BR102019009739B1 - Método para aumentar um sistema de dados de ar existente de uma aeronave, e, sistema de dados de ar - Google Patents

Método para aumentar um sistema de dados de ar existente de uma aeronave, e, sistema de dados de ar Download PDF

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Abstract

MÉTODO PARA AUMENTAR UM SISTEMA DE DADOS DE AR EXISTENTE DE UMA AERONAVE, E, SISTEMA DE DADOS DE AR. Trata-se de um sistema e um método para aumentar um sistema de dados de ar existente que inclui uma sonda de múltiplas funções (MFP) que tem uma porção que se estende para um fluxo de ar incidente em torno de um exterior de uma aeronave. Uma pluralidade de portas de detecção de pressão na porção inclui pelo menos a primeira e a segunda portas de pressão estática. Um primeiro canal eletrônico da MFP inclui sensores de pressão que se comunicam com a primeira e a segunda portas de pressão estática e é configurado para determinar o primeiro e o segundo valores de altitude com base em pressões estáticas detectadas na primeira e na segunda portas de pressão estática, respectivamente, que são independentes do sistema de dados de ar existente.

Description

FUNDAMENTOS
[001] A presente divulgação refere-se, em geral, a sistemas de dados de ar e, mais particularmente, a sistemas de dados de ar em aeronave que deseja operar com funcionalidade de altitude compatível de Separação Vertical Reduzida Mínima (RVSM).
[002] As aeronaves modernas incorporam sistemas de dados de ar que calculam emissões de dados de ar com base em parâmetros medidos coletados a partir de vários sensores posicionados em torno da aeronave. Por exemplo, muitos sistemas de dados de ar utilizam sondas de dados de ar que medem a pressão pneumática de fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave para gerar emissões de dados de ar de aeronave, como ângulo de ataque (isto é, um ângulo entre o fluxo de ar incidente ou vento relativo e uma linha de referência da aeronave, como uma corda de uma asa da aeronave), velocidade aérea calibrada, número de Mach, altitude, ou outros parâmetros de dados de ar. Durante o deslizamento da aeronave (isto é, um ângulo não zero entre a direção de percurso da aeronave e a linha central de aeronave que se estende através do nariz da aeronave), compensação de vários parâmetros locais (para a sonda) ou sinais, como ângulo de ataque e pressão estática, é vantajoso para determinação precisa de parâmetros de dados de ar de aeronave, como ângulo de aeronave de ataque ou altitude de pressão de aeronave (determinado a partir de medições de pressão estática).
[003] A precisão aumentada alcançada através de compensação de deslizamento é particularmente relevante quando a aeronave opera em áreas de espaço de RVSM de sistemas de controle de tráfego de ar. O cumprimento de RVSM necessita que uma aeronave seja equipada com dois sistemas de medição de altitude independentes e equipamento de mantimento de altitude associado que coopera para manter a aeronave em certas bandas de tolerância de altitude em relação a uma altitude selecionada e condições climáticas. Para esse fim, muitos sistemas de dados de ar utilizam sondas de dados de ar pneumáticas posicionadas em lados opostos da aeronave e acopladas de modo cruzado para trocar informações de pressão. A pressão estática detectada por uma sonda lateral oposta é usada para compensar emissões de parâmetro de dados de ar para uma condição de deslizamento. Em certos sistemas de dados de ar, as sondas acopladas de modo cruzado são pneumaticamente conectadas de modo que os sinais de pressão tenham média calculada entre sondas. Outros sistemas de dados de ar utilizam sondas de dados de ar que não são pneumaticamente conectadas, mas incluem processadores e outros componentes eletrônicos para intercambiar sinais elétricos representativos das informações de pressão (e outras informações) entre sondas. Tais sondas, que têm eletrônicos integrados, são frequentemente denominadas sondas de múltiplas funções eletrônicas (MFPs). MFPs reduzem a necessidade por acoplamentos pneumáticos entre as sondas, assim reduzindo espaço, custo e manutenção associados aos acoplamentos pneumáticos.
[004] Entretanto, os sistemas de dados de ar existentes instalados em aeronave obsoletas não são frequentemente certificados para operar em espaço aéreo de RVSM e podem não incluir arquiteturas de sistema de dados de ar que podem compensar pelo deslizamento ou outras condições de aeronave. Devido ao fato de que os parâmetros de dados de ar fornecidos aos sistemas de consumo da aeronave ultrapassada são não compensados e as sondas de detecção de pressão associadas à medição de altitude são suscetíveis ao erro como resultado da orientação da aeronave no fluxo de ar, adicionar cumprimento de RVSM a esses sistemas de dados de ar existentes necessita comumente de reprojeto significante, certificação de RVSM e programação e custo associados. Visto que os operadores de aeronaves obsoletas buscam soluções robustas e econômicas para certificar aeronaves obsoletas para espaço aéreo de RVSM, uma necessidade existe para fornecer um sistema de dados de ar autônomo que suplementa ou substitui as funções de altitude do sistema de dados de ar existente.
SUMÁRIO
[005] Em um exemplo, um método para aumentar um sistema de dados de ar existente de uma aeronave inclui detectar uma primeira pressão estática com o uso de um primeiro canal eletrônico de uma sonda de múltiplas funções (MFP) em que a MFP é posicionada para medir a pressão estática de fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave. O primeiro canal eletrônico determina independentemente um valor de altitude com base na primeira pressão estática detectada na MFP e emite o valor de altitude para o sistema de dados de ar existente que suplementa ou substitui um valor de altitude determinado pelo sistema de dados de ar existente.
