BR102012006604B1

BR102012006604B1 - Dispositivo e processo de avaliação das capacidades operacionais de uma aeronave

Info

Publication number: BR102012006604B1
Application number: BR102012006604-1A
Authority: BR
Inventors: Thibaut De Cremoux; Philippe Le Van; Salvador Lopez
Original assignee: Dassault Aviation
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2020-06-02
Also published as: US20120245768A1; BR102012006604A2; CA2772516A1; BR102012006604A8; FR2973132B1; FR2973132A1; CA2772516C; US8515599B2

Abstract

dispositivo e processo de avaliação das capacidades operacionais de uma aeronave. dispositivo (100) de avaliação das capacidades operacionais de uma aeronave, destinado a informar um usuário sobre as capacidades da aeronave a realizar uma missão, a aeronave que compreende uma pluralidade de equipamentos (102, 104, 106, 108), o qual dispositivo de avaliação compreende meios (11 o) de detecção de disfuncionamentos (di) dos equipamentos ( 102, 104, 106, 1 08) da aeronave, e os meios de detecção ( 110 ) o são apropriados para funcionar durante a realização da missão.o dispositivo de avaliação (100) compreende ainda: meios {112) de aquisição de informações (m) sobre a missão, meios (118) de cálculo, em função de pelo menos um disfuncionamento detectado (di) e das informações (m) adquiridas sobre a missão da aeronave, de um nível de viabilidade observada (fo) da missão, e meios (122) de apresentação de um indicador reativo sintético (124), representativo do nível de viabilidade observada (fo) da missão em pelo menos um momento dado da missão, sendo que os meios de aquisição (112), de cálculo (118) e apresentação (122) são apropriados para funcionar durante a realização da missão, de modo a informar o usuário sobre a evolução â-ó -nível de viabilidade observada (fo) da missão em função da detecção de novos disfuncionamentos (di), e/ou sobre modificações da missão durante sua realização

Description

“DISPOSITIVO E PROCESSO DE AVALIAÇÃO DAS CAPACIDADES OPERACIONAIS DE UMA AERONAVE”

Campo da Invenção [001] A presente invenção trata de um dispositivo de avaliação das capacidades operacionais de uma aeronave destinado a informar um usuário sobre as capacidades da aeronave de realizar uma missão, a qual aeronave compreende uma pluralidade de equipamentos, e o dispositivo de avaliação compreende meios de detecção de falhas dos equipamentos da aeronave, os quais meios de detecção estão adaptados para funcionar durante a realização da missão.

Antecedentes da Invenção [002] De modo conhecido, uma aeronave compreende uma pluralidade de sistemas que permitem que ela despenhe missões, tais como missões de transporte, nas quais a aeronave deve acertar um destino a partir de um ponto de partida no solo, com total segurança para os membros de sua tripulação e seus eventuais passageiros Esses sistemas englobam tanto sistemas mecânicos, como os trens de aterrissagem, os motores, as asas, quanto sistemas hidráulicos, como o comando do leme ou dos freios, além de sistemas elétricos, como os ventiladores, e também sistemas eletrônicos, como os sistemas chamados de “embarcados”. Cada sistema compreende tipicamente uma pluralidade de equipamentos.

[003] Esses equipamentos devem ser objeto de manutenção, e todo equipamento é suscetível de parar de funcionar corretamente ou de falhar em um momento qualquer da vida da aeronave. Essas falhas podem ser mais ou menos graves do ponto de vista do funcionamento global da aeronave, pelo fato de que redundâncias e equipamentos de emergência estão previstos para fazer frente às falhas de certos equipamentos.

[004] As falhas dos equipamentos da aeronave provocam

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2/24 limitações operacionais que afetam a operabilidade da aeronave, tais como limitações relativas à velocidade máxima da aeronave, a altitude máxima na qual a aeronave pode voar, ou a distância de aterrissagem mínima da aeronave.

[005] Toda limitação operacional é geralmente o resultado da conjunção de uma pluralidade de falhas. Tipicamente, a falha de uma bomba de alimentação de combustível de um motor da aeronave não provoca uma limitação operacional, pelo fato de que uma bomba de emergência existe, mas as falhas conjugadas das duas bombas de alimentação de um mesmo motor provocam limitações operacionais (raio de ação da aeronave reduzido, velocidade limitada, etc.).

[006] As limitações operacionais têm assim uma influência sobre um nível de viabilidade da missão. De fato, dá para conceber facilmente que se, por exemplo, a altitude máxima de vôo da aeronave for reduzida, o raio de ação da aeronave fica reduzido em função disso, e que existe então um risco de que o destino pretendido fique fora do raio de ação e que, consequentemente, a missão não possa mais ser realizada.

[007] De modo conhecido, a aeronave compreende, na maior parte das vezes, um sistema de auxílio ao gerenciamento da aeronave e à sua pilotagem, destinado a informar aos membros da tripulação sobre as falhas detectadas dos equipamentos da aeronave. Esse sistema é geralmente apropriado para indicar aos membros da tripulação as manobras de emergência a serem efetuadas para assegurar a viabilidade da aeronave após a detecção de uma falha, bem como as limitações operacionais provocadas por essa falha.

[008] Os sistemas de auxílio à pilotagem conhecidos compreendem geralmente uma primeira tela de exibição que comporta uma pluralidade de pictogramas, e cada pictograma representa um equipamento da

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3/24 aeronave. Essa primeira tela destina-se a fornecer aos membros da tripulação uma visão geral das falhas dos equipamentos detectados.

[009] Um exemplo de primeira tela de exibição de um sistema de auxílio à pilotagem conhecido está representado na Figura 1. Essa primeira tela de exibição 10 apresenta um quadro sinótico dos equipamentos de um sistema de retirada de ar de uma aeronave. Cada equipamento observado está representado nele por um pictograma 11, 12, 13, 14, 15, 16 que representa o equipamento. Assim, o pictograma 11 representa o reator esquerdo da aeronave, o pictograma 12 representa o reator direito, o pictograma 13 representa o reator central, o pictograma 14 representa as asas, o pictograma 15 representa a unidade auxiliar de potência (em inglês “Auxiliary Power Unit”), e o pictograma 16 representa um serviço externo de alimentação com energia.

