專利名稱：用于為飛機(jī)的緊急下降確定和更新目標(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))的緊急下降確定和更新目標(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(guò)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(guó)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)在駕駛艙中建立不超過(guò)8000英尺(約MOO米)的等效高度。然而，由于損壞或意外，可能無(wú)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(shì)起伏而無(wú)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(jiàn)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(jué)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(wú)人看管的情況，這時(shí)絕對(duì)有必要執(zhí)行緊急下降。如果在這種情況中自動(dòng)駕駛儀被激活，則自動(dòng)地繼續(xù)飛行，直到郵箱全部耗盡。為了避免這種情況，自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)是已知的，當(dāng)其被使用時(shí)允許自動(dòng)地執(zhí)行緊急下降，這無(wú)需飛行員的幫助。而且，這種自動(dòng)緊急下降的使用可由飛行員手動(dòng)地執(zhí)行或者也自動(dòng)地執(zhí)行。具體地，從文件FR 2，928，465可知一種用于自動(dòng)控制飛機(jī)的緊急下降的特定方法。根據(jù)該方法，當(dāng)緊急下降功能被使用時(shí)，執(zhí)行以下的相繼操作
a)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)導(dǎo)引能夠被飛機(jī)飛行員的動(dòng)作所中斷。此外，該已知方法提供了具體裝置，用于自動(dòng)地使用緊急下降功能，考慮駕駛艙高度的變化，也即駕駛艙內(nèi)部壓力的變化。只要在自動(dòng)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 從文件US 4，314，341可知自動(dòng)緊急下降到安全高度，其值包括性地固定到2000英尺(約3600米)。這種值對(duì)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(jué)(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；
從US 6，507，776可知在自動(dòng)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(kù)， 其中存儲(chǔ)了所有地勢(shì)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(shí)別地勢(shì)的設(shè)備。這種設(shè)備允許自動(dòng)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(guò)該地域。這種設(shè)備的缺陷是引導(dǎo)飛機(jī)離開(kāi)所初始遵循的空中交通路線覆蓋的區(qū)域。所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)包括當(dāng)機(jī)務(wù)人員恢復(fù)知覺(jué)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)離初始遵循的飛行航線，并且沒(méi)有足夠可用的汽油來(lái)到達(dá)最近的偏離機(jī)場(chǎng)。從文件US 2007/0, 043，482可知另一種集成到自動(dòng)駕駛儀中的設(shè)備，其能夠自動(dòng)執(zhí)行緊急下降到安全高度，其計(jì)算基于MSA類型(最小安全高度，Minimum Safe Altitude) 的安全最小高度。更確切而言，包含MSA高度的數(shù)據(jù)庫(kù)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航線之外時(shí)，從地面的數(shù)據(jù)庫(kù)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?？紤]周圍地勢(shì)起伏的這種設(shè)備具有以潛在太高和由此不適當(dāng)?shù)母叨葹槟繕?biāo)而不能允許無(wú)知覺(jué)的機(jī)務(wù)人員能夠在再次控制下保持飛機(jī)的缺點(diǎn)。實(shí)際上，風(fēng)險(xiǎn)包含阻礙下降策略，選擇安全高度，該安全高度對(duì)應(yīng)于定位在比飛機(jī)的當(dāng)前軌跡或當(dāng)前飛行路線往前很多的點(diǎn)，而可在留下足夠下游余量時(shí)構(gòu)思更小的下降，從而調(diào)節(jié)偏離。