BR112012025482B1

BR112012025482B1 - Método para detectar e recuperar de um evento de fogo dentro de um avião, sistema de detecção e recuperação de fogo de avião e avião

Info

Publication number: BR112012025482B1
Application number: BR112012025482-0A
Authority: BR
Inventors: Gary R. Gershzohn; David J. Finton; Oscar Kipersztok; Dragos D. Margineantu
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2021-09-08
Also published as: RU2012146264A; JP5707483B2; CN102822877B; RU2576491C2; JP2013523529A; BR112012025482A2; AU2011238813B2; US20110240798A1; WO2011126631A1; US8322658B2; CN102822877A; BR112012025482A8; AU2011238813A1; EP2556495A1

Abstract

detecção, isolamento, e recuperação de fogo e fumaça automatizados. a presente invenção refere-se a tecnologias aqui descritas para detectar e recuperar de um evento de fogo dentro de um avião. as tecnologias recebem dados de sensor de um número de sensores associados um avião. uma determinação é feita quanto a se os dados de sensor excedem limites predefinidos que indicam o evento de fogo dentro do avião. em resposta à determinação que os dados de sensor excedem os limites predefinidos que indicam o evento de fogo, as tecnologias determinam uma localização do evento de fogo dentro do avião com base nos dados de sensor e desenergizam os componentes do avião associados com o evento de fogo. as tecnologias então iniciam um mecanismo de supressão de fogo dentro do avião direcionado para a localização do evento de fogo.

Description

ANTECEDENTES

[001] Apesar de não ser uma ocorrência comum, fogo ou fumaçadentro de cabines de avião pode ser muito perigoso. Em alguns casos, o fogo ou fumaça podem até ser letais. Especificamente, o fogo ou fumaça pode ser letal quando (1) a tripulação de vôo não pode localizar a origem do fogo e suprimir o fogo e (2) o avião está muito distante de um aeroporto para fazer um pouso imediato para obter assistência de um departamento de incêndio.

[002] As cabines de avião frequentemente têm muitas áreas ocultas (por exemplo, atrás de paredes, dentro do teto, abaixo do piso, etc.) que não estão em visão direta da tripulação de vôo (por exemplo, pilotos, tripulação de cabine, etc.) e dos passageiros. Como um resultado, a tripulação de vôo e os passageiros podem ter dificuldade em detectar ou até identificar a origem de fogo ou fumaça que origina de tais áreas ocultas. Qualquer retardo significativo na detecção e identificação da origem de fogo ou fumaça dentro da cabine de avião pode levar a condições extremamente perigosas para a tripulação de vôo e os passageiros. Por exemplo, o fogo pode danificar componentes críticos do avião, e inalar fumaça e fumos podem afetar a saúde da tripulação de vôo e dos passageiros.

[003] Os humanos tipicamente detectam o fogo ou a fumaçaatravés da utilização de sentidos visuais e olfativos. Por exemplo, os humanos podem visualmente perceber o fogo ou a fumaça. No entanto, o fogo ou a fumaça devem atingir uma certa magnitude (por exemplo, densidade, espessura, etc.) antes do fogo ou da fumaça ser visualmenteperceptível por humanos. Isto é, nos estágios iniciais de um fogo, a fumaça pode ser ligeira e fina, por meio disto tornando a localização do fogo difícil de apontar. No momento que o fogo ou a fumaça atingiu uma magnitude visualmente perceptível, o fogo ou a fumaça já pode ter atingido níveis perigosos. Ainda, se o fogo ou a fumaça originar de uma área oculta, então o fogo ou a fumaça pode não ser visualmenteperceptível até que o fogo ou a fumaça tenha pe-rigosamente expandido além da área oculta.

[004] Os humanos podem também sentir o cheiro de fumaça, oque pode indicar a presença de um fogo. No entanto, a utilização de cheiro é geralmente limitada para detectar que a fumaça existe assim como a magnitude e as mudanças em magnitude da fumaça. O cheiro não pode especificamente identificar a origem da fumaça nem a direção da qual a fumaça origina. De modo a ajudar na detecção manual de fumaça, os aviões podem ser equipados com detectores de fumaça.

[005] Convencionalmente, somente uma porção limitada de umavião está equipada com detectores de fumaça. Estas porções do avião tipicamente incluem os compartimentos de aviônica, lavatórios, compartimentos de carga, e alojamentos de repouso de tripulação. Em outras porções do avião, o fogo ou a fumaça podem somente ser detectados por visão e olfato humanos. Se a tripulação de vôo puder identificar a origem do fogo ou da fumaça, então a tripulação de vôo pode utilizar extintores de fogo portáteis no avião 100 para suprimir qualquer fogo ou fumaça correspondente assumindo que a tripulação de vôo possa obter acesso à origem. Se a tripulação de vôo não puder identificar a origem do fogo ou da fumaça, então a tripulação de vôo inicia um procedimento de lista de verificação.

