BR102012007826A2 - Estação metereológica consistindo de uma unidade de captação de dados, uma unidade receptora dos mesmos e sistema de transmissão dos mesmos - Google Patents

Abstract

Estação metereológica consistindo de uma unidade de captação de dados, uma unidade receptora dos mesmos e sistema de transmissão dos mesmos. A referida invenção prove uma estação metereológica compreendendo uma unidade de captação de dados, uma unidade receptora de dados, e o sistema de transmissão dos mesmos. A estação metereológica tem por finalidade obter, informações climáticas, através de sua unidade de captação a qual compreende transmissores eletromagnéticos que possibilitam a transmissão dos dados recebidos para uma unidade receptora remota.

Description

“ESTAÇÃO METEREOLÓGICA CONSISTINDO DE UMA UNIDADE DE CAPTAÇÃO DE DADOS, UMA UNIDADE RECEPTORA DOS MESMOS E SISTEMA DE TRANSMISSÃO DOS MESMOS” A referida invenção prove uma estação metereológica compreendendo uma unidade de captação de dados, uma unidade receptora de dados, e o sistema de transmissão dos mesmos. A estação metereológica aqui prevista tem por finalidade obter, informações climáticas, através de sua unidade de captação a qual compreende transmissores eletromagnéticos que possibilitam a transmissão dos dados recebidos para uma unidade receptora remota. O referido sistema que envolve a captação, transmissão, e receptação de dados foi desenvolvido para fornecer de maneira remota para aeronaves em trânsito, informações essenciais para que haja um bom desempenho do piloto no processo de decolagem e aterrizagem, estando, portanto direcionado ao segmento da aeronáutica em geral.

Estado da Técnica Pertencem ao estado da técnica, e são amplamente conhecidos e utilizados no campo da aviação dois tipos de aparelhos, os quais estão disponíveis comercialmente, que proporcionam ao piloto de uma aeronave informações de ordem climáticas, relevantes para um bom desempenho de procedimentos padrões de pouso e decolagem. O primeiro deles trata-se de um sinalizador de vento revestido de uma configuração simples e com aparência que chega a ser rudimentar para os dias atuais, conhecido por biruta ou manga de vento, desempenha um importante papel na execução de manobras aéreas, de grande valia na aeronáutica.

Como é de conhecimento geral, o referido instrumento é constituído por um cone de tecido de náilon resinado possuindo duas aberturas onde a maior delas se acopla a um aro de metal assumindo um formato de coador de café. O aparelho apesar de sua simplicidade construtiva é muito utilizado em aeroportos, por ser capaz de sinalizar o sentido do vento de superfície e a sua velocidade, concedendo aos pilotos informações, as quais são visualmente obtidas, fundamentais para que possam decidir a manobra mais apropriada para aquela ocasião. A segunda opção disponível comercialmente no mercado refere-se a um sistema automático de informações atualizadas e de uso comum, denominado por ATIS “Automatic Terminal Information Service” disponível nos principais aeródromos com acessibilidade que varia de acordo com a localidade. O sistema poderá operar por período integral e constante ou em período parcial, fator este que dependerá do movimento operacional, e porte do aeroporto onde o sistema encontra-se instalado.

Uma vez que o referido sistema disponibilizado, e pertencente ao estado da técnica, requer um investimento considerável, tanto por parte do aeródromo como por parte das empresas fabricantes das aeronaves ou dos proprietários particulares das mesmas, seu acesso torna-se extremamente restritivo e seletivo.

Frente as desvantagens acima citadas, o referido sistema não atende as necessidades dos operadores das aeronaves de forma geral e irrestrita, tampouco se encontra presente em aeroportos com estrutura física menos favorecidas, destinando apenas para aeronaves de grande porte que chegam e partem de aeroportos compatíveis em porte e movimento. O referido sistema foi desenvolvido para fornecer dados relevantes aos aeronavegantes, dentre os quais inclui, disponibilidade de pista e suas condições, além de características de frenagem, eventuais atrasos, vento, visibilidade, camada de nuvens, teto, além das condições meteorológicas presentes naquele momento e localidade.