因此，沒(méi)有此類通常方案是完全符合要求的，因?yàn)樗鼈儾辉试S在所有情況下提供優(yōu)化目標(biāo)高度值，其考慮周圍地勢(shì)起伏以避免飛機(jī)下降的高度可能導(dǎo)致與地面碰撞并使其為可能達(dá)到的最低以使允許機(jī)務(wù)人員在再次控制時(shí)保持飛機(jī)的機(jī)會(huì)最大化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決這些缺陷。其涉及用于為飛機(jī)的緊急下降確定優(yōu)化目標(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，通過(guò)緊急下降的激活(根據(jù)所構(gòu)思的實(shí)施例，即為緊急下降的開(kāi)始或使用)，以及在激活緊急下降時(shí)相對(duì)于所述飛機(jī)的初始位置在飛機(jī)前面參考水平距離上，自動(dòng)地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作
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(guò)的水平距離；
確定安全高度，其代表所述剩余水平距離；
將所述安全高度與閾值高度進(jìn)行比較；以及
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。由此，由于本發(fā)明，從沿飛機(jī)前面的一定距離(剩余水平距離)處飛機(jī)的當(dāng)前軌跡限定的安全高度確定目標(biāo)高度，如下所述。由此，根據(jù)本發(fā)明的方法允許考慮沿飛機(jī)當(dāng)前軌跡的地勢(shì)起伏，從而避免下降太慢和導(dǎo)致與于地面的碰撞，同時(shí)提升了最下可能下降，更具體地用于允許飛機(jī)乘客(他們會(huì)由于缺氧而失去知覺(jué))重新恢復(fù)知覺(jué)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)緊急下降的激活
自動(dòng)地確定初始目標(biāo)高度，其代表在緊急下降的所述激活時(shí)飛機(jī)的所述初始位置；以
及
此外，在所述參考水平距離上自動(dòng)地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作 將稱為當(dāng)前目標(biāo)高度的目標(biāo)高度(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(lái)更新基于緊急下降而使用的目標(biāo)高度。因此，由于本發(fā)明，目標(biāo)高度被實(shí)時(shí)更新以允許使飛機(jī)盡可能低同時(shí)防止地勢(shì)起伏。尤其地，如本文下面所述，這允許避免被地勢(shì)起伏的局部高度阻礙
基于下降已經(jīng)飛行的并由此對(duì)應(yīng)于過(guò)時(shí)數(shù)據(jù)；或比飛機(jī)在前面很多并由此在短期忽略。根據(jù)本發(fā)明的方法由此允許在飛機(jī)前面的所述剩余水平距離上確定優(yōu)化的目標(biāo)高度，在機(jī)務(wù)人員或乘客失去知覺(jué)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(duì)于沿著所遵循軌跡的地勢(shì)的安全余量。應(yīng)注意到，所述參考水平距離對(duì)應(yīng)于在緊急下降時(shí)飛機(jī)能夠從飛機(jī)的最高巡航飛行水平飛過(guò)的最大水平距離，在第一簡(jiǎn)化實(shí)施例中，其直接對(duì)應(yīng)于這種最大水平距離。而且，在第二實(shí)施例中，所述參考水平距離對(duì)應(yīng)于以下的和
在緊急下降時(shí)飛機(jī)能夠從飛機(jī)的最高巡航飛行水平飛過(guò)的最大水平距離；以及預(yù)定余量。這種余量允許考慮以下
實(shí)際上正常緊急下降中飛行的距離可被延長(zhǎng)(例如，在結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致的目標(biāo)速度下降之后)；以及
一旦達(dá)到參考水平距離，機(jī)務(wù)人員將仍無(wú)知覺(jué)的可能性。通過(guò)這種余量，由此添加了額外時(shí)間段，其足以允許機(jī)務(wù)人員在飛機(jī)于給定高度穩(wěn)定時(shí)恢復(fù)知覺(jué)。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述安全高度對(duì)應(yīng)于地勢(shì)起伏的最大高度，優(yōu)選地為MORA類型，其沿著飛機(jī)在飛機(jī)當(dāng)前位置前面預(yù)定距離的軌跡，并且在該軌跡兩側(cè)的預(yù)定寬度，所述軌跡沿著當(dāng)前飛行路線確定或沿著飛機(jī)的當(dāng)前航向確定。用于為飛機(jī)的緊急下降確定和更新優(yōu)化目標(biāo)高度的如上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法適于任何類型的緊急下降方法，無(wú)論是部分自動(dòng)還是完全自動(dòng)的。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(dòng)控制過(guò)程中確定和更新目標(biāo)高度，其中，執(zhí)行下面的相繼操作