[0010] Retângulos 18 representam os espaços da aeronave aerados por meio do sistema de retirada de ar, tipicamente o cockpit e a cabine de passageiros da aeronave.

[0011] Discos com barras 20 representam esquematicamente válvulas de um circuito de condução do ar retirado ao nível dos equipamentos para os espaços aerados. De acordo com sua orientação, cada disco com barras 20 ilustra o fato de que a válvula associada está em configuração aberta ou fechada.

[0012] A tela de exibição 10 destina-se a fornecer a um usuário uma visão geral das falhas dos equipamentos do sistema de retirada de ar. Para esse fim, cada pictograma 11, 12, 13, 14, 15, 16 está adaptado para traduzir seja o bom funcionamento do equipamento associado, seja uma falha do referido equipamento: tipicamente, o pictograma 11, 12, 13, 14, 15, 16 é verde quando o equipamento associado não apresenta uma falha, vermelho quando uma falha do equipamento associado for detectado, e branco quando o equipamento associado está desativado.

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4/24 [0013] Além disso, os sistemas de auxílio à pilotagem conhecidos compreendem geralmente uma segunda tela de exibição, prevista para exibir uma lista das limitações operacionais da aeronave provocadas pelas falhas detectadas.

[0014] Entretanto, os sistemas de auxílio conhecidos não são inteiramente satisfatórios. De fato, eles se limitam a apresentar aos membros da tripulação as falhas detectadas e as limitações operacionais decorrentes dessas falhas. Os membros da tripulação precisam ter por si sós uma idéia do nível de viabilidade da missão, a partir da pluralidade de falhas detectadas e da pluralidade de limitações operacionais que lhes são apresentadas.

[0015] No entanto, as aeronaves estão se tornando cada vez mais complexas, e o número de equipamentos embarcados a bordo aumenta devido, em particular, ao reforço contínuo da regulamentação aérea, e os membros da tripulação são frequentemente solicitados por exibições de falhas de pouca importância. Além disso, os equipamentos de aeronave estão cada vez mais interconectados, o que torna as consequências de uma falha de um deles dificilmente avaliável. Ademais, como os equipamentos são frequentemente automatizados, certos dados técnicos dos equipamentos não são aparentes para a tripulação. Por esses motivos, é difícil que os membros da tripulação tenham uma ideia correta do nível de viabilidade da missão, o que pode conduzir a erros na avaliação da situação e acarretar tomadas de decisões indevidas por parte da tripulação (a tripulação pode, por exemplo, desistir de realizar a missão em curso quando, na verdade, as capacidades operacionais da aeronave permitem, apesar da falha ocorrida).

Descrição da invenção [0016] Uma finalidade da presente invenção é assim propor um dispositivo de avaliação das capacidades operacionais de uma aeronave de acordo com um objetivo de missão a ser realizado, apropriado para simplificar

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5/24 a tomada de decisão dos membros da tripulação.

[0017] Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um dispositivo de avaliação do tipo precitado, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de avaliação compreende ainda:

- meios de aquisição de informações sobre a missão;

- meios de cálculo, em função de pelo menos uma falha detectada e das informações adquiridas sobre a missão da aeronave, de um nível de viabilidade observada da missão; e

- meios de apresentação de um indicador reativo sintético, representativo do nível de viabilidade observada da missão em pelo menos um momento dado da missão;

e os meios de aquisição, de cálculo e de apresentação são próprios para funcionar durante a realização da missão, de modo a informar o usuário da evolução do nível de viabilidade observada da missão em função da detecção de novas falhas, e/ou de modificações da missão durante a missão.

[0018] Segundo modos particulares de realização, o dispositivo de avaliação de acordo com a presente invenção compreende igualmente uma ou mais das características a seguir, considerada(s) isoladamente ou de acordo com quaisquer combinação(ões) tecnicamente possível(s):

- o dispositivo de avaliação compreende meios de aquisição de informações sobre o ambiente operacional da aeronave, e os meios de cálculo são adaptados para calcular o nível de viabilidade observada da missão em função das informações adquiridas sobre o ambiente operacional da aeronave, e os referidos meios de aquisição são adaptados para funcionar durante a realização da missão, de modo a informar o usuário da evolução do nível de viabilidade observada da missão em função da evolução do ambiente operacional da aeronave;

- os meios de cálculo compreendem:

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6/24 meios de determinação de pelo menos uma limitação operacional induzida pela ou por cada falha detectada;

meios de controle da adequação de cada limitação operacional com a missão e, eventualmente, com o ambiente operacional da aeronave, e os meios de controle estão adaptados para determinar, para cada limitação operacional, um nível de adequação da limitação operacional com a missão e, eventualmente, com o ambiente operacional, da aeronave; e meios de dedução do nível de viabilidade observada a partir do ou de cada nível de adequação determinado;

- o dispositivo de avaliação compreende meios de determinação de uma falha futura provável de um equipamento da aeronave e meios de estabelecimento de um nível de viabilidade previsional da missão em caso de ocorrência da falha futura provável, e os meios de apresentação estão adaptados para apresentar um indicador preditivo sintético representativo do nível de viabilidade previsional;

- o nível de viabilidade previsional é função das informações adquiridas sobre a missão, e eventualmente sobre o ambiente operacional, da aeronave;

- o nível de viabilidade previsional é função da ou de cada falha detectada;

- o nível de viabilidade observada e/ou o nível de viabilidade previsional da missão está adaptado para assumir pelo menos três valores diferentes entre si, e o indicador reativo e/ou o indicador preditivo está adaptado para representar cada um dos referidos valores;

- o dispositivo de avaliação compreende meios de aquisição de parâmetros da aeronave, os meios de cálculo e, eventualmente, e os meios de estabelecimento estão adaptados para calcular e, respectivamente, estabelecer, o nível de viabilidade observada, e o nível de viabilidade

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7/24 previsional, a partir dos parâmetros da aeronave adquiridos.

