專(zhuān)利名稱(chēng)：飛機(jī)緊急下降的側(cè)向軌跡的自動(dòng)管理方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于自動(dòng)地管理飛機(jī)尤其是運(yùn)輸機(jī)在緊急下降時(shí)的側(cè)向軌跡的方法和設(shè)備。該方案涉及一種自動(dòng)緊急下降設(shè)備，并且更具體地涉及在飛機(jī)上管理飛機(jī)的側(cè)向軌跡。
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)在駕駛室中建立不超過(guò)8000英尺(約MOO米)的等效高度。然而，由于損壞或故障，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(chēng)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。當(dāng)機(jī)務(wù)人員由于駕駛室變得減壓或其他任何事件而執(zhí)行緊急下降時(shí)，他們被要求偏離事件發(fā)生之前其所遵循的空中交通路線的中心。這種措施的目的在于避免飛機(jī)在緊急下降時(shí)與在較低飛行水平上沿著相同空中交通路線飛行的飛機(jī)發(fā)生碰撞。民用航空國(guó)際組織的文件7030中明確地提到了這種操作要求，規(guī)定必須執(zhí)行緊急下降的飛機(jī)應(yīng)當(dāng)在開(kāi)始下降前從其初始路線偏離。由于多數(shù)飛機(jī)沒(méi)有設(shè)置用于執(zhí)行緊急下降的自動(dòng)系統(tǒng)，所以需要執(zhí)行的全部任務(wù)都有機(jī)務(wù)人員負(fù)責(zé)，而在其之中包括當(dāng)開(kāi)始操作時(shí)從空中交通線路的中軸線偏離的要求。 這種偏離操作通常由機(jī)務(wù)人員經(jīng)由自動(dòng)駕駛儀的航向選擇器的反射動(dòng)作而引起。這種動(dòng)作導(dǎo)致快速地使自動(dòng)駕駛儀在新的航向設(shè)定點(diǎn)上工作，相對(duì)于初始遵循的路線偏離。然而，可能發(fā)生的是，在由于喪失加壓而導(dǎo)致機(jī)務(wù)人員已經(jīng)失去知覺(jué)(缺氧癥狀) 的情況下，機(jī)務(wù)人員不再能應(yīng)用上述程序。為了克服這種情況，緊急下降程序可以被自動(dòng)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)的緊急下降的具體方法。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(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。只要在自動(dòng)緊急下降的背景環(huán)境內(nèi)考慮了側(cè)向軌跡的管理，以下是已知的
一從文件US 4，314，341可知自動(dòng)緊急下降到安全高度。在緊急下降的情況中，該文件提供了自動(dòng)地應(yīng)用滾動(dòng)設(shè)定點(diǎn)達(dá)預(yù)定時(shí)間段，而后疊平飛機(jī)機(jī)翼。這種操作允許在自動(dòng)緊急下降的情況中系統(tǒng)地執(zhí)行具有限定度數(shù)的轉(zhuǎn)向(向左或向右)，以及從初始路線偏離。如果后一操作的確允許從初始遵循的空中交通路線偏離，其例如可導(dǎo)引危險(xiǎn)中的飛機(jī)朝向沒(méi)有可以允許著陸的偏離地域的區(qū)域，或者朝向地勢(shì)多丘陵(更高的安全高度)的區(qū)域，或者甚至朝向飛機(jī)不被允許飛向的領(lǐng)空，或者甚至朝向交通更加密集的空間，而這在機(jī)務(wù)人員失去知覺(jué)(缺氧)時(shí)明顯是不希望的；以及
一從文件FR-2，906，921可知一種用于為飛機(jī)產(chǎn)生3D緊急軌跡的方法，其可更特別地應(yīng)用于要求執(zhí)行緊急下降的情況。該文件中所述的設(shè)備考慮地勢(shì)起伏和性能的約束，允許在產(chǎn)生豎直平面中的軌跡之外還產(chǎn)生側(cè)向軌跡，通往飛行目的地。然而，這種方案要求具有可用的、更特別而言完美集成且可靠的地域數(shù)據(jù)庫(kù)(這不是當(dāng)前的情況)。另外，其看起來(lái)特別單調(diào)乏味并難以關(guān)于要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)在工業(yè)上計(jì)劃設(shè)想，所述目標(biāo)是允許飛機(jī)快速且完美地安全到達(dá)這樣的高度，在該高度，飛機(jī)乘客能夠自主呼吸并且不需要任何額外的氧氣工業(yè)，并允許之前喪失知覺(jué)的機(jī)務(wù)人員恢復(fù)知覺(jué)，從而確保飛機(jī)繼續(xù)飛行直到在機(jī)場(chǎng)著陸。此外，導(dǎo)致實(shí)施緊急下降的情況中的緊要特征不允許機(jī)務(wù)人員在開(kāi)始緊急下降時(shí)通過(guò)飛行管理系統(tǒng)的界面來(lái)修改當(dāng)前活動(dòng)的飛行路線。實(shí)際上，這種修改將花費(fèi)一些時(shí)間并且需要機(jī)務(wù)人員的特定注意力?，F(xiàn)在，對(duì)執(zhí)行緊急下降所沿著的側(cè)向軌跡的管理顯示出成為尤其重要的因素，并且應(yīng)當(dāng)更特別地允許