[006] Em outro exemplo, um método para aumentar um sistema de dados de ar existente de uma aeronave inclui fixar uma sonda de múltiplas funções (MFP) a um exterior da aeronave que é independente do sistema de dados de ar existente. A MFP tem uma pluralidade de portas de detecção de pressão posicionada para detectar a pressão de fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave que inclui pelo menos a primeira e a segunda portas de detecção de pressão estática associadas de modo operacional a um primeiro canal eletrônico da MFP. O método inclui adicionalmente acoplar eletricamente o primeiro canal eletrônico ao sistema de dados de ar existente para exibir valores de altitude com base na pressão estática detectada na primeira e na segunda portas de pressão estática.
[007] Em outro exemplo, um sistema inclui um sistema de dados de ar existente e uma sonda de múltiplas funções (MFP). O sistema de dados de ar existente inclui um computador de dados de ar (ADC) eletricamente ou pneumaticamente acoplado a uma sonda de detecção de pressão em que o sistema de dados de ar existente pode determinar um primeiro valor de altitude com base na pressão detectada pela sonda de detecção de pressão. A MFP inclui uma pluralidade de portas de detecção de pressão dispostas numa porção da MFP que se estende para o fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave. Um primeiro canal eletrônico da MFP pode determinar o primeiro e o segundo valores de altitude independentemente do sistema de dados de ar existente, em que cada valor de altitude tem base numa pressão estática detectada em uma dentre uma primeira porta de pressão estática e uma segunda porta de pressão estática da pluralidade de portas de detecção de pressão.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[008] A Figura 1 é uma vista plana superior e representação esquemática de aeronave obsoleta 10 numa condição de deslizamento que inclui sistema de dados de ar existente e uma sonda de múltiplas funções (MFP).
[009] A Figura 2 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra um primeiro canal eletrônico de uma MFP incorporada ao sistema de dados de ar existente para determinar independentemente os valores de altitude.
[0010] A Figura 3 é uma vista de corte transversal esquemática de uma MFP com um conjunto de portas de pressão estática usado para determinar independentemente os valores de altitude que suplementam ou substituem o valor de altitude calculado pelo sistema de dados de ar existente.
[0011] A Figura 4 é uma vista em corte transversal esquemática de uma MFP com múltiplos conjuntos de portas de pressão estática usados para determinar independentemente os valores de altitude que suplementam ou substituem o valor de altitude calculado pelo sistema de dados de ar existente
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0012] Conforme descrito no presente documento, uma arquitetura de sistema de dados de ar inclui uma sonda de múltiplas funções (MFP) adicionada a um sistema de dados de ar existente para fornecer funções de altitude que cumprem RVSM. A MFP inclui uma ou mais portas de pressão estática para fornecer pelo menos um valor de altitude independente com base em pressão estática detectada a partir de uma ou mais portas de pressão estática. Em alguns casos, a MFP inclui pelo menos duas portas de pressão estática e fornece pelo menos dois valores de altitude que são independentes um do outro e o sistema de dados de ar existente, em que cada valor tem base na pressão estática detectada a partir de uma das portas de pressão estática. As localizações vantajosas da MFP na aeronave combinada com a orientação instalada das portas de pressão estática permitem que o valor de altitude seja compensado para deslizamento, ângulo de ataque, ou tanto deslizamento quanto ângulo de ataque, assim melhorando a precisão do valor de altitude determinado. Além disso, essas melhoras podem ser alcançadas com uma MFP única para reduzir a complexidade, custo e programação associados à certificação de aeronave obsoleta para espaço aéreo de RVSM. Em cada modalidade, o sistema de dados de ar que cumpre RVSM é autônomo e independente do sistema de dados de ar existente da aeronave obsoleta.
[0013] A Figura 1 é uma vista plana superior e representação esquemática de aeronave obsoleta 10 numa condição de deslizamento que inclui computador de dados de ar existente (ADC) 12.ADC 12 pode ser associado de modo operacional a uma ou mais sondas de pressão de pitot 14 e sondas de pressão estática montadas por nivelação 16 para formar um sistema de dados de ar existente que não é certificado em RVSM. A aeronave 10 é ilustrada numa condição de deslizamento em que o percurso de trajeto de aeronave 10 é indicado em 18, e o ângulo β entre o percurso de trajeto 18 e plano central 20 é o ângulo de deslizamento de aeronave 10. O plano central 20 se estende do nariz 22 para a cauda 24 e é ortogonal a um plano que se estende através das asas de aeronave 10. Conforme ilustrado, a aeronave 10 inclui o primeiro lado 26 (ou lado esquerdo) e o segundo lado 28 (ou lado direito) que é oposto ao primeiro lado 26 e separado pelo plano central 20.
[0014] A aeronave obsoleta 10 inclui a sonda de múltiplas funções (MFP) 30 fixada a um exterior de aeronave 10 e que se estende ao fluxo de ar incidente que está em torno do exterior de aeronave. MFP 30 é mostrada fixada ao primeiro lado 26. Entretanto, MFP 30 pode estar localizado em qualquer parte do longo do exterior de aeronave 10 em que as condições de fluxo de ar locais durante o voo facilitam a correlação entre condições de fluxo de ar de corrente livre adjacente à aeronave 10 e pressão de fluxo de ar detectada por MFP 30. Em algumas modalidades, MFP 30 está localizada ao longo de uma superfície de topo de aeronave 10 entre o primeiro lado 26 e o segundo lado 28 próximos ao plano central 20. Em outras modalidades, MFP 30 é montado a uma superfície de aeronave 10 entre o primeiro lado 26 e o segundo lado 28 próximos ao plano central 20. Em ainda outras modalidades, MFP 30 se fixa à aeronave 10 num azimute ao longo da superfície exterior de aeronave entre uma dentre a superfície de topo e a superfície de fundo e a primeira superfície lateral 26 ou segunda superfície lateral 28.