[006] Historicamente, os fabricantes de avião e as linhas aéreasproveram a tripulação de vôo com uma lista de verificação muito longa e detalhada que contém múltiplas etapas de solução de problemas. Por exemplo, de modo a detectar um fogo elétrico causado por um curto circuito, a lista de verificação pode direcionar a tripulação de vôo para desenergizar (por exemplo, desligar, desabilitar, etc.) vários componentes do sistema elétrico. Deste modo, a tripulação de vôo pode identificar os componentes do sistema elétrico que causaram o fogo elétrico porque o fogo dissipará quando os componentes relevantes são desenergizados. Apesar da lista de verificação longa e detalhada ser uma solução completa ou quase completa para identificar a origem do fogo ou da fumaça, esta lista de verificação longa e detalhada é relativamente complicada, requer um treinamento substancial, está sujeita ao erro humano, e é relativamente demorada para completar. Por exemplo, enquanto executando a lista de verificação, a tripulação de vôo pode por engano desenergizar componentes críticos do avião que não devem ser desenergizados.

[007] De modo a eliminar a complexidade da lista de verificaçãolonga e detalhada, reduzir o potencial para erro humano, e reduzir a quantidade de tempo necessária para completar a lista de verificação, os fabricantes de avião e as linhas aéreas desenvolveram uma lista de verificação encurtada. Esta lista de verificação encurtada foi desenvolvida com base em uma observação que a maioria dos eventos de fogo ou de fumaça dentro de cabines de avião foi causada por somente umas poucas possibilidades. Por exemplo, a maioria dos fogos baseados em eletricidade no avião é produzida por unidades de condicionamento de ar que bombeiam ar quente ou frio para dentro das cabines de avião e por ventiladores que circulam o ar dentro das cabines de avião. No entanto, se a origem do fogo ou da fumaça não for coberta pela lista de verificação encurtada, então a origem do fogo ou da fu-maça pode não ser identificada. Neste caso, o avião pode precisar fazer um pouso de emergência, assumindo que um aeroporto está até prontamente disponível. No cenário de pior caso onde a origem do fo- go não pode ser determinada ou suprimida e um aeroporto não está prontamente disponível, o avião pode ser perdido no fogo.

[008] É com relação a estas e outras considerações que a descrição feita aqui é apresentada.

SUMÁRIO

[009] Tecnologias são aqui descritas para detectar, isolar, e recuperar de eventos de fogo ou de fumaça dentro de um avião ou cabine de avião. O avião está equipado com vários sensores que detectam as condições de um evento de fogo ou de fumaça. Através da utilização de algoritmos inteligentes, as tecnologias podem determinar a origem do fogo ou da fumaça com base em dados de sensor. As tecnologias podem então isolar e desenergizar componentes do avião conformenecessário e automaticamente suprimir o fogo ou a fumaça sem interação humana.

[0010] De acordo com um aspecto aqui apresentado, várias tecnologias proveem a detecção e a recuperação de um evento de fogo dentro de um avião. As tecnologias recebem dados de sensor de um número de sensores associados com um avião. Uma determinação é feita quanto a se os dados de sensor excedem limites predefinidos que indicam o evento de fogo dentro do avião. Em resposta à determinação que os dados de sensor excedem limites predefinidos que indicam o evento de fogo, as tecnologias determinam uma localização do evento de fogo dentro do avião com base nos dados de sensor e desener- gizam os componentes do avião associados com o evento de fogo. As tecnologias então iniciam o mecanismo de supressão de fogo dentro do avião direcionado para a localização do evento de fogo.

