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用于為飛機(jī)的緊急下降更新目標(biāo)高度的方法和設(shè)備的制作方法

文檔序號:6328649閱讀:289來源:國知局
專利名稱:用于為飛機(jī)的緊急下降更新目標(biāo)高度的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于為飛機(jī)尤其是運(yùn)輸機(jī)的緊急下降更新目標(biāo)高度的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)
如已知的,民用運(yùn)輸機(jī)應(yīng)當(dāng)被加壓,因?yàn)樵谘埠斤w行時(shí),飛機(jī)通常在高于30000英尺(約9000米)的高度飛行,在該高度處,外部空氣中的氧過低而不能適應(yīng)生命。因此,在飛機(jī)中設(shè)置加壓系統(tǒng)以便保持機(jī)上的可呼吸環(huán)境。具體地,國際航空規(guī)章指出任何在高于 20000英尺(約6000米)高度飛行的公用運(yùn)輸機(jī)應(yīng)當(dāng)被加壓,并且應(yīng)當(dāng)在正常飛行時(shí)在機(jī)艙中建立不超過8000英尺(約MOO米)的等效高度。然而,由于損壞或故障,可能無法將飛機(jī)的加壓保持在可接受的水平。然后,規(guī)定程序命令飛行員使得飛機(jī)盡可能快地下降在10000英尺(約3000米)的可呼吸高度,或者如果由于地勢起伏而無法下降到低至10000英尺,則下降在當(dāng)前的安全高度。這種程序被稱為緊急下降。在這種情況中,機(jī)務(wù)人員有責(zé)任完成涉及初始化下降以及調(diào)節(jié)下降參數(shù)(速度、目標(biāo)高度、側(cè)向軌跡等)的不同任務(wù),并且直到飛機(jī)在低高度平穩(wěn)飛行。然而,盡管非常罕見但可能發(fā)生的是,例如在由于加壓故障而導(dǎo)致機(jī)務(wù)人員已經(jīng)失去知覺的情況下,機(jī)務(wù)人員不再能應(yīng)用上述程序。飛機(jī)處于這樣的無人看管的情況,這時(shí)絕對有必要執(zhí)行緊急下降。如果在這種情況中自動駕駛儀被激活,則自動地繼續(xù)飛行,直到郵箱全部耗盡。為了避免這種情況,自動駕駛儀系統(tǒng)是已知的,當(dāng)其被觸發(fā)時(shí)允許自動地執(zhí)行緊急下降,這無需飛行員的幫助。而且,這種自動緊急下降的觸發(fā)可由飛行員手動地執(zhí)行或者也自動地執(zhí)行。具體地,從文件FR-2,928,465可知一種用于自動控制飛機(jī)的緊急下降的特定方法。根據(jù)該方法,當(dāng)緊急下降功能被觸發(fā)時(shí),執(zhí)行以下的相繼操作
a)自動地確定一組豎直設(shè)定點(diǎn),包括
-目標(biāo)高度,其代表飛機(jī)在緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度;和 -目標(biāo)速度,其代表飛機(jī)在緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速度;
b)自動地確定一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),其代表在緊急下降時(shí)將要執(zhí)行的側(cè)向操作;和
c)自動地導(dǎo)引飛機(jī),從而所述飛機(jī)同時(shí)遵守所述一組豎直設(shè)定點(diǎn)和所述一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),直到達(dá)到所述目標(biāo)高度(飛機(jī)隨后維持目標(biāo)高度),所述自動導(dǎo)引能夠被飛機(jī)飛行員的動作所中斷。此外,該已知方法提供了具體裝置,用于自動地觸發(fā)緊急下降功能,考慮機(jī)艙高度的變化,也即機(jī)艙內(nèi)部壓力的變化。只要在自動緊急下降的背景環(huán)境內(nèi)考慮了目標(biāo)高度的確定,以下是已知的
一從文件US-4,314,341可知自動緊急下降到安全高度,其值包括性地固定到2000英尺(約3600 m)。這種值對應(yīng)于生理可呼吸的和滿意的高度,但是其在最高的地域(阿爾卑斯、喜馬拉雅、安第斯、洛基山等)處可更低。因此,如果機(jī)務(wù)人員失去知覺(可能與地面碰撞),確保操作的安全結(jié)尾(secured end of maneuver)是不符合要求的;