Como é de pleno conhecimento seja dos especialistas na matéria como daqueles que atuam neste segmento, o referido sistema foi desenvolvido para atuar por meio de radiodifusão repetitiva ou ainda por meio de enlace de dados. Assim o sistema automaticamente capta as informações locais, e as repassa para o piloto da aeronave sem haver a necessidade da interação do controlador de tráfego aéreo. Esta é sem dúvida uma solução vantajosa, já que vai desonerar os controladores, em terra, de orientar e monitorar as aeronaves munidas deste equipamento, já que frente à inexistência deste sistema informativo paralelo se veríam obrigados a transmitir todas àquelas citadas informações que o sistema ATIS se incumbe de fazer. É sabida a sobrecarga que os controladores de vôos suportam em cada avião que esteja sob seu controle, e o processo de desgaste gerado pela tensão e stress que poderia afetar a qualidade de um serviço que é extrema importância para a segurança e preservação das vidas daqueles que se utilizam deste meio de transporte.

Desvantagens existentes no Estado da Técnica.

Com base no acima relatado, conclui que, se encontram disponibilizados no dias atuais, um dispositivo como citado previamente, construído quase que artesanalmente que se limita informar intensidade e direção do vento a todos os usuários de uma forma geral e irrestrita, e por outro lado nos deparamos com esta segunda possibilidade que se apresenta de forma muito mais sofisticada e automatizada dispondo aos aeronavegantes o conhecimento de uma série de dados que influenciarão de forma direta e decisiva na qualidade da manobra a ser realizada, entretanto a obtenção destas informações é restritiva, não estando disponibilizadas indiscriminadamente.

Adicionalmente o equipamento denominado por biruta que é altamente conhecido e utilizado em aeroportos limita-se a fornecer visualmente aos aeronavegantes a direção e velocidade do vento de superfície, dados estes que apesar de serem de grande valia são insuficientes algumas vezes para bom desempenho de uma aterrissagem ou de uma decolagem tranquila e segura, já que outros fatores condicionais de extrema importância não estão acessíveis ao conhecimento dos operadores das aeronaves.

Apesar do referido aparelho indicador da direção do vento ser ainda de maior importância para os pilotos naqueles aeroportos não controlados por torres, o conhecimento de suas informações se dá somente pela observação visual do dispositivo pelo piloto quando ocorre a aproximação da aeronave sobre a pista.

Ao avistar o indicador conhecido por biruta ou manga de vento, é possível estimar a velocidade do vento e sua direção, ou seja, as condições atuais do vento de superfície, entretanto, pelo fato de estar o referido indicador situado em solo, onde a percepção se dá de forma exclusivamente visual as condições climatológicas podem interferir, e por vezes, atrapalhar na clara visualização do indicador, sem ainda considerar que o mesmo se abstém do fornecimento de outras informações imprescindíveis como pressão barométrica local e temperatura.

Por outro lado, apesar da disponibilidade e funcionalidade do “Serviço Automático de Informação Terminal (ATIS)” a comunicação se dá pelo sistema de transmissão de ondas de radiofreqüência, mais especificamente por radiodifusão contínua de gravações e limita-se a referir-se a um ou mais aeroportos que existem dentro das áreas onde há o terminal de controle. O referido sistema almeja reduzir o congestionamento das freqüências de comunicação, aumentando, por outro lado, a eficiência do controle. O sistema se processa por meio da transmissão automática de repetidas informações de rotina sobre tráfego aéreo as quais previamente gravadas, e de tempo em tempo atualizadas, na medida em que mudanças representativas ocorram.

