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次世代航空輸送システム（NextGen）は、米国連邦航空局（FAA）が国家空域システム（NAS）を近代化するために実施したプログラムです。FAAは2007年にNextGenの改善に着手し、2030年までに実装を完了する計画です。[ 1 ] [ 2 ] NextGenの近代化目標には、航空の環境への影響を軽減しながら、NASの安全性、効率性、容量、アクセス性、柔軟性、予測可能性、回復力を向上させるために新しい技術と手順を使用することが含まれていました。
次世代航空交通システム（NextGen）の必要性は、2000年夏に航空交通が深刻な混雑と高額な遅延によって阻害された際に明らかになった。その2年後、米国航空宇宙産業の将来に関する委員会は、複数の機関からなるタスクフォースが米国の航空輸送システムを変革するための統合計画を策定することを勧告した。
2003年、議会は「ビジョン100－航空世紀の再承認法」を可決し、次世代以降の米国航空輸送システムが果たすべき役割に関する統一的なビジョンを策定し、長期的な研究計画を策定・調整し、省庁横断的なミッション研究を支援するために、統合計画開発局（JPDO）を設立した。
JPDOの取り組みの結果、2004年に「次世代航空輸送システムのための統合国家計画」が作成されました[ 3 ]。この計画では、航空輸送システムを変革するための高レベルの目標、目的、要件が定義されました。運輸省とFAAに加えて、この計画には、航空輸送サービスに責任を負う他の政府機関、例えば、米国航空宇宙局（NASA）、国立気象局、国防総省、運輸保安局などが関与しました。
JPDOは2007年に「次世代航空輸送システムの運用構想」[ 4 ]を航空関係者コミュニティに公開した。この運用構想は、2025年までのNextGenの目標の概要を示した。NextGenの構想は段階的に発展し、JPDOの文書は2011年まで更新され続けた。同年、FAAは拡張版運用進化パートナーシップ[ 5 ]の最初のバージョンを公開し、 2025年までのNextGenへのFAAの道筋を示した。
当初の統合国家計画には空港の地上および旅客ターミナルの運用が含まれており、「カーブ・ツー・カーブ」ソリューションとして知られていました。運用コンセプトは、コンセプトを検証し、運用上実現不可能または有益でないアイデアや代替案を排除するために、省庁横断的な研究を推進することを目的としていました。FAAは、自らが責任を負う航空輸送システムの構成要素、つまり「ゲート・ツー・ゲート」コンポーネントに焦点を当てました。2011年、FAAは「国家空域システムの次世代中期運用コンセプト」という報告書を発表しました。FAAの運用コンセプトは、安全とセキュリティの維持、容量と効率の向上、空域と空港へのアクセスの確保、環境影響の軽減など、JPDOの幅広い目標と一致していました。この報告書は、精密航法やネットワーク対応の情報アクセスなど、次世代の目標と目的を達成するために必要ないくつかの重要な変革コンセプトを特定しました。
2008年には、FAAが自動従属監視放送（ADS-B）などのNextGenの主要部分を設計段階から実用段階へと移行させ始めたことで、変革が始まっていました。NextGenの進展には、研究開発能力の拡大、航空業界および国際パートナーの参加、ホワイトハウスと議会の支援などが含まれており、本節ではそれらについて重点的に説明します。
同機関は2008年にフロリダ州デイトナビーチのエンブリー・リドル航空大学にテストベッドと呼ばれる研究開発施設を設立した。2010年には、ニュージャージー州アトランティックシティのウィリアム・J・ヒューズ技術センターに、次世代航空交通システム（NAS）に対する次世代航空交通システム（NextGen）コンポーネントの影響をシミュレーションおよび評価するための別のテストベッドである次世代航空交通システム統合評価能力研究所を開設した。2013年には、ゼネラル・ダイナミクス社にエンジニアリング、ソフトウェア設計および開発、インフラストラクチャ、管理サポートを提供する契約が授与され、研究所の能力が拡大した。[ 6 ]
2008年、FAAはハネウェルとACSSと契約を結び、空港地上の安全上の危険を検知してパイロットに警告するNextGen技術のテストと設置を加速させた。[ 7 ] NetJetsも、米国各地でいくつかのプログラムをテストするために、自社の機材の一部に装備することに合意した。[ 8 ] 2010年までに、FAAはComputer Support Services Inc.にNextGenのエンジニアリング作業を行う2億8000万ドルの契約を授与した。これは、包括的なポートフォリオ契約の下で授与される6つの契約のうちの最初のものだった。ボーイング、ジェネラル・ダイナミクス、ITT Corp.は、 NextGenの概念、手順、技術を現在のNASにどのように統合できるかを大規模に実証するために、最大44億ドルのFAA契約を受け取った。2012年、FAAはHarris Corp.を選定し、Harris Corp.はDataprobeに下請けを出し、 NAS音声システムを開発し、3億3100万ドルのデータ通信統合サービス契約を管理することになった。[ 9 ] [ 10 ] FAAとハリス社は2018年にNAS音声システムの契約を解除し、代替案はなかった。[ 11 ]
航空会社もNextGenに関与するようになった。2011年、FAAはJetBlueと協定を結び、同社がADS-Bを搭載した特定のフライトを運航することを許可した。これにより、同社はルートの改善が可能になり、FAAはリアルタイムの運用評価を通じてNextGenデータを取得できるようになった。 2013年、ユナイテッド航空は、 FAA NextGenデータ通信アビオニクス装備プログラムに基づき、自社の機材の一部にデータ通信（データ通信）に必要なアビオニクスを装備する最初の航空会社となる計画を発表した。このプログラムは、業界全体で1,900機の航空機に装備するための資金が提供され、十分な数の航空機がデータ通信に参加できるようにした。
FAAの中期目標に対する業界の合意形成を図るため、同機関は2009年にRTCAを通じて新たなタスクフォースを設立した。 [ 12 ] FAAは、業界がNextGenにどのように貢献し、恩恵を受けることができるかを検討するようタスクフォースに求め、2010年に勧告の実施方法に関する計画を発表した。[ 13 ]
次世代航空交通システム諮問委員会（NAC）[ 14 ] [ 15 ]は、業界との連携を継続するというタスクフォースの勧告に対応するために2010年に設立された、航空関係者で構成される連邦諮問グループであり、航空業界が直面する政策レベルの次世代航空交通システム導入問題について助言を行うために結成されました。FAAとNACは2014年に次世代航空交通システムの優先事項共同実施計画に合意し、効率性を向上させるために3年間で4つの主要な次世代航空交通システム構想の実現を加速させました。これらの構想とは、複数の滑走路を持つ空港での運用の最適化、地上運用の効率性の向上、主に衛星を利用した性能ベースの航法への更新、デジタルシステムによる航空機と地上間の通信の改善です。
国際航空交通管理の相互運用性とシステムの調和による安全性と効率性の向上も、FAAの目標の一つです。2010年、FAAと欧州委員会は、NextGenおよびSingle European Sky ATM Research（SESAR）プロジェクトの共同研究開発を支援するため、22分野で協力することで合意しました。2012年までに、FAAと欧州の航空航法サービスプロバイダーの連合体であるA6は、相互運用可能な航空システムの構築に向けて協力し、NextGenとSESARの展開と実装に取り組むことで合意しました。
2008年に署名された大統領令13479号「国家航空輸送システムの変革」[ 16 ]は、運輸長官にNextGenサポートスタッフの設置を義務付けた。2012年のFAA近代化改革法[ 17 ]には、既存のNextGen航法および監視技術の導入期限の設定と、2015年までに国内で最も利用者の多い35の空港で性能ベースの航法手順を開発することが義務付けられていた。
2010年、FAA（連邦航空局）の航空安全部門は、安全担当職員がNextGenの基準を設定し、新しい技術、プロセス、手順の安全な導入を監督する方法を定めた作業計画を発表しました。FAAはまた、航空機監視装置に対するNextGenの性能要件を義務付ける最終規則を発行しました。この規則では、米国の管制空域の大部分を飛行する航空機に対し、2020年1月1日までにADS-B Outを搭載することを義務付けました。
次世代航空交通管制（NextGen）から未来へのNASの道のりにおいて重要なリソースとなるのが、NASエンタープライズアーキテクチャ（EA）です。EAは、FAAによるインフラ、技術、および新サービスの導入を通じて、航空交通管制がどのように進化してきたかを記述しています。NAS EAは、現在および将来のミッションクリティカルシステムとミッションサポートシステムを文書化し、NASのさらなる発展につながる概念、システム、およびサービスを特定、追跡、成熟させるためのロードマップを含んでいます。
NAS EAは、システム責任の明確化とNAS運用の強化を通じて、NASの変革を支援します。このアーキテクチャは、航空業界の進化するニーズに対応しつつ、機能とシステムの統合を促進します。
FAAの研究成果を実際の運用に反映させるEAは、NextGen以降も、近い将来の近代化作業において価値を持ち続けるだろう。
FAAはNextGenを通じて、NASを未来へと推し進めてきました。衛星を利用した航法・監視システムへの移行、音声通信へのデジタル通信の補完などは、NASを将来の技術進歩に対応できる体制へと強化する取り組みの一例です。NextGenの進歩により、無人航空機、商用宇宙船、ドローンなど、新たな主体がNASに参入することが可能になりました。安全性は、これらの新たな主体が空域で運用するための仕組みやプロセスを構築する上で、常に最優先事項として考慮されてきました。参入主体の多様化と運用の複雑化に伴い、2025年以降も試験運用は継続されます。
NAS（国家空域システム）は、運用がますます複雑化し、無人航空機が空域においてより大きな役割を果たすようになるにつれて容量が増加するという新たな課題に直面しています。NASは、航空輸送システムのグローバルなゴールドスタンダードとみなされています。この卓越した水準は、FAA（連邦航空局）の継続的なイノベーションと、安全なシステムをさらに安全にするための絶え間ない努力によって達成されました。
NextGenのプログラムとアップグレードは、システムを新たな方法で統合し、プロセスを合理化することで、より安全なシステムだけでなく、旅行者と運航者にとって遥かに効率的な空域を作り出しました。
次世代航空交通管制システム（NextGen）の導入により、NAS（国家航空交通管制システム）は地上ベースのシステムから衛星ベースのシステムへと進化しました。NASは現在、運航事業者間の情報共有を容易にするとともに、より多様で複雑な将来の飛行運航にも対応できるようになっています。
NextGenはNASを、21世紀の企業や顧客の変化するニーズに完全に対応できる、近代的で効率的かつ柔軟性の高い航空宇宙システムへと変革しました。
2016年に発表された運輸省の30年展望レポート「Beyond Traffic: Trends and Choices 2045」[ 18 ]では、フライトの遅延と混雑により米国経済は毎年200億ドル以上を失っていると推定されています。さらに、同レポートでは、今後20年間で米国の航空会社を利用する人の総数が50%増加すると予測されています。サービスの需要増加に対応するために、サービスの提供方法を変更する必要がありました。[ 2 ]
2022年、民間航空輸送は米国の経済活動に1兆8000億ドル貢献し、940万人の雇用を支え、米国の国内総生産の4%を占めました。[ 19 ] NextGenは、米国の航空を引き続き支援するメリットをもたらします。[ 20 ]航空管制官は、航空機を安全かつ効率的に追跡および分離するためのより良い情報を得ることができます。パイロットは、コックピットでより多くの航空情報、交通情報、気象情報を得ることができます。航空会社は、より短く直接的なルートを飛行して、燃料消費量と排出ガスを削減しながら、乗客をより早く目的地に届けることができます。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
NextGenは、安全性の向上、効率性の向上、容量の増加を通じて、航空機運航者、乗客、政府、一般市民を支援します。金銭的なメリットとしては、FAA内部のコスト削減、乗客の移動時間の短縮、航空機の運航コストの削減、燃料消費量の削減、旅行の遅延の減少、欠航の回避、フライト数の増加、二酸化炭素排出量の削減、負傷者と死亡者の減少、航空機の損失と損傷の減少などが挙げられます。NextGenシステムは、データ通信などにより、管制官とパイロットの生産性を向上させることもできます。[ 24 ]
NextGenの改善により、2030年までに28億ガロンの燃料が節約され[ 24 ]、2020年から2040年までに6億5000万トン以上の二酸化炭素排出量が削減されると推定されている[ 25 ]。FAAは、全国200以上の実装を通じて、20を超えるNextGen機能から測定された総便益を追跡している。実装された変更により、2010年から2024年までに推定123億ドルの便益が生み出された[ 26 ]。
NextGenのコンセプトが形成されるにつれて、FAAはその実装を計画しました。FAAは業界と協力して、既存の航空機装備を活用する機能を特定しました。[ 14 ]この戦略により、空域利用者は早期にメリットを享受できると同時に、NextGenはFAAの長期目標である軌道ベース運航（TBO）の達成に向けて順調に進んでいます。
次に、FAAはインフラの更新に着手した。過去の経験から得られた教訓に基づき、FAAは、老朽化したインフラに一時的な改良を加えるのではなく、最新の技術や高度な機能に対応できる新しいインフラから始めることが、サービスを向上させる最善の方法であると判断した。老朽化したインフラでは、より広範な変革を実現することは不可能だったからである。
FAAの航路自動化近代化（ERAM）プログラムとターミナル自動化近代化・代替（TAMR）プログラムは、FAAが次世代航空交通システム（NextGen）構想を構築するための基盤となるものです。これらのプログラムは、航空管制官や管理者向けの新たな機能のプラットフォームとなる最新のソフトウェアアーキテクチャによって、NextGenの目標を支援します。
FAAは、大規模自動化システムの構築において広く受け入れられているモデルを採用しました。プログラムのライフサイクルは継続的で、技術更新の計画的なスケジュールが組まれています。例えば、FAAは2008年にERAMの初期ハードウェアの設置を完了し、2015年にソフトウェアとプログラムの承認を完了しました。2016年には、時代遅れになりつつあった主要システムコンポーネントすべての技術を更新しました。この方法は、最新レベルの技術を維持するために一般的に用いられています。
FAAは、基盤となるシステムに加え、通信、航法、監視、交通流の自動化、情報共有、気象システムを改善する重要な基盤システムを特定しました。これらのシステムを統合することで、安全性を損なうことなく、ますます多様化する航空輸送システム利用者のニーズに対応できるよう、航空交通管理を変革します。