一從文件US-6,507,776B1可知在自動駕駛儀和GPS系統(tǒng)之間的聯(lián)接,該GPS系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)庫,其中存儲了所有地勢的高度值,高于或等于固定的最大值。這種GPS系統(tǒng)設(shè)置有用于沿著當(dāng)前軌跡識別地勢的設(shè)備。這種設(shè)備允許自動駕駛儀被提供有最低可能的安全目標(biāo)高度,如果需要,該高度可用于調(diào)節(jié)飛機(jī)的航向,以便繞過該地域。這種設(shè)備的缺陷是潛在地引導(dǎo)飛機(jī)離開所初始遵循的空中交通路線覆蓋的區(qū)域。所帶來的風(fēng)險(xiǎn)包括當(dāng)機(jī)務(wù)人員恢復(fù)知覺時(shí)增加了其工作負(fù)擔(dān),因?yàn)轱w機(jī)可能飛行得遠(yuǎn)離初始遵循的飛行路線,并且沒有足夠可用的汽油來到達(dá)最近的偏離機(jī)場。而且,相對于地面的僅僅1000英尺的這種余量對于沿著緊急下降覆蓋大氣壓力的所有可能波動是不符合要求的;并且
一從文件US-2007/0043482可知另一種集成到自動駕駛儀中的設(shè)備,其能夠自動執(zhí)行緊急下降到安全高度,其計(jì)算基于MSA (最小安全高度,Minimum Safe Altitude)類型的安全最小高度。更確切而言,包含MSA高度的數(shù)據(jù)庫被用于確定所關(guān)聯(lián)的安全高度,或者在當(dāng)前飛行路線處,或者如果存在的話在航空公司提供的偏離軌跡處。當(dāng)飛機(jī)在飛行路線之外或者在偏離路線之外時(shí),從地面的數(shù)據(jù)庫計(jì)算出安全高度,作為一個(gè)值,在維持當(dāng)前航向的軌跡上的最大高度,向其加上1000英尺或2000英尺(在多丘陵區(qū)域的情況中)的安全余量。然而,如果沒有考慮大氣壓力參考而執(zhí)行對目標(biāo)高度的更新,則該相對于地面的安全余量可顯著減小。如已知的,局部大氣壓力在一定距離上經(jīng)受不可忽略的變化,例如覆蓋緊急下降的距離,例如約40匪。而且,從FMS (飛行管理系統(tǒng),F(xiàn)light Management System)可用的已知數(shù)據(jù)庫發(fā)布的安全高度(MSA或MORA)的值是以海平面(MSL,Mean Sea Level)為參考的大氣壓高度值。而且,在巡航飛行時(shí),機(jī)上儀器的大氣壓參考通常為標(biāo)準(zhǔn)參考(STD),對應(yīng)于 1013.25 Ua的標(biāo)稱壓力。該參考被所有飛機(jī)在巡航階段使用,以及被空中交通控制所使用,并且允許交換的高度信息之間的一些一致性。飛行水平被考慮。當(dāng)飛機(jī)例如飛行在飛行水平FL350時(shí),這意味著其飛行在35,000英尺的高度,以1013. 25 hPa/15°C (標(biāo)準(zhǔn)ISA 模型)為參考。當(dāng)飛機(jī)穿過不同的空氣團(tuán)而局部大氣壓力持續(xù)發(fā)展時(shí),飛機(jī)實(shí)際上相對于海平面改變了高度,遵循相同的飛行水平。當(dāng)對于所有空中交通而言參考保持相同時(shí),這確實(shí)涉及如下一些問題空中控制、精確地知道每架飛機(jī)的相對高度、以及確保符合要求的安全水平??紤]所有這些約束,應(yīng)理解的是,如果飛機(jī)的大氣壓參考是標(biāo)準(zhǔn)參考并且已知MSL 參考的安全高度,有必要知道飛過位置的局部QNH壓力(即轉(zhuǎn)換到海平面的壓力),以便精確地更新局部參考上的目標(biāo)高度,而同時(shí)保持機(jī)上儀器的大氣壓控制(STD)。這后一點(diǎn)是重要的,因?yàn)橛捎谌缦聝蓚€(gè)主要原因而不希望修改駕駛室的大氣壓設(shè)定
一所有交通以及所有空中交通控制在巡航中保持與常用大氣壓參考的一致性;以及一在開始自動緊急下降時(shí)的減壓而導(dǎo)致飛行員可能失去知覺并隨后恢復(fù)知覺的情況中,允許飛行員快速地找到他的標(biāo)記(marks)。已知的是,壓力QNH由位于機(jī)場附近的地面站提供,但是沒有簡單的裝置來允許自動地獲得局部QNH壓力。因此,在沒有考慮壓力參考的差異而更新目標(biāo)高度的情況下,安全余量很可能相對于地面顯著降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述缺陷。其涉及用于為飛機(jī)的緊急下降更新目標(biāo)高度的方法。所述目標(biāo)高度代表飛機(jī)在緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度。為此,根據(jù)本發(fā)明,所述方法的顯著特征在于
a)根據(jù)緊急下降來確定目標(biāo)安全高度;
b)考慮緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力變化來確定校正值;以及
c)計(jì)算所述目標(biāo)安全高度和所述校正值的總和,以便獲得更新的目標(biāo)高度,所述更新的目標(biāo)高度能夠替換在所述緊急下降結(jié)束之前將要達(dá)到的目標(biāo)高度。由此,由于本發(fā)明,考慮緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力變化來確定更新的目標(biāo)高度, 并且該更新的目標(biāo)高度能夠替換在所述緊急下降結(jié)束之前將要達(dá)到的目標(biāo)高度。由此,根據(jù)本發(fā)明的方法允許克服常用數(shù)據(jù)庫中所考慮的安全余量的潛在顯著減小。在第一實(shí)施例中,在步驟b),為了確定所述校正值 一考慮當(dāng)天所遇到的最低大氣壓力和最高大氣壓力;