[0015] Apesar de sua localização de montagem exterior, as portas de detecção de pressão de MFP 30 incluem uma direção vertical instalada e uma direção lateral instalada. A direção vertical instalada se estende ortogonal a um plano que se estende através das asas de aeronave 10 e paralelo ao plano central 20. A direção lateral instalada se estende paralela às asas e ortogonal ao plano central 20. Conforme será descrito em detalhes adicionais abaixo, as portas de pressão estática são posicionadas ao longo do exterior de MFP 30 em relação às direções vertical instalada e lateral instalada para detectar a pressão estática de fluxo de ar em torno da aeronave 10 e são usadas para fornecer um conjunto de parâmetros de dados de ar que é independente de parâmetros de dados de ar fornecidos pelo sistema de dados de ar existente. Em particular, MFP 30 fornece um ou mais valores de altitude com base em pressão estática medida numa porta de pressão estática de MFP 30 e, em alguns casos, fornece dois valores de altitude, em que cada valor tem base em pressão estática detectada numa porta de pressão estática diferente de MFP
[0016] A Figura 2 é um diagrama de blocos esquemático que mostra MFP 30 (ou MFP 58 discutida abaixo) incorporada ao sistema de dados de ar existente de aeronave 10 representado pela caixa tracejada 31, que inclui ADC 12, sonda de detecção de pressão 14, e exibições de piso de voo 32. Embora apenas uma sonda seja ilustrada, a sonda de detecção de pressão 14 pode ser uma de muitas sondas de dados de ar e/ou sensores associados ao sistema de dados de ar existente 31. Nesse caso, a sonda 14 mede a pressão de fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave 10 e é eletricamente ou pneumaticamente acoplada a ADC 12 para produzir parâmetros de dados de ar exibidos em um ou mais visores de piso de voo 32. MFP 30 inclui o primeiro canal eletrônico 34 que determina pelo menos um valor de altitude independentemente do sistema de dados de ar existente 31.
[0017] A Figura 3 é uma vista em corte transversal esquemática de MFP 30 conforme implementado na arquitetura de dados de ar representada pela Figura 2. MFP 30 é uma sonda de detecção de dados de ar incluindo uma porção que se estende para o fluxo de ar incidente (por exemplo, porção de tambor 36), placa de montagem 38, alojamento eletrônico 40 e o primeiro conector de interface eletrônica 42. A porção de tambor 36 é configurada para se estender para o fluxo de ar incidente 44 (isto é, que flui da direita para a esquerda, conforme representado na Figura 3) em torno do exterior de aeronave 10. A ponta ou nariz de porção de tambor 36 pode ter um perfil hemiesférico, como o perfil mostrado nas Figuras3 e 4. Em outras modalidades, a ponta de porção de tambor 36 pode ter um perfil cônico. O alojamento eletrônico 40 envolve o primeiro canal eletrônico 34, que inclui os sensores de pressão 46, 48, e 50, um ou mais processadores 52, memória legível de computador 54, e um ou mais dispositivos de comunicação 56. Os sensores de pressão 46, 48, e 50 pode ser sensores de pressão absoluta ou sensores de pressão diferencial. Alternativamente, um ou mais ou sensores de pressão 46, 48, e 50 podem ser sensores de pressão absoluta enquanto um ou mais outros sensores de pressão 46, 48, e 50 podem ser sensores de pressão diferencial.
[0018] Uma pluralidade de portas de detecção de pressão é disposta na porção de tambor 36 e inclui pelo menos uma porta de detecção de pressão total PT na ponta do tambor 36 e pelo menos uma porta de detecção de pressão estática PS1 disposta à popa da ponta de tambor na direção de fluxo de ar 44. Em algumas modalidades, o tambor 36 inclui múltiplas (por exemplo, pelo menos dois) portas de detecção de pressão estática PS1. As portas de detecção de pressão estática PS1 podem ter qualquer orientação angular em torno de um eixo geométrico longitudinal de tambor 36 e qualquer espaçamento axial a partir da ponta de tambor adequada para medir a pressão estática do fluxo de ar incidente. Em algumas modalidades, as portas de detecção de pressão estática PS1 podem ser apenas espaçadas circunferencialmente ou apenas axialmente espaçadas. Em outras modalidades, as portas de detecção de pressão estática PS1 podem ter uma combinação de espaçamento axial e circunferencial em torno do tambor 36. A disposição particular de portas de pressão estática PS1 é adaptada a uma combinação de aeronave e sonda particular. Conforme mostrado na Figura 3 e na Figura 4 discutidas abaixo, uma porta de detecção de pressão PS1 é disposta ao longo de um plano meridional de tambor 36. Embora não ilustrado, uma segunda porta de detecção de pressão estática PS1 é disposta na porção de tambor 36 oposta à porta de detecção de pressão estática PS1.Além disso, por razões discutidas abaixo, as portas de detecção de pressão PS1 são dispostas em lados opostos de tambor 36, mas em outras modalidades, as portas PS1 podem estar no mesmo lado de tambor 36 ou serem espaçadas circunferencialmente e/ou axialmente.
[0019] A placa de montagem 38 é configurada para montar MFP 30 na aeronave 10 de modo que a porção de tambor 36 seja disposta externamente à aeronave 10 e se estenda para o fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave 10. O alojamento eletrônico 40 se estende axialmente a partir da placa de montagem 38 no interior de aeronave 10. O primeiro conector de interface eletrônica 42 se estende axialmente a partir do alojamento eletrônico 40 e é configurado para corresponder a um barramento de dados de comunicações eletrônicas ou outra conexão elétrica. A porta de detecção de pressão total PT e as portas de detecção de pressão estática PS1 são, cada uma, pneumaticamente conectadas por meio de um manípulo ou outra conexão pneumática (não ilustrada) a um dentre sensores de pressão absoluta 46, 48, e 50. Embora os sensores de pressão 46, 48, e 50 sejam descritos no presente documento como sensores de pressão absoluta, em alguns exemplos, quaisquer um ou mais dentre sensores de pressão absoluta 46, 48, e 50 podem ser implementados como um sensor de pressão diferencial.
