デジタル時代の航空

情報化時代は、インターネットが 1970 年代に開発され、1980 年代に導入されて以来、今日まで進化を続けていることから、一般的にはインターネットとともに到来したと考えられています。航空業界におけるデジタル技術の導入も、ほぼ同時期に徐々に始まり、現在も続いています。

航空機設計におけるデジタルコンピュータの使用は、1970年代を通じて大手航空宇宙企業によって開発され、CAD、CAM、FEAを使用した構造部品の応力解析、空気力学モデリングなどの技術が含まれていました。^[1] 複合材料は金属よりも、高効率の流体「有機」空気力学的形状に適しており、洗練されたコンピュータ支援設計とモデリングの出現により、これらの材料と形状の使用が拡大しました。

デジタルシステムは航空機自体にも導入され、着実に高度化していった。最初の FADEC ( Full Authority Digital Engine Control ) 試験は 1968 年に実施され、最初の運用システムは 1985 年に就航した。^{[2] [3]}最初の運用可能な完全権限フライバイワイヤシステムはジェネラルダイナミクス F-16 ファイティングファルコン用に開発され、1978 年の導入は、従来の空力スタビライザーから飛行中の安定性を確保するという任務を引き継ぐ革命の先駆けとなった。この「緩和された静的安定性」の使用により、航空機はより機動性が高くなり、パイロットの主な任務を支援する人工的な「感覚」を与えることができた。一方、「グラスコックピット」は、従来のアナログ電気機械式計器を、選択した情報を表示できるグラフィックデジタルディスプレイに置き換えつつあった。初期のグラスコックピットは、EFIS システムの形でそれほど重要でない飛行情報を提供していたが、1988 年からは完全にガラス製のシステムが登場した。

デジタル技術の到来後すぐに冷戦時代は終わり、大国間の軍用航空機は著しく減少しました。最近では、インドと中国の経済成長により、これらの国での軍用機の開発が促進されています。

最初の完全に信頼できる運用可能なフライバイワイヤシステムは、ジェネラル ダイナミクス F-16 ファイティング ファルコン用に開発され、1978 年の導入は、従来の空力スタビライザーから飛行中の安定性を確保するという役割を引き継ぐ革命の先駆けとなりました。この「緩和された静的安定性」の使用により、航空機の操縦性が向上し、パイロットの主な任務を支援する人工的な「感覚」を与えることができました。

複合材料は金属よりも、高効率の流動的な「有機的な」空気力学的形状に適しており、洗練されたコンピュータ支援設計とモデリングの出現により、これらの材料と形状の使用が拡大しました。

この期間には、軽飛行機や無人航空機用の電力システムの使用が急増しました。これを可能にする技術としては、新しい高性能バッテリー技術の広範な入手可能性と手頃な価格、電気モーターの高強度希土類磁石、太陽電池のコスト低下、高度なコンピューター制御および管理システムなどがあります。

一方、ピストンベースとタービンベースの両方の従来の航空エンジンは改良が続けられ、着実に信頼性と燃料効率が向上し、同時に汚染も低減しています。

デジタルシステムは航空機自体にも導入され、着実に高度化していった。初期のデジタルシステムは自己完結型で機能が限られていた。最初のFADEC（フルオーソリティデジタルエンジンコントロール）試験は1968年に行われ、最初の運用システムは1985年にサービスを開始した。^{[2] [3]}

統合データ システムには、デジタル データ バスが必要です。MIL -STD-1553バスは 1973 年に定義されました。これにより、ジェネラル ダイナミクス F-16 ファイティング ファルコン用に、初めて完全に信頼できる運用可能なフライバイワイヤシステムを開発することができました。1978 年にこの航空機が導入されたことで、従来の空力スタビライザーから飛行中の安定性を確保するというタスクを引き継ぐ革命が起こりました。この「緩和された静的安定性」の使用により、航空機の操縦性が向上し、パイロットの主なタスクを支援する人工的な「感覚」が与えられました。一方、「グラス コックピット」は、従来のアナログ電気機械式計器を、選択した情報を表示できるグラフィック デジタル ディスプレイに置き換えました。初期のグラス コックピットは、EFIS システムの形でそれほど重要ではない飛行情報を提供していましたが、1988 年からは完全にガラス製のシステムが登場しました。

デジタル時代以前は、無人航空機 (UAV) やドローンは、誘導能力が限られていたり、遠隔操縦者への無線制御リンクが脆弱であったりして、用途が限られていました。

デジタルカメラなどの軽量で低コストのセンサーとモバイル コンピューティング テクノロジの開発により、UAV はより高度になり、自律的な飛行決定を行えるようになりました。UAV は、民間と軍事の両方の役割でますます使用されるようになっています。