一分別在大氣壓參考與所述最低大氣壓力和所述最高大氣壓力之間確定第一和第二差異;以及
一將第一和第二差異之間的最高差異的絕對值轉(zhuǎn)換為代表所述校正值的高度值。而且,在第二實(shí)施例中,在步驟b),為了確定所述校正值,自動地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作
一確定飛機(jī)的當(dāng)前大氣壓高度;
一通過不同于大氣壓測量裝置的裝置相對于海平面確定飛機(jī)的當(dāng)前高度;以及一從所述當(dāng)前大氣壓高度減去所述當(dāng)前高度,從而獲得所述校正值。此外,在第一替代性實(shí)施例中,在步驟c ),重復(fù)地在每次確定新的更新的目標(biāo)高度時(shí),用更新的目標(biāo)高度替換目標(biāo)高度,而這優(yōu)選地直到目標(biāo)高度被俘獲。而且,在第二替代性實(shí)施例中,在步驟C),僅當(dāng)更新的目標(biāo)高度高于所述目標(biāo)高度時(shí),用更新的目標(biāo)高度替換目標(biāo)高度。該第二替代性實(shí)施例允許飛機(jī)避免降低到低于目標(biāo)安全高度。此外,在第三替代性實(shí)施例中,所述更新的目標(biāo)高度和所述目標(biāo)高度被以計(jì)算節(jié)距(calculation pitch)重復(fù)地計(jì)算,在步驟c)
一計(jì)算節(jié)距N-I (N為整數(shù))的目標(biāo)高度和節(jié)距N的更新的目標(biāo)高度之間的差異; 一將該差異的絕對值與閾值進(jìn)行比較;以及
一僅當(dāng)所述差異的絕對值高于或等于所述閾值時(shí),對于節(jié)距N,用該節(jié)距N的更新的目標(biāo)高度替換目標(biāo)高度。該第三替代性實(shí)施例允許避免在兩次更新之間的高度差不明顯的情況下過于頻繁地刷新目標(biāo)高度,這可能看起來不恰當(dāng),甚至在機(jī)務(wù)人員保持清醒的情況下擾亂機(jī)務(wù)人員O在優(yōu)選實(shí)施例中,在步驟a),為了根據(jù)緊急下降來確定目標(biāo)安全高度,從緊急下降的激活,以及在激活緊急下降時(shí)相對于飛機(jī)的初始位置在飛機(jī)前面參考水平距離上,自動地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作
一確定剩余水平距離,其代表飛機(jī)從其當(dāng)前位置直到所述初始位置前面所述參考水平距離處的位置所剩余要飛過的水平距離;
一確定安全高度,其代表所述剩余水平距離; 一將該安全高度與閾值高度進(jìn)行比較;以及
一在所述安全高度和所述閾值高度之間選擇最高值作為目標(biāo)安全高度。根據(jù)本發(fā)明的用于為飛機(jī)的緊急下降更新優(yōu)化目標(biāo)高度的上述方法適于任何類型的、部分或全部自動的緊急下降方法。然而,在優(yōu)選應(yīng)用中,該方法用于在飛機(jī)緊急下降的自動控制過程中更新目標(biāo)高度,其中,執(zhí)行下面的相繼操作
a)自動地確定一組豎直設(shè)定點(diǎn),包括
-目標(biāo)高度,其代表飛機(jī)在緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度;和 -目標(biāo)速度,其代表飛機(jī)在緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速度;
b)自動地確定一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),其代表在緊急下降時(shí)將要執(zhí)行的側(cè)向操作;和
c)自動地導(dǎo)引飛機(jī),從而所述飛機(jī)同時(shí)遵守所述一組豎直設(shè)定點(diǎn)和所述一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),直到達(dá)到所述目標(biāo)高度。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于為飛機(jī)的緊急下降自動地更新目標(biāo)高度的設(shè)備,所述目標(biāo)高度代表飛機(jī)在緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度。根據(jù)本發(fā)明,該設(shè)備包括
