空気データ慣性参照装置 - 百科事典
空中データインダクション参照ユニット（ADIRU）は、パイロットの電子飛行計器システムディスプレイや、エンジン、自動操縦装置、飛行制御システム、着陸装置などの航空機の他のシステムに空気データ（空気速度、攻角、高度）および惯性参照（位置と姿勢）情報を提供する統合空気データ惯性参照システム（ADIRS）の主要な構成要素です。ADIRUは、航空機のパイロット双方にとって、単一で故障容認性のある航法データのソースとして機能します。ボーイング777の設計のように、セカンダリ・アタイトゥード・空気データ参照ユニット（SAARU）と組み合わせることができます。このデバイスは、エアバスA320とボーイング777を初めとする民間旅客機だけでなく、さまざまな軍用航空機に使用されています。
説明
ADIRSは、航空機の電子ラックに配置された最大3つの故障容認性のあるADIRU、コクピット内の関連する制御および表示ユニット（CDU）、および遠隔的に配置された空気データモジュール（ADM）で構成されています。第3号ADIRUは、第1号または第2号ADIRUの部分的または完全な故障が発生した場合に、司令官または副操縦手のディスプレイにデータを提供する冗余ユニットです。第1号と第2号ADIRUの間には、第3号ADIRUが唯一の代替空気および惯性参照データソースであるため、横断チャンネルの冗余性はありません。ADIRU第1号または第2号の惯性参照（IR）の故障は、関連する主要な操縦表示（PFD）および航法表示（ND）画面上の姿勢および航法情報の消失を引き起こします。空気データ参照（ADR）の故障は、影響を受けたディスプレイ上の空気速度および高度情報の消失を引き起こします。どちらの場合でも、情報は第3号ADIRUを選択することでのみ復元できます。各ADIRUは、ADRおよび惯性参照（IR）コンポーネントで構成されています。
= 空気データ参照 =
ADIRUの空気データ参照（ADR）コンポーネントは、空気速度、マッハ数、攻角、温度、気圧高度データを提供します。空気速度を計算するために使用されるラム空気圧と静圧は、それぞれのピットと静圧センサに最も近くに配置された小さなADMで測定されます。ADMは、ARINC 429データバスを通じて圧力をADIRUに送信します。
= 惯性参照 =
ADIRUの惯性参照（IR）コンポーネントは、姿勢、飛行経路ベクトル、地面速度、位置データを提供します。リングレーザーギヤはシステムの主要な機能技術であり、加速度計、GPSおよび他のセンサとともに使用されて原始データを提供します。リングレーザーと古い機械式ギヤ相比の主な利点は、動作部分がなく、堅牢で軽量、摩擦がなく、進行変化に反応しないことです。
冗余の複雑さ
複雑なシステムの分析自体が非常に難しく、証明プロセスにおいて誤りが発生する可能性があります。飛行コンピュータとADIRUの間の複雑な相互作用は、故障が発生した場合に乗組員にとって直感的でない行動を引き起こすことがあります。カンタスフライト72のケースでは、ADIRU1が故障した後、機長はIRデータのソースをADIRU1からADIRU3に切り替えましたが、ADIRU1は依然として機長の主要な操縦表示にADRデータを提供し続けました。さらに、主要な飛行制御コンピュータ（PRIM1）は、PRIM1からPRIM2に切り替え、その後PRIM2をPRIM1に戻すことで、乗組員が信頼している冗余システムがどれであるか分からない不確実な状況が生まれました。航空機システムの冗余に依存することは、航空会社オペレーターが直ちに障害を修理する必要なく航空機システムを動作させるために依存することで、必要な修理の実行に遅延をもたらすこともあります。
失敗と指示
= FAA 航空証明指導書 2000-07-27 =
2000年5月3日、FAAは、フライト中の二重の重要な故障に対処するための航空証明指導書2000-07-27を発行しました。これらの故障は、いくつかのボーイング737、757、エアバスA319、A320、A321、A330、およびA340モデルに使用されている初期のホニウェルHG2030およびHG2050 ADIRUリングレーザーギヤの電力供給問題によるものとされています。
= 航空証明指導書 2003-26-03 =