a)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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。而且，有利地，當(dāng)飛機(jī)達(dá)到目標(biāo)高度并且機(jī)務(wù)人員仍無(wú)知覺(jué)時(shí)，飛機(jī)被自動(dòng)地控制使得其在輔助高度跟著地面，并且只要機(jī)務(wù)人員沒(méi)有恢復(fù)則一直如此。優(yōu)選地，該輔助高度對(duì)應(yīng)于安全高度(代表本文下面所述的水平距離)和預(yù)定輔助閾值高度之間的最大值。此外，有利地，進(jìn)一步執(zhí)行所述目標(biāo)高度的重置，從而考慮緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力的變化。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于為飛機(jī)的緊急下降自動(dòng)地確定(和更新)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)備包括的至少下列裝置從緊急下降的激活(根據(jù)實(shí)施例，即緊急下降的開(kāi)始或使用)中被激活，其在飛機(jī)前面(在緊急下降激活時(shí)關(guān)于所述飛機(jī)初始位置) 的參考水平距離上
用于確定剩余水平距離的裝置，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(guò)的水平距離；
用于確定安全高度的裝置，其代表所述剩余水平距離； 用于將所述安全高度與閾值高度進(jìn)行比較的裝置；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)安全高度的裝置。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于自動(dòng)控制飛機(jī)的緊急下降的方法，所述飛機(jī)包括上述類型的用于為此類緊急下降自動(dòng)地確定(和更新)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示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。圖2和3是圖示，用于解釋分別用于兩個(gè)不同實(shí)施例的緊急下降目標(biāo)高度的更新。圖4是用于自動(dòng)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用于為飛機(jī)AC (尤其是運(yùn)輸機(jī))的緊急下降自動(dòng)地確定和更新目標(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包括進(jìn)一步如下所述的裝置，其在以下情況下激活
從緊急下降的激活(根據(jù)所構(gòu)思的實(shí)施例，即為緊急下降的開(kāi)始或使用)，其原因是例如降壓的意外，在圖2和3以附圖標(biāo)記2強(qiáng)調(diào)；并且其
至少在相對(duì)于緊急下降激活時(shí)所述飛機(jī)AC的初始位置PO的飛機(jī)前面的參考水平距離 D1，D2上，如圖2所示。該圖2進(jìn)一步示出了飛機(jī)AC在當(dāng)前情況下從自動(dòng)緊急下降的激活而飛行的距離X，其對(duì)應(yīng)于飛機(jī)AC的當(dāng)前位置Pc。根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備1包括
裝置3，其用于確定剩余水平距離DR1，DR2，其代表飛機(jī)AC從其當(dāng)前位置Pc直到所述初始位置PO前面所述參考水平距離Dl處的位置Pl，P2所剩余要飛過(guò)的水平距離。因此，
7DRl=Dl - X 且 DR2=D2 - X ；
裝置4，其用于確定安全高度ALdr，其代表所述剩余水平距離DR，其經(jīng)由鏈路5從裝置 3接收。為此，所述裝置4經(jīng)由鏈路6連接到數(shù)據(jù)庫(kù)7，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含安全高度AL1，AL2，等等，其由通常的MORA類型所包括。安全高度AL1，AL2對(duì)應(yīng)于沿著當(dāng)前飛行路線或沿著當(dāng)前飛機(jī)航向的地勢(shì)起伏(相對(duì)于海平面H)的最大高度加上安全余量，并且在軌跡兩側(cè)的預(yù)定寬度上。裝置4由此沿著當(dāng)前飛行路線或沿著當(dāng)前航向軌道確定安全高度ALdr，其為飛機(jī) AC飛行直到位置Pl，P2仍要飛過(guò)的下降距離DRl，DR2 ；以及
裝置8，其經(jīng)由鏈路9連接到所述裝置4并被形成以此來(lái)將該安全高度ALdr與閾值高度AO (例如10000英尺)進(jìn)行比較，從而在所述安全高度ALdr和所述閾值高度AO之間選擇最高值作為當(dāng)前目標(biāo)高度ALPc。因此，當(dāng)前目標(biāo)高度ALPc由從沿飛機(jī)前面的一定距離(剩余水平距離D1，D2)處飛機(jī)的當(dāng)前軌跡限定的安全高度而確定。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1因此允許考慮眼飛機(jī)AC當(dāng)前軌跡的地勢(shì)起伏以避免下降過(guò)低以及導(dǎo)致與地面碰撞，同時(shí)促使可能達(dá)到的最低下降，更特別地為了允許飛機(jī)乘客(他們會(huì)由于缺氧而失去知覺(jué))重新恢復(fù)知覺(jué)。在具體實(shí)施例中，所述設(shè)備1進(jìn)一步包括