[0020] O processador 52 pode incluir quaisquer um ou mais dentre um microprocessador, um controlador, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um arranjo de porta programável em campo (FPGA) ou outro conjunto de circuitos lógico integrado ou discreto equivalente. A memória legível por computador 54 pode ser configurada para armazenar informações no primeiro canal eletrônico 34 durante a operação. A memória legível por computador, em alguns exemplos, é escrita como um meio de armazenamento legível por computador. Em certos exemplos, um meio de armazenamento legível por computador pode incluir um meio não transitório. O termo “não transitório” pode indicar que o meio de armazenamento não é incorporado numa onda de portadora ou um sinal propagado. Em alguns exemplos, um meio de armazenamento não transitório pode armazenar dados que podem, ao longo do tempo, mudar (por exemplo, em RAM ou cache). A memória legível por computador pode incluir memórias voláteis, memórias não voláteis ou ambos. Os exemplos de memórias voláteis podem incluir memórias de acesso aleatório (RAM), memórias de acesso aleatório dinâmico (DRAM), memórias de acesso aleatório estático (SRAM) e outras formas de memórias voláteis. Os exemplos de memórias não voláteis podem incluir memórias flash, formas de memórias eletricamente programáveis (EPROM) ou memórias eletricamente programáveis ou apagáveis (EEPROM), discos rígidos magnéticos, discos ópticos, disquetes ou outras formas de memórias não voláteis.
[0021] O primeiro canal eletrônico 34 utiliza o dispositivo de comunicação 56 para se comunicar com dispositivos externos por meio do primeiro conector de interface eletrônica 42. Por exemplo, o dispositivo de comunicação 56 pode ser um cartão de interface de rede (ou outro dispositivo de interface) configurado para enviar e receber dados por uma rede de comunicações e/ou barramento de dados de acordo com um ou mais protocolos de comunicações, como o protocolo de comunicação ARINC 429, protocolo de comunicação de barramento CAN, protocolo de comunicação MIL-STD-1553 ou outro protocolo de comunicação.
[0022] Em operação, o primeiro canal eletrônico 34 utiliza sensores de pressão 46 e 48 (que medem a pressão correspondente à pressão estática local ) e sensor de pressão 50 (que medem a pressão correspondente à pressão de impacto) para detectar a pressão do fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave 10 e gerar os parâmetros de dados de ar local incluindo, por exemplo, a pressão estática local, velocidade aérea calculada local, número de Mach local e altitude de pressão local, conforme conhecido na técnica.
[0023] Em modalidades em que a localização de MFP 30 está em ou próxima da superfície de topo ou fundo de aeronave 10, as portas de pressão estática PS1 podem ser posicionadas no tambor 36 para ter uma orientação horizontal instalada (isto é, as aberturas de cada porta correspondem a um dentre o primeiro lado 26 e o segundo lado 28 de aeronave 10 conforme representado na Figura 1). Em outras palavras, a porta de pressão estática PS1 (por exemplo, porta de pressão estática de lado esquerdo) e a porta de pressão estática de lado oposto PS1 (por exemplo, porta de pressão estática de lado direito) experimentam condições de fluxo diferentes durante o deslizamento. Por exemplo, na condição de deslizamento que tem ângulo de deslizamento β ilustrado na Figura 1, a porta de pressão estática de lado direito PS1 experimenta o fluxo de ar que tem condições de pressão mais altas do que aquelas experimentadas por porta de pressão estática de lado esquerdo PS1 devido à aceleração do fluxo de ar em torno do tambor 36 de MFP 30 antes de alcançar a porta de pressão estática de lado esquerdo PS1. A diferença entre as duas pressões absolutas medidas pode ser determinada, por exemplo, por meio do processador 52. Alternativamente, um sensor de pressão diferencial (não mostrado) pode ser usado para medir a pressão diferencial entre as portas de pressão estática direita e esquerda PS1 diretamente. Consequentemente, o ângulo de deslizamento β pode ser determinado com base na pressão diferencial entre portas de pressão estática direita e esquerda PS1 com o uso de uma sonda de múltiplas funções única, por exemplo, MFP 30. Uma vez determinado, o primeiro canal eletrônico 34 de MFP 30 pode relatar o ângulo de deslizamento β como um dos parâmetros de dados de ar para o sistema de dados de ar existente 31 (consultar a Figura 2) por meio do primeiro conector de interface eletrônica 42. Além disso, os parâmetros de dados de ar restantes (por exemplo, altitude de pressão) podem ser compensados com base no ângulo de deslizamento β, resultando em precisão aumentada dos parâmetros relatados.