一將與可能在較低高度在相同空中交通路線上飛行的飛機(jī)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)最小化； 一考慮機(jī)務(wù)人員在那點(diǎn)之前所考慮的不同的飛行約束(避免湍流區(qū)域或者危險(xiǎn)氣象現(xiàn)象的區(qū)域)；
一保持位于所遵循的空中交通路線的受保護(hù)的區(qū)域內(nèi)，對(duì)于這種區(qū)域，計(jì)算安全高度并且將其公布在導(dǎo)航地圖上；以及
一空中管制員(air control actor)能夠確保危險(xiǎn)中的飛機(jī)以及周?chē)w機(jī)的安全?，F(xiàn)在，如上所述，關(guān)于在非自動(dòng)緊急下降時(shí)的側(cè)向軌跡管理，機(jī)務(wù)人員實(shí)施簡(jiǎn)單的動(dòng)作，使自動(dòng)駕駛儀在選定設(shè)定點(diǎn)上工作，滿足從初始側(cè)向軌跡偏離的短期要求。類(lèi)似地， 對(duì)于已經(jīng)設(shè)置有自動(dòng)系統(tǒng)的飛機(jī)，管理側(cè)向軌跡僅僅滿足從軌跡偏離的初始要求。因此，沒(méi)有任何一個(gè)通常方案能夠自動(dòng)地提供并考慮側(cè)向軌跡能夠滿足緊急下降操作的不同操作性約束，而這無(wú)論初始情況如何。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決這些缺陷。其涉及在緊急下降時(shí)的飛機(jī)側(cè)向軌跡的自動(dòng)管理方法，所述飛機(jī)被沿著初始側(cè)向軌跡側(cè)向地導(dǎo)引。為此，根據(jù)本發(fā)明，所述方法的顯著特征在于，當(dāng)觸發(fā)緊急下降時(shí)，自動(dòng)地一確定側(cè)向偏移值，側(cè)向偏移值低于最大值并且不同于數(shù)海里(匪)的整值；如下面描述的，所述最大值被限定為確保飛機(jī)保持位于空中交通路線的受保護(hù)的區(qū)域中；并且
一該側(cè)向偏移值用于產(chǎn)生偏移設(shè)定點(diǎn)并且允許形成設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡，該偏移設(shè)定點(diǎn)被關(guān)于所述初始側(cè)向軌跡限定，在緊急下降時(shí)，飛機(jī)應(yīng)當(dāng)側(cè)向地遵循該設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法允許在發(fā)生導(dǎo)致開(kāi)始緊急下降的故障時(shí)自動(dòng)地修改側(cè)向設(shè)定點(diǎn)，而同時(shí)考慮初始遵循的側(cè)向軌跡。因而，所得到的設(shè)定點(diǎn)軌跡具有的優(yōu)點(diǎn)是，如下所述，滿足執(zhí)行緊急下降所固有的操作性和規(guī)章要求，包括在機(jī)務(wù)人員由于機(jī)艙和駕駛室減壓而失去知覺(jué)的情況中。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述側(cè)向偏移值可通過(guò)不同方式確定。為此，有利地 一所述側(cè)向偏移值可以是十進(jìn)制小數(shù)(decimal number)，小數(shù)等于5 ；或者
一其也可取決于所遵循的飛行平面的一部分，一旦準(zhǔn)備好飛行，可考慮一些約束，特別是用于在緊急下降的情況中限定最合適策略的設(shè)想飛行；或者甚至
一其可隨機(jī)地確定，這允許顯著地降低所選的值對(duì)于沿相同空中交通路線飛行的幾個(gè)飛機(jī)而言公共的可能性。在第一實(shí)施例中，考慮在開(kāi)始緊急下降時(shí)，飛機(jī)被直接沿著初始側(cè)向軌跡側(cè)向地導(dǎo)引(包括在管理模式中)。在該第一實(shí)施例中，所述偏移設(shè)定點(diǎn)等于所述側(cè)向偏移值，預(yù)定偏移側(cè)被加到其上，優(yōu)選地為右側(cè)。偏移側(cè)指的是右側(cè)或左側(cè)，飛行在這個(gè)方向上從所考慮的側(cè)向偏移值偏移。而且，在第二實(shí)施例中，考慮飛機(jī)被與初始側(cè)向軌跡平行地側(cè)向?qū)б?包括在管理模式中)，在一側(cè)上側(cè)向偏移初始偏移值，該側(cè)稱(chēng)為初始側(cè)?？衫鐚?shí)施這種初始偏移，以便避免氣象現(xiàn)象區(qū)域或者危險(xiǎn)滑流湍流區(qū)域，沿著所遵循的空中交通路線，或者甚至當(dāng)機(jī)務(wù)人員應(yīng)用策略性側(cè)向偏移程序時(shí)。在該第二實(shí)施例中，當(dāng)初始化或觸發(fā)緊急下降時(shí)，有利地 一計(jì)算所述側(cè)向偏移值和所述初始偏移值的總和；并且