TBOを実現するには、機能の統合が必要です。TBOとは、航空機の精密な飛行経路を利用する能力を活用し、距離ではなく時間で交通の流れを計測し、パイロット、運航管理者、管制官、航空交通管理者の間でより迅速な情報共有を行うことで、空港から空港への航空交通を戦略的に計画および管理し、最適なパフォーマンスを実現する方法です。[ 27 ]
TBO により、FAA と運航会社は、航空機が飛行中にどこにいるか、いついるかをより正確に把握できるようになると期待されています。[ 28 ]この情報は、航空および地上の自動化システム間で共有され、需要と供給のバランスをより適切に評価し、天候やシステムまたは施設の停止による混乱の影響を最小限に抑えるために使用されます。TBO の主な利点は、飛行効率の向上、スループット、予測可能性、および運航会社の柔軟性の向上です。初期の運用エリアは、北東回廊、中部大西洋地域、北西山岳地域、および南西部です。TBO は 2023 年に南東部に拡大しました。
FAA空港局の地理情報システム（GIS）プログラムは、航空情報とNextGenの実装を管理するためのデータを提供します。[ 29 ] GISは、地球表面上の自然または人工の地形や境界の地理的位置と特性を識別します。空港データは、障害物分析、より正確な航空情報ミッション、フライトデッキ空港移動マップ機能、および広域増強システム/ローカライザー垂直誘導アプローチを含む性能ベース航法手順の開発と実装に使用されます。[ 30 ]
NextGenは、数十年にわたって構築されてきた複雑で大規模なシステム群です。システムは常に、研究段階から技術的な更新段階まで、ライフサイクル管理のさまざまな段階にあります。FAAの計画レポートは、従来の国家空域システム（NAS）からNextGenへの進化をマッピングするために使用されます。短期的な資金制約の中でNextGenを管理するため、FAAはより多くのプログラムセグメントを用いて、より小さな増分で改善策を展開し、費用対効果を確保しました。
FAA は、2011 年に NextGen 中期運用構想を発表して以来得られた知識を活用しています。FAA は利害関係者と緊密に連携し、先進的な概念の実現可能性とそれに関連するメリットを判断するために、研究と事前実装作業に投資しました。[ 2 ]航空業界は、研究と事前実装作業が始まれば、概念の多く（すべてではない）が肯定的なビジネス ケースを生み出すこと、そして進化する航空環境ではいくつかの目標が他の概念に置き換えられることを理解していました。FAA は、研究と業界からのフィードバックに基づいて、コストが高い、リスクが高い、またはメリットが低い概念を排除し、NextGen の計画担当者が想定した道筋をいくつかの調整で洗練しました。
技術的リスクが高すぎる6つのコンセプト（例えば、利用可能な技術的解決策がないコンセプト）は、2030年以降に延期された。想定される運用上の利点の証拠を得るためにさらなる研究が必要なコンセプトも、NextGenの後期の段階で実装するために延期された。[ 2 ]
FAA は、計画されているすべての主要システムの初期実装を 2025 年までに予定していましたが、期待される NextGen のメリットをすべて提供するために必要な完全な統合は予定していませんでした。同機関は現在、すべての主要な NextGen コンポーネントの実装を 2030 年までに完了する予定です。 [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]メリットは、エンタープライズ レベルの高度なアプリケーション、より多くの航空機装備、および TBO の完全な従業員採用を通じて得られます。[ 2 ]
NextGenは、多くの技術、政策、手順を包含していた。通信、航法、監視、自動化、情報管理、気象など、さまざまな分野における変更は、徹底的な安全試験を経て実施された。
データ通信（管制官・パイロット間データリンク通信）は、パイロットと航空管制官間の音声通信を補完するためにデジタルテキストメッセージを使用します。音声メッセージとは異なり、管制官が送信するデータ通信メッセージは、意図した航空機にのみ配信されるため、別のパイロットが類似のコールサインを持つ別の航空機の指示に従ってしまう可能性がなくなります。また、無線交信が混雑している場合や話し方の違いによるメッセージの誤解を防ぎ、マイクが故障した場合のバックアップとしても機能します。さらに、音声通信が必要または優先される場合に無線帯域幅を節約できます。[ 35 ]
データ通信機能を使用することで、管制塔の航空管制官は、装備された航空機のパイロットに出発許可指示を送信し、パイロットはボタン一つで指示を読み、承認し、フライト管理システムに読み込むことができます。メッセージは運航管理者にも送信され、接近する雷雨などの状況変化に迅速に対応できるよう、関係者全員が情報を共有できます。
データ通信は、特にルート変更時に航空機の離陸待ち時間を短縮し、燃料消費量とエンジン排気ガス排出量を削減します。天候が飛行ルートに影響する場合の遅延や欠航の可能性を低減します。パイロットと管制官は他の重要なタスクにより多くの時間を費やすことができ、安全性が向上します。[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]
プログラムの最初の部分である55の空港の管制塔サービスは、予定より2年以上早く2016年に完了しました。最初の成功に基づいて、航空会社は2017年にさらに7つの空港に管制塔サービスの提供を要請し、FAAは2019年までに完了することを承認しました。これらの空港のうち最初に完了したのは、2017年11月のジョイントベース・アンドリュースでした。 [ 47 ]最後の空港はヴァンナイズで、2018年8月に完了しました。[ 48 ] 2020年には、シンシナティ、ジャクソンビル、パームビーチがデータ通信の運用が承認された次の3つの空港となることが承認されました。[ 49 ]シンシナティは2021年に運用を開始し、ジャクソンビルとパームビーチは2022年に運用を開始しました。
データ通信は、航空機が飛行中に航空会社と乗客により多くのメリットをもたらします。複数の航空機の経路変更機能を含む、さまざまな航空管制官メッセージが利用可能です。高高度飛行向けの初期データ通信サービスは、2019 年 11 月に開始されました。2025 年現在、65 の空港に拡大し、11,000 機を超える装備航空機、23 社の米国航空会社、106 社の米国以外の航空会社、および 5,000 機を超える一般航空機とビジネス航空機を接続しています。また、2025 年現在、データ通信の航路サービスは、20 か所の航空路管制センター全体で継続的に運用されており、68 社の商用運航会社と 8,000 機を超える装備航空機をサポートしています。初期サービスよりも幅広いメッセージを提供する完全な航路サービスは、2027 年にすべてのセンターで完了する予定です。[ 50 ] [ 51 ]完全な航路サービスの後には、強化されたサービスが計画されています。これらには、交通管理コーディネーターが開始する経路変更など、経路管理を支援するツールが含まれる。
音声通信は今後も航空交通管制の一部であり続けるでしょう。緊急事態においては、音声通信は管制官とパイロット間のやり取りの主要な手段であり続けます。しかし、パイロットと管制官間の日常的な通信においては、効率性と空域容量を向上させるデータ通信が好まれます。データ通信は、プログラムの30年間のライフサイクルを通じて運航会社に100億ドル以上、FAAには将来の運用コストで約10億ドルの節約をもたらすと予想されています。[ 47 ]
NextGen構想の中核にあったのは、航空機の空域航行方法における根本的な変革でした。この変革は、衛星誘導システムの導入から始まり、性能基準航法（PBN）の普及によって成熟し、国家空域システム（NAS）の構造と機能を再定義するに至りました。
NextGen導入以前は、航空機の航法は主に地上に設置された固定式の航法補助装置（VOR、NDB）に依存しており、これらの装置が航空路の物理的な配置を決定づけていました。PBNの導入は、こうした制約からの脱却を意味しました。GPSを含む全地球航法衛星システム（GNSS）を用いることで、パイロットは正確かつ柔軟な航路選択が可能になり、航空機は飛行のあらゆる段階において、より直接的かつ予測可能な飛行を実現できるようになりました。
2012年までに、PBNは次世代航空交通システム（NextGen）導入計画の基盤となる要素となった。それ以来、FAAは数千もの従来の航路と手順を、衛星を利用したRNAVおよびRNP方式に段階的に置き換えてきた。これらの誘導方式により、航空機は地上の信号ではなく、宇宙空間で定義された目的地に向かって飛行することが可能になった。その効果はすぐに現れた。燃料消費量、排出量、飛行時間の削減、安全性、予測可能性、空域容量の向上などである。
2025年1月15日現在、FAAは10,009件のPBN手順と470件のPBNルートを公開しています。[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]これらは、RNAV標準計器出発、Tルート（地表から1,200フィートから高度18,000フィートまで）、Qルート（高度18,000～45,000フィート）、RNAV標準ターミナル到着（STAR）、RNAV（GPS）アプローチ、およびRNPアプローチで構成されています。[ 52 ] [ 53 ]計器進入手順を公開している空港のうち、96%がPBNアプローチ手順を公開しており、31%がPBNアプローチ手順のみを使用しています。
RNAV STAR手順では、巡航高度から燃料を節約し、排出ガスを削減し、騒音を低減するために、最適化されたプロファイル降下とも呼ばれる連続降下アプローチを提供できます。 [ 55 ] FAAは、この機能を備えた128の空港でRNAV STAR手順を公開しており、これにより航空機は降下前に、より燃料効率の良い高度で空港に近づくことができます。[ 56 ]降下開始から着陸まで、航空機は水平飛行区間が最小限であり、パイロットはスピードブレーキの使用やスラストレバーの頻繁な調整を避けることができ、これも燃料の節約につながります。[ 57 ] [ 58 ]これらの手順は、利用可能でパイロットが使用を許可されている場合に飛行できます。
広域増強システム(WAAS)を使用すると、計器飛行資格を持つパイロットは、これまで不可能だった空港でもGPSを使用して着陸できます。 [ 59 ] WAAS は位置推定の精度と完全性を向上させます。地上設置型の計器着陸装置(ILS) が使用できない空港では、PBN 進入手順がバックアップとして機能します。FAA は新しい ILS を設置することはほとんどなく、代わりにコスト削減につながる PBN 進入手順を選択します。NAS 内の 15 万機以上の航空機が WAAS を搭載しており、約 2,500 の空港で 4,900 を超える WAAS 手順が公開されています。[ 60 ]
しかし、PBNがNASの航行構造を再構築する一方で、NextGenは回復力の確保に努めました。GPS信号が干渉や劣化の影響を受けやすいことを認識し、FAAはNextGen距離測定装置（DME）プログラムを開発しました。これは、戦略的に配置されアップグレードされた距離測定装置によって航行インフラを強化するための取り組みです。航路およびターミナルのDMEは、周波数変更や標準サービスボリューム（SSV）の強化など、大幅なアップグレードを受けています。信号カバレッジのギャップに対処し、衛星信号が信頼できない可能性のあるエリアで冗長性を提供するために、いくつかの新しいDMEが設置されました/設置される予定です。これらのアップグレードにより、DME機能を備えた航空機は、衛星障害が発生した場合でもPBNルートの飛行を継続でき、システムのパフォーマンスを維持しながら、パイロットと管制官の作業負荷を軽減できます。目標は、従来のシステムへの依存に戻ることではなく、階層化された回復力のあるアーキテクチャを構築することでした。つまり、衛星の精度が最優先され、必要に応じて地上システムが重要なサポートを提供するアーキテクチャです。一部の DME は廃止される予定ですが、すべての局の展開とアップグレードは 2035 年に完了する予定です。[52] VOR最小運用ネットワークとNextGen距離測定装置(DME) は、航行の回復力を提供します。[ 61 ]
RTCAのNextGen中期実施タスクフォースを通じて航空業界からの勧告に応え、FAAは、混雑した空域が複数の空港のニーズを満たす大都市圏である11のメトロプレックスの航空交通の流れを改善するためにPBN手順の統合を開始しました。[ 62 ] NextGen諮問委員会との協力により、FAAはアトランタ、シャーロット、クリーブランド・デトロイト、[ 63 ]デンバー、[ 64 ]ヒューストン、[ 65 ]ラスベガス、[ 66 ]北カリフォルニア、北テキサス、南中央フロリダ、[ 67 ]南カリフォルニア、ワシントンDC [ 68 ]でプロジェクトを完了しました。さらに、FAAは、メトロプレックスプログラムの基準を満たしていない29の混雑した空港の空域をPBNを組み込んで再設計しました。[ 56 ]
PBN手順では、洋上分離基準を横方向と縦方向ともに100海里から30海里に引き下げました。[ 53 ] PBNは、2013年に平行滑走路が密集している空港のアプローチの横方向分離基準を4,300フィートから3,600フィートに改善し、[ 69 ] PBNによって可能になった同等の横方向間隔運用基準により、一部の空港ではより多くの出発機を処理できる柔軟性が与えられています。[ 53 ] [ 70 ]
2015年の規則変更により、パイロットはPBNアプローチ手順を使用して滑走路へのより短い経路をより頻繁に通行できるようになりました。航空機は、レーダーで監視している航空管制官からの指示を受けなくても、平行滑走路のある特定の空港で同時運用中に安全かつ効率的に着陸できます。[ 71 ] FAAは、この機能に関する国家標準を2016年に導入しました。これは、Established on RNPとして知られています。[ 72 ] EoRは、デンバー国際空港、ヒューストンのジョージ・ブッシュ・インターコンチネンタル空港、ロサンゼルス国際空港で使用されています。
複数空港ルート分離（MARS）は、EoRの概念を単一空港の滑走路から互いに近接する空港の滑走路に拡張する、関連する複数空港プロジェクトです。[ 73 ] MARSは、RNPの利用拡大と空港および滑走路構成への新たなアクセスを可能にします。同様のメリットをもたらし、空港の処理能力を向上させることが期待されています。FAAは、概念を検証し、安全性を確認した後、2026年に最初のサイトで運用を開始する予定です。
FAAは、PBNを国家空域システム全体の日常業務の基礎として使用し、ニーズを満たす適切な手順を採用することを目指しています。場合によっては、大都市圏のように、高度に構造化されながらも柔軟な航行パターンが含まれます。[ 2 ] [ 74 ]
自動従属監視放送（ADS-B）は、航空機の追跡に大きな変革をもたらす技術です。従来は地上レーダーを使用して5～12秒ごとに航空機の位置、速度、方向を受信していましたが、最新のGPSトランスポンダーを搭載した航空機は、これらの情報を自ら取得し、1秒ごとに自動的に航空管制に送信します。ADS-Bは、位置データ取得に高精度な衛星信号を必要とします。常に送信されており、オペレーターによる操作は不要です。パイロットと航空管制官が初めて同じリアルタイムの航空交通状況を確認できるようになり、状況認識能力が向上し、安全性が高まります。