2004年1月27日、FAAは、航空証明指導書2003-26-03（後にAD 2008-17-12に取って代わられました）を発行し、エアバスA320ファミリーの航空機でADIRU3の配置の変更を求めました。これにより、故障と重要な姿勢および空気速度データの消失を防止しました。
= アリタリアA320 =
2005年6月25日、アルイタリアのエアバスA320-200（登録番号I-BIKE）がミラノから出発し、最小装備リストに基づいてADIRUに障害があった状態で許可されました。天候が悪化する中、ロンドン・ヒースロー空港に近づく際に別のADIRUが故障し、動作しているのは1つだけとなりました。その後の混乱の中で、第3号ADIRUが意図せずリセットされ、基準的な航法と自動機能の一部が無効化されました。乗組員はパンパンを宣言した後、安全な着陸を成功させました。
= マレーシア航空フライト124 =
2005年8月1日、マレーシア航空124の深刻な事件が発生しました。パースからクアラルンプール国際空港へのボーイング777-2H6ER（9M-MRG）にADIRUの故障があり、航空機が誤った指示に従う結果となりました。その結果、38,000フィート（11,600メートル）で昇空中に動きが失われました。その事件では、誤ったデータが機体が昇空中に動きを失ったため、すべての動きが影響を受けました。機体は41,000フィート（12,500メートル）まで昇空し、スタック警報が活性化しました。乗組員は自動操縦装置を解除し、パースへの帰還を要請しました。パースへの帰還中、乗組員は左側と右側の自動操縦装置が一時的に作動しましたが、どちらの場合も機体が右にバンクし、ピッチが下がりました。そのフライトの残りの部分は手動で飛行され、安全にパースに着陸しました。怪我人はいませんでしたし、航空機に損害はありませんでした。ATSBは、この事件の主な可能性のある原因は、ADIRUが故障した加速度計からのデータを使用することを許可する隠れたソフトウェアエラーであると結論付けました。US連邦航空局（FAA）は、すべての777運航会社に対して、このエラーを解決するためにアップグレードされたソフトウェアをインストールするために緊急航空証明指導書（AD）2005-18-51を発行しました。
= カンタスフライト68 =
2006年9月12日、シンガポールからパースへのカンタスフライト68、エアバスA330（登録番号VH-QPA）は、飛行中にADIRUの問題が発生しましたが、フライトに影響を与えませんでした。41,000フィート（12,000メートル）で、西オーストラリアのリアモントから北に約530海里（980キロメートル）の位置で、NAV IR1 FAULTが30分後にNAV ADR 1 FAULT通知を受け取りました。その後、カンタスフライト72に同じ空気機体とADIRUが関与した事件を含む後のカンタスフライト68の調査に対して、乗組員は多数の警告および注意メッセージを受信し、これらのメッセージが急速に変化し、対応が難しいと報告しました。問題を調査している間に、乗組員は弱くて一時的なADR 1 FAULTライトに気付き、ADR 1をオフにすることにしました。その後、彼らはさらに問題が発生しなかったことを経験しました。その事件の間、飛行制御は影響を受けませんでした。フライトの後、ADIRUメーカーの推奨メンテナンス手順が実行され、システムテストではさらに故障が確認されませんでした。
= ジェットスターフライト7 =
2008年2月7日、カンタスの支社であるジェットスター航空が運航する同様の航空機（VH-EBC）が、シドニーからホーチミン市へのJQ7サービス中に、類似の発生が起こりました。この事件では、ADIRUユニットに多くの同じエラーが発生しました。乗組員はその時の適用可能な手順に従い、フライトは問題なく続きました。
= 航空証明指導書 2008-17-12 =
2008年8月6日、FAAは、以前のAD 2003-26-03の要件を拡張するために航空証明指導書2008-17-12を発行しました。これにより、一部のケースでは、ADIRUを新しいモデルに交換することを求めましたが、2008年10月から46ヶ月間の実施期間を設けました。
= カンタスフライト72 =