裝置，例如裝置3、4和8，其用于自動(dòng)地確定初始目標(biāo)高度ALP0，其代表在緊急下降的所述激活時(shí)飛機(jī)AC的所述初始位置P0。該初始目標(biāo)高度ALPO對(duì)應(yīng)于安全高度(代表水平距離D1，D2)和預(yù)定輔助閾值高度(例如10000英尺)之間的最大值。該安全高度對(duì)應(yīng)于沿著當(dāng)前飛行路線或沿著飛機(jī)AC前面的距離D1，D2的當(dāng)前航向的地勢(shì)起伏的最大高度，并且在該軌跡兩側(cè)的預(yù)定寬度；以及
裝置10，其經(jīng)由鏈路11連接到所述裝置8并被形成以此來(lái) 將從裝置8接收的當(dāng)前目標(biāo)高度ALPc確定為所述初始目標(biāo)高度ALPO ；以及如果所述當(dāng)前目標(biāo)高度ALPc低于所述初始目標(biāo)高度ALP0，則更新高度以在采用所述當(dāng)前目標(biāo)高度ALPc的緊急下降中使用。由此更新的高度能夠經(jīng)由鏈路12發(fā)送。因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1更新目標(biāo)高度以允許飛機(jī)AC盡可能低同時(shí)防止地勢(shì)起伏。尤其地，這允許避免被地勢(shì)起伏的局部高度阻礙
基于下降已經(jīng)飛行的并由此對(duì)應(yīng)于過(guò)時(shí)數(shù)據(jù)，例如當(dāng)前位置Pc上游的高度ALl ；或比飛機(jī)AC在前面很多，超過(guò)參考水平距離Dl，D2，并由此在短期忽略。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1由此允許在飛機(jī)AC前面的所述剩余水平距離DR1，DR2上確定優(yōu)化的目標(biāo)高度，在機(jī)務(wù)人員或乘客失去知覺(jué)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(duì)于沿著所遵循軌跡的地勢(shì)的安全余量。在圖2所示的第一簡(jiǎn)化實(shí)施例中，所述參考水平距離對(duì)應(yīng)于在緊急下降時(shí)飛機(jī)能夠從飛機(jī)AC的最高巡航飛行水平飛過(guò)直到大致10000英尺的目標(biāo)高度(如果沒(méi)有更高地勢(shì)起伏的話，對(duì)應(yīng)于下降末尾的控制高度)的最大水平距離Dl。例如，質(zhì)量250噸且30%定中心的中程飛機(jī)盡可能快地從飛行水平FL 400下降到飛行水平FL 100所飛過(guò)的距離Dl是 40 Nm (海里)。而且，在圖3的第二實(shí)施例中，所述參考水平距離D2對(duì)應(yīng)于以下的和
在緊急下降時(shí)飛機(jī)(AC)能夠從飛機(jī)(AC)的最高巡航飛行水平飛過(guò)的所述最大水平距離(Dl)；以及
預(yù)定余量(M)。這種余量M允許考慮以下
實(shí)際上正常緊急下降中飛行的距離可被延長(zhǎng)(例如，在結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致的目標(biāo)速度下降之后)；以及
一旦達(dá)到參考水平距離P1，機(jī)務(wù)人員將仍無(wú)知覺(jué)的可能性。通過(guò)這種余量，由此添加了額外時(shí)間段，其足以(直到位置P2)允許機(jī)務(wù)人員在飛機(jī)于給定高度穩(wěn)定時(shí)恢復(fù)知覺(jué)。作為說(shuō)明，例如圖3所示，如果考慮到
飛機(jī)AC在緊急下降時(shí)覆蓋的平均距離為Dl=40匪；以及余量為M=IO匪， 那么 D2=D1+M=50 NM0在所提出的例子中初始計(jì)算的目標(biāo)高度ALPO為 ALPO=Max (ALd2AO)=ALd2=ALl。其對(duì)應(yīng)于操作開(kāi)始時(shí)距離D2上滿足的最大地勢(shì)起伏(ALl例如等于15000英尺)。一旦距離X在下降時(shí)被覆蓋，在仍要飛過(guò)的距離DR上設(shè)備1確定的安全高度減小并達(dá)到
ALPc=Max (ALdr:A0)=AL2=ALl。然后執(zhí)行更新并且在自動(dòng)緊急下降中考慮新目標(biāo)高度然后將為AL2，例如12000 英尺。 在圖3的例子中，安全高度增加直到AL3，例如14000英尺，超過(guò)操作完成點(diǎn)。這種值被排除在更新計(jì)算外。前面的例子允許凸顯出本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。容易理解，下降開(kāi)始時(shí)立刻定目標(biāo)，12000 英尺值(AL2)包含與周圍地面碰撞的不可接受的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槠洳豢赡艽_保緊急下降飛行的軌跡將不截?cái)嗟谝粋€(gè)15000英尺步驟(AL1)。一旦步驟被超出，其變得適于授權(quán)飛機(jī)AC進(jìn)一步下降到更可呼吸的水平。而且，考慮14000英尺步驟(位于超過(guò)緊急下降的穩(wěn)定的，多余50 Nm)將為無(wú)用的妨礙。設(shè)備1還包括指示裝置13，其例如經(jīng)由鏈路14連接到裝置10。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)算的目標(biāo)高度，并且檢查其相對(duì)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的緊急下降確定和更新目標(biāo)高度的設(shè)備1適于任何類型的、部分或全部自動(dòng)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中被用于確定和更新目標(biāo)高度以便自動(dòng)地控制飛機(jī)AC的緊急下降。優(yōu)選地，這種用于自動(dòng)控制緊急下降的系統(tǒng)15如圖4所示的類型，包括 使用裝置17，其能夠使用自動(dòng)緊急下降功能；