[0024] Em outras modalidades, a MFP 30 pode ser instalada na aeronave 10 de modo que as portas de pressão estática PS1 tenham uma orientação vertical instalada. Com essa orientação, a porta de pressão estática PS1 é voltada para o lado de topo de aeronave 10 (isto é, uma porta de lado de topo) enquanto a porta de pressão estática lateral oposta é voltada para o lado de fundo da aeronave 10 (isto é, porta de lado de fundo). Para um ângulo para baixo de ataque, a porta de lado de fundo PS1 experimenta o fluxo de ar que tem pressão mais alta do que a porta de lado de topo PS1 devido à aceleração do fluxo de ar incidente em torno do tambor 36 de MFP 30. De modo semelhante, para um ângulo para cima de ataque, a porta de lado de topo PS1 experimenta o fluxo de ar de pressão mais alto do que a porta de lado de fundo PS1. Novamente, a diferença entre as duas pressões absolutas medidas pode ser determinada, por exemplo, por meio do processador 52, e usada pelo primeiro canal eletrônico 34 para determinar um ângulo de ataque. O ângulo determinado de ataque pode ser, então, usado para compensar os parâmetros de dados de ar relatados ao sistema de dados de ar existente. Em particular, a altitude de pressão pode ser compensada com o uso do ângulo de ataque, resultando em precisão de altitude aumentada.
[0025] A Figura 4 é uma vista de corte transversal esquemática de MFP 58 que pode ser usada em vez de MFP 30 na arquitetura de sistema de dados de ar representada pela Figura 2. A MFP 58 é uma sonda de detecção de dados de ar incluindo a porção de tambor 36, placa de montagem 38, alojamento eletrônico 40, o primeiro conector de interface eletrônica 42. Assim como MFP 30, MFP 58 tem uma pluralidade de portas de detecção de pressão na porção de tambor 36 que inclui pelo menos a porta de detecção de pressão total PT e portas de detecção de pressão estática PS1. Esses componentes são configurados e operam da mesma maneira que o anteriormente descrito em relação à MFP 30. Consequentemente, a MFP 58 se estende para o fluxo de ar incidente para fornecer parâmetros de dados de ar independentemente de sondas associadas ao sistema de dados de ar existente 31.
[0026] Além desses componentes, MFP 58 também inclui pelo menos uma porta de detecção de pressão estática PS2 disposta à popa da ponta de tambor na direção de fluxo de ar 44. A porta de pressão estática PS2 pode ser circunferencialmente espaçada, axialmente espaçada ou circunferencialmente e axialmente espaçada da porta de pressão estática PS1. Em algumas modalidades, a MFP 58 inclui pelo menos duas portas de detecção de pressão estática PS2 circunferencialmente espaçadas de pelo menos duas portas de pressão estática PS1 de modo que as portas PS2 estejam circunferencialmente entre as portas de pressão estática PS1 e uma segunda porta de detecção de pressão estática PS2 é disposta na porção de tambor 36 oposta à primeira porta de detecção de pressão estática PS2. Por exemplo, em algumas modalidades, as portas de pressão estática PS2 são circunferencialmente espaçadas aproximadamente a 90 graus das portas PS1. Com essa disposição, as portas de pressão estática PS1 podem ser alinhadas com um primeiro plano que passa através de uma linha central de porção de tambor 36 enquanto as portas de pressão estática PS2 podem ser alinhadas com um segundo plano que passa através da linha central de porção de tambor e ortogonal ao primeiro plano. Adicionalmente, embora a Figura 4 mostre portas de pressão estática PS2 dispostas à popa de portas de pressão estática PS1 ao longo da porção de tambor 36, as portas PS2 podem estar na mesma distância axial da ponta de porção de tambor 36 que as portas de pressão estática PS1 ou ser dispostas axialmente para frente a partir das portas PS1 em vez da disposição representada.
[0027] Cada uma das portas de pressão estática PS2 é pneumaticamente conectada a um dentre sensores de pressão absoluta 60 e 62 do primeiro canal eletrônico 34 para medir uma pressão estática do fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave 10. Devido ao fato de que MFP 58 tem pelo menos dois conjuntos de portas de pressão estática PS1 e PS2, MFP 58 pode ser instalado na aeronave 10 de modo que um conjunto de portas de pressão estática funcione como portas de lado esquerdo e lado direito para determinar o ângulo de deslizamento enquanto o outro conjunto de portas de pressão estática funciona como as portas de lado de topo e lado de fundo para determinar o ângulo de ataque além de fornecer valores de pressão estática para cálculos de altitude de pressão. A pressão diferencial entre as portas de lado esquerdo e lado direito pode ser usada para determinar o ângulo de deslizamento, e a pressão diferencial entre portas de lado de topo e lado de fundo pode ser usada para determinar o ângulo de ataque. Nesse caso, a pressão diferencial pode ser determinada subtraindo-se as pressões absolutas detectadas em portas correspondentes ou, conforme discutido antes, pode ser determinada conectando-se pneumaticamente os sensores de pressão diferencial (não mostrado) entre as portas de lado esquerdo e lado direito e entre as portas de lado de topo e lado de fundo. Consequentemente, a MFP 58 pode compensar os parâmetros de dados de ar para o ângulo de deslizamento e ângulo de ataque. Como tal, a precisão da pressão valor de altitude pode ser adicionalmente aumentada e entregue ao sistema de dados de ar existente 31.
[0028] O seguinte são descrições não exclusivas de modalidades possíveis da presente invenção.
[0029] Um método para aumentar um sistema de dados de ar existente de uma aeronave de acordo com uma modalidade exemplificativa dessa revelação, dentre outras coisas possíveis, inclui detectar uma primeira pressão estática de um fluxo de ar incidente em torno de um exterior da aeronave, calcular um primeiro valor de altitude com base na primeira pressão estática detectada, e emitir o primeiro valor de altitude ao sistema de dados de ar existente que suplementa ou substitui uma altitude do sistema de dados de ar existente. Detectar a primeira pressão estática inclui usar um primeiro canal eletrônico de uma sonda de múltiplas funções (MFP) para detectar a pressão estática numa primeira porta de pressão estática da MFP.
