オートパイロット

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オートパイロット英語:Autopilot)とは、乗り物を、人の手によってではなく、機械装置により自動操縦する装置・システムを指す名称である。

概要[編集]

乗り物を自動で操縦する装置・システムがオートパイロットである。乗り物の進行方向や速度などを、人の手に代わって、機械が制御する。一般にオートパイロットと呼ばれるシステムは旅客機を始めとした航空機に特によく導入されている。他には、船舶自動車にもオートパイロットは導入されている。

航空機[編集]

一般にオートパイロットというと、航空機のものを指すことが多い。旅客機をはじめとした航空機に導入されており、現代の航空機の操縦システムの上では、空港より出発して次の空港に向かうまでの巡航アプローチ(空港への進入)・着陸など、出発から到着までほとんどの段階で、自動操縦システムが用意されている。

これらは、慣性誘導装置や外部のマーカー(目印となる電波発信器)などから目的地などに対する自身の相対位置を算出し、予定の移動経路との誤差を自動的に補正するものなどである。単純なものでは、所定の方向(方角)と高度のみを維持し、パイロットの負担を軽減させるなどしている。高度なものでは、FMS(飛行管理装置)に入力された飛行計画に従った方角・高度の自動的な操作が可能であるだけでなく、推進力(速度)の調整も行われる。オートパイロットによる推進力の調整機構はオートスロットル (en:Autothrottle)と呼ばれる[1]。現代の航空機関士を廃した2人乗務のコックピットでは、問題発生時にはオートパイロットに操縦を任せてパイロットが問題解決にあたるのが基本となっている。

航空機のオートパイロットの自律システムは、方位磁石のようなものからセンサージャイロコンパスといった自身の向きや状態・周囲の状況を判定する機能と、操縦装置のコントロールを組み合わせたものだが、さらにはGPS衛星の電波をキャッチして自身の現在位置を測定、予定経路との誤差から、どのように移動すればその誤差を修正できるかを判断するものも登場している。前述の相対位置の割り出し機構と併せて、移動経路を予め入力しておけば、複数経路を巡回して行くことも可能である。ただ、同種機構の操作ミスないし作動不良[2]から、大韓航空機撃墜事件のように悲劇的な事件に発展したケースもあり、こういった機器の過信には絶えず警鐘が鳴らされている。

航空機のオートパイロットのうち簡易なものは、ただ所定の条件下でのみ適切に機能する性質のものであるため、積極的に用いられるのは状況が安定している巡航時の進路誘導においてのみである。その一方で、高度なオートパイロット機能を有する航空機もあり、航空機の運航のほとんどをオートパイロットに任せることも可能となっている。ただし、離陸だけは2013年現在でも手動で行っている。着陸の自動操縦は、計器着陸装置(ILS)を用いて気象条件・パイロットの資格などが整った状況で行う[3]

以上の事情も含め航空機の場合、ある一定高度以上に上昇してしまえば、障害物に突き当たったりする確率は一挙に低下するし、また状況も比較的安定しているため、オートパイロットの採用も進んでいる。しかし、雲の下など地表障害物の危険が予期される空域では、オートパイロットの運用は、それら機器の機能如何では危険である。

船舶[編集]

海洋においては、大型船舶にオートパイロットを搭載しているものもある。ヨットクルージングにおいてもオートパイロット装置が用いられることは多い。特にシングルハンド(一人)での航海時には、睡眠時間確保などの観点から必要度は高い。これらの乗物は移動時間が長く、その間中に人間の操縦者が不眠不休で操作していることができないため、状況の許す限りはこういった機構に頼ったほうが楽なためである。

船舶の場合、大洋に出てしまえば障害物に突き当たる確率は低下し、運航状況も比較的安定しているため、特にオートパイロットがよく利用される。しかし、障害物(流氷岩礁など)などがある海域では、オートパイロットの運用はそれら機器の機能如何では危険である。

また、接岸などに際しては、船舶のオートパイロットは、航空機のものほど自動化されておらず、補助的なシステムに過ぎないなど、完全自動化には大きな技術的ハードルも存在する。

自動車[編集]

オートパイロットの自動車はロボットカー等と呼ばれている。実用化されているのは軍事車両や鉱山等の一般的な公道以外に限定される。公道でのオートパイロットは2013年現在、各国で検討、開発が行われている。

技術的ハードル[編集]

以上の各種乗り物のオートパイロット機器は状況が安定している限りにおいて、信頼に値する精度で機能しつづける事が可能な機器である(逆に信頼に値しなければ利用されない)。航空機の自動化は早い段階から進んできたが、状況がめまぐるしく変化する自動車の公道での運転などでは、人間の運転を機械装置に代行させるには高い技術的ハードルが存在するため、検討、開発が行われている段階である。

現代のオートパイロットでは二重三重の安全装置も組み込まれ、人的なミスに対しても警告を発する信頼性設計で危険を回避するように設計されている。これらでは安全確保を最優先とし、矛盾する状況ではより安全性の高い回避行動を取るように設計されている。

関連項目[編集]

脚注[編集]

  1. ^ 旅客機の構造#オートスロットル参照。
  2. ^ どちらであったかの結論は出ていないが
  3. ^ 特に、精度の高いILS CATIIIは悪天候での着陸には欠かせない技術であり、パイロットの補助の範疇を超えるものである。