[0019] A presente invenção tem igualmente por objeto um processo de avaliação das capacidades operacionais de uma aeronave, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:

- detecção de pelo menos uma falha;

- aquisição de informações sobre a missão da aeronave;

- cálculo, em função da ou de cada falha detectada e das informações adquiridas sobre a missão da aeronave, de um nível de viabilidade observada da missão; e

- apresentação de um indicador reativo sintético, representativo do nível de viabilidade observada;

as etapas anteriores são repetidas várias vezes durante a realização da missão, de modo a informar o usuário da evolução do nível de viabilidade observada da missão em função da detecção de novas falhas, e/ou de modificações da missão durante a missão.

[0020] Em um modo de realização preferido da presente invenção, o processo de avaliação compreende igualmente as seguintes etapas:

- determinação de uma falha futura provável;

- estabelecimento de um nível de viabilidade previsional da missão, em caso de ocorrência da falha futura provável; e

- apresentação de um indicador preditivo sintético, representativo do nível de viabilidade previsional.

Breve Descrição dos Desenhos [0021] Outras características e vantagens da presente invenção aparecerão com a leitura da descrição a seguir, dada unicamente a título de exemplo e feita em relação aos desenhos anexos, nos quais:

- a Figura 1 é uma vista de uma tela de exibição de um sistema de auxílio à pilotagem do estado da técnica,

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- a Figura 2 é um esquema que apresenta um dispositivo de avaliação de acordo com a presente invenção,

- a Figura 3 é uma matriz que ilustra dados armazenados em uma primeira base de dados do dispositivo de avaliação da Figura 2,

- a Figura 4 é uma matriz que ilustra dados armazenados em uma segunda base de dados do dispositivo de avaliação da Figura 2,

- a Figura 5 é um diagrama de blocos que ilustra um processo de avaliação de um nível de viabilidade observada da missão, utilizado pelo dispositivo de avaliação da Figura 2, e

- a Figura 6 é um diagrama de blocos que ilustra um processo de avaliação de um nível de viabilidade previsional da missão, utilizado pelo dispositivo de avaliação da Figura 2.

Descrição de Realizações da Invenção [0022] O dispositivo 100 de avaliação das capacidades operacionais de uma aeronave, apresentando na Figura2, é adaptado para equipar uma aeronave, tipicamente um avião, cujos equipamentos 102, 104, 106, 108 estão representados na Figura 2. Esses equipamentos são as asas 102 da aeronave, um equipamento hidráulico 104, uma rede elétrica 106, e um sistema informático 108. Deve ficar claro que esses equipamentos são dados unicamente a título de exemplo e que a aeronave compreende igualmente outros equipamentos que, por motivos de simplificação, não foram representados.

[0023] O dispositivo de avaliação 100 compreende um número n de meios 110 de detecção de falhas Di (sendo que i é um inteiro compreendido entre 1 e r, r é o número de falhas detectadas, sendo que r é inferior ou igual a n) dos equipamentos 102, 104, 106, 108. Esses meios de detecção 110 são tipicamente sensores de tensão, de intensidade, de pressão ou outros, situados sobre ou perto dos equipamentos da aeronave.

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9/24 [0024] O dispositivo de avaliação 100 compreende igualmente meios 112 de aquisição de informações M sobre a missão da aeronave, meios 114 de aquisição de informações EO sobre o ambiente operacional da aeronave, meios 116 de aquisição de informações PA sobre os parâmetros da aeronave (tais como o volume de combustível embarcado remanescente, a massa da aeronave, o volume de oxigênio embarcado, a lista dos equipamentos temporariamente indisponíveis, etc.), meios 118 de cálculo de um nível F0 de viabilidade observada da missão, meios 120 de estabelecimento de um nível Fp de viabilidade previsional da missão, e meios 122 de apresentação de indicadores 124, 126 representativos dos níveis de viabilidade observados F0 e previsional Fp.

[0025] Cada um dos meios de aquisição 112, 114, 116, dos meios de cálculo 118, dos meios de estabelecimento 120, e dos meios de apresentação 122 é adaptado para funcionar durante o vôo. Em particular, cada um dos meios de aquisição 112, 114, 116, dos meios de cálculo 118, dos meios de estabelecimento 120, e dos meios de apresentação 122 está adaptado para funcionar continuamente durante a realização da missão, de modo a manter o usuário constantemente informado sobre as evoluções dos níveis de viabilidade observada F0 e de viabilidade previsional Fp, em função da detecção de novas falhas, de modificações da missão, da evolução do ambiente operacional, e/ou da evolução dos parâmetros da aeronave.

[0026] Cada um dos meios de aquisição 112, 114, 116 é tipicamente constituído por um módulo eletrônico que compreende uma memória interna, um processador e portas de comunicação externa.

[0027] As informações M sobre a missão da aeronave compreendem informações sobre o plano de vôo, sendo que o destino deve estar acertado, bem como sobre as diferentes etapas de trânsito em que está previsto que a aeronave pouse antes de retomar seu destino. As informações

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M compreendem igualmente informações referentes às inclinações de aproximação previstas para cada aterrissagem bem informações sobre as características de cada uma das pistas sobre as quais essas aterrissagens estão previstas (comprimento, largura, elevação e revestimento da pista, presença de sistema de guiamento e/ou de serviço de manutenção para o aeroporto utilizado, etc.). Os meios de aquisição 112 são tipicamente apropriados para adquirir essas informações M a partir de outros sistemas embarcados da aeronave, tais como o sistema de gerenciamento de vôo. Deve-se notar que os dados de plano de voo são registrados nos referidos sistemas pelo piloto antes do início da missão.

[0028] Por “ambiente operacional”, entende-se tanto o ambiente físico em torno da aeronave a todo instante quanto o ambiente físico previsto para ficar em torno na aeronave mais tarde, se esta seguir seu plano de voo. Os meios de aquisição 112 são tipicamente apropriados para adquirir as informações EO relativas ao ambiente operacional da aeronave junto a outros sistemas embarcados da aeronave, tais como uma sonda de pressão, uma sonda de temperatura externa, e/ou um radar meteorológico.

[0029] Os meios de aquisição 116 são tipicamente apropriados para adquirir as informações PA sobre os parâmetros da aeronave tais como em particular o nível de combustível embarcado remanescente junto ao indicador de combustível da aeronave e a massa da aeronave junto a um sensor de medida ou então por consulta do sistema de gerenciamento de vôo no qual a massa da aeronave foi previamente informada pelo piloto.