2008年10月7日、カンタスフライト72が、フライト68に同じ航空機を使用してシンガポールからパースへの飛行を開始しました。フライトの途中で、37,000フィートで第1号ADIRUの故障が発生し、オートパイロットが自動的に解除され、オーストラリア運輸安全局（ATSB）によると、2つの突然の未命令のピッチダウン動作が発生しました。この事故では、74名の乗客および乗組員が軽いから重いまでの怪我を負い、航空機は無事に緊急着陸を果たしました。航空機にはノースロップ・グラマン製のADIRSが装備されており、調査者は製造元に送ってさらにテストを行いました。
= カンタスフライト71 =
2008年12月27日、パースからシンガポールへのカンタスフライト71が、異なるカンタスA330-300（登録番号VH-QPG）で、パースから北西約260海里（480 km）、レアモント空港から南西約350海里（650 km）の36,000フィートで事件が発生しました。オートパイロットが解除され、乗組員がADIRU第1号の問題を示す警告を受け取りました。
= 緊急航空証明指導書No 2009-0012-E =
2009年1月15日、ヨーロッパ航空安全機関（EASA）は、上記のA330およびA340のノースロップ・グラマンADIRUが不適切に故障した惯性参照に反応する問題に対処するために緊急航空証明指導書No 2009-0012-Eを発行しました。NAV IR故障が発生した場合の指示された乗組員の対応は、現在「関連するIRをOFFにし、関連するADRをOFFにし、その後IR回転モードセレクターをOFF位置に切り替える」ことです。この影響は、故障したIRが他のシステムに誤ったデータを送信しないように電源を切ることを確実にするものです。
= エールフランスフライト447 =
2009年6月1日、リオデジャネイロからパリへのエールフランスフライト447のエアバスA330が、ADIRUの他の多くの機器の故障を示す自動メッセージを送信した後、大西洋に墜落しました。天候に関連するADIRSの喪失に関する可能性のある関連する事件を調査する中で、NTSBは巡航中のA330の2つの類似したケースを調査することに決めました。2009年5月21日のマイアミからサンパウロへのTAMフライト8091（登録番号PT-MVB）と、2009年6月23日の香港から東京のノースウェスト航空フライト8（登録番号N805NW）です。これらのフライトでは、巡航高度で突然の空気速度データの消失が発生し、その結果ADIRSの制御が失われました。
= レイアニアフライト6606 =
2018年10月9日、ポルト空港からエジンバラ空港へのフライトを行っていたボーイング737-800（登録番号EI-GJT）が、左側のADIRUの故障があり、航空機が600フィート昇空しました。左側のADIRUは、Quick Reference Handbookに従ってATT（姿勢のみ）モードに設定されましたが、機長に誤った姿勢情報を表示し続けました。そのフライトの残りの部分は手動で飛行され、無事に着陸しました。英国のAAIBは、2019年10月31日に最終報告を公表し、以下の推奨を行いました：ボーイング商用航空機が、姿勢表示にピッチおよびロール比較アナウンスが表示された場合の非正常チェックリストをQuick Reference Handbookに追加することを推奨します。
参考情報
航空電子学の略語と略称
参考文献
Dave Carbaugh; Doug Forsythe; Melville McIntyre. "Erroneous flight instrumenent information". Aero Magazine. Boeing. Archived from the original on 6 September 2008. Retrieved 2008-10-16.
Melville Duncan W. McIntyre, Boeing (2003-11-25). "US Patent 6654685 - Apparatus and method for navigation of an aircraft". United States Patent Office. Retrieved 2008-10-16.