Estas informações são destinadas tanto para as aeronaves que chegam como aqueles que partem de um terminal de forma simultânea desde que haja uma compatibilidade entre o equipamento existente na aeronave e aquele constante no referido sistema, já que o mesmo somente é captado através de uma freqüência exclusiva que inicia-se na primeira hora do dia, designada como informação “A” passando para “B” e assim sucessivamente de acordo com as atualizações que vão ocorrendo no sistema com base no local de observação. O referido serviço conhecido por ATIS fornece ao piloto informações tais como: nome do local e hora da observação; direção e velocidade do vento e suas variações; visibilidade e alcance visual na pista (RVR); condições meteorológicas presentes; quantidade e altura da base das nuvens (teto); pressão barométrica; temperatura; outras informações significativas; procedimentos aplicáveis; pista em uso.

Uma das principais desvantagens deste serviço refere-se à indisponibilidade do mesmo na maioria dos aeroportos de médio e pequeno porte. Isso se dá por tratar-se de um sistema cuja implementação requer um custo elevado, fato que vem por inviabilizar a instalação do mesmo em aeroportos de baixa movimentação. De idêntica, sorte nem todas as aeronaves possui equipamento apropriado de rádio compatível com a freqüência exclusiva utilizada pelo serviço ATIS.

Conclui-se mediante o exposto que o serviço foi desenvolvido para atender uma parcela especifica existente neste segmento de mercado composta por aeronaves de médio e grande porte, e aeroportos compatíveis com as mesmas.

Considerando que o serviço de informação é oneroso, e que os aeroportos menores ou aeródromos não dispõem da verba necessária para investir na sua instalação, tampouco na manutenção de equipamentos requeridos para o funcionamento do referido sistema. Como dito anteriormente, o problema também se volta para os proprietários de aeronaves mais simples, que geralmente estão desprovidas dos equipamentos que permitem o alcance da freqüência necessária para obtenção das informações disponíveis pelo serviço oferecido pelo terminal.

Constata-se que requerimentos técnicos, bem como aqueles de ordem financeira se apresentam de forma a limitar o direito dos pilotos na obtenção de informações essenciais para a boa execução de uma manobra aérea.

Além dos problemas de alto custo que envolve a implantação deste serviço, outras desvantagens de ordem técnica foram detectadas neste serviço.

Uma vez que o referido sistema se utiliza da tecnologia da radiodifusão em freqüência VHF para transmissão contínua e reiterada de informações remotas previamente gravadas que se atualizam mediante a ocorrência de alguma mudança significativa, as informações são recebidas exclusivamente por áudio. Um sistema que se estrutura exclusivamente no áudio é passível de sofrer interferências, e por conseqüência gerar a ausência de clareza necessária para um bom entendimento e compreensão da informação que está sendo transmitida.

Para solucionar o referido problema, o sistema que é desenvolvido por informações gravadas concede aos pilotos a possibilidade de ouvir as mensagens quantas vezes necessitarem, mas com a desvantagem de terem que aguardar a repetição da mesma desde seu início. Isso acarreta em uma demora e perda de tempo, por vezes nem disponibilizadas naquela ocasião.

Sumário da Invenção A presente invenção tem por objetivo oferecer aos operadores da aviação uma nova opção para obtenção de informações necessárias e relevantes para a condução um procedimento padrão mais adequado de pouso ou decolagem, de forma mais acessível, já que o investimento físico para sua fabricação, implementação e manutenção é bem inferior ao sistema anteriormente relatado pertencente ao estado da técnica.