[0030] Os meios de cálculo 118 compreendem meios 130 de determinação de limitações operacionais LOk (k é um inteiro compreendido entre 1 e m, e m é o número de limitações operacionais) causadas pelas falhas detectadas Di, meios 132 de controle da adequação de cada limitação operacional LOk com a missão da aeronave, e meios 134 de dedução do nível

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11/24 de viabilidade observada Fo da missão.

[0031] Os meios de determinação 130 compreendem tipicamente uma primeira base de dados 136, que está representada na Figura 3. Como se pode ver nessa Figura, a base de dados 136 associa a cada combinação de falhas possíveis Dl (l é um inteiro compreendido entre 1 e q, e q é o número de falhas possíveis Dl) pelo menos uma limitação operacional LOk. Assim, os meios de determinação 130 são adaptados para determinar, a partir da ou de cada falha detectada Di, as limitações operacionais LOk induzidas sobre a operabilidade da aeronave.

[0032] Os meios de controle 132 estão adaptados para controlar a adequação das limitações operacionais LOk com a missão da aeronave, o ambiente operacional da aeronave, e os parâmetros da aeronave. Para esse fim, os meios de controle 132 são adaptados para estabelecer um nível Ak de adequação de cada limitação operacional LOk em função das informações M, EO e PA adquiridas pelos meios de aquisição 112, 114, 116.

[0033] O técnico no assunto saberá sem dificuldade realizar esses meios de controle recorrendo, por exemplo, à lógica dedutiva, aos métodos estatísticos, aos resolvedores de equações/limitações, às redes neurais etc.

[0034] O nível de adequação Ak está adaptado para considerar j+1 valores diferentes, tipicamente valores digitais inteiros compreendidos entre 0 e j, sendo que 0 representa uma adequação nula entre a limitação operacional LOk e as informações consideradas (missão, ambiente operacional, parâmetros da aeronave), e j representa uma adequação completa entre a limitação operacional LOk e as informações consideradas. Assim, quando o nível de adequação Ak for igual a 0, a missão não pode ser realizada devido à limitação operacional LOk, pois ela não está em adequação com a continuação da missão, e quando o nível de adequação Ak for igual a j, a missão pode ser prosseguida apesar da limitação operacional LOk, pois essa não corre o risco

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12/24 de atrapalhar a continuação da missão.

[0035] Quando o nível de adequação Ak estiver estritamente compreendido entre 0 e j, a limitação operacional LOk é parcialmente compatível com a missão, isso significa que a limitação operacional LOk atrapalha o bom desenvolvimento da missão, tipicamente provocando um atraso na chegada, ou requerendo uma modificação do plano de voo, sendo que o destino permanece realizável. Quanto mais a limitação operacional LOk induzir atrasos e modificações do plano de vôo, mais o nível de adequação Ak estará próximo de 0. O nível de adequação Ak associado a uma limitação operacional LOk que não induz modificações de plano de vôo para atingir a próxima etapa de trânsito é superior ao nível de adequação Ak associado a uma limitação operacional LOk que induz essas modificações de plano de vôo. De modo geral, quanto mais elevado for o nível de adequação Ak, menos a limitação operacional LOk associada atrapalha o bom desenvolvimento da missão.

[0036] De preferência, j é pelo menos igual a 2, isso significa que o nível de adequação Ak está adaptado para assumir pelo menos três valores diferentes.

[0037] O nível de adequação Ak é estabelecido por meio de um algoritmo apropriado, desenvolvido especificamente para cada limitação operacional LOk. Exemplos desses algoritmos vão ser dados a seguir.

[0038] Em uma primeira realização, a limitação operacional LOk considerada é uma redução da altitude máxima da aeronave durante o voo, e a falha detectada Di que dá origem a essa limitação operacional LOk é, por exemplo, uma pane de estanqueidade de uma válvula de pressurização. O algoritmo de determinação do nível de adequação Ak associado está adaptado para:

- calcular, em função da nova altitude máxima autorizada e dos

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13/24 parâmetros da aeronave PA (em particular o nível de combustível remanescente), um raio de ação da aeronave,

- avaliar, a partir das informações M sobre a missão, a distância que falta percorrer para atingir o destino,

- determinar se o destino está no raio de ação da aeronave e, se for o caso, calcular o atraso estimado, e

- atribuir um valor ao nível de adequação Ak, tal que:

o valor esteja estritamente compreendido entre 0 e j se o destino estiver no raio de ação da aeronave, e esse valor sendo dependente do nível de atraso calculado, e o valor seja igual a 0 se o destino estiver fora raio de ação da aeronave ou se o atraso impedir o acesso ao aeroporto (aeroporto fechado no horário de chegada previsto).

[0039] Em uma segunda realização, a limitação operacional LOk considerada é uma proibição de voar nas áreas não cobertas por meios de comunicação de ondas curtas, e a falha detectada Di causadora dessa limitação operacional LOk é, por exemplo, uma pane do rádio de alta frequência (comumente denominado rádio HF). O algoritmo de determinação do nível de adequação Ak associado está adaptado para:

- determinar, por meio das informações M sobre a missão, as áreas atravessadas pela aeronave para atingir seu destino,

- determinar, por meio das informações EO sobre o ambiente operacional da aeronave, se as áreas atravessadas estão cobertas ou não por meios de comunicação de ondas curas, e

- atribuir um valor ao nível de adequação Ak, tal que:

° o valor seja igual a j se todas as áreas atravessadas estiverem cobertas por meios de comunicação de ondas curtas, ° o valor esteja estritamente compreendido entre 0 e j

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14/24 se estiver previsto que a aeronave atravesse áreas não cobertas por meios de comunicação de ondas curtas, mas que seja possível para a aeronave contornar essas zonas, à custa de um tempo de vôo mais longo, ou então ser reparada durante uma etapa de trânsito anterior a essas áreas que vão ser atravessadas, e ° o valor seja igual a 0 se a aeronave tiver de atravessar uma área não coberta por meios de comunicação de ondas curtas para atingir seu destino, e não existir a possibilidade de contornar essa área ou de reparar a aeronave durante uma etapa de trânsito anterior a essas áreas que vão ser atravessadas.