[0011] Este Sumário está provido para introduzir uma seleção deconceitos em uma forma simplificada que são adicionalmente abaixo descritos na Descrição Detalhada. Este Sumário não pretende identificar as características chave ou as características essenciais do assun- to reivindicado nem é pretendido que este Sumário seja utilizado para limitar o escopo do assunto reivindicado. Mais ainda, o assunto reivindicadonão está limitado a implementações que resolvem qualquer ou todas as desvantagens notadas em qualquer parte desta descrição.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] Figura 1 é um diagrama de blocos que mostra um aviãoilustrativo equipado com um sistema de diagnóstico e recuperação inteligente configurado para detectar, isolar, e recuperar de um evento de fogo ou de fumaça dentro de um avião ou cabine de avião, de acordo com algumas modalidades;

[0013] Figura 2 é um fluxograma que ilustra aspectos de um método exemplar aqui provido para detectar, isolar, e recuperar de um evento de fogo ou de fumaça dentro de um avião ou cabine de avião, de acordo com algumas modalidades; e

[0014] Figura 3 é um diagrama de arquitetura de computador quemostra aspectos de uma arquitetura de hardware de computador ilustrativa para um sistema de computação capaz de implementar os aspectos das modalidades aqui apresentadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0015] A descrição detalhada seguinte está direcionada a tecnologias para detectar, isolar, e recuperar de eventos de fogo ou de fumaça dentro de um avião ou cabine de avião. Especificamente, algumas modalidades proveem um sistema de diagnóstico e recuperação inteligente que detecta o início de um evento de fogo ou de fumaça de cabine e localiza a origem do evento de fogo ou de fumaça de cabine. No caso de um fogo baseado elétrico, o sistema de diagnóstico e recuperação inteligente também desenergiza componentes que são a origem de ignição do fogo. O sistema de diagnóstico e recuperação inteligente então administra ações corretivas, tal como suprimindo o fogo.

[0016] Apesar do assunto aqui descrito ser apresentado no con- texto geral de módulos de programa que executam em conjunção com a execução de um sistema de operação e programas de aplicação em um sistema de computador, aqueles versados na técnica reconhecerão que outras implementações podem ser executadas em combinação com outros tipos de módulos de programa. Geralmente, os módulos de programa incluem rotinas, programas, componentes, estruturas de dados, e outros tipos de estrutura que executam tarefas específicas ou implementam tipos de dados abstratos específicos. Mais ainda, aqueles versados na técnica apreciarão que o assunto aqui descrito pode ser praticado com outras configurações de sistema de computador, incluindo dispositivos portáteis, sistemas de multiprocessador, eletrônica de consumidor baseada em microprocessador ou programável, minicomputadores, computadores centrais, e similares.

[0017] Na descrição detalhada seguinte, referências são feitas aosdesenhos acompanhantes que formam uma sua parte, e os quais estão mostrados como ilustração, modalidades específicas ou exemplos. Referindo agora aos desenhos, nos quais os números iguais representam elementos iguais através das diversas figuras, aspectos de um sistema de computação e uma metodologia para detectar, isolar, e recuperar de eventos de fogo ou de fumaça dentro de um avião ou cabine de avião serão descritos. Especificamente, a Figura 1 mostra um avião 100 que tem uma fuselagem e pelo menos uma asa. O avião 100 está equipado com um sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102 acoplado a uma pluralidade de sensores relativos a fogo e fumaça 104, de acordo com algumas modalidades. O sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102 inclui um módulo de detecção 106, um módulo de localização 108, um módulo de isolamento de componente 110, e um módulo de suporte de decisão 112. Os sensores relativos a fogo e fumaça 104 incluem um ou mais de sensores elétricos 114, sensores de calor 116, sensores químicos 118, detecto- res de fumaça 120, e formadores de imagem visual 122. Será apreciado que os sensores relativos a fogo e fumaça 104 podem incluir outros sensores adequados. O sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102 está ainda acoplado a um mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124 e a um mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126, os quais serão abaixo descritos em detalhes adicionais.

[0018] Os sensores elétricos 114 detectam curtos e mau funcionamentos no sistema elétrico do avião 100. Exemplos dos sensores elétricos 114 incluem, mas não estão limitados a, disjuntores de circuito e detectores de falha de arco, os quais detectam uma corrente imprópria sobre um fio. Os sensores de calor 116 medem continuamente a temperatura e detectam súbitos aumentos em temperatura. Deste modo, os sensores de calor 116 podem detectar um calor excessivo que seria normalmente associado com um fogo. Exemplos de sensores de calor 116 incluem, mas não estão limitados a, termopares e termistores. Um conjunto distribuído dos sensores de calor 116 através de todo o avião 100 pode prover uma distribuição de temperatura es-pacial e temporal. Os modelos baseados na equação de condução de calor podem ser utilizados para estimar a posição de início, o tempo de início, e a intensidade da origem de calor.