FAA は 2014 年に新しい地上無線インフラの設置を完了し、50 州すべて、グアム、プエルトリコ、メキシコ湾、両海岸沖の海域でカバーされています。ADS-B の航路およびターミナル自動化プラットフォームへの統合は 2019 年に完了しました。[ 75 ]管制空域の大部分を飛行する航空機は、2020 年 1 月 1 日から ADS-B Out の装備が義務付けられています。
衛星技術によるADS-Bの機能があっても、監視レーダーは依然として重要であり、サービスの中断が発生した場合のADS-Bの補完および最終的にはバックアップとして使用されるだろう。[ 76 ]
2025年現在、ADS-Bのインフラと機器は成熟し、管制空域の大部分で運用されています。しかし、NextGenの監視近代化は、管制ツールの導入だけで終わったわけではありません。このプログラムでは、この新しいデータ環境が次世代のコックピット監視および間隔調整機能をどのように実現できるかを評価することも目的としていました。これらの機能は、パイロットの視覚情報にとどまらず、コックピット内での戦術的意思決定を可能にするものです。
FAAは、ADS-B IN RETROFIT SPACING INITIATIVE（AIRS）を通じて、3つの先進的なコックピットアプリケーションの運用評価を開始しました。これらのアプリケーションは、コックピット交通情報ディスプレイ（CDTI）支援型視覚分離（CAVS）、CDTI支援型アプローチ分離（CAS-A）、および初期間隔管理（I-IM）です。これらのアプリケーションは、特に混雑した空域において、到着時およびアプローチ時の間隔精度を向上させ、スループットを増加させるように設計されています。
FAAは、アメリカン航空および航空通信監視システム（ACSS）と提携し、2021年から運用試験を開始しました。CAVSのメリットに関する報告書は2022年に完成し、この機能は現在も運用されています。
ADS-B Out を使用すると、障害物や物理的な制約によりレーダーが設置できない場所に地上局を設置できるため、監視範囲が拡大します。航空機の将来の予定時刻と位置がより正確になり、最適な飛行と交通の流れが可能になります。メキシコ湾上空やレーダーのカバー範囲外の沖合ルートを飛行する航空会社は、ADS-B を使用してより効率的なルートをたどり、天候による迂回を減らすことができます。[ 77 ] [ 78 ]
国内で最も利用者の多い空港では、ADS-B Out は35 か所の空港で空港表面探知装置 – モデル Xの一部として、また 9 か所の空港で空港表面監視機能の一部として使用されています。 [ 79 ]管制官は航空機や空港地上車両の地上での動きを追跡できるため、誘導路衝突や滑走路侵入のリスクを軽減できます。[ 80 ]これらの 2 つの機能のソフトウェア強化として、空港タクシー到着予測が追加され、パイロットが割り当てられた滑走路ではなく誘導路に着陸しようとしている場合に航空管制官に警告を発します。[ 81 ] ADS-B Out を使用した地上監視をさらに拡大するため、これらのシステムのいずれも導入していない 18 の空港に Surface Awareness Initiative システムが導入されています。[ 82 ]
ADS-B を使用する別の地上監視システムは、レーダーの使用が制限されている場所や使用できない場所に設置できる広域マルチラテレーション(WAM) です。コロラド州の山岳地帯の多くの空港、アラスカ州ジュノー、ノースカロライナ州シャーロット、南カリフォルニアのターミナルレーダーアプローチ管制施設で運用されています。アトランタとニューヨークの都市圏でも追加の WAM サービスが計画されています。[ 83 ] [ 84 ]
位置情報の更新頻度が高く、レーダーのないエリアもカバーできるため、ADS-B Out は人命救助のための捜索救助活動に役立ちます。[ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]
ADS-B In 用に航空機に ADS-B 信号を受信できるように装備することを選択した運航者は、他にも多くのメリットを得ることができ、これが業界が ADS-B Out に投資することで最も価値を得られる部分です。[ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]
交通情報サービス放送は、パイロットが適切な装備を備えた航空機に適切な交通位置報告を送信して安全性を向上させるための無料サービスです。[ 91 ]飛行情報サービス放送は、パイロットに航空情報と気象情報を提供して安全性と効率性を向上させるための別の無料サービスです。[ 92 ]
ADS-B 交通認識システムは、航空機の衝突を防ぐための低コストの警報機能を一般航空機に提供します。[ 93 ]より高度な空中衝突回避システムX [ 94 ]は、ほぼすべての気象条件下での間隔の狭い滑走路へのアクセス、コックピット間隔管理 (IM)、および従来の視覚運航と同様の分離をサポートし、不要な警報を減らします。FAA は、ACAS X が交通警報および衝突回避システムに取って代わると予想しています。[ 95 ] [ 96 ] [ 97 ] [ 98 ]
イン・トレイル・プロシージャー（ITP）は、洋上飛行中の航空機間の間隔を縮小し、アンカレッジ、ニューヨーク、オークランドの航空路管制センターが管理するすべての洋上空域でITP搭載航空機に許可されています。[ 99 ] ITPソフトウェアを搭載したADS-B搭載航空機は、より燃料効率の良い、または乱気流の少ない飛行レベルでより頻繁に飛行できます。[ 100 ]機器規格は完成しており、メーカーが必要なアビオニクスを製造する準備ができています。[ 101 ]
FAAは、ADS-B Inを使用して航空機ペアの順序と間隔を制御するIMアプリケーションを開発しています。IMによる正確な間隔制御により、混雑した空域での飛行経路の効率化と、空域および空港の利用効率の最大化が可能になります。また、ターミナル自動化システムと統合されたADS-B Inは、間隔の狭い平行滑走路への進入運用における航空交通管制機能の強化にも役立つ可能性があります。
最初の地上段階は、2014 年にアルバカーキ航空路交通管制センターで運用を開始しました。 [ 102 ] 2017 年に、FAA は、NASA によるプロトタイプの航空電子機器と手順の評価を支援しました。FAA は、2019 年にサンフランシスコ国際空港の間隔の狭い平行滑走路でプロトタイプの航空電子機器を使用した IM 運用のデモンストレーションを後援しました。これらの飛行デモンストレーションは、実際の環境で正確な間隔が可能であることを示しました。[ 103 ] [ 104 ] FAA は IM 規格を完成させ、メーカーは必要な航空電子機器を製造できるようになりました。[ 105 ]
FAA はアメリカン航空および ACSS と協力し、同社のエアバス A321 機に IM を可能にする ADS-B In アビオニクスを設置しました。[ 106 ]このアビオニクスにより、2022 年よりアルバカーキ航路空域で初期の IM 運用が可能になりました。 [ 107 ]この運用は、航空業界と共有するメリットデータを収集し、他の航空会社が ADS-B In の装備を導入するよう促すために使用されます。
もう1つのアプリケーションは、航空運送事業者が交通状況認識を強化するために使用する、コックピット交通情報表示（CDTI）補助視覚分離（CAVS）です。視界不良によりパイロットが交通を見失った場合でも、電子ディスプレイを使用して分離を維持しながら、飛行クルーが視覚着陸手順を継続できるようにします。最終進入時に交通が接近しすぎるために発生するゴーアラウンドを減らし、時間と飛行距離を節約することが期待されます。[ 108 ]規格は完成しており、メーカーが必要なアビオニクスを製造する準備ができています。[ 109 ]
CDTI支援進入分離（CAS-A）は、ADS-B Inを使用する3番目のタイプのアプリケーションです。CAVSと似ていますが、パイロットは前方の航空機を窓から視認する必要がありません。また、特定の気象条件下では、パイロットはより低い高度で飛行を続け、進入経路に沿った間隔を狭めることで、スループットを向上させることができます。
IMと同様に、CAVSとCAS-Aはアメリカン航空のエアバスA321型機に搭載されており、同社は航空業界とデータを共有する予定である。同社は2021年5月にCAVSの運用を開始した。[ 110 ]同社がテストした4つ目のアプリケーションは、後方乱気流を回避するのに役立つ。垂直経路指示器は、ADS-B誘導表示を介して、後続機のパイロットに先行機の垂直経路を示す。[ 111 ]アメリカン航空は、ADS-B In機能のテストを通じて、より多くの航空機にADS-B Inを搭載することに関心を持っている。[ 112 ]
ADS-B In なしでも使用できますが、NASA が開発した Traffic Aware Strategic Aircrew Requests (TASAR) [ 113 ]と呼ばれるアプリケーションは、ADS-B In を搭載した航空機から恩恵を受けることができます。TASAR は、時間や燃料を節約するために新しいルートや高度の変更を提案し、ADS-B In は、近くの交通状況により、どの要求が航空管制によって承認される可能性が高いかをソフトウェアが判断できるようにすることで役立ちます。NASA によるアラスカ航空のフライトの調査では、この航空会社が年間 100 万ガロン以上の燃料、11 万分以上の飛行時間、520 万ドルを節約できると予測されています。[ 114 ] [ 115 ] [ 116 ]
航路自動化は、航空管制官が巡航高度で航空機を安全に管理および分離するために使用するディスプレイ画面を駆動します。ターミナル自動化は、管制官が主要空港周辺の航空交通を即座に管理するためのものです。これは、航空機の分離とシーケンス、衝突および地形回避警報、気象情報、および出発および到着トラフィックのレーダーベクトル制御に使用されます。[ 117 ]
FAA のEn Route Automation Modernization (ERAM) プラットフォームは、2015 年に従来の Host システムを置き換えて航空交通管制に導入されました。[ 118 ] [ 119 ]維持および強化プログラムが進行中で、2026 年に完了する予定です。航空管制官は、以前の 1,100 機という制限から、一度に最大 1,900 機を追跡できるようになりました。カバー範囲は施設境界を超えて広がり、管制官はトラフィックをより効率的に処理できるようになりました。このカバー範囲は、ERAM が 24 台ではなく 64 台のレーダーからのデータを処理できるため可能です。
パイロットにとって、ERAMは混雑、天候、その他の制約を回避した柔軟なルート選択を可能にします。リアルタイムの航空交通管理と飛行制限に関する情報共有により、航空会社は最小限の変更でフライトプランを立てやすくなります。ベクターリングの削減とレーダーカバレッジの拡大により、よりスムーズで高速、かつコスト効率の高いフライトが実現します。
軌道モデリングの精度が向上し、空域の最大限の利用、衝突検出の改善、意思決定の向上が可能になります。二重冗長性を備えた機能的に同一の2つのチャネルにより、単一障害点が排除されます。ERAMは、カスタマイズ可能な表示を備えたユーザーフレンドリーなインターフェースも提供します。Hostでは不可能だった複雑なアプローチ、操縦、およびパイロットのシナリオのシミュレーションによって開発手法に挑戦する、現実的で高忠実度のシステムにより、管制官のトレーニングに革命をもたらします。[ 120 ]
ターミナル自動化近代化および交換プログラムの標準ターミナル自動化交換システム（STARS）は、従来の自動レーダーターミナルシステムに取って代わりました。設置は2021年に完了し、200以上のFAAおよび国防総省（DoD）ターミナルレーダー進入管制施設と、600以上のFAAおよびDoD航空交通管制塔施設で運用されています。[ 121 ]
STARSは、国家空域システム全体のターミナル施設で安全性を維持しながらコスト効率を高めます。最先端のフラットパネルLEDディスプレイや管制官ワークステーションの設定を保存する機能など、管制官向けの高度な機能を提供します。また、技術者によるメンテナンスも容易です。進入滑走路検証はSTARSの機能で、到着した航空機が間違った滑走路、閉鎖された滑走路、誘導路、または間違った空港に並んでいる場合に、航空管制官に視覚的および聴覚的な警告を発します。FAAは、2025年時点で50の施設でこの機能をSTARSのすべての施設に導入する予定です。[ 122 ]
ERAMとSTARSはそれ自体がNextGenプログラムではありませんが、ターミナル空域と航路空域で重要なNextGen機能を実現するための基盤を築きます。[ 123 ]
これらのFAA意思決定支援システム（DSS）は、航空管制官が国家空域システム（NAS）全体の交通の流れを最適化するために使用され、FAAの目標である軌道ベースの運航の中核を成すものです。
TFMS は、航空交通管制システム指令センターおよび全国交通管理ユニットが航空交通の流れを規制し、スループットを管理し、将来の航空交通需要を計画するために使用する主要な自動化システムです。 [ 124 ] TFMS の 31 のツールは、システムワイド情報管理(SWIM) を通じて情報を交換し、他の DSS をサポートします。FAA は 2016 年に 82 のサイトに TFMS ソフトウェアの更新を展開し、2018 年にそれらのサイトでハードウェアの更新を完了しました。FAA は、TFMS のモデリングおよび予測機能の将来のコンセプトの開発を続けています。[ 125 ]フロー管理およびデータ サービス (FMDS) は、2031 年に TFMS を完全に置き換える予定です。FMDS は、データ統合を改善し、データ共有を増やし、継続的に生成される NAS データのより大きなボリュームを管理することが期待されています。
TBFMは、交通管理ユニットが主要空港の到着負荷を計画および最適化することを可能にします。20の航路管制センター、28のターミナルレーダー進入管制施設（TRACON）、および54の空港管制塔で運用されています。拡張メータリングや統合出発到着機能などのツールにより、管制官は距離ではなく時間に基づいて交通の流れを順序付けすることができます。パフォーマンスベースナビゲーションのルートおよび手順データは、予測到着時間の精度向上に役立ちます。統合出発到着機能ツールは、2022年6月に6番目にして最後のサイトに導入されました。
将来のTBFMツールの1つであるターミナルシーケンスと間隔は、計測機能をターミナル空域まで拡張します。これはNASAによって開発され、2014年にFAAに提供されました。[ 126 ]開発中のもう1つの機能は、航空機の性能モデルを使用して航空機の位置を予測するために使用される機械学習軌道予測です。2027年までに、TBFMはセキュリティ要件を満たすようにアップグレードされます。ハードウェアとソフトウェアをアップグレードするための維持プロジェクトが進行中です。