一在所述總和和輔助最大值(允許確保飛機(jī)保持位于空中交通路線的受保護(hù)區(qū)域中) 之間選擇最小值作為偏移設(shè)定點(diǎn)，偏移側(cè)與所述偏移設(shè)定點(diǎn)關(guān)聯(lián)，該偏移側(cè)對(duì)應(yīng)于所述初始側(cè)(從而避免飛機(jī)必須越過(guò)空中交通路線的中軸線，在那里，交通密度最高)。而且，在一具體實(shí)施例中
一如果所述初始側(cè)向軌跡是受管理軌跡，則飛機(jī)被沿著設(shè)定點(diǎn)軌跡導(dǎo)引，設(shè)定點(diǎn)軌跡如上所述確定；并且
一如果所述初始側(cè)向軌跡是選定軌跡，則飛機(jī)被沿著所述選定軌跡導(dǎo)引。機(jī)務(wù)人員通常將這種類(lèi)型的導(dǎo)航用于飛行的短期管理，并且該導(dǎo)引的選定模式因而通常是臨時(shí)性的。 機(jī)務(wù)人員使用導(dǎo)引的選定模式來(lái)取代導(dǎo)引的受管理模式的原因可能是多樣的來(lái)自空中管制的指令、避免氣象現(xiàn)象等。因此，本發(fā)明允許滿足執(zhí)行緊急下降所固有的操作性和規(guī)章要求，包括當(dāng)機(jī)務(wù)人員由于機(jī)艙和駕駛室減壓而失去知覺(jué)的情況。其更特別地允許
一滿足從所遵循的空中交通線路的中軸線偏移的要求，并且因而在下降時(shí)最小化沿相同空中交通路線的沖突的可能性；
一繼續(xù)考慮機(jī)務(wù)人員在那點(diǎn)之前所考慮的不同的飛行約束(避免湍流區(qū)域或者危險(xiǎn)氣象現(xiàn)象的區(qū)域)；
一飛機(jī)在攔截偏移軌跡時(shí)獲取能量，由此改善其下降性能；
一空中管制員能夠確保危險(xiǎn)中的飛機(jī)以及周?chē)w機(jī)的安全(控制體已知關(guān)于初始飛行平面的預(yù)測(cè)軌跡)；
一保持位于所遵循的空中交通路線的受保護(hù)的區(qū)域內(nèi)，對(duì)于這種區(qū)域，計(jì)算安全高度并且將其公布在導(dǎo)航地圖上；以及
一飛機(jī)繼續(xù)平行于初始路線飛行，在準(zhǔn)備飛行時(shí)，機(jī)務(wù)人員沿著其檢查，可在減壓的情況下到達(dá)能夠接收該飛機(jī)的偏離地域(規(guī)章性操作性要求)。根據(jù)本發(fā)明的用于在飛機(jī)緊急下降時(shí)自動(dòng)管理飛機(jī)的側(cè)向軌跡的上述方法適于任何類(lèi)型的、部分或全部自動(dòng)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(dòng)控制過(guò)程中確定偏移設(shè)定點(diǎn)作為側(cè)向設(shè)定點(diǎn)，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)高度設(shè)定點(diǎn)，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)速度設(shè)定點(diǎn)，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)高度設(shè)定點(diǎn)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于在緊急下降時(shí)自動(dòng)管理飛機(jī)特別是運(yùn)輸機(jī)的側(cè)向軌跡的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備的顯著特征在于其包括
一用于在觸發(fā)緊急下降時(shí)自動(dòng)確定側(cè)向偏移值的裝置，側(cè)向偏移值低于最大值并且不同于數(shù)海里的整值；和