[0030] O método do parágrafo anterior pode incluir opcionalmente, adicionalmente e/ou alternativamente quaisquer uma ou mais das etapas, recursos, configurações e/ou componentes adicionais a seguir: Uma modalidade adicional do método supracitado pode incluir adicionalmente detectar uma segunda pressão estática do fluxo de ar incidente numa segunda porta de pressão estática com o uso do primeiro canal eletrônico da MFP.
[0031] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente calcular o primeiro valor de altitude com o uso do primeiro canal eletrônico.
[0032] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente calcular um segundo valor de altitude com o uso do primeiro canal eletrônico.
[0033] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente calcular um segundo valor de altitude com base numa segunda pressão estática detectada que é independente do primeiro valor de altitude.
[0034] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente emitir um segundo valor de altitude ao sistema de dados de ar existente que suplementa ou substitui o cálculo de altitude do sistema de dados de ar existente.
[0035] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que pelo menos um dentre um primeiro valor de altitude e um segundo valor de altitude é determinado independentemente do sistema de dados de ar existente.
[0036] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente um primeiro canal eletrônico que é integralmente fixado à MFP.
[0037] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente exibir pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com o uso de um visor do sistema de dados de ar existente.
[0038] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente exibir pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude simultaneamente com a altitude calculada pelo sistema de dados de ar existente.
[0039] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com base numa pressão detectada.
[0040] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com base numa pressão diferencial detectada.
[0041] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com base numa pressão absoluta detectada.
[0042] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com base num ângulo determinado de deslizamento.
[0043] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com base num ângulo determinado de ataque.
[0044] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude pode incluir adicionalmente determinar um ângulo de deslizamento da aeronave com base numa pressão estática diferencial detectada entre a primeira e a segunda portas de pressão estática.
[0045] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude pode incluir adicionalmente determinar um ângulo de ataque da aeronave com base numa pressão estática diferencial detectada entre a primeira e a segunda portas de pressão estática.
[0046] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente detectar uma terceira pressão estática do fluxo de ar incidente em torno do exterior da aeronave numa terceira porta de pressão estática com o uso do primeiro canal eletrônico da MFP.
[0047] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente detectar uma quarta pressão estática do fluxo de ar incidente em torno do exterior da aeronave numa quarta porta de pressão estática com o uso do primeiro canal eletrônico da MFP.
[0048] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que uma ou mais dentre a primeira, segunda, terceira e quarta portas de pressão estática pode ser disposta numa porção da MFP que se estende para o fluxo de ar incidente.
[0049] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que uma ou mais dentre a primeira, segunda, terceira e quarta portas de pressão estática são dispostas numa porção de tambor da MFP que se estende para o fluxo de ar incidente.
[0050] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda portas de pressão estática podem ser dispostas em lados opostos de uma porção de tambor da MFP que se estende para o fluxo de ar incidente.
[0051] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, caracterizada pelo fato de que a terceira e a quarta portas de pressão estática podem ser dispostas em lados opostos de uma porção de tambor da MFP que se estendem para o fluxo de ar incidente.
[0052] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que a terceira e a quarta portas de pressão estática podem ser espaçadas circunferencialmente entre a primeira e a segunda portas de pressão estática numa porção de tambor da MFP que se estende para o fluxo de ar incidente.
[0053] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente detectar uma primeira pressão diferencial entre a primeira e a segunda portas de pressão estática da MFP e detectar uma segunda pressão diferencial entre a terceira e a quarta portas de pressão estática da MFP.
[0054] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente determinar um ângulo de deslizamento com base em uma dentre uma primeira pressão diferencial e uma segunda pressão diferencial e determinar um ângulo de ataque com base em outra dentre a primeira pressão diferencial e a segunda pressão diferencial.
[0055] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados pode incluir adicionalmente compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com base num ângulo determinado de deslizamento e um ângulo determinado de ataque.
[0056] Um método para aumentar um sistema de dados de ar existente de uma aeronave de acordo com outra modalidade exemplificativa, entre outras coisas possíveis , inclui fixar uma sonda de múltiplas funções (MFP) que tem uma pluralidade de portas de detecção de pressão a um exterior da aeronave que é independente do sistema de dados de ar existente da aeronave e acoplar diretamente um primeiro canal eletrônico da MFP ao sistema de dados de ar existente para exibir um primeiro valor de altitude e um segundo valor de altitude. O primeiro valor de altitude e o segundo valor de altitude têm base em pressão estática no fluxo de ar incidente em torno de um exterior da aeronave detectado na primeira e segunda portas de pressão estática, respectivamente, da pluralidade de portas de detecção de pressão, em que cada porta de pressão estática é disposta ao longo de uma porção de tambor da MFP.
[0057] O método do parágrafo anterior pode incluir opcionalmente, adicionalmente e/ou alternativamente quaisquer uma ou mais das etapas, recursos, configurações e/ou componentes adicionais a seguir: Uma modalidade adicional do método supracitado, em que fixar a MFP ao exterior de aeronave pode incluir localizar a MFP na aeronave exterior de modo que a primeira porta de pressão estática e a segunda porta de pressão estática têm uma orientação horizontal instalada.
[0058] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que fixar a MFP à aeronave exterior pode incluir localizar a MFP em um dentre um lado de topo e um lado de fundo da aeronave.
[0059] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que fixar a MFP ao exterior de aeronave pode incluir localizar a MFP num lado da aeronave de modo que a primeira porta de pressão estática e a segunda porta de pressão estática têm uma orientação vertical instalada.
[0060] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que fixar a MFP ao exterior de aeronave pode incluir localizar a MFP no exterior de aeronave de modo que a primeira porta de pressão estática e a segunda porta de pressão estática tenham uma localização instalada que pode detectar o ângulo de deslizamento.