[0040] O técnico no assunto saberá sem dificuldade definir algoritmos de determinação de níveis de adequação Ak associados a outras limitações operacionais LOk.

[0041] Em uma realização, os meios de controle 132 são adaptados para determinar cada nível de adequação Ak a partir apenas das informações M, ou a partir apenas das informações M e EO, ou a partir apenas das informações M e PA.

[0042] Os meios de dedução 134 estão adaptados para deduzir o nível de viabilidade observada F0 a partir do ou do(s) nível(eis) de adequação Ak determinado(s) pelos meios de controle 132. O técnico no assunto saberá sem dificuldade realizar esses meios de dedução recorrendo, por exemplo, à lógica dedutiva, aos métodos estatísticos, aos resolvedores de equações/limitações, às redes neurais etc.

[0043] O nível de viabilidade F0 está tipicamente adaptado para assumir uma pluralidade de valores digitais entre 0 e j, j que ilustra o fato de que a missão pode ser realizada sem dificuldades particulares e 0 que ilustra uma impossibilidade de levar a missão a cabo. Os valores intermediários, estritamente compreendidos entre 0 e j, ilustram o fato de que a missão é

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15/24 realizável, mas com certas complicações. Quanto mais elevado for o valor do nível de viabilidade observada Fo, mais facilmente realizável será a missão.

[0044] Os meios de dedução 134 são adaptados para deduzir o nível de viabilidade Fo como sendo igual ao nível de adequação Ak mais próximo de 0.

[0045] Voltando à Figura 2, os meios de estabelecimento 120 compreendem uma segunda base de dados 140, meios 142 de determinação de uma falha futura provável Df, meios 144 de determinação de limitações operacionais futuras LOfk em caso de ocorrência da falha futura provável Df, meios 146 de controle da adequação de cada limitação operacional futura LOfk com a missão, meios 147 de avaliação de um nível Ff de viabilidade futura da missão em caso de ocorrência da falha futura provável Df, e meios 148 de dedução do nível de viabilidade previsional Fp.

[0046] A segunda base de dados 140 está representada na Figura 4. Como ilustrado nessa Figura, a base de dados 140 armazena uma pluralidade de falhas possíveis Dl e, para cada falha possível Dl, uma probabilidade associada Pl de ocorrência da referida falha possível Dl. De preferência, a probabilidade de ocorrência Pl de pelo menos uma falha possível Dl é função das falhas detectadas Di.

[0047] Os meios de determinação 142 são adaptados para determinar, a partir das falhas detectadas Di e da base de dados 140, a falha futura provável Df como sendo a falha possível Dl, não ainda detectada, tendo a probabilidade da ocorrência Pl associada mais elevada.

[0048] Os meios 144 de determinação das limitações operacionais futuras LOfk são semelhantes aos meios de determinação 130. Eles compreendem de preferência a mesma base de dados que a base de dados 136.

[0049] Os meios de controle 146 são semelhantes aos meios de

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16/24 controle 132. Eles estão em particular adaptados para determinar um nível de adequação futura Afk de cada limitação operacional futura LOfk em função das informações M, EO e PA adquiridas pelos meios de aquisição 112, 114, 116, por meio dos mesmos algoritmos que os utilizados pelos meios de controle 132.

[0050] O nível de viabilidade futura Ff está adaptado para assumir os mesmos valores que o nível de viabilidade observada Fo. Os meios de avaliação 147 estão adaptados para avaliar o nível de viabilidade futura Ff como sendo igual ao nível de adequação futura Afk mais próximo de 0.

[0051] Os meios de dedução 148 são adaptados para deduzir o nível de viabilidade previsional Fp como sendo igual ao nível de viabilidade futura Ff.

[0052] Em uma realização, os meios de avaliação 147 estão adaptados para avaliar, para cada falha possível Dl, um nível de viabilidade futura Ff associado, e os meios de dedução 148 são então adaptados para selecionar, entre a pluralidade de níveis de viabilidade futura Ff avaliada, o nível de viabilidade futura Ff associado à falha possível Dl que possui a maior probabilidade de ocorrência Pl, e para deduzir o nível de viabilidade previsional Fp como sendo igual ao referido nível de viabilidade futura Ff selecionado.

[0053] Os meios de apresentação 122 são adaptados para apresentar um único indicador reativo sintético 124, representativo do nível de viabilidade observada F0, e um único indicador preditivo sintético 126, representativo do nível de viabilidade previsional Fp. Por “sintético”, entende-se que cada indicador, respectivamente 124, 126, é adaptado para apresentar uma síntese do nível de viabilidade observada F0, respectivamente do nível de viabilidade previsional Fp. Assim, o usuário do dispositivo de avaliação 100 dispõe de informações condensadas, facilmente acessíveis, que lhe permitem tomar rapidamente uma decisão sobre a continuação da missão.

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17/24 [0054] No exemplo representado, os meios de apresentação 122 são meios de exibição e os indicadores reativo 124 e preditivo 126 estão agrupados em um único gráfico 150 que representa um semidisco recortado em seções, e uma seta situada entre duas seções constitui o indicador reativo 124, e uma faixa que estende na periferia do semidisco, a partir da seta até uma seção que está em contato com a seta, que constitui o indicador preditivo 126.

[0055] Em uma realização (não representada), o único gráfico 150 é um tipo escada cujas diferentes barras são cada uma representativa de um nível de viabilidade da missão, e o indicador reativo 124 é uma seta disposta sobre ou diante de uma barra, e o indicador preditivo 126 é uma barra que se estende entre duas barras da escada.

[0056] Esses modos de realização dos indicadores 124, 126, em forma de um único gráfico que reúne esses indicadores 124, 126, que permitem uma compreensão intuitiva dos indicadores 124, 126 pelo usuário do dispositivo de avaliação 100.

[0057] Um primeiro processo 200 de avaliação do nível de viabilidade observada F0, utilizado pelo dispositivo de avaliação 100, vai ser descrito agora, em relação à Figura 5.