一用于自動(dòng)使用該側(cè)向偏移值產(chǎn)生偏移設(shè)定點(diǎn)并且允許形成設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡的裝置， 該偏移設(shè)定點(diǎn)被關(guān)于所述初始側(cè)向軌跡限定，在緊急下降時(shí)，飛機(jī)應(yīng)當(dāng)側(cè)向地遵循該設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡。本發(fā)明還涉及用于自動(dòng)控制飛機(jī)的緊急下降的系統(tǒng)，包括前述類(lèi)型的用于在這種緊急下降時(shí)自動(dòng)管理飛機(jī)側(cè)向軌跡的設(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(lèi)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是方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。圖2和圖3示意性地示出了在兩種情況中，飛機(jī)在水平面中的飛行并解釋了緊急下降時(shí)的側(cè)向軌跡的管理。圖4示出了用于自動(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意圖在緊急下降時(shí)自動(dòng)地管理飛機(jī)AC 尤其是運(yùn)輸機(jī)的側(cè)向軌跡。側(cè)向軌跡指的是飛機(jī)AC所遵循的飛行軌跡的水平面上的投影。 所考慮的是，飛機(jī)AC通常根據(jù)初始側(cè)向軌跡TLO被初始地導(dǎo)引。根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備1包括
一裝置2，其用于在觸發(fā)緊急下降時(shí)自動(dòng)確定側(cè)向偏移值DL，側(cè)向偏移值DL低于最大值DLmax (優(yōu)選為5匪)并且不同于數(shù)海里的整值(1、2、3、…匪)，如下面描述的，所述最大值DLmax被限定為確保飛機(jī)AC保持位于空中交通路線的受保護(hù)的區(qū)域中；和
一裝置3，其經(jīng)由鏈接4連接到所述裝置2并且形成為自動(dòng)使用所述側(cè)向偏移值DL以產(chǎn)生偏移設(shè)定點(diǎn)⑶1、⑶2并且允許形成設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡TCI、TC2，該偏移設(shè)定點(diǎn)⑶1、⑶2 被關(guān)于所述初始側(cè)向軌跡TLO限定，在緊急下降時(shí)，飛機(jī)應(yīng)當(dāng)側(cè)向地遵循該設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡TC1、TC2。因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1允許在故障觸發(fā)緊急下降時(shí)自動(dòng)地修改側(cè)向設(shè)定點(diǎn)， 而同時(shí)考慮所初始遵循的側(cè)向軌跡TL0。因此，所獲得的設(shè)定點(diǎn)軌跡TCI、TC2具有的優(yōu)點(diǎn)是，如下所述，滿足執(zhí)行緊急下降所固有的操作性和規(guī)章要求，包括在機(jī)務(wù)人員由于機(jī)艙和駕駛室減壓而失去知覺(jué)的情況中。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，裝置2可通過(guò)各種方式確定側(cè)向偏移值DL。具體地
一所述側(cè)向偏移值DL可以被選擇為等于十進(jìn)制小數(shù)，小數(shù)等于5，由于現(xiàn)有飛行管理系統(tǒng)中的最小節(jié)距(pitch)當(dāng)前為1，例如2. 5 NM的這種值一方面允許克服與沿著空中交通路線飛行的飛機(jī)以及關(guān)于后者偏移地飛行的飛機(jī)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，另一方面在該空中交通路線的受保護(hù)區(qū)域內(nèi)執(zhí)行緊急下降；或者
一所述側(cè)向偏移值DL可取決于所遵循的飛行平面的一部分，一旦準(zhǔn)備好飛行，機(jī)務(wù)人員可考慮一些約束，特別是用于在緊急下降的情況中限定最合適策略的設(shè)想飛行；或者甚至
一所述側(cè)向偏移值DL可隨機(jī)地確定，在這種情況中，優(yōu)選地，側(cè)向偏移值DL被限定為飛行所能執(zhí)行的偏移的最小節(jié)距(例如考慮不久將來(lái)的0. 1 NM的節(jié)距)的隨機(jī)倍數(shù)，這允許顯著地降低所選的值對(duì)于沿相同空中交通路線飛行的幾個(gè)飛機(jī)而言公共的可能性。在圖2所示的第一實(shí)施例中，當(dāng)由于標(biāo)志5所表示的故障而觸發(fā)緊急下降時(shí)，飛機(jī) AC被直接沿著初始側(cè)向軌跡TLO側(cè)向地導(dǎo)引(包括在管理模式中)。飛機(jī)AC的側(cè)向軌跡TL 被初始地設(shè)置到飛行管理系統(tǒng)的活動(dòng)飛行平面(受管理的側(cè)向軌跡)并且不初始地插入偏移。