一用于根據(jù)緊急下降來確定目標(biāo)安全高度的裝置; 一用于考慮緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力變化來確定校正值的裝置;以及一用于計(jì)算所述目標(biāo)安全高度和所述校正值的總和的裝置,以便獲得更新的目標(biāo)高度,所述更新的目標(biāo)高度能夠替換在所述緊急下降末尾將要達(dá)到的目標(biāo)高度。因此,該設(shè)備允許在自動緊急下降時(shí)更新目標(biāo)高度,包括克服局部壓力QNH。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于自動控制飛機(jī)的緊急下降的系統(tǒng),其包括 一第一裝置,其用于自動地確定一組豎直設(shè)定點(diǎn),包括
目標(biāo)高度,其代表飛機(jī)在緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度;和 目標(biāo)速度,其代表飛機(jī)在緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速度; 一第二裝置,其用于自動地確定一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),所述一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn)代表在緊急下降時(shí)將要執(zhí)行的側(cè)向操作;和
c)第三裝置,其用于自動地導(dǎo)引飛機(jī),從而所述飛機(jī)同時(shí)遵守所述一組豎直設(shè)定點(diǎn)和所述一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),直到達(dá)到所述目標(biāo)高度,
其中,所述第一裝置包括上述用于更新所述目標(biāo)高度的設(shè)備。本發(fā)明進(jìn)一步涉及飛機(jī),特別是運(yùn)輸機(jī),其設(shè)置有上述類型的設(shè)備和/或系統(tǒng)。


附圖中的圖示將更好地解釋本發(fā)明可如何實(shí)施。在這些圖中,相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件。圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的方框圖。圖2示出了一圖示,解釋了根據(jù)本發(fā)明來執(zhí)行更新。圖3是用于自動控制飛機(jī)緊急下降的系統(tǒng)的方框圖,該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。
具體實(shí)施例方式在圖1中示意性示出的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1意圖為飛機(jī)AC尤其是運(yùn)輸機(jī)的緊急下降自動地更新目標(biāo)高度,所述目標(biāo)高度代表飛機(jī)AC在緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度。所述設(shè)備1包括
一裝置2,其用于根據(jù)所述緊急下降來確定目標(biāo)安全高度ZS; 一裝置3,其形成為考慮所述緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力變化來確定校正值ZC ;以及一裝置4,其經(jīng)由鏈接5和6分別連接到所述裝置2和3并且形成為計(jì)算所述目標(biāo)安全高度ZS和所述校正值ZC的總和,以便獲得更新的目標(biāo)高度ZR,所述更新的目標(biāo)高度觀能夠替換在所述緊急下降末尾將要達(dá)到的目標(biāo)高度。由此,根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1考慮所述緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力變化確定更新的目標(biāo)高度ZR,并且能夠替換在所述緊急下降末尾之前將要達(dá)到的目標(biāo)高度。所述設(shè)備1進(jìn)一步包括裝置7,其經(jīng)由鏈接8連接到所述裝置4并且形成為通常根據(jù)特定條件(如下所述)用所述更新的目標(biāo)高度觀替換所述目標(biāo)高度,該更新的目標(biāo)高度 ZR能夠經(jīng)由鏈接9傳輸。由此,所述設(shè)備1允許克服常用數(shù)據(jù)庫中所考慮的安全余量的潛在顯著減小。在第一實(shí)施例中,所述裝置3包括以下(未示出)元件,用于確定所述校正值ZC 一考慮記錄在執(zhí)行更新的當(dāng)天的最低大氣壓力Rmin和最高大氣壓力Rmax的元件; 一分別在大氣壓參考R與所述最低大氣壓力Rmin和所述最高大氣壓力Rmax之間確定
第一和第二差異的元件;以及
一將所述第一和第二差異之間的最高差異的絕對值轉(zhuǎn)換為代表所述校正值的高度值的元件。因此,在該第一實(shí)施例中,校正值ZC滿足以下關(guān)系 ZC = max (I R-Rmin|; |R-Rmax|). 28
其中
-R、Rmin 禾口 Rmax 以 hPa 表示;