[0058] O primeiro processo 200 compreende uma primeira etapa 210 de determinação de pelo menos uma falha Di de pelo menos um equipamento da aeronave, acompanhada de uma etapa 220 de aquisição das informações M sobre a missão da aeronave e, de preferência, de uma etapa 230 de aquisição das informações EO sobre o ambiente operacional da aeronave, e/ou de uma etapa 240 de aquisição dos parâmetros da aeronave PA (em particular o volume de combustível embarcado remanescente). A primeira etapa 210 é seguida de uma segunda etapa 250 de cálculo do nível de viabilidade observada F0, e depois de uma terceira etapa 260 de apresentação

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18/24 do indicador reativo 124.

[0059] Durante a primeira etapa 210, os meios de detecção 110 detectam uma eventual falha Di de um equipamento 102, 104, 106, 108. Em seguida, eles informam os meios de cálculo 118 da ou de cada falha detectada Di.

[0060] Durante a etapa 220, os meios de aquisição 112 lêem as informações M sobre a missão da aeronave, tipicamente dos dados de navegação e de localização, a partir de uma memória que armazena o plano de vôo da aeronave e de um sistema de geolocalização, e transferem essas informações M aos meios de cálculo 118.

[0061] Durante a etapa 230, os meios de aquisição 114 recolhem as informações EO sobre o ambiente operacional da aeronave, tipicamente dados meteorológicos, a partir de outros sistemas embarcados da aeronave, e transferem as informações EO aos meios de cálculo 118.

[0062] Durante a etapa 240, os meios de aquisição 116 recolhem os parâmetros da aeronave PA e transferem essas informações M aos meios de cálculo 118.

[0063] A segunda etapa 250 compreende uma primeira subetapa 252 de determinação de pelo menos uma limitação operacional LOk induzida pela ou por cada falha detectada Di, seguida de uma segunda subetapa 254 de controle da adequação da ou de cada limitação operacional LOk com a missão, que é por sua vez seguida de uma terceira subetapa 256 de dedução do nível de viabilidade observada F0.

[0064] Durante a primeira subetapa 252, os meios de determinação 130 determinam a ou cada limitação operacional LOk induzida pela ou por cada falha detectada Di, por meio da base de dados 136.

[0065] Durante a segunda subetapa 254, os meios de controle 132 determinam o nível Ak de adequação da ou de cada limitação operacional

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LOk com a missão e, de preferência, com o ambiente operacional da aeronave e/ou com os parâmetros da aeronave.

[0066] Durante a terceira subetapa 256, os meios de dedução 134 deduzem o nível de viabilidade observada F0 a partir do ou de cada nível de adequação Ak.

[0067] Finalmente, durante a terceira etapa 260, os meios de apresentação 122 apresentam o único indicador reativo 124.

[0068] Essas etapas 210, 220, 230, 240, 250, 260 são repetidas indefinidamente durante o funcionamento da aeronave, de modo a manter os membros da tripulação informados da evolução do nível de viabilidade observada F0 da missão.

[0069] Um segundo processo 300 de avaliação do nível de viabilidade previsional Fp, utilizado pelo dispositivo de avaliação 100, vai ser agora descrito, em relação à Figura 6.

[0070] O segundo processo 300 compreende uma primeira etapa 310 de determinação de pelo menos uma falha Di de pelo menos um equipamento da aeronave, acompanhada de uma etapa 320 de aquisição das informações M sobre a missão da aeronave e, de preferência, de uma etapa 330 de aquisição das informações EO sobre o ambiente operacional da aeronave, e/ou de uma etapa 340 de aquisição dos parâmetros da aeronave PA. Essa primeira etapa 310 é seguida de uma segunda etapa 350 de determinação de uma falha futura provável Df, seguida de uma terceira etapa 360 de estabelecimento do nível de viabilidade previsional Fp, e depois de uma quarta etapa 370 de apresentação do indicador preditivo 126.

[0071] Cada etapa, respectivamente 310, 320, 330, 340, é idêntica à etapa, respectivamente 210, 220, 230, 240, do segundo processo 200. Para a descrição dessas etapas, o leitor deve, portanto, consultar a descrição dessa etapa que é feita acima.

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20/24 [0072] Durante a segunda etapa 350, os meios de determinação 142 determinam a falha futura provável Df, por meio da base de dados 140, como sendo a falha possível Dl, não ainda detectado, ao qual está associada a maior probabilidade de ocorrência Pl. Em seguida, os meios de determinação 142 informam os meios de determinação 144 sobre a natureza da falha futura provável Df.

[0073] A terceira etapa 360 compreende uma primeira subetapa 362 de determinação de pelo menos uma limitação operacional futura LOfk induzida pela ocorrência da falha futura provável Df, seguida de uma segunda subetapa 364 de controle da adequação da ou de cada limitação operacional futura LOfk com a missão, que é por sua vez seguida de uma terceira subetapa 366 de avaliação do nível de viabilidade futura Ff da missão em caso de ocorrência da falha futura provável Df, que é por sua vez seguida de uma quarta subetapa 368 de dedução do nível de viabilidade previsional Fp.

[0074] Durante a primeira subetapa 362, os meios de determinação 144 determinam a ou cada limitação operacional futura LOfk induzida pela falha futura provável Df, em caso de ocorrência da referida falha Df, por meio da base de dados 136.

[0075] Durante a segunda subetapa 364, os meios de controle

146 determinam o nível Afk de adequação futura da ou de cada limitação operacional futura LOfk com a missão e, de preferência, com o ambiente operacional da aeronave e/ou com os parâmetros da aeronave.

[0076] Durante a terceira subetapa 366, os meios de avaliação

147 avaliam o nível de viabilidade futura Ff a partir do ou de cada nível de adequação futura Afk.

[0077] Durante a quarta subetapa 368, os meios de dedução 148 deduzem o nível de viabilidade previsional Fp do nível de viabilidade futura Ff.

[0078] Finalmente, durante a quarta etapa 370, os meios de

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21/24 apresentação 122 apresentam o único indicador preditivo 126.

[0079] Essas etapas 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370 são repetidas indefinidamente durante o funcionamento da aeronave, de modo a manter os membros da tripulação informados sobre a evolução do nível de viabilidade previsional Fp da missão.