2016年、FAAはロッキード・マーティンに3億4400万ドルの契約を与え、地上管理のための新しいシステムであるTFDMの開発と展開を委託しました。TFDMは、SWIMを使用して飛行、地上監視、および交通管理情報を統合することにより、空港地上での意思決定を支援します。TFDMツールは、電子飛行進捗ストリップ、出発キュー管理、地上管理、および地上状況認識で構成されています。電子飛行データの実装と、SWIMを介したTBFMとTFMSの統合により、TFDMはこれまで独立していたいくつかのシステムを統合できるようになります。[ 125 ]
FAA は 2014 年に Surface Visualization Tool の早期実装を開始し、2015 年に電子フライトストリップを導入しました。[ 127 ] [ 128 ] FAA と NASA は 2021 年に、混雑したハブ空港でゲートプッシュバックを計算し、各航空機が直接滑走路に出て離陸できるようにする地上スケジューリング機能の研究とテストを完了しました。[ 129 ] TFDM は2 つの構成で展開されます。構成 A は完全な機能を備えており、27 の大規模高密度空港の最初の空港であるシャーロットは 2024 年 5 月に運用を開始しました。構成 B は、改良された電子フライトデータと電子フライトストリップを備えています。クリーブランドは、2022 年 10 月にこれらの機能で運用を開始しました。さらに 21 か所がこの構成を受け取る予定です。すべての場所での展開は 2029 年 7 月に完了する予定です。[ 130 ]
先進技術・海洋管制手順（ATOP）は、既存の海洋航空交通管制システムと手順に取って代わるものです。ATOPは、飛行データとレーダーデータの処理を完全に統合し、航空機間の衝突を検知し、衛星データリンクによる通信と監視を提供し、紙の飛行記録を廃止し、手作業によるプロセスを自動化します。
ATOPは洋上航空交通管制の自動化を全面的に近代化し、運航会社がコックピットのデジタル通信への投資をさらに活用できるようにします。FAAは、管制官が長距離洋上ルートにおけるより効率的な航路や高度に関する航空会社の要求を安全に処理する能力を制限していた、煩雑な手作業プロセスを削減します。FAAは、航空機間隔基準の緩和という国際的な約束を果たすことができ、これにより飛行容量と効率が向上します。
ATOPは、アンカレッジ、ニューヨーク、オークランドにある3つの海洋航路交通管制センターすべてで使用されています。[ 131 ] [ 132 ] 2009年の最初の技術更新の後、ATOPの2回目の更新が2020年にこれらのセンターで完了し、2028年までシステムをサポートすることを目的としています。2018年に開始された強化プログラムは、5つの大規模な機能で構成されています。展開は2021年に開始され、2025年に完了する予定です。[ 133 ]これらの変更は、飛行経路の最適化、管制官の作業負荷の軽減、コストの削減、システムの安全性の向上を目的としています。
FAA は従来、無線、電話、インターネット、専用仮想プライベート ネットワーク接続など、さまざまな技術を使用して情報を共有していました。しかし、同機関は新しい情報管理技術を活用して情報配信とコンテンツを改善しました。[ 134 ] 2007 年に、FAA は国家空域システム (NAS) で一連の情報技術原則を実装し、ユーザーに関連性があり共通に理解できる情報を提供するためにSWIMプログラムを設立しました。[ 135 ] SWIM は NextGen のデータ共有要件を促進し、NAS のデジタル データ共有バックボーンとして機能します。
このプラットフォームは、航空、飛行、監視、気象データへの単一アクセスポイントを提供します。データ作成者はデータを一度公開するだけで、承認された利用者は、固定ネットワーク接続とカスタムのポイントツーポイントアプリケーションレベルのデータインターフェースで2つのシステムをリンクする代わりに、単一の接続を介して必要な情報にアクセスできます。このフォーマットは、国内外の航空コミュニティ内でのコラボレーションをサポートします。[ 136 ]
2015 年、SWIM プログラムは最初のセグメントを完了し、すべての航路交通管制センターに共通のインフラストラクチャと接続ポイントを確立しました。プログラムの第 2 セグメントは 2016 年に開始されました。これは、プロデューサー、コンシューマー、レジストリで構成されるサービス指向アーキテクチャを確立し、トラフィックフロー管理システムなどの NAS プログラムを接続して、コンシューマーに大規模なデータソースを提供しました。その後、エンタープライズ サービス監視[ 137 ] 、 ID およびアクセス管理[ 138 ] 、 NAS 共通参照サービス [ 139 ]、SWIMターミナル データ配信システム[ 140 ] 、 SWIM フライト データ公開サービス[ 141 ]など、いくつかの機能強化が展開され、SWIM は NAS 航空交通管理コンテンツプロバイダーとコンシューマーを追加し続けています。FAA は、拡大する情報環境に対応するため、ソフトウェアとハードウェアの機能強化、およびテクノロジーの更新に取り組んでいます。
2024年現在、航空会社を含む51のFAAプログラムと外部組織が、SWIMネットワークを介して200以上のサービス向けにデータを生成しています。登録されている800以上の消費者のうち、約400人が定期的に利用しています。[ 142 ] SWIMクラウド配信サービス（SCDS）は、ユーザーが機密性の低いNAS情報にアクセスする方法を簡素化するために2019年に設立されました。[ 143 ] 2021年には、SCDSを更新および強化するSWIM業界-FAAチーム（SWIFT）ポータルが開始されました。[ 144 ] SWIFTとユーザーフォーラムは、個人や組織がSWIMについてさらに学ぶことができる2つのリソースです。[ 145 ]
SWIMはコストを削減し、運用効率を高め、航空業界向けに新しいサービスを生み出す可能性を開く。パイロット、運航担当者、管制官、航空交通管理者間のデータ共有は、軌道ベースの運航という次世代航空交通管制の目標達成に不可欠である。[ 146 ]
航空会社や空港は、FAA のデータを使用して運航を改善していると報告しています。SWIM データの最も広範な使用は、特に空港の地上や、航空機が1 つの航空交通管制センターから次の航空交通管制センターに交信を移す状況において、運航状況と飛行状況の認識を向上させることでした。コネクテッド航空機は、航空専用のインフラストラクチャの代わりに商用ブロードバンドインターネットサービスを使用して、将来の運航で高性能な通信を提供するコンセプトです。航空機は、意思決定を改善するために SWIM データにアクセスできるようになります。[ 147 ]
FAA以外でリアルタイム監視データが最もダイナミックに活用されているのは、一般の航空利用者や航空関連企業にフライト追跡サービスを提供することでしょう。ウェブブラウザやモバイルアプリを通じて、サービス加入者はフライトや空港の状況、遅延に関する最新情報にアクセスできます。[ 134 ]
今後数年間、効率的な空港地上業務を行うために必要な情報の伝送は、航空移動空港通信システム（AeroMACS）によって可能になる。このシステムは、現在および将来にわたって空港地上における固定および移動アプリケーション向けのデータ通信と情報共有に対する高まるニーズをサポートする無線ブロードバンド技術を使用している。 [ 148 ]
容量の向上に加え、老朽化した空港通信インフラには、より広範囲かつ高額な監視、保守、修理、または交換が必要となる。空港建設や予期せぬ機器の故障にも一時的な通信代替手段が必要であり、AeroMACSはバックアップとしても機能する可能性がある。このシステムは、FAA空港地上監視能力プログラムの下で2017年に導入された。[ 149 ] 2020年12月現在、15か国近くの50以上の空港でAeroMACSが使用されている。この技術を世界中の4万以上の空港に展開するには、最大20年かかる可能性がある。[ 150 ]
FAAのNextGen Weatherプログラムは、気象イベント時の航空交通管理を支援する航空気象製品を提供し、航空安全性の向上と乗客の遅延の最小化に役立ちます。国家空域システム（NAS）の航空交通遅延の最大の原因は天候であり、2017年6月から2023年5月までの15分以上のシステムに影響を与える遅延の75%は天候が原因でした。[ 151 ] [ 152 ]より正確でタイムリーな気象予報があれば、空港や航空会社は天候関連の遅延や欠航の最大3分の2を防ぐことができます。[ 153 ]
航空気象は、情報の観測、処理、および配信から構成されます。次世代気象システムは、高度な航空専用の気象製品を生成する次世代気象プロセッサ（NWP）と、これらの製品を配信する共通サポートサービス - 気象（CSS-Wx）から構成されます。両方とも、2024年にアトランタとソルトレイクシティの国家エンタープライズ管理センターで運用を開始し、2025年に完全展開が完了する予定です。5つの航路管制センターとポトマックTRACONにNWPが導入されます。航空気象表示は、航空交通管制システムコマンドセンター、21の航路管制センター、3つのセンターレーダー進入管制（CERAP）施設、および45のTRACONに設置されます。ウィリアム・J・ヒューズ技術センターは、FAA以外の航空気象表示ユーザー向けに、インターネット経由でNWP外部ウェブサーバーを受け取ります。CSS-Wxは、21の航路管制センターと3つのCERAPで利用可能になります。
NWPプログラムは、従来のFAA気象プロセッサシステムに代わる共通の気象処理プラットフォームを確立し、新しい機能を提供します。完全に自動化されたNWPは、空港周辺および巡航高度空域における安全上の危険を特定します。また、最大8時間前までの経路閉塞や空域容量の制約を予測するために必要な翻訳された気象情報を含む、戦略的な交通流管理をサポートします。NWPは、FAAおよび米国海洋大気庁（NOAA）のレーダーとセンサー、およびNOAAの予報モデルからのデータを使用して、航空に特化した現在および予測の気象情報を作成するために、高度なアルゴリズムを使用します。NWPの一部である航空気象表示は、現在の気象およびレーダープロセッサ、統合ターミナル気象システム、および回廊統合気象システムの表示を統合します。航空気象表示は、経路管制官とターミナル管制官に一貫した気象情報を一目で提供し、NWPおよびNOAAの気象製品を含みます。[ 154 ]
CSS-Wxは、SWIMを介した標準ベースの気象配信を使用して、NAS内で気象データ、製品、および画像を提供する唯一のプロデューサーです。これは、従来の気象配信システムを統合し、廃止することを可能にします。また、NWPおよびNOAAの気象製品、およびその他の気象ソースを航空交通意思決定支援システムに統合し、交通管理の意思決定の質を向上させ、悪天候時の管制官の生産性を向上させます。CSS-Wxの情報利用者には、航空交通管制官および管理者、商業航空および一般航空の運航者、および一般の飛行者が含まれます。[ 155 ]
FAAのコックピット気象技術研究チームは、一般航空機のコックピットにおける気象情報の表示方法の落とし穴に関する専門家です。[ 156 ]彼らの主な研究目標は、パイロットが気象情報を一貫して正確に解釈し、その限界を理解し、悪天候を回避するために使用できるように、パイロットへの気象情報の表示方法の改善を促進することです。[ 157 ] [ 158 ]
複数の滑走路運用 (MRO)、特に間隔が狭い滑走路の効率は、衝突や近隣の航空機との後方乱気流などの安全上のリスクによって制限されてきました。MRO の進歩により、間隔が狭い平行滑走路へのアクセスが改善され、計器気象条件下での離着陸運用が増え、効率と容量が増加し、飛行遅延が減少します。これらの進歩により、低視程条件下での同時進入が可能になり、間隔要件が厳しい滑走路への進入時の間隔が短縮され、間隔の増加につながる後方乱気流の影響が軽減されます。[ 159 ] [ 160 ]
ウェイク再分類またはウェイク再カットとして知られる改訂されたウェイク分離基準は、米国のターミナルレーダー進入管制（TRACON）施設および空港で縮小されました。[ 134 ] [ 161 ]ウェイク再カットのフェーズ1では、重量ベースの基準が、航空機のウェイク乱流特性に基づいてより最適に新しいサイズカテゴリに置き換えられました。フェーズ1.5では、分離をさらに縮小してフェーズ1を改良しました。[ 162 ]これらのフェーズは31の空港で実施されました。
フェーズ 2 では、米国の 32 空港で世界の運航の 99 % を占める 123 種類の航空機間でペアごとの後方乱気流分離基準を定義しました。航空管制業務では、空港の機材にとってのメリットを最大化するように最適化されたカスタマイズされた後方乱気流カテゴリを実装できます。これらの変更により、空港では平均で最大 10 % の処理能力の向上が見られ、より多くの航空機が誘導路や滑走路での待ち時間を短縮して離着陸できるようになりました。[ 163 ]インディアナポリスでは、航空会社は後方乱気流の再分類により年間 200 万ドル以上の運用コストを節約しています。フィラデルフィアでは、航空会社は年間約 80 万ドルを節約しています。[ 159 ]
統合ウェイク乱気流（CWT）は、これらのフェーズから導き出された最良の分離基準セットを使用することを目的としていました。FAAは、2022年に19のTRACON施設で、2つのフェーズの従来の基準をCWT基準に変換する作業を完了しました。[ 164 ] [ 165 ]最終フェーズは、風を考慮した意思決定支援システム用の動的なウェイク分離強化を開発することです。総合的な風動によるウェイク分離強化により、ターミナルエリア管制官は、フェーズIIに基づく静的ウェイク分離基準によって既に達成された以上の空港スループットを推定5～10パーセント増加させることが期待される一連の意思決定支援ツールを利用できるようになります。
FAA は、同時進入と同時出発を行う近接した平行滑走路のある空港での手順を引き続き評価しています。[ 166 ]独立滑走路では、航空機は隣接する平行滑走路に接近する航空機を追い越すことができますが、従属滑走路ではパイロットは斜めの間隔を維持する必要があります。
滑走路の横方向の分離を安全に短縮できると判断された後、FAA は 2013 年 8 月に独立到着の分離基準を 4,300 フィートから 3,600 フィートに改訂しました。 2 つの独立並行運用は 2014 年にアトランタで開始されました。 オフセット付き 2 つの独立並行運用は 2015 年にデトロイトで、2016 年にシカゴ・オヘアで開始されました。 3 つの独立並行運用は 2017 年にアトランタとワシントン・ダレスで開始されました。 近接並行運用のさらなる改訂は、FAA 命令 7110.65、航空交通管制の 2015 年 11 月の更新に含まれました。 この改訂により、高更新レート レーダーや自動従属監視放送を必要とせずに、3 つの独立アプローチの横方向の分離要件を 3,900 フィートまで、オフセット 2 つの独立アプローチの横方向の分離要件を 3,000 フィートまで短縮できます。