[0061] Uma modalidade adicional de qualquer um dos métodos supracitados, em que fixar a MFP ao exterior de aeronave pode incluir localizar a MFP no exterior de aeronave de modo que a primeira porta de pressão estática e a segunda porta de pressão estática tenham uma localização instalada que pode detectar o ângulo de ataque.
[0062] Sistema de acordo com outra modalidade exemplificativa da presente revelação, entre outras coisas possíveis pode incluir um sistema de dados de ar existente para uma aeronave e uma sonda de múltiplas funções (MFP) fixada ao exterior da aeronave. O sistema de dados de ar inclui um computador de dados de ar (ADC) eletricamente ou pneumaticamente acoplado a uma sonda de detecção de pressão e é configurado para determinar um primeiro valor de altitude com base numa primeira pressão de um fluxo de ar incidente em torno de um exterior da aeronave detectada na sonda de detecção de pressão. A MFP inclui uma porção de tambor com uma pluralidade de portas de detecção de pressão que es estende para o fluxo de ar incidente, em que a pluralidade de portas de detecção de pressão inclui pelo menos uma primeira porta de detecção de pressão estática e uma segunda porta de detecção de pressão estática disposta num lado oposto do tambor em relação à primeira porta de detecção de pressão estática. Um primeiro canal eletrônico da MFP é configurado para determinar um segundo valor de altitude e um terceiro valor de altitude independente do sistema de dados de ar existente, cada um dentre o segundo e terceiro valores de altitude com base em pressão estática detectado na primeira e segunda portas de detecção de pressão estática, respectivamente.
[0063] O sistema do parágrafo anterior pode incluir opcionalmente, adicionalmente e/ou alternativamente, quaisquer um ou mais dos recursos, configurações e/ou componentes adicionais: Uma modalidade adicional do sistema supracitado, em que o primeiro canal eletrônico pode incluir um sensor de pressão diferencial em comunicação com a primeira e a segunda portas de pressão estática.
[0064] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que o primeiro canal eletrônico pode ser configurado para determinar um dentre um ângulo de deslizamento e um ângulo de ataque com base numa pressão diferencial detectada por um sensor de pressão diferencial.
[0065] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que o primeiro canal eletrônico pode ser configurado para compensar o primeiro e o segundo valores de altitude com base num ângulo de deslizamento, um ângulo de ataque, ou um ângulo de deslizamento e um ângulo de ataque determinado pelo primeiro canal eletrônico.
[0066] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que a pluralidade de portas de detecção de pressão pode incluir uma terceira porta de detecção de pressão estática e uma quarta porta de detecção de pressão no tambor da MFP.
[0067] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que a terceira e a quarta portas de detecção de pressão são espaçadas circunferencialmente entre a primeira e a segunda portas de detecção de pressão estática.
[0068] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que o primeiro canal eletrônico pode incluir um primeiro sensor de pressão diferencial que se comunica com a primeira e a segunda portas de pressão estática e um segundo sensor de pressão diferencial que se comunica com a terceira e a quarta portas de detecção de pressão estática.
[0069] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que o primeiro canal eletrônico pode ser configurado para determinar um ângulo de deslizamento com base numa primeira pressão diferencial detectada pelo primeiro sensor de pressão diferencial e para determinar um ângulo de ataque com base numa segunda pressão diferencial detectada pelo segundo sensor de pressão diferencial.
[0070] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que o primeiro canal eletrônico pode ser configurado para compensar o primeiro e o segundo valores de altitude com base no ângulo determinado de deslizamento e ângulo de ataque.
[0071] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que a MFP pode ser fixada a um lado de topo da aeronave.
[0072] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que a primeira e a segunda portas de detecção de pressão têm uma orientação horizontal instalada em relação à aeronave.
[0073] Uma modalidade adicional de qualquer um dos sistemas supracitados, em que a primeira e a segunda portas de detecção de pressão têm uma orientação vertical instalada em relação à aeronave.
[0074] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade exemplificativa (ou modalidades exemplificativas), deverá ser entendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem se afastar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material específico aos ensinamentos da invenção sem se desviar do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não esteja limitada à(s) modalidade(s) divulgada(s) particular(es), mas que a invenção inclua todas as modalidades abrangidas pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims (12)

1. Método para aumentar um sistema de dados de ar existente (31) de uma aeronave (10), o método compreendendo: fixar uma sonda (30; 58) à um exterior de aeronave (10), em que a sonda (30; 58) compreende uma pluralidade de portas de detecção de pressão posicionada para detectar a pressão de um fluxo de ar incidente em torno de um exterior de aeronave (10), e em que a pluralidade de portas de detecção de pressão inclui uma primeira porta de pressão estática (PS1) e uma segunda porta de pressão estática (PS2) associadas de modo operacional a um primeiro canal eletrônico (34); detectar uma primeira pressão estática de um fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave (10) na primeira porta de pressão estática (PS1) com o uso do primeiro canal eletrônico (34) da sonda (30; 58); detectar uma segunda pressão estática do fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave (10) na segunda porta de pressão estática (PS2) com o uso do primeiro canal eletrônico (34) da sonda (30; 58); determinar um primeiro valor de altitude com base na primeira pressão estática detectada; e determinar um segundo valor de altitude com base na segunda pressão estática detectada; emitir o primeiro valor de altitude e o segundo valor de altitude para o sistema de dados de ar existente (31) que suplementa ou substitui um cálculo de altitude do sistema de dados de ar existente (31), caracterizado pelo fato de que a sonda (30; 58) é uma sonda de múltiplas funções (MFP) (30; 58) que é independente do sistema de dados de ar existente (31), e em que o primeiro canal eletrônico (34) é eletricamente acoplado ao sistema de dados de ar existente (31) para exibir o primeiro valor de altitude com base na primeira pressão estática detectada na primeira porta de pressão estática (PS1) e para exibir o segundo valor de altitude com base na segunda pressão estática detectada na segunda porta de pressão estática (PS2), em que o primeiro valor de altitude e o segundo valor de altitude são determinados independentemente usando o primeiro canal eletrônico (34), em que o primeiro canal eletrônico (34) é integralmente fixado à MFP (30; 58).