[0080] A título de exemplo, vamos supor que os motores da aeronave dispõem cada um de duas bombas de alimentação de combustível, e que os meios de detecção 110 detectam uma única falha Di que é uma pane de uma dessas bombas de alimentação. Como o motor atingido pela pane dispõe de uma segunda bomba de alimentação, ele continua a ser alimentado de combustível, e os meios de determinação 130 determinam a ausência de limitação operacional LOk decorrente dessa falha Di. Os meios de cálculo 118 calculam, portanto, um nível de viabilidade observada F0 igual a j.

[0081] Vamos supor que, após essa falha detectada Di, a falha possível Dl que tem maior probabilidade de ocorrência Pl seja a pane de uma bomba de alimentação de combustível do outro motor. Os meios de determinação 142 determinam então essa pane como sendo uma falha futura provável Df. Como outro motor dispõe igualmente de uma segunda bomba de alimentação, a ocorrência dessa falha Df não prejudicaria o bom funcionamento do motor. Todavia, considerando a falha Di detectada na outra bomba de alimentação, uma saída posterior com uma bomba da aeronave indisponível seria proibida. Os meios de determinação 144 determinam, portanto, a seguinte limitação operacional futura LOfk: necessidade de uma intervenção de manutenção na próxima etapa de trânsito. Os meios de estabelecimento 120 estabelecem, portanto, um nível de viabilidade previsional Fp compreendida estritamente entre 0 e j.

[0082] Vamos supor agora que, em vez da pane de uma bomba de alimentação com combustível do outro motor, a falha possível Dl que tenha

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22/24 a maior probabilidade de ocorrência Pi após a falha detectada Di seja a pane da outra bomba de alimentação de combustível do mesmo motor. Os meios de determinação 142 determinam então essa pane como sendo a falha futura provável Df. Em caso de ocorrência dessa falha futura provável Df, o motor não seria mais alimentado com combustível. Os meios de determinação 144 determinam, portanto, uma pluralidade de limitações operacionais futuras LOfk que resultam da perda de um motor: limitação do raio de ação da aeronave, limitação da velocidade, etc. Os meios de estabelecimento 120 estabelecem então um nível de viabilidade previsional Fp igual a 0.

[0083] Assim, percebe-se facilmente as interações que existem entre as falhas detectadas e falhas futuras prováveis, e a influência das falhas detectadas sobre o nível de viabilidade previsional Fp.

[0084] Graças à presente invenção, os membros da tripulação apreendem melhor as capacidades operacionais da aeronave. A consideração da missão na avaliação do nível de viabilidade observada da missão permite mostrar apenas as falhas que podem realmente comprometer a missão, o que evita sobrecarregar os membros da tripulação.

[0085] Além disso, a consideração do ambiente operacional EO e dos parâmetros PA da aeronave permite melhorar a avaliação do nível de viabilidade observada pelo dispositivo de avaliação.

[0086] Além disso, o fato de integrar um indicador preditivo que antecipa a ocorrência de falhas futuras reforça ainda mais as capacidades de antecipação dos membros da tripulação.

[0087] Finalmente, os níveis de viabilidade observados e previsional que podem assumir uma pluralidade de valores, introduzem uma gradação na avaliação do nível de viabilidade da missão e permitem que os membros da tripulação acompanhem a evolução das capacidades operacionais da aeronave, evitando assim que os membros da tripulação sejam informados

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23/24 muito tarde da impossibilidade de realizar uma missão.

[0088] Deve-se notar que o dispositivo de acordo com a presente invenção pode perfeitamente funcionar de um modo que não seja contínuo, por exemplo, realizando em intervalos regulares a aquisição dos dados e atualização da exibição dos indicadores, seja mediante solicitação da tripulação, ou ainda apenas quando uma nova falha for detectada, de modo a reduzir os recursos de cálculo necessários à utilização de tal dispositivo.

[0089] Deve-se notar ainda que, em uma variante preferida da presente invenção, o dispositivo de avaliação 100 compreende uma pluralidade de meios de apresentação 122, e cada meio de apresentação 122 está adaptado para apresentar um único indicador reativo 124 e um único indicador preditivo 126 a um usuário específico. Por exemplo, o dispositivo de avaliação 100 compreende duas telas de exibição situadas no cockpit da aeronave, sendo que uma primeira tela se destina a apresentar os indicadores 124, 126 ao piloto da aeronave, e a segunda tela se destina a apresentar os indicadores 124, 126 ao copiloto.

[0090] O dispositivo 100 foi descrito como compreendendo ao mesmo tempo os meios 118 de cálculo do nível de viabilidade observada F0 e os meios 120 de estabelecimento do nível de viabilidade previsional Fp. Entretanto, em uma variante, o dispositivo 100 compreende os meios de cálculo 118 ou os meios de estabelecimento 120 sozinhos.

[0091] Assim, a presente invenção tem igualmente por objeto um dispositivo de avaliação das capacidades operacionais futuras de uma aeronave, destinado a informar um usuário sobre as capacidades da aeronave a realizar uma missão, a aeronave que compreende uma pluralidade de equipamentos, em que o dispositivo de avaliação compreende:

- meios de determinação de uma falha futura provável de um equipamento da aeronave,

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- meios de estabelecimento de um nível de viabilidade previsional da missão em caso de ocorrência da falha futura provável, e

- meios de apresentação de um indicador preditivo sintético, representativo do nível de viabilidade previsional em pelo menos um momento dado da missão.

Claims

Reivindicações

1. DISPOSITIVO (100) DE AVALIAÇÃO DAS CAPACIDADES

OPERACIONAIS DE UMA AERONAVE, destinado a informar um usuário sobre as capacidades da aeronave de realizar uma missão, em que a aeronave compreende uma pluralidade de equipamentos (102, 104, 106, 108), e o dispositivo de avaliação compreende meios (110) de detecção de falhas (di) dos equipamentos (102, 104, 106, 108) da aeronave, e os meios de detecção (110) são adaptados para funcionar durante a realização da missão, o dispositivo de avaliação (100) compreende adicionalmente:

- meios (112) de aquisição de informações (M) sobre a missão;

- meios (118) de cálculo, em função de pelo menos uma falha detectada (Di) e das informações (M) adquiridas sobre a missão da aeronave, de um nível de viabilidade observada (F0) da missão; e sendo o dispositivo de avaliação (100) caracterizado por compreender adicionalmente