2,500 フィートから 3,600 フィートの間隔の滑走路に対する1 nm での従属並行運用 は、2016 年にダラス・ラブフィールド、メンフィス、ミネアポリス・セントポール、ニューヨーク・JFK、ポートランド、ローリー・ダーラム、シアトルで、2017 年にサンフランシスコで運用が開始されました。3,600 フィートを超える間隔の滑走路に対する従属並行運用は、2017 年にシンシナティ/北ケンタッキー、ルイビル、メンフィス、フェニックスで運用が開始されました。デュアル従属アプローチの場合、滑走路間隔の要件は 2,500 フィートのままですが、対角線間隔は 1.5 海里 (nm) から 1 nm に短縮されました。 2018年、FAA命令7110.308Cは、滑走路間隔が2,500フィート未満の特定の空港（ボストン、クリーブランド、メンフィス、ニューアーク、フィラデルフィア、シアトル、サンフランシスコ、セントルイス）を特定し、平行進入時の航空機間の対角間隔を1.5 海里から1 海里に縮小できるとした。[ 167 ]
収束滑走路表示補助装置は、航空管制官が収束または交差する滑走路への到着の流れの順序を管理するために使用する自動化ツールです。[ 168 ]ボストン、シカゴ・オヘア、デンバー、ラスベガス、メンフィス、ミネアポリス・セントポール、ニューアーク、フェニックス、フィラデルフィアで運用されており、特定の条件下で空港の処理能力を向上させます。[ 169 ]
自動ターミナル近接警報と呼ばれる分離効率ツールは、2011 年 5 月にミネアポリス・セントポールで初めて導入され、現在では全国 14 か所の TRACON 施設に展開されています。これにより、航空管制官はギャップをより正確に把握し、パイロットに速度を調整したり、滑走路へのより短い経路に誘導したりすることができます。使用開始から最初の 1 年間で、ミネアポリス・セントポールに向かうフライトのゴーアラウンドの回数は 23% 減少しました。ゴーアラウンドによる超過飛行時間は 19% 減少しました。[ 170 ] [ 171 ]
FAA は、雲底が滑走路から 200 フィート未満または視程が 0.5 マイル未満の場合に空港にアクセスする必要がある運航者向けに、いくつかのオプション機能をサポートしています。これらは、低視程が制限要因となる多くの空港で、アクセス、効率、スループットを安全に向上させるという NextGen の目標達成に役立ちます。たとえば、最小視覚滑走路距離要件の削減後、FAA の評価では、低視程条件下での空港アクセスが 2 つの点で改善されたことが示されました。アクセスできない期間が 6 % 近く減少し、着陸できるフライトが 17 % 増加しました。[ 134 ]
ヘッドアップディスプレイ（HUD）は、着陸に必要な最低決定高度を下げるため、精密進入での使用が承認されています。適切な計器着陸システム施設へ飛行する際に、認定されたHUDを使用することで、進入に必要な滑走路視程が短縮されます。
FAA は、低視界条件下で計器着陸手順を実行するために、自然視覚の代わりに拡張飛行視覚システム(EFVS) を使用することを許可しています。 [ 172 ] [ 173 ] EFVS はセンサー技術を使用して、雲量や視界条件に関係なく、パイロットに航空機の外部の視界の鮮明なリアルタイム仮想画像を提供します。パイロットは、EFVS がなければ不可能な必要な視覚参照を識別できます。低視界のために通常は拒否されるアクセスを可能にします。合成視覚誘導システムは、飛行誘導表示技術と高精度位置保証モニターを組み合わせて、外部シーンと滑走路を継続的かつ正確に表示します。パイロットが自然視覚参照に移行するのを支援できます。
強化低視程運航 (ELVO) は、地上設備と航法手順の組み合わせにより最低雲底高度と滑走路視程を低減するための低コストのインフラプログラムでした。ELVO の改善のほとんどは、FAA 命令 8400.13 によるものです。 [ 174 ] [ 175 ]地上ベース増強システム着陸システム (GBAS) は、GPS 航法を使用してすべての精密進入カテゴリーをサポートします。ニューアーク・リバティー国際空港とヒューストンのジョージ・ブッシュ・インターコンチネンタル空港は、滑走路から 200 フィートまでの低高度での運航が承認された非連邦 GBAS システムを運用しています。[ 176 ] [ 177 ]
遠隔管制塔技術は、管制塔を持たない小規模空港や、老朽化した管制塔の交換が必要な空港において、航空交通管制を可能にする可能性がある。遠隔地の管制官は、パン・チルト・ズーム機能と暗視機能を備えたパノラマカラービデオカメラで空港の様子を監視し、交通の流れを分離することができる。自動識別情報や関連する航空機情報もビデオモニターに表示される。
バージニア州のリーズバーグ・エグゼクティブ空港では、FAA は航空交通管制サービスがこのシステムをテストサイトとして使用することを許可していました[ 178 ]が、ベンダーが 2023 年にプロジェクトを終了することを決定しました[ 179 ]フォートコリンズ/ラブランド近くのノーザンコロラド地域空港のもう 1 つのタワーでのテストは一時停止されています[ 180 ] [ 181 ] [ 182 ] FAA は、従来の連邦契約タワーに代わる費用対効果の高い代替案として、リモートタワー技術の評価を続けています[ 183 ]リモートタワーシステムの全機能をよりよく理解するために、FAA は 2024 年にウィリアム J. ヒューズ技術センターとアトランティックシティ国際空港にテストベッドの建設を完了しました。
FAA の環境ビジョンは、持続的な航空成長を可能にしながら環境を保護するシステムを開発および運用することです。FAA 環境エネルギー研究開発局は、大気汚染と水質汚染、気候に影響を与える可能性のある二酸化炭素排出量、空港周辺の住民を悩ませる可能性のある騒音の削減に取り組んでいます。機体と航空機エンジン技術、代替燃料、航空交通管理の近代化と運用改善、科学的知識の向上と統合モデリング、政策、環境基準、市場ベースの措置は、これらの目標のほぼすべてを達成するのに貢献します。騒音と排出物は、効果的に管理および緩和されない限り、国家空域システム (NAS) の容量と柔軟性にとって主要な環境問題となります。[ 184 ]
2015 年に実施された FAA の調査によると、1975 年以降、米国で飛行機を利用する人の数は約 2 億人から推定 8 億人に増加したが、重大な航空機騒音にさらされる人の数は約 700 万人から 34 万人近くに減少した。[ 185 ]この減少にもかかわらず、航空機騒音に対する地域社会の懸念は高まっている。FAA は、安全性を損なうことなく、住宅地への騒音の影響を最小限に抑えることを目指している。同機関の目標は、2018 年までに、昼夜平均の航空機騒音レベル 65 デシベルにさらされる空港周辺の人の数を 30 万人未満に減らすことだった。[ 186 ]同機関がこれを達成するために計画した方法の 1 つは、新たに認証された特定の亜音速ジェット機と亜音速輸送カテゴリーの大型航空機に新しい騒音基準を採用することだった。[ 25 ] [ 187 ]
FAA の近隣環境調査は、航空機の騒音への曝露と空港周辺のコミュニティへの影響に関するこの種の調査としては最大規模で、2016 年に完了しました。[ 188 ]結果は、騒音レベルに関係なく、航空機の騒音に悩まされている人がかなり多いことを示しました。[ 189 ] FAA は、これらの結果と進行中の他の研究を使用して、国家環境政策法および連邦土地利用ガイドラインの下で重要性を定義する基準を再評価します。さらに、FAA は、睡眠障害、心血管の健康、子供の学習など、影響を受ける他の分野についても調査しています。[ 190 ] FAA はまた、ドローンや超音速ジェット機など、NAS 内の新しい航空機の潜在的な騒音の影響も調査しています。[ 191 ]
継続的低エネルギー、低排出ガス、低騒音（CLEEN）プログラムは、NextGenの下で官民連携により、より効率的な技術と持続可能な代替燃料の開発と商業展開を加速させるものです。[ 192 ] 2010年から2015年までの最初の5年間のメーカーとの契約では、ジェットエンジン、翼、空力技術、自動化および飛行管理システム、燃料、材料が開発されました。この取り組みの成果の一つが、ゼネラル・エレクトリックのツイン・アニュラー・プレミキシング・スワーラーII燃焼器で、2004年に採用された国際民間航空機関（ICAO）の窒素酸化物基準と比較して、窒素酸化物排出量を60%以上削減しています。2015年に開始された2番目の5年間の契約では、累積騒音レベルの低下、燃料消費量の削減、窒素酸化物排出量の削減、代替ジェット燃料の商業化の加速を目指しました。[ 193 ]
両フェーズとも、2050年までに航空業界の燃料消費量を511億ガロン削減し、航空会社のコストを2000億ドル削減し、二酸化炭素排出量を5億トン削減すると推定されている。もう1つの潜在的な利点は、2050年までに騒音等高線領域が10%減少することである。[ 194 ]
CLEENの第3の5年間フェーズは2021年に開始されました。FAAは、燃料使用量、排出ガス、騒音を削減する技術の開発を支援するために、6社に1億ドル以上を授与しました。目標は、関連するICAO基準よりも燃料効率を少なくとも20%改善して二酸化炭素排出量を削減し、最新のICAO基準と比較して窒素酸化物排出量を70%削減し、ICAO基準よりも粒子状物質排出量を削減し、 FAAステージ5基準と比較して騒音を累積で25dB削減することです。[ 195 ]
2009 年以来、ASTM International は航空機やエンジンの改造を必要としない持続可能な代替ジェット燃料を製造する 5 つの方法を承認しており、さらに多くの方法が開発、テスト、評価されています。[ 196 ] [ 197 ] FAA の取り組みにより、ユナイテッド航空は2016 年よりロサンゼルスでの日常業務に水素化処理されたエステルと脂肪酸から作られた代替ジェット燃料を使用できるようになりました。 [ 198 ] 2021 年に同航空会社は、エンジンの 1 つを 100% 代替航空燃料で稼働させたボーイング 737 Max 8 を飛行しました。[ 199 ]短期的な目標は 2030 年までに 30 億ガロンの持続可能な代替航空燃料を生産することであり、最終的な目標は 2050 年までに業界全体のニーズを満たすのに十分な 350 億ガロン近くを生産することです。[ 200 ]
222,000機を超える登録ピストンエンジン搭載の一般航空機は、鉛を含む唯一の輸送燃料である有鉛航空ガソリンで運航できます。[ 201 ] FAAとピストン航空燃料イニシアチブは、許容可能な無鉛燃料の代替品を研究してきました。[ 202 ] [ 203 ] FAAは、2022年9月1日に、すべてのピストンエンジン搭載航空機に使用できる最初の無鉛燃料を承認しました。 [ 204 ]目標は、2030年末までに無鉛航空燃料のみを利用できるようにすることです。
FAA は、航空環境設計ツールを使用して、空港だけでなく航空交通、空域、航空手順における連邦政府の行動の環境への影響を評価します。FAA は、他の連邦機関やカナダ運輸省とともに、国際的な航空排出ガスおよび騒音基準の開発に貢献している航空持続可能性センターに資金を提供しています。2016 年、米国と 22 か国が、より燃料効率の良い技術を航空機の設計に組み込むことを促進するため、史上初の世界的な航空機二酸化炭素基準で合意に達しました。[ 205 ] 2020 年、ICAO 理事会は、非揮発性粒子状物質排出量の新しい環境測定法を採用しました。[ 206 ]これは、排出物の視認性を表す数値である 1970 年代の「スモーク ナンバー」を、排出粒子のより正確な測定法に置き換えるものです。
FAAの安全プログラムは、次世代航空交通システム（NextGen）の取り組みの管理を指示する機関全体のアプローチである安全管理システムによって導かれています。次世代航空交通システムは、国家空域システム（NAS）における安全な運用を維持する必要があり、FAAは飛行の安全性を確保するための多くのプロセスを持っています。[ 207 ] [ 208 ]
次世代航空交通システム（NextGen）の相互接続性は、複雑な安全上の課題をもたらし、安全リスク管理への統合的なアプローチが求められます。統合的な安全リスク管理は、NAS（国家空域システム）のエンタープライズフレームワークから安全リスクを検証し、NextGenの機能に内在する潜在的な安全上のギャップを特定します。組織、システム、プログラムの境界を越えたリスク評価によって安全上の問題を特定し、意思決定を支援するために最も関連性の高い安全情報を収集するために、FAA（連邦航空局）全体の連携に依存しています。
航空監視機関はかつて、事故件数で安全性を評価していた。しかし、商業航空事故は次第に稀になり、FAAは事故の潜在的な前兆を測定するようになった。航空機間の安全な間隔の喪失が、FAAが追跡・報告するリスク指標となった。近接性は有効な指標ではあるが、全体像を捉えるには不十分であり、事故の因果関係についての洞察は得られない。システム安全管理は、FAAと業界がNASの安全性を確保するために使用するポリシー、プロセス、分析ツールの開発と実装を行うNextGenの取り組みポートフォリオである。目標は、NextGen機能によって導入される変更が、NASユーザーに容量と効率のメリットをもたらしつつ、安全性を維持または向上させることを確実にすることである。
リスク分析プロセスの改善と新しい安全情報ツールにより、安全アナリストは過去の事故データの調査にとどまらず、リスクを検出し、事故を防止するための戦略を実行できるようになります。システム安全管理変革プログラムでは、安全分析によって、NAS全体の運用改善が安全性にどのような影響を与えるかを判断し、安全リスクを低減する可能性のある方法を評価できます。このプログラムは、空港表面異常調査機能、統合安全評価モデル[ 209 ]、および分析と報告のための安全情報ツールキットの3つのツールで構成されています。
航空安全情報分析および共有（ASIAS）[ 210 ] [ 211 ]は、安全性能測定インフラストラクチャの改善のためのプラットフォームを提供します。[ 212 ] 45の航空会社を含む260以上の利害関係者組織が分析用のデータを提供しています。 [ 213 ] ASIASは2007年の設立以来、他の運航事業者も参加するように拡大してきました。[ 214 ]
航空会社、製造業者、業界団体規制当局、労働組合、航空管制官で構成される商業航空安全チーム（CAST）は、1998年から2007年にかけて米国の商業航空における死亡リスクを83%削減するのに貢献しました。[ 215 ]これらの新たな取り組みにより、同チームの最新の目標は、2010年から2025年にかけて米国の商業航空における死亡リスクをさらに50%削減することです。[ 216 ] CAST計画は、幅広い運航における安全性を向上させることを目的とした96の強化策で構成されています。[ 208 ] [ 217 ]
NextGenの近代化には、FAAの職員と業界、省庁間、および国際的なパートナーシップが関わっていました。FAAは、将来の国家空域システム（NAS）を運用するために必要なスキルを全員が確実に習得できるよう、職員や労働組合のパートナーとの関係を強化しました。[ 218 ] [ 219 ]
訓練は、NAS の職員が変化する運用概念とそれがサービスの提供方法に与える影響を理解し、責任を持つように進化しました。 定期的な航空交通管制訓練は、自動化操作に重点を置くことから、NAS のすべての参加者が変化する運用概念とそれがサービスの提供方法に与える影響を理解できるようにするものへと進化する必要があります。 このプロセスには、パイロット、管制官、検査官、規制当局者、エンジニア、技術者、プログラム マネージャーを含む航空職員全体の関与と責任が必要です。 FAA は、将来の NAS のニーズに安全かつ生産的に移行し管理するために、労働力にリーダーシップ、技術、機能スキルを提供することに重点を置いています。 この変革には、リーダーシップ開発、スキルの特定と開発、人材の獲得が含まれます。[ 2 ] [ 218 ]