這種情況可視為巡航階段中的標(biāo)稱(chēng)情況。圖2進(jìn)一步示出了所遵循的空中交通路線的受保護(hù)區(qū)域9(對(duì)于這種區(qū)域，更特別地，通常計(jì)算安全高度并且將其公布在導(dǎo)航地圖上)的側(cè)向極限6和7。因此，根據(jù)該受保護(hù)區(qū)域9的中軸線8來(lái)限定初始側(cè)向軌跡TL0。最大值DLmax等于(或任選地低于)中軸線 8與側(cè)向極限6、7中任一個(gè)之間的距離。在該第一實(shí)施例中，裝置3確定偏移設(shè)定點(diǎn)CDl (關(guān)于中軸線8)，偏移設(shè)定點(diǎn)CDl 等于所述側(cè)向偏移值DL (接收自裝置2)，它們將預(yù)定偏移側(cè)(優(yōu)選地為沿飛行方向的右側(cè)) 與其關(guān)聯(lián)。由此，獲得了設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡TC1，允許飛機(jī)AC避免沿所述中軸線8的相對(duì)方向飛行的另一飛機(jī)Al。
在觸發(fā)自動(dòng)緊急下降功能時(shí)，如下面解釋的，向右的偏移設(shè)定點(diǎn)CDl被自動(dòng)插入飛行管理系統(tǒng)的活動(dòng)飛行平面中。自動(dòng)插入的偏移的方向?qū)?yīng)于使用中的操作性實(shí)踐，其要求默認(rèn)情況下側(cè)向偏移發(fā)生在右側(cè)。如上所述，側(cè)向偏移值DL—方面允許克服與沿著空中交通路線飛行的另一飛機(jī) Al以及關(guān)于后者偏移地飛行的飛機(jī)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并且另一方面在該空中交通路線的受保護(hù)區(qū)域9內(nèi)執(zhí)行緊急下降。而且，在第二實(shí)施例中，如圖3所示，飛機(jī)AC被根據(jù)平行于初始側(cè)向軌跡的側(cè)向軌跡TLl而側(cè)向地導(dǎo)引(包括在管理模式中)，根據(jù)中軸線10限定，在一側(cè)上(該側(cè)稱(chēng)為初始側(cè))被初始側(cè)向偏移值TLO側(cè)向偏移，可例如實(shí)施這種初始偏移，以便避免氣象現(xiàn)象的區(qū)域 11，其還可被實(shí)施以避免危險(xiǎn)滑流湍流區(qū)域，沿著所遵循的空中交通路線，或者甚至當(dāng)機(jī)務(wù)人員應(yīng)用SLOP (Strategic Lateral Offset Procedure)類(lèi)型的策略性側(cè)向偏移程序時(shí)。在這種情況中，所考慮的是，飛機(jī)AC的側(cè)向軌跡被設(shè)置到飛行管理系統(tǒng)的活動(dòng)飛行平面(受管理的側(cè)向軌跡)，但偏移DLO已經(jīng)被插入后者中。在該第二實(shí)施例中，所述裝置3包括
一裝置10，其在觸發(fā)緊急下降時(shí)計(jì)算接收自裝置2的側(cè)向偏移值DL和所述初始偏移值 DLO的總和S ；以及
一裝置11，其經(jīng)由鏈接12連接到所述裝置10并且在所述總和S和輔助最大值(允許確保飛機(jī)AC保持位于空中交通路線的受保護(hù)區(qū)域9中)之間選擇最小值作為偏移設(shè)定點(diǎn)CD2， 優(yōu)選地所述值DLmax。裝置11關(guān)聯(lián)偏移側(cè)與該偏移設(shè)定點(diǎn)，該偏移側(cè)對(duì)應(yīng)于所述初始側(cè)(從而避免飛機(jī) AC必須越過(guò)空中交通路線的中軸線8，在那里，交通密度最高)。在圖3所示的示例中，該側(cè)是沿飛機(jī)AC的飛行方向的左側(cè)。作為例示，假設(shè)在圖3的示例中DLmax等于4. 5匪并且DL等于2. 5匪。另外假設(shè)為了避免危險(xiǎn)氣象現(xiàn)象的區(qū)域11，機(jī)務(wù)人員從當(dāng)?shù)乜罩薪煌刂企w獲得授權(quán)以相對(duì)于所遵循的空中交通路線的中軸線8向左3匪(DLO)的偏移飛行。因此，非?？赡艿氖?，沿著該相同路線飛行的其他飛機(jī)A2也希望避免擾亂的區(qū)域11，并且它們因而也偏移地飛行。在觸發(fā)自動(dòng)緊急下降操作時(shí)，偏移值被修改，以便考慮向左的4. 5匪(4. 5 = Min (3 + 2.5； 4.5))的偏移設(shè)定點(diǎn)⑶2。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，如果初始側(cè)向軌跡TLO是受管理的軌跡，則在觸發(fā)緊急下降時(shí)，飛機(jī)AC被沿著設(shè)定點(diǎn)軌跡TCI、TC2導(dǎo)引，設(shè)定點(diǎn)軌跡TCI、TC2如上所述確定。