Assim o objetivo da presente invenção é propiciar uma nova ferramenta que se situará em uma faixa intermediária daquelas opções presentes no estado da técnica. A invenção se refere a uma estação metereológica composta por uma unidade disposta a detectar informações de ordem climáticas dentre as quais incluem: pressão atmosférica, temperatura de solo, direção do vento, sua velocidade; uma unidade receptora dos dados captados e sistema de transmissão das informações para que cheguem ao seu destino final. O referido sistema prove um processo em cadeia de captação, transmissão e recepção de dados essenciais para procedimentos de decolagem e aterrissagem em aeroportos não controlados. É assim mais um objetivo da presente invenção proporcionar àqueles que praticam a navegação aérea informações adicionais que a biruta não está apta a fornecer, bem como, as mais importantes disponíveis pelo serviço ATIS, porém inacessíveis pelo alto custo agregado ao mesmo. A presente invenção tem ainda por objetivo prover uma estação metereológica compreendendo elementos de captação informações climáticas e recepção das mesmas remotamente através de um sistema de transmissão de dados. A referida estação metereológica, poderá ser instalada em qualquer aeródromo, independentemente de seu tamanho, e poderá ser utilizada por todas as aeronaves que detenham o aparelho receptor das informações captadas. A referida estação metereológica ora proposta poderá ser instalada, mesmo frente à preexistência de outros serviços de informações lá instalados, por não representar nenhum tipo de ameaça de interferência aos mesmos. O prévio conhecimento das informações propiciará a tomada de ações apropriadas para que os procedimentos de pouso ou decolagem sejam conduzidos de forma adequada e segura.

Embora a tecnologia da radiodifusão e transmissão de dados remotos seja largamente conhecida e estudada, não existe até o presente momento a disponibilidade no mercado um sistema específico para aeronaves que indique de forma clara, precisa e concisa informações sobre as condições climáticas de solo de um local ou ainda de uma região, e que ainda tenha um custo de produção razoável e plausível. O pedido de patente de invenção possibilita ainda que tais informações sejam disponibilizadas em tela uma vez que o reconhecimento visual das informações se dá de forma imediata concedendo ao piloto o perfeito entendimento dos aspectos climáticos daquela localidade no momento da manobra, e os quais são fundamentais para a realização de ajustes altimétricos, de rotas de aproximação de pistas, em suma, para aquelas operações que se viabilizam somente após o conhecimento antecipado de dados como a especificidade vento em solo, temperatura, etc..

Além disso, vem eliminar a possibilidade de qualquer falha de compreensão que freqüentemente poderá ocorrer por tratar-se somente áudio, já que as informações recebidas se dão por meio de gravação de voz, que poderá não estar clara ou que pode ser prejudicada por qualquer barulho externo alheio ao sistema. O sistema que propicia a execução da transmissão dos dados obtidos estação metereológica sugerido nesta invenção está revestido de capacidade de detectar, transmitir e receptar dados remotamente. A estação metereológica objeto desta invenção está compreendida por uma unidade terrestre, que se destina a captar dados, e que doravante será representada por uma torre coletora de dados. A torre coletora de dados é composta por uma pluralidade de sensores, os quais são responsáveis pela detecção das informações desejadas, e deverá ser instalada em solo firme, mais especificamente em pontos estratégicos respeitando as particularidades do solo de cada aeroporto. Acatando estas condições a torre está apta a proceder por meio de seus sensores com uma leitura correta dos dados atmosféricos que se já em tempo real. Mais especificamente, a torre coletora de dados que representará a unidade terrestre do referido estará munida de: sensor de velocidade de vento, sensor de direção de vento, sensor de temperatura, e sensor de pressão atmosférica.

Ainda a referida torre coletora de dados é compreendida por uma antena capaz de receber e transmitir os dados coletados.