-ZC以英尺表示;并且
-28是用于執(zhí)行所述轉(zhuǎn)換的值,如下所述。而且,在第二實(shí)施例中,所述裝置3包括以下(未示出)元件,用于確定所述校正值
一確定所述飛機(jī)AC的當(dāng)前大氣壓高度Zbaro的元件,例如AWRS (空中數(shù)據(jù)慣性參考系統(tǒng),Air Data Inertial Reference System)類型的風(fēng)速計(jì)和慣性數(shù)據(jù)的參考系統(tǒng); 一使用不同于大氣壓測量裝置的裝置相對于海平面MSL確定所述飛機(jī)AC的當(dāng)前高
8度Zgeo的元件,包括借助于GNSS (全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),Global Navigation Satellite System)類型例如GPS類型的全球定位系統(tǒng);以及
一從所述當(dāng)前大氣壓高度Zbaro減去所述當(dāng)前高度Zgeo的元件,從而獲得所述校正值ZC。因此,在該第二實(shí)施例中,校正值ZC滿足以下關(guān)系 ZC = Zbaro - Zgeo
此外,在第一替代性實(shí)施例中,所述裝置7重復(fù)地在每次確定新的更新的目標(biāo)高度觀時(shí),用更新的目標(biāo)高度觀替換目標(biāo)高度AL,而這優(yōu)選地直到目標(biāo)高度被俘獲。而且,在第二替代性實(shí)施例中,所述裝置7僅當(dāng)更新的目標(biāo)高度觀高于目標(biāo)高度 AL時(shí),用更新的目標(biāo)高度觀替換目標(biāo)高度AL。該第二替代性實(shí)施例允許飛機(jī)AC避免降低到低于目標(biāo)安全高度。此外,在第三替代性實(shí)施例中,所述裝置7包括以下(未示出)元件
-計(jì)算節(jié)距N-I的目標(biāo)高度AL和節(jié)距N的更新的目標(biāo)高度觀之間的差異的元件,N為整數(shù),所述更新的目標(biāo)高度觀和所述目標(biāo)高度AL被以計(jì)算節(jié)距重復(fù)地計(jì)算; 一將該差異的絕對值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較的元件;以及
一僅當(dāng)所述差異的絕對值高于或等于所述閾值時(shí)用節(jié)距N的更新的目標(biāo)高度替換相同節(jié)距N的目標(biāo)高度的元件。該第三替代性實(shí)施例將會避免在兩次更新之間的高度差不明顯的情況下過于頻繁地刷新目標(biāo)高度,這可能看起來不恰當(dāng),甚至在機(jī)務(wù)人員保持清醒的情況下擾亂機(jī)務(wù)人
員O在優(yōu)選實(shí)施例中,所述用于根據(jù)緊急下降來確定目標(biāo)安全高度M的裝置2包括 (未示出)從緊急下降的激活以及在激活緊急下降時(shí)相對于飛機(jī)的初始位置在飛機(jī)前面參考水平距離上自動地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作的元件
一確定剩余水平距離,其代表飛機(jī)從其當(dāng)前位置直到所述初始位置前面所述參考水平距離處的位置所剩余要飛過的水平距離;
一確定安全高度,其代表所述剩余水平距離; 一將該安全高度與閾值高度進(jìn)行比較;以及
一在所述安全高度和所述閾值高度之間選擇最高值作為目標(biāo)安全高度^。此外,從緊急下降的激活
-自動地確定初始目標(biāo)高度,其代表在激活緊急下降時(shí)飛機(jī)的所述初始位置;以及一此外,在所述參考水平距離上自動地且重復(fù)地執(zhí)行自動地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作 眷將稱為當(dāng)前目標(biāo)高度的目標(biāo)安全高度ZS (其已經(jīng)被如上所述確定)與所述初始目標(biāo)高度進(jìn)行比較;以及
如果所述當(dāng)前目標(biāo)高度低于所述初始目標(biāo)高度,則考慮所述當(dāng)前目標(biāo)高度來更新基于緊急下降的目標(biāo)高度。由此,可在飛機(jī)AC前面的所述剩余水平距離上確定優(yōu)化的目標(biāo)高度M,在機(jī)務(wù)人員或乘客失去知覺或者缺氧癥狀受害者的情況中最大化返回到標(biāo)稱狀態(tài)的可能性,而不減小相對于沿著所遵循軌跡的地勢的安全余量。優(yōu)選地,所述參考水平距離對應(yīng)于在緊急下降時(shí)飛機(jī)AC能夠從飛機(jī)的最高巡航飛行水平飛過的最大水平距離,可向其加上余量。圖2上的示例允許本發(fā)明的特征被進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)。在緊急下降之前,當(dāng)發(fā)生故障時(shí), 如標(biāo)記10所示,飛機(jī)AC處于飛行水平FL350 (也就是處于35,000英尺)的巡航階段并具有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓參考REFbaro,其為1013.25 hPa/15°C(標(biāo)準(zhǔn)ISA溫度)。