FAAと業界は、NextGen諮問委員会（NAC）を通じて、顧客にとって最も重要な機能を特定し、提供するために協力してきました。[ 220 ] FAAは、業界の利害関係者と協力し、優先順位を設定し、利益を提供するために、2010年にNACを設立しました。NACは、共通の課題と機会を深く理解している航空会社の幹部や航空コミュニティの他のメンバーによって主導され、審議と調査結果が透明になるように、公開で業務を行っています。
2014 年、NAC は、全国の空港に短期的な利益をもたらす新しい機能を提供するための共同 3 年間実施計画を策定しました。この計画の策定と監視のプロセスにより、すべての関係者が計画決定についてより深く理解できるようになり、すべての関係者間の信頼と協力が強化されました。この共同計画は、2014 年 10 月に議会に提出され、それ以来毎年更新されており、1 ～ 3 年以内に利益をもたらすためのマイルストーンを概説しています。最初の高準備能力は、データ通信、パフォーマンスベースナビゲーション、複数の滑走路運用の改善、および地上運用の改善でした。2017 会計年度末までに、FAA はこれらの分野で 157 件のコミットメントを完了しました。[ 221 ] [ 222 ] [ 223 ] [ 224 ] 5 番目の重点分野である北東回廊は、ワシントン DC とボストンの間の空域での運用を改善するために 2017 年に設立されました。すべての重点分野に関する取り組みは、2019～2021年の共同実施計画に記載されています。[ 225 ] 2019年1月から2020年3月にかけて、FAAは88の取り組みのうち87を完了しました。[ 226 ]残りのマイルストーンの日付は、 COVID-19パンデミックに関連するプログラムの遅延のため、2022年以降に延長されました。
NACの他に、2018年にドローン諮問委員会として設立された先進航空諮問委員会と研究・工学・開発諮問委員会も、空域近代化への連邦政府の関与をもたらしている。連邦諮問委員会以外にも、FAAは関心共同体[ 227 ]や連邦政府資金による研究開発センター[ 228 ]を通じて大学や産業界と提携している。
FAA は 2014 年 5 月に省庁間計画室 (IPO) を設立し、その後 NextGen ステークホルダー擁護およびアウトリーチ支部に改名して、連邦政府全体の活動を調整しています。FAA は主に運輸省、国家運輸安全委員会、米国航空宇宙局、国防省、国土安全保障省、内務省、商務省、および歴史保存諮問委員会と協力して情報を共有し、政策を調整しています。[ 229 ] [ 230 ] [ 231 ]航空サイバーセキュリティ、無人航空機システム、および NextGen 気象は、重点分野の一部です。
パートナーシップや規制の調和を通じて国際航空コミュニティと連携することは、FAA のグローバルリーダーシップ イニシアチブの基盤です。[ 232 ] NextGen 国際支部は、グローバル パートナーとの調整や情報共有に重点を置いています。[ 233 ] [ 234 ]その究極の目標は、円滑な相互運用性と調和をサポートし、航空航法サービス プロバイダーや空域利用者にとって航空交通管理システムをより安全かつ効率的にするメカニズムを提供することです。FAA は、将来の航空交通システムの共同研究開発に関して、欧州連合、日本、シンガポールと国際協定を結んでいます。NextGen 国際支部はまた、米国貿易開発庁および商務省と中国、ブラジル、インドネシアとの協定にも参加しています。
2023年、FAA、タイ航空無線局、シンガポール民間航空局、日本の航空局、ボーイングは、多地域軌道ベース運航（MR TBO）に関する意向表明書に署名し、世界中でTBOを実現するという決意を示した。FAAとそのMR TBOパートナーは、MR TBOの6日間の実飛行デモンストレーションも完了した。この新しい空域管理方法は、燃料消費量と二酸化炭素排出量を最大10%削減できる可能性がある。[ 235 ]
2003年の「ビジョン100—航空世紀再承認法」には、あらゆる形態の航空が国家空域システム（NAS）の近代化に適合するという考え方が含まれていました。[ 236 ]それ以降、非従来型の航空形態の成長が急激に進んだため、FAAは、既存の交通を混乱させることなく、無人航空機システム、宇宙船、その他の新興航空機をNASに安全に組み込むための交通管理コンセプトを開発し、技術を評価することで、新しい運航者に対応するように動いてきました。
ドローンとして知られる無人航空機は、地上で操縦士が操縦するか、自律的に飛行します。無人航空機システム（UAS）には、航空機を安全かつ効率的に運用するために必要な機器（例えば、航空機を制御するための通信リンクなど）が含まれます。無人航空機はサイズによって5つのグループに分類され、離陸重量、運用高度、速度が異なります。貨物輸送や旅客輸送など、さまざまな用途があります。
FAA は、安全な UAS 運用を可能にするために、利害関係者とともに政策、手順、規則を策定しています。2005 年に民間の無人航空機に FAA が初めて耐空証明書を発行してから、2024 年にダラス地域の空域で目視監視なしで商用ドローン飛行を承認するという最近の成果に至るまで[ 237 ] 、 FAA は業界の成熟に伴い、UAS を国家空域システム (NAS) に統合するためのさまざまなマイルストーンを達成しました。[ 238 ]
2013 年、FAA は「国家空域システムへの民間無人航空機システムの統合ロードマップ」の初版を公表し[ 239 ]、人々の上空での UAS 運用を承認しました。[ 240 ]同年、FAA は、アラスカ大学、ネバダ州、ニューヨーク州のグリフィス国際空港、ノースダコタ州商務省、テキサス A&M 大学、バージニア工科大学の 6 つの公的機関を UAS の研究および試験サイトの開発対象として選定したことを発表しました。[ 241 ] NAS の範囲の継続的な拡大に対応するために作成された別の FAA 文書は、2018 年に初版が発行され、2020 年に更新された UAS 交通管理運用コンセプトです。[ 241 ]
ドローン諮問委員会（後に先進航空諮問委員会と改称）は、先進航空技術をNASに統合する際の安全性と効率性を向上させるために2018年に設立されました。[ 242 ]この委員会には、運輸省とFAAに独立した助言と勧告を提供し、FAAのタスクに対応する航空コミュニティのさまざまな関係者が含まれています。
先進航空モビリティ（AAM）は、航空宇宙産業の非伝統的な分野の一つとして勢いを増している。2021年には、AAMへの投資額が70億ドルを超え、過去最高を記録した。2022年には市場規模が80億ドル近くに達し、2023年から2035年にかけて年平均24.6%の成長率で拡大する可能性がある。[ 243 ] [ 244 ]
AAMは、高度2,000～5,000フィートの平均海面高度で巡航中に、パイロットの有無にかかわらず、高度自動化または完全自動化された新しい航空機をNASおよび航空エコシステムに安全かつ効率的に統合することを目的としています。[ 245 ]これらの航空機は、都市部、郊外、および地方の航空輸送サービスが限られているかまったくない場所の間で人や貨物を輸送することができます。FAAは、業界によって開発されている新しい技術や航空機、およびそれらを操縦するパイロットの認証を担当しています。[ 246 ] [ 247 ]離着陸のためのインフラストラクチャ、NAS運用の種類、およびコミュニティとの連携は、FAAの関与の他の側面です。
都市型航空モビリティ（UAM）は、主に電動垂直離着陸機（eVTOL）を対象とする航空モビリティ（AAM）の一種で、都市内外でエアタクシー、航空救急、小型商品の配送車両などの役割を果たします。UAM航空機のバッテリー駆動モーターは、回転翼機や固定翼機のタービンエンジンやピストンエンジンのような燃料消費、排気ガス、騒音なしにこれらのサービスを提供できます。[ 248 ] [ 249 ]
FAAは2020年に最初のUAM運用コンセプトを発表し、2023年に更新版を発行した。[ 246 ] [ 250 ]当局は2022年に初期の概念システムアーキテクチャ、技術評価計画、運用変動分析レポートを完成させた。2023年、FAAはAAM航空機をNASに安全に統合する取り組みとして、米空軍の技術インキュベーターであるAFWERXと協定を締結した。 [ 251 ]
2022年8月、FAAはAAMの運用を規制する規則を制定した。[ 246 ] 2024年10月、同機関は、AAMの運用に対応する動力付きリフトと呼ばれる新しいカテゴリーの民間航空機を操縦するための飛行教官とパイロットに必要な訓練と資格に関する規則を発行した。[ 252 ]
米国における最初のeVTOLの商業運航は、早ければ2027年の第1四半期に開始される可能性がある。[ 253 ]
UAS（無人航空機システム）およびAAM（空対空ミサイル）業界は、業界の成熟に伴い、より高い自律性を実現することで、遠隔操縦または無操縦での運用を目指しており、FAA（連邦航空局）はこれらの航空機および関連技術を評価する予定です。FAAは、ドローンやAAM航空機を用いたより複雑な運用を可能にする計画です。
UAS の NAS への統合は、パイロットが航空機を視界内に維持する必要がなくなるまでに進化しており、遠隔操縦の可能性が開かれています。[ 254 ] [ 255 ] FAA は、400 フィート以上を飛行する 55 ポンドを超えるさまざまなドローンの目視外飛行を評価し、2023 年に 3 社に対して目視外飛行を承認しました。これにより、航空機がより長い距離を移動できるようになったため、ドローン オペレーターに新たな機会が開かれました。[ 256 ]ライブ飛行デモンストレーションは、ユーザー間の通信、ナビゲーション、監視サービスに対するニーズについて関係者に情報を提供するのに役立ちます。[ 257 ]
FAA は、従来の FAA 航空交通管制サービスを補完するために、UAS、AAM、および高空域の航空機向けのサードパーティ サプライヤーを使用して交通管理システムを開発しています。目標は、NAS 全体で完全に統合された情報環境を持つことです。[ 258 ]非従来型の航空機の運用がどのように管理されるかは、一般的に、飛行高度によって異なります。
地上400フィートまでの空域では、ドローンはUAS交通管理（UTM）の下で運用することができ、確立された性能要件を満たし、共有された状況認識を通じて協調的に分離します。作物監視、消火活動支援、短距離荷物配送などは、従来の航空交通管制サービスではカバーされていないこの空域で行われる可能性のある運用の例です。[ 259 ]
FAAのUTM統合機能プログラムは、UASの安全な運用管理のために、UTMおよび飛行情報管理システム（FIMS）に関連する概念、要件、およびユースケースを確立します。このシステムは主に、運航事業者間および運航事業者とFAAの間で飛行意図と空域制約を共有することによって機能します。
FIMSはFAAにUTMデータへのアクセスを提供します。[ 260 ]これはUASの空域へのアクセスの増加ペースをサポートし、免除の必要性を排除します。このプログラムはまた、衝突回避研究を拡大するための継続的な標準の開発と、将来のシステムがNAS内で相互運用できるようにするためのUTM環境における新しいカテゴリのユーザーの要件の開発も継続します。
FAA、NASA、およびそのパートナーは、2019年にパイロットプログラムでこの種のシステムが将来どのように機能するかを実証し、UAS交通管理システムの基盤を形成しました。[ 261 ]
平均海面高度 (MSL) 60,000 フィートまでの空域では、UAS は必要に応じて従来の航空交通管制サービスを受けます。MSL 18,000 フィートまでは、オペレーターは有視界飛行規則と計器飛行規則を併用します。この空域での使用例としては、緊急監視や点検などがあります。MSL 18,000 フィート以上では、大型貨物の配送、国境警備、気象監視などの UAS 運用は計器飛行規則のみで行われます。FAA は管制空域での UAS 飛行を分析し、既存の自動化を使用して需要を管理できることを発見しました。
海抜60,000フィート以上を飛行する航空機は、共有された状況認識を通じて協力的に分離します。これらの飛行では航空航法サービスプロバイダーの調整は限定的であり、インターネットサービスや研究を支援する長時間の飛行である場合もあります。[ 262 ]飛行船や極超音速航空機は、これらの高度を占める可能性のある例です。[ 263 ]
従来の航空機はそれほど高く上昇するように設計されていないため、これらの高度での飛行はこれまでほとんどありませんでした。有人および無人の高空域運航に対する需要の増加が見込まれるため、FAAは海抜60,000フィートを超える安全かつ効率的な飛行のための運用コンセプトを開発しました。これは、運航者の飛行計画、航空交通管制との連携、および緊急時対応について説明しています。[ 264 ]
連邦航空局（FAA）は、無人航空機を国家空域システムに統合するために、さまざまな方法で取り組んでいる。
DroneZoneは、小型無人航空機（UAS）の登録を含むドローンサービスの管理に関するFAAの公式ウェブサイトです。[ 265 ] DroneZoneは、空域許可と免除、運用免除、および事故報告の収集と処理をサポートしています。ドローンパイロットがドローンの責任ある使用を確保するためのさまざまなリソースを提供する出発点です。[ 266 ] FAAは、UASコミュニティで使用されるすべてのDroneZoneモジュールへの単一のアクセスポイントを提供するなど、他の製品を開発し、ウェブサイトを強化する予定です。[ 267 ]
UASデータ交換の一形態として、FAAは低高度認可通知機能（LAANC）を作成しました。これは、FAAがレクリエーションパイロットに管制空域で小型UASを飛行させる方法を承認する方法を自動化するものです。[ 268 ]
2017年にプロトタイプとして初めて運用されたLAANCは、高度400フィート以下の管制空域へのアクセスを簡素化および拡大し、ドローン操縦者が飛行できる場所の認識を高め、航空管制官にドローンがどこでいつ運用されているかを知らせます。2022年には、FAAはドローン操縦者に対して100万件目の認可を発行しました。[ 269 ]
FAAは、UAS（無人航空機システム）に自動認可が付与される高度を定めています。LAANC（低高度航空ネットワーク）は、FAAおよびFAA認可企業が空域制限やパイロットの申請に関するデータを共有することを可能にします。これらの企業はUASサービスプロバイダーとして知られており、ドローンパイロットがLAANCにアクセスできるように、デスクトップおよびモバイルアプリケーションを開発しています。
FAA は毎年新しい機能を導入しています。要件と運用規則が発展するにつれて、FAA は運用を強化するためにアップデートを展開します。LAANC の共通ログ記録および監視サービスは 2022 年に展開されました。サービスの継続性を維持するために、FAA は 2023 年に UAS エコシステム機能プログラムを通じて DroneZone および LAANC プラットフォームを FAA クラウド サービス エコシステムに移行しました。2024 年に、FAA は国防総省のアクセス、B4UFLY の実装、およびソフトウェアの機能強化の拡大を続けました。FAA は毎年新しい機能を導入する予定です。
