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フリーフライトとは、中央集権的な管制（例えば航空管制官）を用いない、発展途上の航空交通管制方式である。代わりに、コンピュータ通信を用いて分散的に動的かつ自動的に空域の一部を確保し、航空機間の必要な間隔を維持する。この新しいシステムは、今後10年以内に米国の航空交通管制システムに導入される可能性がある。しかし、国家空域システムの運用に及ぼす影響については議論の余地がある。
フリーフライトは、技術を活用して現在の航空交通管理方法に取って代わる新しい概念として開発されています。真のフリーフライトでは、操縦士に責任を与えることで航空交通管制（ATC）オペレーターの必要性がなくなります。これにより、パイロットは飛行中に軌道を変更することが可能になります。コンピューターシステムやATCの支援を受けながら、パイロットはより多くの飛行経路決定を独自に行えるようになります。ほとんどの複雑なシステムと同様に、分散型でありながら協調的な意思決定は、現在の航空交通管理方式に特徴的な集中型制御よりも効率的であると考えられています。
自由飛行は、人的要因への依存度を減らし、当時の発展途上の技術への依存度を高めるための取り組みとして始まった。1960年代に航空会社が機材を拡大するにつれ、航空交通管理（ATM）の必要性が高まった。ATMは、増加する航空機を管理するために計器飛行方式（一般に「IFR」として知られる）を制定した。これは航空交通の制御に役立ったが、IFR飛行を維持するには相当な時間、労力、資源が必要となった。
1968年、連邦航空局は、特定の空港における航空機の数を減らすために高密度空港規則を発行しました。[ 1 ] 20年前、クロッカー・スノーは、航空機を操縦中に自分の位置を特定するためにテレビカメラを使用しました。彼は航空機に信号を送信し、航空機が航空機の周囲の第三者の視点を取得できるようにしました。このアイデアは機能しましたが、コストがかかりすぎて実用的ではありませんでした。1960年代には、トランスポンダーによってテレビカメラを使用する必要がなくなりました。
航空交通業界で発生したその他の問題としては、OPECの燃料危機や、 1982年の航空管制官組合（PATCO）のストライキがあり、その結果、ロナルド・レーガン大統領によって数千人の管制官が解雇された。これは、航空輸送がいかに経済情勢に左右されやすいかを示した事例である。
フリーフライトの主要コンポーネントは、1971年にユナイテッド航空のシステムマネージャーであるウィリアム・コットンによって特定されましたが、それを実装する技術はそれから20年後まで利用できませんでした。[ 2 ]
1970年代、米国国防総省はGPS衛星航法システムを導入し、航空業界はGPSの利用拡大とそれに伴う自動化によって、より効率的な航空交通管理が可能になるという可能性に着目した。
1991年、国際民間航空機関（ICAO）は将来航空航法システムパネルを設立した。このパネルは、衛星技術の応用例と航空交通管理におけるその利用方法に関する記述を作成した。1990年代半ばまでに、「自由飛行」として知られるようになった「ユーザー定義軌道」の役割が拡大していった。
自由飛行の実施に関する最初の公聴会は、FAAに対する調査権限を持つ下院小委員会の委員長であるコリン・ピーターソン下院議員（ミネソタ州選出、民主党）によって1994年8月に開催された。[ 2 ]
1995年、FAA長官のデビッド・ヒンソンは、自由飛行を実現するための詳細な計画を策定するタスクフォースを組織した。同年10月に発行された報告書では3つの段階が求められており、[ 2 ] [ 3 ]第1段階は2002年末に終了したが、他の段階は開始されていない。航空交通管制官が航空機の経路を動的に最適化できるようにする自動化ツールの方法とシステムは、2001年にNASAによって特許取得された。[ 4 ]
真の自由飛行アプリケーションは、商用旅客機による高高度飛行など、最も装備の整った航空機のみが運用される特定の空域運用においてのみ小規模に存在します。次世代航空輸送システム（NGATS）向けには、自由飛行のさまざまなバージョンが構想されています。自由飛行のビジョンは、NGATSが数十億ドルの開発、テスト、綿密な移行計画、訓練、およびあらゆる種類の航空機による地上および空中システムの展開を経て実現するにつれて、今後20～30年かけて徐々に現れてくると予想されます。NGATSの主要要素には、自動従属監視放送（ADS-B）と、システムワイド情報管理システム（SWIM）と呼ばれる、常に進化し続けるネットワーク中心の情報アプリケーションが含まれます。
地域は、制限なし地域、移行地域、制限地域に分けられる。
自由飛行が目指す方向性はいくつか存在する。
空中アプローチでは、分離責任は完全にパイロットにあり、自己分離条件下で運用されます。パイロットは飛行中に問題を発見し解決する責任を負います。コンピューターは、この点で乗務員を支援します。気象情報や他の航空機の位置などの情報は、ATC（または自動化された管制局）から航空機に送信され、パイロットが取るべき最善の行動を決定できるようにします。監視システムは、地上または機内に設置できます。
この方法の問題点としては、監視情報の完全な確保、異なる機器との通信、小型航空機では機器を搭載できないこと、そしてシステムの誤作動の可能性などが挙げられます。すべての航空交通を完全に監視することは極めて困難です。異なる機器を搭載した2機の航空機が遭遇した場合、速度などの通常の情報に加えて、機器のデータも受信機器に送信する必要があります。大型機であれば機器に問題はありませんが、小型機は必要な部品が欠けている場合、相互に通信することが困難になります。もちろん、これが1対1の状況であれば解決は容易ですが、複数の航空機が関与する場合は、解決策を見つけるのはさらに難しくなります。最後に、システムが故障したり、ソフトウェアにプログラミングエラーが発生した場合、航空機や他の航空機は視界が遮られた状態で飛行することになります。
すべてのデータは航空管制（ATC）に送信され、パイロットは特定の飛行経路を要求します。通信は航空機同士ではなく、航空機からATCへ行われます。
このアプローチでは、乗務員は空中アプローチにおける状況認識を十分に得ることができません。乗務員はこのアプローチにおいて不確実性に対処したり、不確実性への対応を支援したりすることはできません。もし航空機が管制官の指示に従わない場合、指示を再発行する必要があり、結果として航空交通管理（ATM）オペレーターの作業負荷が増加します。
混合アプローチとは、空中アプローチと地上アプローチの両方を組み合わせたアプローチです。AOC（航空管制センター）は最初に航空機とATM（航空交通管理）に経路を送信します。乗務員がその経路を気に入らない場合は、経路変更をATMとAOCに送信します。
航空機の分離は、保護区域と警戒区域に分けられます。警戒区域と呼ばれる広い区域では、システムは3つのアプローチのうちの1つを通して、航空機が近くにいることを航空機に知らせます。これは旗のような役割を果たし、乗員に警告するだけです。保護区域では、あらゆる異物が存在しない状態を維持する必要があります。これは、あらゆるものが接近できる最小距離です。システムは、何かが接近する前に乗員に警告を発するはずですが、もし何かが保護区域に侵入した場合、乗員は衝突を回避するために回避行動をとります。
センターTRACON自動化システム（CTAS）は、航空機の軌道、大気モデル、航空機の性能、その他の要因に関するデータを受信します。受信した情報に基づいて、方程式と論理を用いて最適な軌道を計算します。CTASは現在、小規模で運用されています。