設(shè)置在飛機(jī)AC上的地面數(shù)據(jù)庫指示飛機(jī)AC的軌跡上的(MORA類型的)最大安全高度Zl為12,000英尺。如果該用于控制緊急下降的系統(tǒng)在整個(gè)下降過程中將該高度值Zl(對應(yīng)于飛行水平FL120,相對于 REi^baro)作為目標(biāo)高度,局部壓力(在示例中為977 hPa)相對于將要到達(dá)的高度ALS (高于地勢11)引入偏置Zbias (約為1,000英尺,如下所述)。然后,飛機(jī)AC將處于相對于海平面MSL為11,000英尺的高度Z2,而不是處于12,000英尺的高度Zl (相對于海平面MSL)。如果在第一近似(1百帕的大氣壓力差對應(yīng)于約觀英尺的高度差)中,只要考慮了偏置Zbias,則獲得以下關(guān)系
Zbias = ΔΡ ■ 28
并且 Δ P= 1013. 25 - 977= 36.25 hPa, 因而
Zbias= 1,008 英尺。這個(gè)示例顯示出,在沒有考慮壓力參考的差而更新目標(biāo)高度的情況下,安全余量很可能相對于地面顯著減小。設(shè)備1進(jìn)一步包括指示裝置13,其被通過鏈接14連接到裝置7。更特別地,這種指示裝置13允許向飛機(jī)AC的飛行員呈現(xiàn)由設(shè)備1計(jì)算的更新的目標(biāo)高度,并且檢查其相對于顯示在飛機(jī)AC的導(dǎo)航地圖或?qū)Ш狡聊簧系陌踩叨戎档南嚓P(guān)性。根據(jù)本發(fā)明的上述用于為飛機(jī)AC的緊急下降更新目標(biāo)高度的設(shè)備1適于任何類型的、部分或全部自動的緊急下降系統(tǒng)。然而,在優(yōu)選應(yīng)用中,這種設(shè)備1在系統(tǒng)15中被用于更新目標(biāo)高度以便自動地控制飛機(jī)AC的緊急下降。優(yōu)選地,這種用于自動控制緊急下降的系統(tǒng)15如圖3所示的類型,包括 觸發(fā)裝置17,其能夠觸發(fā)自動緊急下降功能;
控制裝置18,其經(jīng)由鏈接19連接到所述觸發(fā)裝置17并且形成為當(dāng)其被所述裝置17觸發(fā)時(shí)實(shí)施自動緊急下降功能,自動地執(zhí)行飛機(jī)AC的縱向?qū)б?、?cè)向?qū)б退俣瓤刂?;以?br> 脫離裝置20,其經(jīng)由鏈接21連接到所述控制裝置18并且允許控制所執(zhí)行的自動緊急下降功能的脫離。這種自動緊急下降功能由此允許將飛機(jī)AC帶回可呼吸高度(目標(biāo)高度)并處于穩(wěn)定狀態(tài),更特別地,目的是使機(jī)務(wù)人員和乘客復(fù)蘇以繼續(xù)飛行。所述控制裝置18包括
一裝置22,其用于自動地確定一組豎直設(shè)定點(diǎn),更特別地,包括
目標(biāo)高度,其代表飛機(jī)AC在緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度; 目標(biāo)速度,其代表飛機(jī)AC在緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速度; 一裝置23,其用于自動地確定一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),這樣的一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn)代表在緊急下降時(shí)將要執(zhí)行的側(cè)向操作;和
一常用裝置對,其用于在觸發(fā)自動緊急下降功能時(shí)自動地導(dǎo)引飛機(jī),從而所述飛機(jī)同時(shí)遵守所述一組豎直設(shè)定點(diǎn)和所述一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),直到達(dá)到所述目標(biāo)高度,一旦達(dá)到目標(biāo)高度則隨后保持該目標(biāo)高度。更特別地,這種用于自動控制緊急下降的系統(tǒng)15可類似于在申請人的文件 FR-2, 928,465中描述的系統(tǒng)。在這種情況中,所述裝置22包括所述用于更新目標(biāo)高度的設(shè)備1。更特別地,該系統(tǒng)15可另外具有如下特性
一可構(gòu)想兩種裝備(arming)的類型,主動裝備和自動裝備。當(dāng)機(jī)務(wù)人員由于減壓、火警或任何其他原因而決定執(zhí)行緊急下降時(shí),他們可以裝備致動專用按鈕的功能。邏輯允許根據(jù)尤其是飛機(jī)AC的當(dāng)前高度來驗(yàn)證這種裝備條件。自動裝備被聯(lián)系到減壓事件。其可在涉及機(jī)艙中的空氣壓力或空氣壓力變化的一些準(zhǔn)則被滿足時(shí)發(fā)生。所述功能的裝備總是先于其觸發(fā);