空中衝突回避システム X (ACAS X) は、新しいクラスのユーザーにも使用できる柔軟性を備えています。不要なアラートを減らし、代替監視ソースを選択し、将来的に空域手順と運用を可能にすることができます。[ 270 ] ACAS プログラムは、小型 UAS 用の ACAS sXu や回転翼航空機用の ACAS Xr など、複数のタイプの航空機用の異なるサブセットに分かれています。
ACAS sXu は、交通を検知して回避するためのモジュール式で調整可能かつ拡張可能な技術です。ACAS Xr は、回転翼航空機の独自の飛行特性を考慮した最適化された警告ロジックにより、衝突回避システムの機能を拡張します。[ 271 ] FAA はRTCAと協力して、両バージョンの最低限の運用性能基準を開発します。[ 272 ] [ 273 ] ACAS sXu の基準は 2023 年に完成し、ACAS Xr の基準は 2025 年に完成する予定です。これらの基準により、企業は自社の航空機にこの技術を採用し始めることができます。
遠隔識別規則では、米国の空域で運用されるほとんどのドローンに遠隔識別機能を持たせ、ドローンの位置や管制ステーションまたは離陸場所などの情報を送信することを2024年3月16日までに義務付けています。[ 274 ] [ 275 ]遠隔IDは、ドローンが安全でない飛行をしているように見える場合や、飛行が許可されていない場所にいる場合に、FAA、その他の連邦機関、および法執行機関が管制ステーションを見つけるのに役立ちます。[ 276 ]
ドローンの遠隔識別は、より複雑なドローン運用に必要な安全性とセキュリティを確保します。FAA（連邦航空局）の遠隔識別支援サービスは、LAANC（Land Air Transport Network）と同様のデータ交換モデルを採用しており、内部ユーザーや他の政府機関とのデータ交換はDISCVR（Drone Information for Safety, Compliance, Verification, and Reporting：安全、コンプライアンス、検証、報告のためのドローン情報）と呼ばれています。
DISCVRは、リモートID情報を使用して、タイムリーかつ包括的なUAS（無人航空機システム）情報をFAA（連邦航空局）の認可を受けた職員および連邦政府のセキュリティパートナーに受信、関連付け、取得、配信する機能を提供する。サポートサービスには、ユーザー認証と認可、サービスログ記録と監視、地理空間データ管理が含まれる。
米国政府会計検査院の報告書によると、法執行機関がその存在や、それがどのように役立つかを認識していないため、その能力は十分に発揮されていないと指摘されている。[ 277 ]
宇宙事業は増加の一途を辿っている。2024年には、FAAは商業的に認可された142回の宇宙打ち上げと6回の再突入を安全に管理した。[ 278 ] FAAは、現在および将来の増加に対応するため、宇宙事業の管理を改善する方法を模索している。
商業宇宙運用中の安全とセキュリティを確保するため、FAAは長期間にわたって空域をブロックします。[ 279 ]国内に14のFAA認可の商業宇宙港があるため、複雑な制限がますます多くのNASユーザーに影響を与えています。[ 280 ] FAAの目的は、宇宙運用をサポートするために空域の利用可能性を安全に最大化しつつ、他のNAS関係者への悪影響を最小限に抑えることです。
FAAは、宇宙船関連のテレメトリ情報をFAA航空交通管制システム指令センターに提供する自動化ツールである宇宙データインテグレータ（SDI）を導入している。[ 281 ] FAAは、打ち上げおよび再突入機の位置と状態をほぼリアルタイムで監視するために、SDIの運用プロトタイプを展開した。SDIは、FAAの意思決定支援システムである交通流管理システムにデータを自動的に転送する。
このプロトタイプは、宇宙船の位置、軌道、潜在的または実際のデブリ、地球への帰還状況を把握することで、航空交通管理全体の効率と安全性を向上させるとともに、宇宙運用中の手作業を削減することが期待されている。
SDIは、打ち上げ1回あたり平均4時間以上だった空域閉鎖時間を2時間強に半減させることができる。空域閉鎖を減らすことで、飛行遅延や燃料消費量の増加につながる経路変更を減らすことができる。[ 282 ]商業宇宙事業者とのパートナーシップが拡大するにつれて、SDIの利用も増加すると予想される。2024年現在、FAAはSDIを通じて3社から宇宙機の打ち上げおよび再突入飛行データを受け取っている。[ 283 ]現在のスケジュールでは、最終ツールの実装は2032年に完了する予定である。[ 284 ]
SDIと同様の取り組みとして、FAAの宇宙統合能力ハザードボリュームプロジェクトは、宇宙運用中の空域制限をカスタマイズし、最小限に抑えるのに役立ちます。FAAは空域をより動的に管理できるようになり、打ち上げ前および再突入中の空域封鎖を減らし、ミッションの進行に伴って他のNASユーザーに対する空域閉鎖期間を短縮することができます。
FAA主導のチームは、動的に生成される危険区域を活用する、宇宙統合への官民連携のアプローチを実証した。2021年、SpaceXは公共の安全のためにFAAと協力した。同社は、フロリダ州のNASAケネディ宇宙センターからの飛行中止ミッション中に、ライブデータを使用してデブリ危険区域を生成するプロトタイプの危険リスク管理ソフトウェアを使用することに同意した。[ 285 ]
フロリダの次世代航空交通システム（NextGen）試験場に設置された航路自動化近代化（ERAM）システムは、SpaceXがソフトウェアを使用して生成した危険量データを受信して表示した。この実証実験により、FAAは航空会社などの他の利害関係者や利用者のニーズを満たしつつ、宇宙機の運用を安全かつ効率的に国家空域システム（NAS）に統合するための実現可能な方法を確立したことが示された。
新しいリアルタイム危険区域生成技術により、デブリ危険区域の生成と分布にかかる時間が15～20分から5分未満に短縮されます。管制官や交通管理者は、宇宙船の故障が発生した場合に、影響を受ける航空機の経路変更や通知を行うための時間を大幅に確保でき、落下するデブリによる死傷者のリスクを大幅に軽減できます。この技術の利用概念は2024年に開発されました。2025年には、フロリダ州デイトナにあるNextGenテストベッドで、先進技術と海洋手順、ERAM、および交通流管理システムに関する実証実験が行われ、予期される事象と予期せぬ事象の両方において、航空交通管制業務をどのように改善できるかが示されます。
NextGenの実装はほぼ完了しており、FAAはその過程で多くの問題に対処しました。多くの場合、基盤となるシステムは航空機だけでなく地上にも設置されます。航空システムと地上システムの相互運用性、およびFAAプログラムと機器やその他の業界投資を同期させる必要性が主な課題でした。標準、規制、および手順を開発する必要がありました。プログラムの実行計画では、コスト、スケジュール、および技術的パフォーマンスが考慮されました。機器や新しい機能の使用などの分野では、利害関係者の承認とサポートが必要です。業界、連邦機関、政府パートナー、議会など、関係者全員が同じ方向に向かう必要がありました。[ 286 ]
政府機関の閉鎖、一時帰休、歳出削減、長期的な再承認の欠如により、近代化計画の策定と実行がより困難になった。[ 287 ] [ 288 ]一貫性のない年間予算は、長期計画を阻害した。大規模で複雑な連邦政府機関と予測不可能な予算により、せいぜい散発的で漸進的な変化しか実現できないと予想された。[ 289 ]
NextGenの総コスト見積もりは、2004会計年度以降増加しています。FAAの2016年の事業計画見積もりでは、2030年までの同機関のコストは206億ドルと予測されており、2007年から2014年までに既に58億ドルが支出され、2015年から2030年までの予測額は148億ドルです。この金額は、2012年に予想されていた額より26億ドル多く、合同計画開発局の2007年のコスト見積もりである150億ドルから220億ドルの範囲内でした。[ 290 ]標準的な予算区分を使用すると、予測コストは、同機関の施設および設備予算からの資本支出160億ドル、同機関の研究開発予算項目からの研究およびその他の支出15億ドル、および運営費31億ドルで構成されます。
2015年から2030年までの商用航空機の総装備コストの見積もりは49億ドルで、2014年のNextGenのビジネスケースで報告された5億ドルの減少となった。一般航空機（ジェット機、ターボプロップ機、ピストンエンジン機）の装備コストの見積もりは、2030年まで89億ドルで横ばいだった。[ 24 ]
2022年時点で、米国政府はNextGenに140億ドル以上を費やした。連邦政府と業界にとってのコストは2030年までに少なくとも350億ドルになると予想されており、これはFAAの事業計画における機関および航空電子機器コストの見積もりである344億ドルを上回っている。[ 291 ]
運輸省監察官は、 FAAがプログラムを複数のセグメントに分割し、各セグメントに一定の期間またはマイルストーン数に応じて資金を提供する慣行について懸念を抱いていた。これは最終的なコストを隠蔽する可能性があるためである。[ 292 ]もう一つの差し迫った要因は、FAAが国家空域システムの3つの「バージョン」、すなわちレガシーシステム、NextGen、およびNextGen後の近代化計画を管理していることである。このような状況では、維持と近代化の要求が増加する一方で資金は変わらないため、リソースに負担がかかる。[ 293 ]
装備普及率を高めるため、FAAは、自動従属監視放送（ADS-B）など必要な場合には規則を、データ通信（Data Comm）など有益な場合にはインセンティブを組み合わせることで、導入対象システムの事業計画を支える装備普及率を達成した。装備が混在する地域では、航空管制官が次世代航空交通システム（NextGen）の改善を均一に適用することが困難となる。
FAAの奨励金と業界の支出により、データ通信プログラムは2019年までに国内航空会社の航空機1,900機にデータ通信装置を搭載するという目標を達成しました。2024年6月現在、11,300機以上が管制塔サービス用に、6,700機が航路サービス用にデータ通信装置を搭載しています。2023年1月現在、地域航空の航空機にはデータ通信装置が搭載されていません。
2022年9月時点で、ほぼすべての航空輸送機はエリアナビゲーション運用と一部の必須航法性能（RNP）手順に対応できるよう装備されていたが、その他の種類のRNP手順については装備率は78～88％にとどまっていた。
2025年1月1日時点で、合計169,116機の米国航空機がADS-Bに適切に装備されており、これは米国登録航空機の70%以上を占めています。航空機の約60%はオプションのADS-B Inを装備しています。[ 294 ] [ 295 ]
軌道ベースの運用のメリットを最大限に享受するには、ユーザーはパフォーマンスベースナビゲーション、データ通信、ADS-B In などの必要なアビオニクスを装備する必要があり、業界はコストがかかるにもかかわらず装備する価値を認めている。[ 296 ] FAA と NextGen 諮問委員会は、通信、ナビゲーション、監視、回復力を含む最低限の機能リストを作成するために協力した。このリストは、NextGen の投資と運用改善から最大限の利益を得るために必要な推奨される最低限の航空機機能と関連する装備のガイドとして機能する。[ 297 ]
軌道ベースの運用を導入するには、航空管制官と業界の間で文化的な変化が必要です。航空管制官、パイロット、交通流管理者、ディスパッチャーには、トレーニングやその他の人的要因の変更が必要です。[ 298 ]業界は、FAAがこの新しい形態の航空交通管理に移行するにあたり、FAAと緊密に協力する必要があります。スループットを最大化するために、航空会社などは、スループットと予測可能性が、FAAがシステムの有効性を判断するために使用する主要な指標であることに同意する必要があります。これは、遅延の削減、飛行距離の削減、燃料消費量の削減など、航空会社が使用する従来の飛行効率指標とは異なる場合があり、場合によっては相反することもあります。[ 286 ]
NextGenのメリットを最大限に享受するには、すべての航空地上機能の運用統合が必要です。NextGenは統合的な性質を持つため、その構成要素システムの多くは、1つ以上の他のシステムに相互依存しています。たとえば、時間ベースの管理は、航空機が適切な航法手順で飛行できる場合に最も効果を発揮します。FAAは、利害関係者コミュニティが有用であると合意し、コストとメリットのバランスが取れているセグメントを通じてシステムを実装します。FAAは、2030年までに計画されているすべての主要システムの実装を完了する予定ですが、NextGenの期待されるすべてのメリットを提供するために必要な完全な統合は完了していません。[ 286 ] [ 299 ]
FAA は、ドローン、先進的な航空移動機、商用宇宙船、その他の将来の航空機を、他の NAS ユーザーへの影響を最小限に抑えつつ、安全かつ効率的に国家空域システム (NAS) に統合する方法を模索しています。[ 300 ]この取り組みには、非従来型航空機の独自の性能特性を考慮した、必要な自動化サポートとセキュリティ、通信、ナビゲーション、監視機能の決定が含まれます。次世代技術は、この統合を促進すると期待されています。[ 2 ]
空港周辺のコミュニティは騒音を懸念している。パフォーマンスベース航法（PBN）により、米国各地の都市で飛行経路が集中している。新しい経路では騒音にさらされる人の数は減少することが多いが、騒音にさらされる人は以前よりもはるかに頻繁に騒音を聞くことになる。[ 301 ] [ 302 ]騒音が健康、幸福、経済生産に及ぼす影響は十分に立証されている。[ 303 ]騒音への過度の曝露は、子供の学習障害[ 304 ] [ 305 ] 、心血管の健康の低下[ 306 ]、生活の質の低下[ 303 ]につながる可能性がある。
議会は騒音問題を調査するための連合を設立した。[ 307 ]空港の環境影響に関する政府会計検査院の報告書は、NextGenによる飛行経路の変更が、これまで航空機の騒音の影響を受けていなかった、または影響が最小限だった一部のコミュニティに影響を与え、騒音レベルの上昇にさらすことになるだろうと指摘した。[ 308 ]これらのレベルは、環境レビューの必要性を引き起こすだけでなく、コミュニティの懸念を高める可能性もある。報告書は、環境影響への対処が運用変更の実施を遅らせる可能性があることを発見し、これらの影響とそれに伴うコミュニティの懸念に対処する体系的な方法が、そのような遅延を減らすのに役立つ可能性があると指摘した。
騒音に関して、FAA は航行手順の開発時にコミュニティに情報を提供し、航空利用者や市民の意見を募ることに改めて重点を置いた。[ 309 ] [ 310 ] FAA は従来、手順の設計と実施において国家環境政策法(NEPA) のプロセスに従ってきた。しかし、特に新しい PBN 手順により飛行経路が変更される場合には、より多くのコミュニティの関与が必要となっている。FAA は、当局がどのように手順を開発し、騒音を測定するかについてコミュニティを教育し、住民の懸念に耳を傾けるために、一般市民との関わりを増やしたと述べている。[ 311 ] FAA はまた、空港、航空会社、コミュニティの役人と協力して、FAA がより安全で効率的な飛行経路を追求することと、近隣コミュニティのニーズとのバランスをいかに最適に取るかを検討している。[ 53 ] [ 312 ]