Na outra ponta desta comunicação estará à unidade receptora de dados, que deverá ser instalada no interior da aeronave, e que doravante será representada por um rádio receptor, o qual receberá as informações captadas pela unidade terrestre, sendo composto por: um processador de dados, uma antena e uma tela de exibição de imagem gráfica e numérica, Por o rádio receptor ter como única função informar o piloto sobre as condições em que o espaço aéreo de seu interesse se encontra, deverá ser instalado no interior da cabine de comando em local estratégico de fácil visibilidade, A estação metereológica, por meio da torre coletora de dados colherá as seguintes informações, as quais serão transmitidas para o rádio receptor que conforme dito anteriormente estará instalado dentro da aeronave, o acesso aos itens informativos, a seguir citados, são de extrema importância para os procedimentos de decolagem e aterrissagem sejam conduzidos de maneira completamente previsível: - Ajuste Barométrico (com este dado o piloto pode garantir a aferição de sua leitura de altitude com a altitude da pista); - Temperatura de solo (este dado é fundamental para que o piloto saiba suas condições de sustentação próximo ao solo, principalmente em aeronaves rápidas onde o comprimento da pista é relevante); - Direção do vento (permite que o piloto saiba antecipadamente qual direção que o vento esta no solo); - Velocidade do vento (permite que o piloto saiba se tem condições de pousar em tal local). O sistema de transmissão dos dados obtidos pela unidade terrestre de captação por meio da torre coletora de dados consiste na captação das informações obtidas através dos sensores, as quais são submetidas à unidade de processamento e direcionadas ao rádio transmissor eletromagnético, que por meio de uma antena é transmite para a antena de recepção de dados presente na unidade receptora de dados, representada pelo rádio receptor, onde por meio de processadores de dados as informações são decodificadas, e dispostas em sua tela de exibição, permitindo que o operador visualize e se utilize de tais informações para conclusão do procedimento com devida segurança. O rádio receptor de informações instalado na aeronave dispõe de um processador de dados, que por meio de um sistema de interface exibe em tela as informações captadas. O referido rádio receptor não necessita de ajustes de calibração para seu funcionamento, bastando que o mesmo seja energizado e ligado. A tela de exibição é configurada para que as informações sejam disponibilizadas de forma visualmente organizada permitindo o imediato compreendimento e reconhecimento imediato dos dados obtidos pelo operador.

Os dados recebidos são decodificados, processados e disponibilizados na tela do rádio receptor que está instalado na aeronave, e mediante o requerimento do piloto, estarão prontamente aptas para serem consultadas. A referida patente de invenção será inteiramente entendida de acordo com as descrições doe desenhos que a acompanham tendo, no entanto, caráter exemplificativo, e não ümitativo, nos quais: A figura 1 é uma vista em perspectiva da unidade terrestre de captação de dados, denominada por torre coletora de dados. A figura 2 é uma vista da lateral esquerda em perspectiva da unidade receptora com corte transversal mostrando o processador contido na mesma, de acordo com a presente invenção; A figura 3 é uma vista da lateral direita em perspectiva da unidade receptora com corte transversal evidenciando o radio receptor instalado no interior do aparelho de acordo com a presente invenção, A figura 4 é um diagrama ilustrando todo o sistema que envolve o processo de captação transmissão e receptação de dados informativos de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção Os propósitos da invenção serão completamente entendidos com relação às ilustrações acima descritas, e que acompanham o presente pedido, incluindo as características da estação metereológica, incluindo os elementos de composição da mesma, bem como, o sistema utilizado para o funcionamento da referida estação metereológica.