此外，在一具體實(shí)施例中，如果所述初始側(cè)向軌跡是選定軌跡，則在發(fā)生諸如機(jī)艙減壓的故障時(shí)，飛機(jī)AC仍然被沿著所述選定軌跡導(dǎo)引。機(jī)務(wù)人員通常將這種類(lèi)型的導(dǎo)航用于飛行的短期管理，并且該導(dǎo)引的選定模式因而通常是臨時(shí)性的。機(jī)務(wù)人員使用導(dǎo)引的選定模式來(lái)取代導(dǎo)引的受管理模式的原因可能是多樣的例如，來(lái)自空中管制的指令、避免氣象現(xiàn)象。在這種情況中，在觸發(fā)緊急下降功能時(shí)不對(duì)飛行管理系統(tǒng)的活動(dòng)飛行路線進(jìn)行修改，并且緊急下降程序上的導(dǎo)引發(fā)生在當(dāng)前航向(或者當(dāng)前路線)。因此，所述設(shè)備1允許滿足執(zhí)行緊急下降所固有的操作性和規(guī)章要求，包括當(dāng)機(jī)務(wù)人員由于機(jī)艙和駕駛室減壓而失去知覺(jué)的情況。其更特別地允許
一滿足從所遵循的空中交通線路的中軸線偏移的要求，并且因而在下降時(shí)最小化沿相同空中交通路線的沖突的可能性；
一繼續(xù)考慮機(jī)務(wù)人員在那點(diǎn)之前所考慮的不同的飛行約束(包括避免湍流或者危險(xiǎn)氣象現(xiàn)象的區(qū)域11);
一飛機(jī)AC在攔截偏移軌跡時(shí)獲取能量，由此改善其下降性能； 一空中管制員能夠確保危險(xiǎn)中的飛機(jī)以及周?chē)w機(jī)的安全(控制體已知關(guān)于初始飛行平面的預(yù)測(cè)軌跡)；
一保持位于所遵循的空中交通路線的受保護(hù)的區(qū)域9內(nèi)，對(duì)于這種區(qū)域9，計(jì)算安全高度并且將其公布在導(dǎo)航地圖上；以及
一飛機(jī)AC繼續(xù)平行于初始路線飛行，在準(zhǔn)備飛行時(shí)，機(jī)務(wù)人員沿著其檢查，可在減壓的情況下到達(dá)能夠接收該飛機(jī)的偏離地域(規(guī)章性操作性要求)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1進(jìn)一步包括指示裝置13，其被例如通過(guò)鏈接14連接到所述裝置3。這種指示裝置13允許飛行員在他們?nèi)匀槐３植僮饕庾R(shí)的情況下看到對(duì)于原始活動(dòng)飛行路線的修改并且檢查其相關(guān)性。根據(jù)本發(fā)明的上述用于在緊急下降時(shí)自動(dòng)管理飛機(jī)AC的側(cè)向軌跡的設(shè)備1適于任何類(lèi)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用于形成設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡TCI、TC2，其被系統(tǒng)15 用于自動(dòng)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(lèi)型，包括 觸發(fā)裝置17，其能夠觸發(fā)自動(dòng)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(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(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)蘇以繼續(xù)飛行。所述控制裝置18包括
一裝置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；和 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(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
一常用裝置對(duì)，其用于在觸發(fā)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)高度則隨后保持該目標(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(lèi)似于在申請(qǐng)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23包括所述用于在緊急下降時(shí)自動(dòng)管理飛機(jī)AC的側(cè)向軌跡的設(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)想兩種類(lèi)型的裝備(arming)，主動(dòng)裝備和自動(dòng)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(dòng)專(zhuān)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)證這種裝備條件。