控制裝置18，其經(jīng)由鏈路19連接到所述使用裝置17并且形成為當(dāng)其被所述裝置17使用時(shí)實(shí)施自動(dòng)緊急下降功能，自動(dòng)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)由鏈路21連接到所述控制裝置18并且允許控制所執(zhí)行的自動(dòng)緊急下降功能的脫離。
這種自動(dòng)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(如果需要的話)以繼續(xù)飛行。所述控制裝置18包括
裝置22，其用于自動(dòng)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；以及目標(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；
裝置23，其用于自動(dòng)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
常用裝置M，其用于在使用自動(dòng)緊急下降功能時(shí)自動(dòng)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)高度則保持該目標(biāo)高度。更特別地，這種用于自動(dòng)控制緊急下降的系統(tǒng)15可類似于在申請(qǐng)人的文件冊(cè) 2，928，465中描述的系統(tǒng)。在這種情況中，所述裝置22包括所述用于確定和更新目標(biāo)高度的設(shè)備1。此外，更特別地，該系統(tǒng)15可另外具有如下特性 可構(gòu)想兩種類型的開(kāi)始，主動(dòng)開(kāi)始和自動(dòng)開(kāi)始。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)，他們可以開(kāi)始致動(dòng)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(lái)驗(yàn)證這種開(kāi)始條件。自動(dòng)開(kāi)始被聯(lián)系到減壓事件。其可在涉及駕駛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。所述功能的開(kāi)始總是先于其使用；
機(jī)務(wù)人員總是可以手動(dòng)地解除所述功能，無(wú)論開(kāi)始的類型(主動(dòng)或自動(dòng))； 根據(jù)之前的開(kāi)始類型，可以有兩種類型的使用。由于主動(dòng)開(kāi)始，使用僅在機(jī)務(wù)人員一旦完全實(shí)施氣閘時(shí)發(fā)生。另一方面，如果開(kāi)始已經(jīng)是自動(dòng)的，則使用也在開(kāi)始時(shí)開(kāi)始操作的倒計(jì)時(shí)末尾自動(dòng)地發(fā)生，如果機(jī)務(wù)人員沒(méi)有在其末尾之前動(dòng)作的話。然而，如果經(jīng)過(guò)一程序，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(duì)于自動(dòng)使用，預(yù)期使用所述功能；
當(dāng)自動(dòng)緊急下降功能被使用時(shí)，在豎直和側(cè)向平面中執(zhí)行的飛機(jī)速度的導(dǎo)引和控制如
下
在豎直平面中，默認(rèn)地通過(guò)自動(dòng)操作選擇用來(lái)執(zhí)行自動(dòng)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；
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航線但較低高度上飛行的其他飛機(jī)；
與俘獲同時(shí)停止自動(dòng)緊急下降，然后在操作時(shí)保持目標(biāo)高度；并且在自動(dòng)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(lái)取代自動(dòng)機(jī)制在操縱桿上的手動(dòng)動(dòng)作，使用飛機(jī)AC的新的導(dǎo)引模式，斷開(kāi)按鈕，調(diào)節(jié)速度或航向等。此外，用于自動(dòng)控制緊急下降的所述系統(tǒng)15進(jìn)一步包括裝置25，其用于自動(dòng)控制飛機(jī)AC，當(dāng)其達(dá)到目標(biāo)高度，使得其在輔助高度跟著地面，并且只要機(jī)務(wù)人員沒(méi)有恢復(fù)則一直如此。優(yōu)選地，該輔助高度對(duì)應(yīng)于安全高度(代表本文下面所述的水平距離D3)和預(yù)定輔助閾值高度之間的最大值，例如10000英尺。