- meios (122) de apresentação de um indicador reativo sintético (124), representativo do nível de viabilidade observada (F0) da missão em pelo menos um dado momento da missão;

sendo que os meios de aquisição (112), de cálculo (118) e de apresentação (122) são próprios para funcionar durante a realização da missão, de modo a informar o usuário sobre a evolução do nível de viabilidade observada (F0) da missão em função da detecção de novas falhas (Di), e/ou sobre modificações da missão durante sua realização;

- meios (114) de aquisição de informações (EO) sobre o ambiente operacional da aeronave, sendo que os meios de cálculo (118) são adaptados para calcular o nível de viabilidade observada (F0) da missão em função das informações (EO) adquiridas sobre o ambiente operacional da aeronave, e os referidos meios de aquisição (114) são adaptados para funcionar durante a

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2/5 realização da missão, de modo a informar o usuário da evolução do nível de viabilidade observada (Fo) da missão em função da evolução do ambiente operacional da aeronave.

2. DISPOSITIVO DE AVALIAÇÃO (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender meios (142) de determinação de uma falha futura provável (Df) de um equipamento da aeronave e meios (144, 146, 147, 148) de estabelecimento de um nível de viabilidade previsional (Fp) da missão em caso de ocorrência da falha futura provável (Df), e os meios de apresentação (122) serem adaptados para apresentar um indicador preditivo sintético (126) representativo do nível de viabilidade previsional (Fp).
3. DISPOSITIVO DE AVALIAÇÃO (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo nível de viabilidade previsional (Fp) ser função das informações adquiridas sobre a missão (M), e eventualmente sobre o ambiente operacional (EO), da aeronave.
4. DISPOSITIVO DE AVALIAÇÃO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizado pelo nível de viabilidade previsional (Fp) ser função da ou de cada falha detectada (Dí).
5. DISPOSITIVO DE AVALIAÇÃO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo nível de viabilidade observada (Fo) e/ou o nível de viabilidade previsional (Fp) da missão ser adaptado para considerar pelo menos três valores diferentes entre si, sendo que o indicador reativo (124) e/ou o indicador preditivo (126) é adaptado para representar cada um dos referidos valores.
6. DISPOSITIVO DE AVALIAÇÃO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender meios (116) de aquisição de parâmetros da aeronave (PA), e os meios de cálculo (118) e, eventualmente, os meios de estabelecimento (120) serem adaptados para calcular, e respectivamente estabelecer, o nível de viabilidade observada

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3/5 (Fo) e o nível de viabilidade previsional (Fp), a partir dos parâmetros da aeronave (PA) adquiridos.
7. DISPOSITIVO (100) DE AVALIAÇÃO DAS CAPACIDADES

OPERACIONAIS DE UMA AERONAVE, destinado a informar um usuário sobre as capacidades da aeronave de realizar uma missão, em que a aeronave compreende uma pluralidade de equipamentos (102, 104, 106, 108), e o dispositivo de avaliação compreende meios (110) de detecção de falhas (di) dos equipamentos (102, 104, 106, 108) da aeronave, e os meios de detecção (110) são adaptados para funcionar durante a realização da missão, o dispositivo de avaliação (100) compreendendo adicionalmente:

- meios (112) de aquisição de informações (M) sobre a missão;

- meios (118) de cálculo, em função de pelo menos uma falha detectada (Di) e das informações (M) adquiridas sobre a missão da aeronave, de um nível de viabilidade observada (F0) da missão; e sendo o dispositivo (100) de avaliação caracterizado pelos meios de cálculo (118) compreenderem:

- meios (122) de apresentação de um indicador reativo sintético (124), representativo do nível de viabilidade observada (F0) da missão em pelo menos um dado momento da missão;

sendo que os meios de aquisição (112), de cálculo (118) e de apresentação (122) são próprios para funcionar durante a realização da missão, de modo a informar o usuário sobre a evolução do nível de viabilidade observada (F0) da missão em função da detecção de novas falhas (Di), e/ou sobre modificações da missão durante sua realização;

- meios (130) de determinação de pelo menos uma limitação operacional (LOk) provocada pela ou por cada falha detectada (Di);

- meios (132) de controle da adequação de cada limitação operacional (LOk) com a missão e, eventualmente, com o ambiente operacional

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4/5 da aeronave, sendo que os meios de controle (132) são adaptados para determinar, para cada limitação operacional (LOk), um nível de adequação (Ak) da limitação operacional (LOk) com a missão e, eventualmente, com o ambiente operacional, da aeronave; e

- meios (134) de dedução do nível de viabilidade observada (Fo) a partir do ou de cada nível de adequação (Ak) determinado.
8. PROCESSO (200) DE AVALIAÇÃO DAS CAPACIDADES OPERACIONAIS DE UMA AERONAVE, caracterizado por compreender as seguintes etapas:

- detecção (210) de pelo menos uma falha (Di);

- aquisição (220) de informações (M) sobre a missão da aeronave,

- aquisição de informações (EO) sobre o ambiente operacional da aeronave;

- cálculo (250), em função da ou de cada falha detectada (Di) e das informações (M) adquiridas sobre a missão da aeronave e as informações (EO) adquiridas sobre o ambiente operacional da aeronave, de um nível de viabilidade observada (Fo); e

- apresentação (260) de um indicador reativo sintético (124), representativo do nível de viabilidade observada (Fo);

sendo que as etapas anteriores (210, 220, 250, 260) são repetidas várias vezes durante a realização da missão, de modo a informar o usuário sobre a evolução do nível de viabilidade observada (Fo) da missão em função da detecção de novas falhas (Di), e/ou sobre modificações da missão durante sua realização e/ou sobre a evolução do ambiente operacional da aeronave.
9. PROCESSO (300) DE AVALIAÇÃO DAS CAPACIDADES OPERACIONAIS DE UMA AERONAVE, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda as seguintes etapas:

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5/5

- determinação (350) de uma falha futura provável (Df);

- estabelecimento (360) de um nível de viabilidade previsional (Fp) da missão, em caso de ocorrência da falha futura provável (Df); e

- apresentação (370) de um indicador preditivo sintético (126), representativo do nível de viabilidade previsional (Fp).