機(jī)務(wù)人員總是可以手動地解除所述功能,無論裝備的類型(主動或自動); 根據(jù)之前的裝備,可以有兩種類型的觸發(fā)。在主動裝備之后,觸發(fā)僅在機(jī)務(wù)人員一旦完全實(shí)施氣閘時(shí)發(fā)生。另一方面,如果裝備是自動的,則觸發(fā)也在裝備時(shí)開始的倒計(jì)時(shí)末尾自動地發(fā)生, 如果機(jī)務(wù)人員沒有在其末尾之前動作的話。然而,如果在一程序之后,機(jī)務(wù)人員在倒計(jì)時(shí)末尾之前完全地實(shí)施氣閘,相對于自動觸發(fā),預(yù)期觸發(fā)所述功能;
一當(dāng)自動緊急下降功能被觸發(fā)時(shí),在豎直和側(cè)向平面中發(fā)生的飛機(jī)速度的導(dǎo)引和控制如下
在豎直平面中,默認(rèn)地自動選擇用來執(zhí)行自動緊急下降的速度,從而最小化下降時(shí)間。機(jī)務(wù)人員可在下降操作時(shí)自由地調(diào)節(jié)這種速度,以便考慮可能的結(jié)構(gòu)損壞,而不脫離所述功能;
眷與縱向操作同時(shí)執(zhí)行的側(cè)向操作的目的在于使飛機(jī)AC從當(dāng)前路線偏離, 從而避免遇到在相同路線但較低高度上飛行的其他飛機(jī);
一與俘獲同時(shí)停止自動緊急下降,然后在操作時(shí)保持目標(biāo)高度;并且一在自動緊急下降操作時(shí),機(jī)務(wù)人員可以總是使用常用裝置來取代自動機(jī)制在操縱桿上的手動動作,觸發(fā)飛機(jī)AC的新的導(dǎo)引模式,斷開按鈕,調(diào)節(jié)速度或航向等。
權(quán)利要求
1.一種用于為飛機(jī)(AC)的緊急下降更新目標(biāo)高度的方法,所述目標(biāo)高度代表所述飛機(jī)在所述緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度,其中a)通過從所述緊急下降的激活以及在激活所述緊急下降時(shí)相對于所述飛機(jī)(AC)的初始位置在所述飛機(jī)(AC)前面參考水平距離上自動地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作,而根據(jù)所述緊急下降來確定目標(biāo)安全高度一確定剩余水平距離,其代表所述飛機(jī)(AC)從其當(dāng)前位置直到所述初始位置前面所述參考水平距離處的位置所剩余要飛過的水平距離; 一確定安全高度,其代表所述剩余水平距離; 一將該安全高度與閾值高度進(jìn)行比較;以及一在所述安全高度和所述閾值高度之間選擇最高值作為所述目標(biāo)安全高度;b)考慮所述緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力變化來確定校正值;以及c)計(jì)算所述目標(biāo)安全高度和所述校正值的總和,以便獲得更新的目標(biāo)高度,所述更新的目標(biāo)高度能夠替換在所述緊急下降結(jié)束之前將要達(dá)到的目標(biāo)高度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在步驟b),為了確定所述校正值 一考慮當(dāng)天所遇到的最低大氣壓力和最高大氣壓力;一分別在大氣壓參考與所述最低大氣壓力和所述最高大氣壓力之間確定第一和第二差異;以及一將所述第一和第二差異之間的最高差異的絕對值轉(zhuǎn)換為代表所述校正值的高度值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在步驟b),為了確定所述校正值,自動地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作一確定所述飛機(jī)(AC)的當(dāng)前大氣壓高度;一通過不同于大氣壓測量裝置的裝置相對于海平面確定所述飛機(jī)(AC)的當(dāng)前高度;以及一從所述當(dāng)前大氣壓高度減去所述當(dāng)前高度,從而獲得所述校正值。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在步驟c),重復(fù)地在每次確定新的更新的目標(biāo)高度時(shí),用所述更新的目標(biāo)高度替換所述目標(biāo)高度。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在步驟c),僅當(dāng)所述更新的目標(biāo)高度高于所述目標(biāo)高度時(shí),用所述更新的目標(biāo)高度替換所述目標(biāo)高度。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,所述更新的目標(biāo)高度和所述目標(biāo)高度被以計(jì)算節(jié)距重復(fù)地計(jì)算,其特征在于,在步驟c)一計(jì)算節(jié)距N-I的目標(biāo)高度和節(jié)距N的更新的目標(biāo)高度之間的差異,N為整數(shù); 一將該差異的絕對值相對于閾值進(jìn)行比較;以及一僅當(dāng)所述差異的絕對值高于或等于所述閾值時(shí),對于節(jié)距N,用該節(jié)距N的更新的目標(biāo)高度替換目標(biāo)高度。