無人航空機は、有人航空機の柔軟性と火力、そしてミサイルの使い捨て性を兼ね備えているため、魅力的な攻撃兵器である。アフガニスタンでの空対地外科攻撃に使用されたことで注目を集めている。しかし、誤って民間人を死なせるリスクがあるため、このような使用には議論がある。

21 世紀には、クワッドコプターなどの民間 UAV が、レクリエーション目的やデジタル カメラによる空中観察に使用されることが増えています。

マイクロUAVは一度に複数機を搭載できるほど小型で、軍事偵察や科学研究に応用されています。

この期間中、民間航空は拡大を続けました。航空機とエンジンは大型化、燃費効率が向上し、飛行制御やその他の航空電子機器は徐々にデジタル システムに取って代わられました。現代のジェット旅客機には、グラス コックピット、フル オーソリティ デジタル エンジン、フライ バイ ワイヤのコンピューター制御飛行制御、そして最近ではモバイル インターネット通信接続が採用されています。

21 世紀における航空旅行の大きな混乱としては、 9 月 11 日の攻撃による米国領空閉鎖や、 2010 年のエイヤフィヤトラヨークトル火山の噴火後のヨーロッパ領空の大部分の閉鎖などが挙げられる。

超軽量飛行機や超軽量飛行機は、パラグライダーなどの他のスポーツ活動とともに人気が高まっています。

1986年、ディック・ルータンとジーナ・イェーガーは、ルータン・ボイジャーで空中給油なしで無着陸世界一周 飛行をしました。

1999年、ベルトラン・ピカール氏は気球で地球を一周した最初の人物となった。

デジタルフライバイワイヤシステムの使用と静的安定性の緩和により、軍用機は安全性や飛行性を犠牲にすることなく機動性が向上しました。プガチェフのコブラのような高度な戦術的機動が可能になりました。

デジタル技術により、ミサイル誘導システムは小型化され、飛行経路を計算、修正できるようになりました。搭載地図、ビデオ処理、地形比較 ( TERCOM ) ソフトウェアの使用により、巡航ミサイルは前例のない精度を実現しました。

戦後、レーダー探知は攻撃者にとって常に脅威でした。攻撃機は、レーダー基地から丘やその他の障害物に隠れて低空飛行する「レーダーの下」の戦術を開発しました。巡航ミサイルに対する防御として低高度レーダー チェーンが登場したことで、この戦術はますます困難になりました。同時に、電磁放射線吸収材料 (RAM) と電磁モデリング技術の進歩により、防御レーダーに検出されない「ステルス」航空機を開発する機会が生まれました。最初のステルス攻撃機であるロッキード F-117 ナイトホークは1983 年に就役しました。今日、ステルスはあらゆる高度な攻撃機の要件です。^{[引用が必要]}

米国飛行100周年委員会は、動力飛行100周年の祝賀に国内外から幅広い参加を促すために1999年に設立されました。^[4]この委員会は、航空の歴史について人々を教育することを目的とした数多くのプログラム、プロジェクト、イベントを宣伝し、奨励しました。

設計と製造の全体にわたってデジタル技術が広く使用されるようになったことで、航空機の設計に革命が起こりました。現在、設計者は、航空機を作成し、その空力特性と機械特性をモデル化し、生産コンポーネントを設計して、工場で製造するといったすべての作業を、エンドツーエンドの単一のデジタル領域内で行うことができます。

繊維複合材の使用が増えたことにより、構造繊維を固定する樹脂を塗布して硬化させるためのオートクレーブもかつてないほど大型化しています。複合材部品の故障モードや症状は金属製のものとは非常に異なる傾向があるため、新しい試験・検査技術も開発する必要がありました。たとえば、繊維の層が多層部品内で剥離し、外見上は亀裂の兆候がなくても部品が弱くなることがあります。金属の表皮は落雷による電流をあらゆる方向に伝導し、敏感な部品を保護する傾向がありますが、炭素繊維は繊維に沿って伝導し、より多くのエネルギーを内部に取り込む傾向があるため、重要な飛行部品を落雷 EMPから保護するには、より注意深い設計が必要になります。

航空電子工学システムの高度化が進むにつれて、開発期間も長くなっています。特に、フライバイワイヤなどのデジタル飛行システムの使用により、制御ソフトウェアはますます高度化、複雑化しており、開発と検証には何年もかかることがあります。この期間中、航空機の物理的設計に変更があった場合は、関連するソフトウェアの改訂と再検証が必要になる場合があります。

2000 年代にコンピューターがより高性能になると、航空管制官の日常業務をコンピューターが引き受けるようになりました。それまでは、近くの空域のすべての航空交通が追跡され、表示され、航空管制官は位置を監視し、対応の必要性を評価する責任を負っていました。現代のコンピューター化されたシステムは、特定の時間にさらに多くの航空機の飛行経路を監視できるため、管制官はより多くの航空機を管理し、意思決定とフォローアップのプロセスに集中できます。

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