因此，在已經(jīng)執(zhí)行自動(dòng)緊急下降之后，在飛機(jī)AC在高度給定值穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)15提供執(zhí)行沿著當(dāng)前飛行航線或在飛機(jī)AC前面當(dāng)前航向D3和在該軌跡兩側(cè)的預(yù)定寬度上執(zhí)行安全高度的掃描，并且調(diào)整飛機(jī)AC以用于飛機(jī)AC的下降或爬升操作。距離D3可固定到基值(例如40 Nm),活在具體實(shí)施例中可被選擇從而確保飛機(jī)爬升的能力以從地面水平FL 100開(kāi)始飛過(guò)最高的地勢(shì)起伏。在圖3繼續(xù)示出的例子中，在飛機(jī)AC已經(jīng)變得穩(wěn)定之后沿著軌跡，安全高度增加到值A(chǔ)L3，例如14000英尺。一旦該步驟被超出(在步驟前距離D3處)，系統(tǒng)15自動(dòng)控制飛機(jī)AC的爬升操作以達(dá)到該新的安全高度AL3，該安全高度允許避免與地勢(shì)起伏碰撞。這種地面跟蹤原則繼續(xù)直到機(jī)務(wù)人員已經(jīng)恢復(fù)知覺(jué)。此外，系統(tǒng)15進(jìn)一步包括(未示出)裝置，該裝置用于執(zhí)行所述目標(biāo)高度的重置，從而考慮緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力的變化。為此，所述裝置包括
裝置，其用于根據(jù)緊急下降來(lái)確定目標(biāo)安全高度；
裝置，其用于考慮所述緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力變化來(lái)確定校正值；以及裝置，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。在第一實(shí)施例中，為了確定所述校正值 考慮當(dāng)天所遇到的最低大氣壓力和最高大氣壓力；
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
將所述第一和第二差異之間的最高差異的絕對(duì)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，為了確定所述校正值，自動(dòng)地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作 確定飛機(jī)的當(dāng)前大氣壓高度；
使用不同于大氣壓測(cè)量裝置的裝置相對(duì)于海平面確定飛機(jī)的當(dāng)前高度；以及從所述當(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。
權(quán)利要求
1.一種用于為飛機(jī)(AC)的緊急下降確定目標(biāo)高度的方法，所述目標(biāo)高度代表所述飛機(jī)(AC)在所述緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度，其特征在于，通過(guò)所述緊急下降的激活以及在激活所述緊急下降時(shí)相對(duì)于所述飛機(jī) (AC)的初始位置(PO)在所述飛機(jī)(AC)前面的參考水平距離(D1，D2)上自動(dòng)地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作，其中所述參考水平距離(D1，D2)至少對(duì)應(yīng)于在緊急下降時(shí)所述飛機(jī)(AC)能夠從所述飛機(jī)(AC)的最高巡航飛行水平飛過(guò)的最大水平距離，所述自動(dòng)地且重復(fù)地執(zhí)行的操作為確定剩余水平距離(DRl，DR2)，其代表所述飛機(jī)(AC)從其當(dāng)前位置(Pc)直到位于所述初始位置(PO)前面的所述參考水平距離(Dl，D2)處的位置(Pl，P2)所剩余要飛過(guò)的水平距離；在所述剩余水平距離(DR1，DR2)上確定安全高度； 將所述安全高度與閾值高度進(jìn)行比較；以及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)高度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述緊急下降的激活自動(dòng)地確定初始目標(biāo)高度，其代表在所述緊急下降的所述激活時(shí)所述飛機(jī)(AC)的所述初始位置(PO)；以及此外，在所述參考水平距離(Dl，D2)上自動(dòng)地且重復(fù)地執(zhí)行以下操作 將已經(jīng)被確定的稱為當(dāng)前目標(biāo)高度的目標(biāo)高度與所述初始目標(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(lái)更新在所述緊急下降時(shí)使用的目標(biāo)高度。
3.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述參考水平距離(Dl)對(duì)應(yīng)于在緊急下降時(shí)所述飛機(jī)(AC)能夠從所述飛機(jī)(AC)的最高巡航飛行水平飛過(guò)的所述最大水平距離。