7.一種飛機(jī)的緊急下降的自動控制過程,其中,執(zhí)行以下相繼的操作a)自動地確定一組豎直設(shè)定點(diǎn),包括-目標(biāo)高度,其代表所述飛機(jī)在所述緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度;和一目標(biāo)速度,其代表所述飛機(jī)(AC)在所述緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速度;b)自動地確定一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),其代表在所述緊急下降時(shí)將要執(zhí)行的側(cè)向操作;和c)自動地導(dǎo)引所述飛機(jī)(AC),從而所述飛機(jī)(AC)同時(shí)遵守所述一組豎直設(shè)定點(diǎn)和所述一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),直到達(dá)到所述目標(biāo)高度,其特征在于,在步驟a),實(shí)施如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法來更新所述目標(biāo)高度。
8.一種用于為飛機(jī)(AC)的緊急下降更新目標(biāo)高度的設(shè)備,所述目標(biāo)高度代表所述飛機(jī)在所述緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度,所述設(shè)備(1)包括一裝置(2),其用于根據(jù)所述緊急下降來確定目標(biāo)安全高度,從所述緊急下降的激活以及在激活所述緊急下降時(shí)相對于所述飛機(jī)(AC)的初始位置在所述飛機(jī)(AC)前面參考水平距離上自動地且重復(fù)地執(zhí)行,包括以下元件 用于確定剩余水平距離的元件,剩余水平距離代表所述飛機(jī)(AC)從其當(dāng)前位置直到所述初始位置前面所述參考水平距離處的位置所剩余要飛過的水平距離; 用于確定安全高度的元件,安全高度代表所述剩余水平距離; 用于將該安全高度與閾值高度進(jìn)行比較的元件;以及 用于在所述安全高度和所述閾值高度之間選擇最高值作為目標(biāo)安全高度的元件;一裝置(3),其用于考慮所述緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力變化來確定校正值;以及一裝置(4),其用于計(jì)算所述目標(biāo)安全高度和所述校正值的總和,以便獲得更新的目標(biāo)高度,所述更新的目標(biāo)高度能夠替換在所述緊急下降末尾將要達(dá)到的目標(biāo)高度。
9.一種用于自動控制飛機(jī)的緊急下降的系統(tǒng),包括一第一裝置(22),其用于自動地確定一組豎直設(shè)定點(diǎn),包括 目標(biāo)高度,其代表所述飛機(jī)在所述緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度;和 目標(biāo)速度,其代表所述飛機(jī)在所述緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速度; 一第二裝置(22),其用于自動地確定一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),所述一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn)代表在所述緊急下降時(shí)將要執(zhí)行的側(cè)向操作;和一第三裝置(24),其用于自動地導(dǎo)引所述飛機(jī)(AC),從而所述飛機(jī)(AC)同時(shí)遵守所述一組豎直設(shè)定點(diǎn)和所述一組側(cè)向設(shè)定點(diǎn),直到達(dá)到所述目標(biāo)高度,其特征在于,所述第一裝置(22)包括如權(quán)利要求8所述的設(shè)備(1 ),用于更新所述目標(biāo)尚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于為飛機(jī)的緊急下降更新目標(biāo)高度的方法和設(shè)備。所述設(shè)備(1)包括裝置(2,3,4,7),用于確定更新的目標(biāo)高度,其考慮了大氣壓力的變化并且能夠替換在緊急下降末尾必須達(dá)到的目標(biāo)高度。
文檔編號G05D1/04GK102339064SQ20111020337
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者格朗佩雷 E., 布雷爾 L., 博塔爾古斯 P., 布雷特 T. 申請人:空中客車運(yùn)營簡化股份公司
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