をテストするために使用されます。[ 8 ]航空機のACARSユニットが事前に設定された時間間隔よりも長く沈黙している場合、地上局は航空機にピングを送信できます（直接または衛星経由）。ピング応答は、ACARS通信が正常であることを示します。
ACARSはコックピット内のインタラクティブディスプレイユニットと連携し、乗務員はこれを使って気象情報や運航許可、乗り継ぎ便の状況など、地上局との間で技術的なメッセージやレポートを送受信できます。地上局からの応答もACARSを介して機内で受信されます。各航空会社は、自社のニーズに合わせてACARSをカスタマイズしています。
ACARSメッセージは、 VHFやHFなどの通信方法を選択して、地上に直接送信するか、最小シフトキーイング（MSK）変調を使用して衛星（ Inmarsatなど）経由で送信することができます。[ 9 ]
ACARSは、航空機の現在位置エリアにVHF地上局ネットワークが存在する場合、VHF経由でメッセージを送信できます。VHF通信は見通し線伝搬方式であり、高高度での標準的な通信範囲は最大200海里（370km ）です。VHFが利用できない場合は、HFネットワークまたは衛星通信が利用可能であれば使用できます。衛星通信のカバー範囲は、高緯度地域（極地横断飛行）では制限される場合があります。
2009年のエールフランス447便墜落事故を受けて、フライトレコーダーの紛失による影響を軽減するために、ACARSを「オンラインブラックボックス」[ 11 ]にする議論が行われた。しかし、ACARSシステムに変更は加えられなかった。
2014年3月、ACARSメッセージとACARS衛星通信データのドップラー解析は、マレーシア航空370便のおおよその位置を特定する取り組みにおいて非常に重要な役割を果たした。MH370に搭載されていた主要なACARSシステムは停止していたが、Classic Aeroと呼ばれる2番目のACARSシステムは、機体の電源が入っている限り稼働しており、 1時間ごとにインマルサット衛星との接続を確立しようと試み続けていた。[ 12 ]
エジプト航空804便のエアバスA320に搭載されたACARSユニットは、2016年5月19日に地中海に墜落し、乗員乗客66名全員が死亡する前に、トイレとアビオニクスベイに煙が発生していることを示すACARSメッセージを送信していた。[ 13 ]
2021年2月24日、ヨハネスブルグのORタンボ国際空港からブリュッセルに向かう南アフリカ航空のフライトのACARSユニットは、「アルファフロアイベント」に関するACARSメッセージを送信した。これは、エアバスA340-600のエンベロープ保護システムが作動し、離陸時の失速を防ぐためにパイロットの操作を上書きした際に発生した。[ 14 ]
2023年2月19日、ハワイ付近の航空路に大きな白い気球が目撃されたというACARS報告が多数寄せられた。 [ 15 ] [ 16 ]
2002年、ACARSはNOAA観測システムアーキテクチャに追加されました。これにより、民間航空機は気象機関が予報モデルで使用する気象データプロバイダーとして機能し、風や気温などの気象観測データをACARSネットワーク経由で送信できるようになりました。NOAAはリアルタイムの気象図を提供しています。
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