自動(dòng)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)人員在任何時(shí)候都可以手動(dòng)地解除所述功能，無(wú)論裝備的類(lèi)型(主動(dòng)或自動(dòng))； 根據(jù)之前的裝備，可以有兩種類(lèi)型的觸發(fā)。在主動(dòng)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(dòng)的，則觸發(fā)也在裝備時(shí)開(kāi)始的倒計(jì)時(shí)末尾自動(dòng)地發(fā)生， 如果機(jī)務(wù)人員在不遲于其末尾時(shí)沒(méi)有動(dòng)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(duì)于自動(dòng)觸發(fā)，預(yù)期觸發(fā)所述功能；
一當(dāng)自動(dòng)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(dòng)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；
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(dòng)緊急下降，然后在操作時(shí)保持目標(biāo)高度；并且一在自動(dòng)緊急下降操作時(shí)，機(jī)務(wù)人員在任何時(shí)候使用常用裝置來(lái)取代自動(dòng)機(jī)制在操縱桿上的手動(dòng)動(dòng)作，觸發(fā)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。
權(quán)利要求
1.一種用于在緊急下降時(shí)自動(dòng)管理飛機(jī)側(cè)向軌跡的方法，所述飛機(jī)(AC)被沿著初始側(cè)向軌跡側(cè)向地導(dǎo)引，所述初始側(cè)向軌跡被根據(jù)所遵循的空中交通路線的受保護(hù)區(qū)域(9) 的中軸線(8)來(lái)限定，其中，所述方法在觸發(fā)緊急下降時(shí)自動(dòng)地一確定側(cè)向偏移值，所述側(cè)向偏移值低于最大值(DLmax)并且不同于數(shù)海里的整值，所述最大值(DLmax)被限定為確保所述飛機(jī)(AC)保持位于所述空中交通路線的所述受保護(hù)區(qū)域(9)中；并且一該側(cè)向偏移值用于產(chǎn)生偏移設(shè)定點(diǎn)(⑶1，⑶2)并且允許形成設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡(TC1， TC2)，所述偏移設(shè)定點(diǎn)被關(guān)于所述初始側(cè)向軌跡限定，在所述緊急下降時(shí)，所述飛機(jī)(AC)應(yīng)當(dāng)側(cè)向地遵循所述設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡(TC1，TC2)，從而允許在所述受保護(hù)區(qū)域(9)中執(zhí)行所述緊急下降。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述側(cè)向偏移值是十進(jìn)制小數(shù)，小數(shù)等于5。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述側(cè)向偏移值取決于所遵循的飛行平面的一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述側(cè)向偏移值是隨機(jī)確定的。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，在觸發(fā)所述緊急下降時(shí)，所述飛機(jī)(AC)被直接沿著初始側(cè)向軌跡(TLO)側(cè)向地導(dǎo)引，其特征在于，所述偏移設(shè)定點(diǎn)(CDl)等于所述側(cè)向偏移值，預(yù)定偏移側(cè)與其關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，在觸發(fā)所述緊急下降時(shí)，所述飛機(jī)(AC)被平行于所述初始側(cè)向軌跡側(cè)向地導(dǎo)引，在稱(chēng)為初始側(cè)的一側(cè)上側(cè)向地偏移初始側(cè)向偏移值 (DL0)，其特征在于一計(jì)算所述側(cè)向偏移值和所述初始側(cè)向偏移值(DLO)的總和；并且 一在所述總和和輔助最大值之間選擇最小值作為所述偏移設(shè)定點(diǎn)(CD2)，偏移側(cè)與所述偏移設(shè)定點(diǎn)(CD2)關(guān)聯(lián)，該偏移側(cè)對(duì)應(yīng)于所述初始側(cè)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于一如果所述初始側(cè)向軌跡(TL0，TL1)是受管理軌跡，則所述飛機(jī)(AC)被沿著所述設(shè)定點(diǎn)軌跡(TC1，TC2)導(dǎo)引；并且一如果所述初始側(cè)向軌跡是選定軌跡，則所述飛機(jī)(AC)被沿著所述選定軌跡導(dǎo)引。