Entretanto ressalta-se aqui que deverá ser entendido como prevista pela invenção quaisquer alterações que sejam provenientes e derivados desta matéria, devendo a mesma ser examinada de forma abrangente, e não restritiva. A figura 1 descreve uma unidade terrestre de captação de dados configurada por uma torre coletora (1), onde a referida torre coletora (1) compreende uma pluralidade de sensores de captação de informações (2, 2A, 2B, e 2C) os quais se destinam a medir a velocidade do vento, a direção do vento, a temperatura, a pressão atmosférica, se posicionando em localidades distintas. Enquanto os sensores de velocidade do vento (2) e o de indicação do vento (2A) encontram-se localizados no corpo de alojamento superior (6), os sensores de temperatura (2B) e o sensor de pressão atmosférica (2C) estão situados no corpo de alojamento mediano (3). A torre coletora de dados (1) ainda prevê um processador de dados (7), e um rádio transmissor (4), ambas situadas no corpo de alojamento mediano (3) e uma antena (5) responsável pela captação e transmissão dos sinais coletados pela torre coletora de dados (1) para a unidade receptora de dados (8). A figura 2 refere-se à unidade receptora de dados (8) qual se encontra instalada no interior de uma aeronave, com vista em corte lateral, evidenciando em sua extremidade direita onde lá encontra instalado um processador de dados (9), responsável pela decodificação das informações recebidas, e uma tela de exibição (11) em modo operante. A figura 3 refere-se à unidade receptora de dados (8) em corte lateral permitindo que seja demonstrado o lado contrário daquela mostrado na figura 2, onde se evidencia o rádio receptor (10), e a tela de exibição de dados (11) em modo operante. A figura 4 relata o sistema de funcionamento da estação metereológica que se inicia pela captação de informações obtidas pela torre coletora de dados (1) por meio dos sensores de velocidade de velocidade, vento, de direção do vento, de temperatura e de pressão atmosférica (2, 2A, 2B e 2C), estes dados são decodificados pelo processados de dados (7) que após concluir o referido processamento das informações enviam para o rádio transmissor (4) que por sua vez direciona para a antena transmissora que transmite por meio da antena (5) para a unidade receptora de dados (8). As informações são então captadas remotamente pela antena, não demonstrada, constante na unidade receptora de dados (8). Os dados são por sua vez capturados pela antena da aeronave e recebidos pela unidade receptora de dados (8) alcança o rádio receptor (10) que envia passando pelo processo de decodificação que se dá por meio do processador de dados (9) e os quais são disponibilizados na a tela de exibição de dados (11) mediando o processo de interface homem- máquina. O referido sistema somente funcionará onde há transmissão de dados compatíveis com o aparelho, eliminando ainda qualquer possibilidade de interferência alheia capaz de oferecer risco ao piloto e aeronave. A referida estação metereológica objeto deste pedido de invenção oferece tais benefícios tanto aos usuários do equipamento como ao fabricante do complexo que compõe o sistema, já que os equipamentos que compõe o objeto desta invenção poderão ser produzidos em grande escala industrial a baixo custo. Não haverá incompatibilidade ou requerimento adicional para instalação deste equipamento SM solo ou nas aeronaves. O objeto deste pedido de patente de invenção estará limitado às reivindicações ora mencionadas devendo, no entanto, ser levado em consideração, que aperfeiçoamentos, alterações ou benefícios que não fujam do escopo deste pedido deverão estar igualmente contemplados pela invenção.

Claims (5)

1. - “ESTAÇÃO METEREOLÓGICA CONSISTINDO DE UMA UNIDADE DE CAPTAÇÃO DE DADOS, UMA UNIDADE RECEPTORA DOS MESMOS E SISTEMA DE TRANSMISSÃO DOS MESMOS” caracterizada por compreender: uma torre coletora de dado (1), uma unidade receptora de dados (8), e um sistema desenvolvido para captação, transmissão e recepção de dados.

2. - “ESTAÇÃO METEREOLÓGICA CONSISTINDO DE UMA UNIDADE DE CAPTAÇÃO DE DADOS, UMA UNIDADE RECEPTORA DOS MESMOS” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida torre coletora de dados (1) compreender sensores de captação de informações climáticas (2, 2A, 2B e 2C).

3. - “ESTAÇÃO METEREOLÓGICA CONSISTINDO DE UMA UNIDADE DE CAPTAÇÃO DE DADOS, UMA UNIDADE RECEPTORA DOS MESMOS” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida torre coletora de dados (1) ser provida de um processador de dados (7), um rádio transmissor (4), e uma antena (5).

4. - “ESTAÇÃO METEREOLÓGICA CONSISTINDO DE UMA UNIDADE DE CAPTAÇÃO DE DADOS, UMA UNIDADE RECEPTORA DOS MESMOS” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida unidade receptora de dados (8) é compreendida por uma antena, um rádio receptor (10), um processador de dados (9) e uma tela de exibição de dados (11).

5. - “SISTEMA DE TRANSMISSÃO DE DADOS” de acordo com a reivindicação 1, o sistema de transmissão de dados compreende a captação, processamento e transmissão de dados caracterizado por permitir a transmissão de informações remotamente.