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: exibir pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com o uso de um visor (32) do sistema de dados de ar existente (31).
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: exibir pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude coextensivamente com a altitude calculada pelo sistema de dados de ar existente (31).
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: detectar uma pressão diferencial entre a primeira porta de pressão estática (PS1) e a segunda porta de pressão estática (PS1); e compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com base na pressão diferencial detectada.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compensar pelo menos um dentre o primeiro ou segundo valores de altitude compreende: determinar um ângulo de deslizamento (β) ou um ângulo de ataque de aeronave (10) com base na pressão diferencial entre a primeira e a segunda portas de pressão estática (PS1).
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: detectar uma terceira pressão estática de um fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave (10) numa terceira porta de pressão estática (PS2) com o uso do primeiro canal eletrônico (34) da MFP (30; 58); e detectar uma quarta pressão estática de um fluxo de ar incidente em torno do exterior de aeronave (10) numa quarta porta de pressão estática (PS2) com o uso do primeiro canal eletrônico (34) da MFP (30; 58); em que: a primeira, segunda, terceira e quarta portas de pressão estática (PS1, PS2) são dispostas numa porção da MFP (30; 58) que se estende para o fluxo de ar incidente.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: detectar uma primeira pressão diferencial entre a primeira e a segunda portas de pressão estática (PS1); detectar uma segunda pressão diferencial entre a terceira e a quarta portas de pressão estática (PS2); determinar um ângulo de deslizamento (β) com base na primeira pressão diferencial e na segunda pressão diferencial; determinar um ângulo de ataque com base no outro dentre a primeira pressão diferencial e a segunda pressão diferencial; e compensar pelo menos um dentre o primeiro e o segundo valores de altitude com base no ângulo determinado de deslizamento (β) e o ângulo determinado de ataque.
8. Sistema de dados de ar, o qual compreende: um sistema de dados de ar existente (31) para uma aeronave (10), em que o sistema de dados de ar existente (31) compreende: uma sonda de detecção de pressão (14) que tem uma porta de detecção de pressão; e um computador de dados de ar (ADC) (12) eletricamente ou pneumaticamente acoplado à sonda de detecção de pressão (14), em que o ADC (12) é configurado para determinar um primeiro valor de altitude com base numa primeira pressão de um fluxo de ar incidente em torno de um exterior de aeronave (10) detectado na porta de detecção de pressão; caracterizado pelo fato de que o sistema de dados de ar existente (31) não determina dois ou mais valores de altitude independentes e em que o sistema compreende: uma sonda de múltiplas funções (MFP) (30; 58) que é autônoma e independente do sistema de dados de ar existente (31), fixada ao exterior de aeronave (10), em que a MFP (30; 58) compreende: uma porção de tambor (36) que se estende para o fluxo de ar incidente; uma pluralidade de portas de detecção de pressão na porção de tambor (36) que inclui pelo menos uma primeira porta de pressão estática (PS1) e uma segunda porta de pressão estática (PS2) dispostas na porção de tambor (36); e um primeiro canal eletrônico (34) integralmente fixado à MFP (30; 58) e configurado para determinar um segundo valor de altitude com base em uma segunda pressão estática detectada na primeira porta de pressão estática (PS1) e um terceiro valor de altitude com base em uma terceira pressão estática detectada na segunda porta de pressão estática (PS2), em que o segundo e o terceiro valores de altitude são determinados independentemente do sistema de dados de ar existente (31).
9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a primeira porta de pressão estática (PS1) é disposta num lado oposto da porção de tambor (36) em relação à segunda porta de pressão estática (PS1).
10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: o primeiro canal eletrônico (34) inclui um sensor de pressão diferencial que se comunica com a primeira e a segunda portas de pressão estática (PS1); o primeiro canal eletrônico (34) é configurado para determinar um dentre um ângulo de deslizamento (β) e um ângulo de ataque com base numa pressão diferencial detectada pelo sensor de pressão diferencial; e o primeiro canal eletrônico (34) é configurado para compensar o primeiro e o segundo valores de altitude com base no ângulo determinado de deslizamento (β) ou ângulo de ataque.
11. Sistema de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que: a pluralidade de portas de detecção de pressão inclui uma terceira porta de detecção de pressão estática (PS2) e uma quarta porta de detecção de pressão estática (PS2) no tambor da MFP (30; 58), e cada uma dentre a terceira e quarta portas de detecção de pressão (PS2) é espaçada circunferencialmente entre a primeira e a segunda portas de detecção de pressão estática (PS1).
12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que: o primeiro canal eletrônico (34) inclui um primeiro sensor de pressão diferencial que se comunica com a primeira e a segunda portas de pressão estática (PS1) e um segundo sensor de pressão diferencial que se comunica com a terceira e a quarta portas de detecção de pressão estática (PS2); o primeiro canal eletrônico (34) é configurado para determinar um ângulo de deslizamento (β) com base numa primeira pressão diferencial detectada pelo primeiro sensor de pressão diferencial e para determinar um ângulo de ataque com base numa segunda pressão diferencial detectada pelo segundo sensor de pressão diferencial; e o primeiro canal eletrônico (34) é configurado para compensar o primeiro e o segundo valores de altitude com base no ângulo determinado de deslizamento (β) e ângulo de ataque.
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