4.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述參考水平距離(D2)對(duì)應(yīng)于以下的和在緊急下降時(shí)所述飛機(jī)(AC)能夠從所述飛機(jī)(AC)的最高巡航飛行水平飛過(guò)的所述最大水平距離(Dl);以及預(yù)定余量(M)。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述安全高度對(duì)應(yīng)于沿著所述飛機(jī)(AC)的軌跡，在所述飛機(jī)(AC)當(dāng)前位置前面的預(yù)定距離上以及在該軌跡兩側(cè)的預(yù)定寬度上的地勢(shì)起伏的最大高度。
6.一種飛機(jī)的緊急下降的自動(dòng)控制過(guò)程，其中，所述過(guò)程執(zhí)行以下相繼的操作a)自動(dòng)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)(AC)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)(AC)在所述緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速度；b)自動(dòng)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(dòng)地導(dǎo)引所述飛機(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，其特征在于，在步驟a)，實(shí)施如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法來(lái)確定所述目標(biāo)高度。
7.如權(quán)利要求6所述的過(guò)程，其特征在于，當(dāng)所述飛機(jī)(AC)達(dá)到所述目標(biāo)高度并且所述飛機(jī)的機(jī)務(wù)人員仍無(wú)知覺(jué)時(shí)，所述飛機(jī)(AC)被自動(dòng)地控制使得所述飛機(jī)(AC)在輔助高度跟著地面，并且，只要機(jī)務(wù)人員沒(méi)有恢復(fù)知覺(jué)則一直如此。
8.如權(quán)利要求7所述的過(guò)程，其特征在于，所述輔助高度對(duì)應(yīng)于安全高度和輔助閾值高度之間的最大值，其中所述安全高度代表所述飛機(jī)前面的輔助距離。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的過(guò)程，其特征在于，進(jìn)一步執(zhí)行所述目標(biāo)高度的重置，從而考慮所述緊急下降時(shí)發(fā)生的大氣壓力的變化。
10.一種用于為飛機(jī)(AC)的緊急下降自動(dòng)確定目標(biāo)高度的設(shè)備，所述目標(biāo)高度代表所述飛機(jī)(AC)在所述緊急下降的末尾將要達(dá)到的高度，其特征在于，所述設(shè)備包括至少下列裝置(3，4，8)，所述裝置(3，4，8)通過(guò)所述緊急下降的激活以及在激活所述緊急下降時(shí)相對(duì)于所述飛機(jī)(AC)的初始位置(PO)在所述飛機(jī) (AC)前面的參考水平距離(Dl，D2)上工作，其中所述參考水平距離(Dl，D2)至少對(duì)應(yīng)于在緊急下降時(shí)所述飛機(jī)(AC)能夠從所述飛機(jī)(AC)的最高巡航飛行水平飛過(guò)的最大水平距離，其中裝置(3)用于確定剩余水平距離(DR1，DR2)，其代表所述飛機(jī)(AC)從其當(dāng)前位置(Pc) 直到位于所述初始位置前面的所述參考水平距離(D1，D2)處的位置(P1，P2)所剩余要飛過(guò)的水平距離；裝置(4)用于在所述剩余水平距離(DR1，DR2)上確定安全高度；裝置(8 )用于將所述安全高度與閾值高度進(jìn)行比較；以及裝置(8)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所述目標(biāo)高度。
11.一種用于自動(dòng)控制飛機(jī)的緊急下降的系統(tǒng)，包括第一裝置(22 )，其用于自動(dòng)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)(AC)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)(AC)在所述緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速度； 第二裝置(23)，其用于自動(dòng)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；和第三裝置(24)，其用于自動(dòng)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10所述的設(shè)備(1 )，用于確定所述目標(biāo)高度。
全文摘要
用于為飛機(jī)的緊急下降確定和更新目標(biāo)高度的方法和設(shè)備。設(shè)備(1)包括裝置(3，4，8，10)以從在飛機(jī)前面的特定距離沿著飛機(jī)的當(dāng)前軌跡限定的安全高度中確定目標(biāo)高度。
文檔編號(hào)G05D1/04GK102375454SQ20111020315
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)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., 比雷爾 L., 博塔爾古斯 P. 申請(qǐng)人:空中客車運(yùn)營(yíng)簡(jiǎn)化股份公司