サイバーセキュリティは、FAAにとって少なくとも3つの課題となっている。航空交通管制情報システムの保護、航空機の航空電子機器の保護、そして複数のFAAオフィス間におけるサイバーセキュリティの役割と責任の決定である。[ 313 ] NextGenがポイントツーポイント通信から相互接続されたインターネットベースのシステムに移行すると、サイバーリスクが増加する可能性がある。[ 314 ]
FAAのステークホルダー連携部門は、FAA、国防総省、国土安全保障省が共同で主導する省庁間コアサイバーチーム（ICCT）に参加し、航空サイバーセキュリティにおける連携と連邦政府のリーダーシップの促進に取り組みました。同部門は、パートナー機関のサイバーセキュリティに関する専門知識、技術、ツールを共通の利益のために活用し、航空分野におけるサイバーセキュリティの脆弱性を特定・評価し、それらを軽減する方法を検討しました。
ステークホルダー連携部門の前身である省庁間計画室は、省庁間サイバーセキュリティ演習と研究が最大の利益をもたらすように、ICCT のサブチームとしてサイバー演習とサイバー研究開発の 2 つも設立しました。[ 315 ]サイバーガード演習は、サイバーセキュリティのガイダンスとポリシーの欠点を浮き彫りにします。これらの欠点に対処するため、ICCT と IPO は国防総省と共同でサイバーガイダンス、ポリシー、規制、権限などに関する調査を後援しました。[ 316 ]
FAAが採用しているもう1つの対策は、デジタルID認証情報の発行者に対するサイバー攻撃から保護するためのゼロトラストアーキテクチャです。 [ 317 ]
FAAは、COVID-19を引き起こす新型コロナウイルスから従業員を保護し、感染リスクを制限するために、最大限のテレワークの実施などの措置を講じた。しかし、実施を完全にリモートで行うことはできないため、パンデミックによりNextGenの進捗が遅れた。[ 318 ]
大規模な国家空域システム（NAS）の近代化には多くの課題があり、FAAやNextGenに関わる他の組織の善意にもかかわらず、少なからず批判も浴びている。
GPS ベースのウェイポイントを使用したパフォーマンスベースナビゲーション (PBN) は、燃料消費量と排出量を削減できます。飛行経路がより統合され、一貫性が増すため、大多数のコミュニティの騒音曝露は減少しますが、現在の経路の下に住んでいる人々の騒音曝露は増加します。[ 319 ] [ 320 ] [ 321 ] [ 322 ] [ 323 ] [ 324 ]多くの地域では、以前は静かだった地域の上空を飛行する航空機の音が聞こえるようになりました。
航法変更により交通量が増加し騒音が増加する住民は憤慨し、FAAに反発した。[ 325 ] [ 326 ] [ 327 ] [ 328 ]複数の自治体が訴訟を起こした。影響を受けた大都市圏には、ボルチモア、ボストン、シャーロット、ロサンゼルス、フェニックス、サンディエゴ、ワシントンDCが含まれる。[329][330][331][332][333][334][335][ 336 ]一部の地域住民は、NextGen航法変更が実施される前に住宅上空の騒音を軽減するための取り組みが予測されるべきであり、これらの決定はFAAとその前長官マイケル・ウエルタの完全な失敗だったと考えている。[ 337 ]
カリフォルニア州の航空機騒音を低減する方法を勧告する任務を負った委員会は、FAAによる2015年3月の変更以前の飛行経路に類似した新しい飛行経路に賛成票を投じた。これはNextGenの変更を解消するのではなく、改善するものである。[ 338 ] FAAが地域住民からのフィードバックを受けた後も、ワシントンDC地域では一部の飛行パターンは変更されなかったが、NextGenによってもたらされた変更は依然として問題視されており、この地域の騒音量を変えることはないだろう。[ 339 ]
2017 年 5 月、米国運輸省監察官のカルビン・スコベル氏は議会に対し、NextGen は進展しているものの、すべての機能の完全な実装とメリットの実現にはまだ数年かかると述べた。[ 340 ] [ 341 ] [ 292 ] FAA が 2017 年 3 月までに完了したと報告した 156 のマイルストーンのうち、ほとんどは空港管制塔でのウェイク再分類とデータ通信 (データ通信) の実装によるものであった。空域効率を捉え到着率を高めるための新しいパフォーマンスベース航法 (PBN) 手順の展開、混雑した滑走路と誘導路の容量を強化するための地上技術の開発、および航路データ通信の設置には、かなりの作業が残っていた。[ 342 ] [ 343 ]
主要なプログラムのマイルストーンに向けて進捗を続けるために、FAA は近代化の優先事項の提供、機能、およびメリットに重大な影響を与える主要なリスク領域を解決する必要がありました。FAA は、NextGen 諮問委員会の優先領域でこれらのリスクを認識し、計画を調整し、高メリットで即応性の高い機能に焦点を当てるために、各会計年度の初めに更新される 3 年間のローリング共同実施計画を確立しました。FAA と業界はまた、これらの問題に関するコミュニケーションを強化する方法についても合意しました。[ 344 ]
NextGenは航空通信、航法、監視を成功裏に変革し、NASの近代化という目標を達成しました。統合された情報環境を提供することで、次世代の空域近代化の基盤を築きました。2025年にデータ通信、ターミナル飛行データ管理、気象プログラムが成功裏に完了することで、NextGenによって築かれた基盤は、UAS、UAM/AAM、アッパークラスEなどの多様な運用の統合をサポートし、情報共有と意思決定の強化を促進します。
NextGenプログラムは、UASをNASに安全に統合するための取り組みの一環として、空域近代化の目標を推進するいくつかの活動を開始し、場合によっては完了させてきました。これらの成果には、衝突回避基準によるUAS運用のアクセス拡大、UAS施設マップおよびFAA認定識別区域（FRIA）へのデジタルアクセスなどが含まれます。さらに、UASオペレーターは、低高度認可通知機能（LAANC）を通じて管制空域での認可を取得できるようになりました。FAAが全く新しい航空交通管制システムの構築を開始し、空域近代化の次の段階へと移行するにつれ、現在進行中の近代化の取り組みは、NAS2040ビジョンに向けた進歩を継続することになります。
運輸省監査評価担当主席補佐官を務めたルー・E・ディクソン氏の報告書によると、FAAが航空交通管制組織を設立して以来、主要な調達は依然としてパフォーマンスが不十分である。6つのプログラムの費用は合計で6億9200万ドル増加し、スケジュール遅延は平均25か月に達した。プログラム全体の費用、スケジュール、および便益に関する報告は不明瞭で一貫性を欠くようになった。改革にもかかわらず、野心的な計画、変化する要件、ソフトウェア開発の問題、非効率的な契約およびプログラム管理、信頼性の低い費用およびスケジュールの見積もりなど、いくつかの根本的なシステム上の問題が、NextGenへの移行に不可欠な新しい技術と機能を導入するFAAの能力に影響を与えている。[ 345 ] [ 346 ]
2017年に大統領に就任して間もなく、航空会社の最高経営責任者との会合で、ドナルド・トランプ大統領は、オバマ政権がシステムのアップグレードに70億ドル以上を費やしたが「完全に失敗した」と述べた。しかし、FAA長官のマイケル・ウエルタ氏は演説で、NextGenは27億ドルの利益をもたらし、2030年までにさらに1570億ドル以上の利益をもたらす見込みだと述べた。ウエルタ氏は、政府の調達要件がNextGenの展開を遅らせていることを認めた。[ 347 ] [ 348 ] [ 349 ] FAAは利益の価値を測定し報告している。[ 350 ]同機関は、過去にはその期間内にその額を達成することは不可能だと述べていたが、セクション502 NextGenレポートでは、2030年までに1000億ドル相当の利益を依然として予測している。2024年の米国運輸省監察総監室の監査報告書の調査結果の一つは、NextGenは「当初約束されていたほど変革的ではない」というものだった。[ 351 ]
2025年1月29日、ワシントン・レーガン・ナショナル空港近くのポトマック川上空で米陸軍のブラックホークヘリコプターがアメリカン航空のジェット機と衝突した後、トランプ大統領は2期目の任期中に、NextGenに費やされた費用よりも少ない費用で「素晴らしい」新しい航空交通管制システムを構築したいという願望を表明した。[ 352 ]
運輸省監察総監室は、FAAが成果を出すのが遅く、便益の価値を過大評価しており、業界はFAAの透明性が欠けていると考えていると指摘した。[ 353 ]下院運輸インフラ委員会の報道官は、老朽化したシステムの近代化を促す2024年のGAO報告書を受けて、NAS、特にNextGenの近代化に向けた取り組みに失望を表明した。[ 354 ]
もう一つの懸念は、FAAの事業計画が、NextGenの導入に伴う不確実性や複雑な要因の範囲を議会、航空関係者、または旅行者に伝えていないため、NextGenのメリットに対する現実的な期待を設定する機関の能力が制限されていることです。[ 355 ]国立研究評議会の2015年の「次世代航空輸送システムのレビュー」報告書では、この取り組みは老朽化した機器やシステムの近代化を重視しており、すべての関係者にとって明確ではない当初のビジョンからの転換であると指摘しています。[ 356 ]
全米研究評議会の2015年の「次世代航空輸送システムのレビュー」報告書では、NextGenの開発を導き、リスクを管理し、変化に対応するために、既存のエンタープライズアーキテクチャに加えて、明確なシステムアーキテクチャが必要であると説明されています。このアーキテクチャを作成するために、FAAはアーキテクチャコミュニティを構築し、いくつかの技術分野で人材を強化する必要があります。この報告書では、サイバーセキュリティ、無人航空機システム、ヒューマンファクターをNextGenアーキテクチャに組み込むことも検討されています。最後に、報告書はNextGenの予想されるコストとメリットを検討し、航空会社は直接的なメリットがほとんどなく、スケジュールの不確実性に直面するため、NextGenに資金を投じる動機がないと指摘しています。[ 357 ]
航空交通管制の民営化について話し合う会議に先立ち、米国下院運輸インフラ委員会のスタッフは2017年5月に委員会メンバーに書簡を送り、NextGenを含む35年間の航空交通管制近代化管理の失敗の歴史を指摘した。書簡によると、FAAは当初NextGenを航空交通の管理方法を根本的に変革するものと説明していた。しかし、2015年に米国国家研究評議会は、現在実施されているNextGenは広範な変革をもたらすものではなく、国家空域システム（NAS）への一連の段階的な変更を実施するためのプログラムであると説明した。[ 358 ] [ 359 ]
NextGenに対する批判は、トランプ政権の支援を受けて、航空交通管制の改革への新たな動きにつながり、この機能を政府から専門家の理事会によって運営される非営利の独立機関に移管した。[ 360 ]民営化はNAS近代化のペースを速めるための取り組みであり、米国の主要航空会社の業界団体であるAirlines for Americaによって支持されている。しかし、一般航空業界は、民営化によって運営コストが増加する可能性があるため、これに抵抗している。[ 361 ] [ 362 ]
2018年、民営化の主要推進者であったビル・シュスター下院議員は、議員、業界、労働団体の間で超党派の支持があったにもかかわらず、十分な支持が得られなかったため、その取り組みを中止した。[ 363 ] 2024年にワシントン航空クラブで行われた昼食会で、元議員は依然として民営化を信じていると述べた。2025年にトランプ大統領がホワイトハウスに復帰すれば、民営化への関心が再び高まるかもしれない。[ 364 ] [ 365 ] [ 366 ]
2024年のFAA再承認法では、FAA次世代航空交通管制局とその業務の終了日を2025年12月31日と定めている。未完了の次世代航空交通管制プログラムはすべて、新設の航空空間近代化局に移管される。[ 367 ]
NextGen を基盤とし、軌道ベースの運用もサポートする、米国国家空域システムの近代化に向けた次の FAA の取り組みは、情報に重点を置く予定だった。[ 368 ] FAA は、NextGen の後に何が来るのかについての議論を開始するために、2022 年に「航空の未来を描く: 情報中心の国家空域システムのビジョン」を公表した。この取り組みは、最小のドローンから最大の宇宙船まで、あらゆる種類の運用に対応する完全に統合された情報環境に革新的な技術を組み込むことを目的としている。このビジョンは、運用、インフラストラクチャ、統合安全管理の 3 つの領域をカバーしている。
運輸長官ショーン・ダフィーは、2025年5月8日の記者会見で、NextGenや情報中心型国家空域システムについては一切言及せず、2028年までに新しい航空交通管制システムを構築する計画を発表した。[ 369 ]この新しいシステムは、通信、監視、自動化、および施設を網羅している。
通信の変更により、既存の電気通信インフラは時分割多重（TDM）からインターネットプロトコル（IP）に置き換えられます。TDM を使用する無線機は IP に、従来の音声スイッチは Voice IP に置き換えられます。NAS 音声システムは、2018 年に Harris Corp. との契約がキャンセルされるまで NextGen の一部でした。NextGen からのデータ通信の経路上のフルサービスの展開が加速されます。
監視システムに関しては、FAAの航空機搭載レーダーシステム618基と、44の空港で使用されている地上移動レーダーを交換する計画です。地上状況認識イニシアチブ（Surface Awareness Initiative）システムは200の空港に拡大されます。カリブ海地域の航空交通を支援するため、自動従属監視放送（ADS-B）地上局が設置されます。ADS-BはNextGenから生まれたもので、地上レーダーと地上状況認識をサポートします。
自動化計画では、NextGenのEn Route Automation ModernizationシステムとStandard Terminal Automation Replacementシステムを廃止し、新しい共通自動化プラットフォームを導入する予定です。NextGenで開始されたフロー管理およびデータサービス、ならびにターミナルフライトデータマネージャーの展開は継続され、拡大されます。強化情報表示システムとアラスカ自動化機能は、NextGenに含まれていなかった2つの改善案です。アラスカ州は、50か所に自動気象観測ステーション、60か所に視覚気象観測システム、64か所に気象カメラを設置する予定です。
これらの施設はNextGenの一部ではありませんが、新たな近代化計画に含まれています。平均築61年の航空路管制センターに対し、計画では6つの新センター建設が予定されています。その他の2つの航空交通管制区域については、15基の新管制塔と15か所のターミナルレーダー管制施設を併設する予定です。
この記事には、連邦航空局のファクトシートからのパブリックドメインの資料が含まれています。
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