8.一種飛機(jī)的緊急下降的自動(dòng)控制過(guò)程，其中，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)高度設(shè)定點(diǎn)，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)速度設(shè)定點(diǎn)，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)(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)高度設(shè)定點(diǎn)，其特征在于，在步驟b)中，實(shí)施如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法來(lái)確定偏移設(shè)定點(diǎn)(⑶1，⑶2)作為側(cè)向設(shè)定點(diǎn)。
9.用于在緊急下降時(shí)的飛機(jī)側(cè)向軌跡的自動(dòng)管理設(shè)備，所述飛機(jī)(AC)被沿著初始側(cè)向軌跡側(cè)向地導(dǎo)引，所述初始側(cè)向軌跡被根據(jù)所遵循的空中交通路線的受保護(hù)區(qū)域(9)的中軸線(8)來(lái)限定，所述設(shè)備(1)包括一裝置(2)，其用于在觸發(fā)所述緊急下降時(shí)自動(dòng)確定側(cè)向偏移值，所述側(cè)向偏移值低于最大值(DLmax)并且不同于數(shù)海里的整值，所述最大值(DLmax)被限定為確保所述飛機(jī) (AC)保持位于所述空中交通路線的所述受保護(hù)區(qū)域(9)中；和一裝置(3)，其用于自動(dòng)使用所述側(cè)向偏移值以產(chǎn)生偏移設(shè)定點(diǎn)(⑶1，⑶2)并且允許形成設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡(TC1，TC2)，所述偏移設(shè)定點(diǎn)(⑶1，⑶2)被關(guān)于所述初始側(cè)向軌跡限定，在所述緊急下降時(shí)，所述飛機(jī)(AC)應(yīng)當(dāng)側(cè)向地遵循所述設(shè)定點(diǎn)側(cè)向軌跡(TC1，TC2)，從而允許在所述受保護(hù)區(qū)域(9)中執(zhí)行所述緊急下降。
10. 一種用于自動(dòng)控制飛機(jī)的緊急下降的系統(tǒng)，包括一裝置(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)高度設(shè)定點(diǎn)，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)速度設(shè)定點(diǎn)，其代表所述飛機(jī)(AC)在所述緊急下降時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的速一第二裝置(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；和一第三裝置(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)高度設(shè)定點(diǎn)，其特征在于，所述第二裝置(23)包括如權(quán)利要求9所述的設(shè)備(1 )，用于確定偏移設(shè)定點(diǎn)(⑶1，⑶2)作為側(cè)向設(shè)定點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及飛機(jī)緊急下降的側(cè)向軌跡的自動(dòng)管理方法和設(shè)備。所述設(shè)備在故障(5)觸發(fā)緊急下降時(shí)通過(guò)考慮初始遵循的側(cè)向軌跡(TL0)來(lái)自動(dòng)地修改飛機(jī)(AC)的側(cè)向設(shè)定點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05D1/10GK102339065SQ201110203378
公開(kāi)日2012年2月1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)明者朗瑟雷 D., 格朗佩雷 E., 羅賽 J., 布雷爾 L., 博塔爾古斯 P. 申請(qǐng)人:空中客車(chē)運(yùn)營(yíng)簡(jiǎn)化股份公司, 空中巴士公司