[0019] Os sensores químicos 118 detectam a presença e o movimento de constituintes atmosféricos, tal como fumos de combustível e fumos químicos perigosos, e outras substâncias liberadas relativas a fogos e falhas elétricas. Em alguns casos, estas substâncias liberadas podem incluir constituintes atmosféricos de um fogo que são liberados após o fogo ter iniciado, por meio disto ajudando na detecção do fogo. Em outros casos, estas substâncias liberadas podem incluir constituintesatmosféricos de produtos químicos inflamáveis e de outro modo potencialmente perigosos que são liberados antes do fogo ter começado, por meio disto ajudando na detecção do vazamento químico e da prevenção de um fogo potencial. Exemplos de produtos químicos potencialmente perigosos incluem o sódio e o cloro, os quais, quando combinados nas proporções apropriadas e expostos à água podem resultar em uma reação exotérmica (isto é, uma temperatura muito, muito alta). Os sensores químicos 118 podem ser instalados próximos de feixes de fio dentro de compartimentos de carga ou outros adequados do avião 100 onde tais constituintes atmosféricos são prováveis de formar. Um conjunto distribuído de sensores químicos 118 através de todo o avião 100 pode prover uma distribuição espacial e temporal de substâncias liberadas.

[0020] Os detectores de fumaça 120 detectam a presença e o movimento de fumaça. Os conjuntos dos detectores de fumaça 120 podem estar distribuídos através de toda a cabine do avião 100 para medir a difusão de fumaça. Equações e metodologias de difusão adequadas podem ser utilizadas para localizar a origem com base na dinâmica e na densidade de fumaça medidas pelos detectores de fumaça 120.

[0021] Os formadores de imagem visual 122 proveem um retornovisual do fogo ou da fumaça para a tripulação de vôo. Exemplos dos formadores de imagem visual 122 incluem, mas não estão limitados a, câmeras de vídeo e câmeras infravermelhas, tal como câmeras Infra-vermelhas de Observação Para Frente ("FLIR"). Os dados visuais gravados pelos formadores de imagem visual 122 podem ser exibidos através de um display adequado dentro do avião 100. Os formadores de imagem visual 122 podem estar instalados em diferentes seções através de todo o avião 100 para prover a tripulação de vôo com a capacidade de monitorar e recuperar imagens e vídeo sob demanda da localização de fogo ou de fumaça. A tripulação de vôo pode utilizar os dados visuais dos formadores de imagem visual 122 para verificar a presença de fogo ou de fumaça, assim como verificar o sucesso de quaisquer ações corretivas que são tomadas para suprimir o fogo ou a fumaça. Por exemplo, os formadores de imagem visual 122 podem permitir que a tripulação de vôo cicle através de múltiplas extensões de vídeo em diferentes seções do avião 100. Em alguns casos, algoritmos e metodologia de reconhecimento de padrão adequados podem ser utilizados para automaticamente processar e analisar os dados visuais.

[0022] Geralmente, os sensores relativos ao fogo e fumaça 104devem ser distribuídos de tal modo que o fogo e a fumaça que origina em áreas visíveis ou não visíveis (isto é, ocultas) relevantes do avião 100 possa ser apropriadamente detectado. Especificamente, a colocação dos sensores dentro da cabine e outros compartimentos do avião 100 pode ser otimizada de acordo com funções e objetivos predefini- dos. De modo a reduzir o custo, um número mínimo dos sensores relativos ao fogo e fumaça 104 que podem adequadamente atingir estas funções e objetivos pode ser selecionado e instalado. Exemplos das funções e objetivos predefinidos incluem, mas não estão limitados a, assegurar (a) razões de sinal para ruído e resolução de medição suficientes (isto é, a granularidade na qual um atributo pode ser medido) de modo que os dados correspondentes possam ser montados em modelos matemáticos utilizados pelo sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102, (b) redundância no caso de falhas de sensor, (c) peso adicionado mínimo e utilização de energia mínima dos sensores, (d) rápida execução de algoritmos de detecção e localização em tempo real e quase em tempo real executados pelo módulo de detecção 106 e pelo módulo de localização 108, respectivamente.

[0023] A operação do sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102 começa com o módulo de detecção 106. O módulo de detecção 106 monitora os dados de sensor coletados pelos sensores relativos ao fogo e fumaça 104 em tempo real ou quase em tempo real. Quando os dados de sensor coletados por um ou mais dos sensores relativos ao fogo e fumaça 104excedem limites predefinidos, o módulo de detecção 106 identifica um evento de fogo ou fumaça potencial. A operação do sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102 então prossegue para o módulo de localização 108.

[0024] O módulo de localização 108 recebe os dados de sensor domódulo de detecção 106 ou dos sensores relativos ao fogo e fumaça 104 e pode empregar algoritmos de localização adequados para determinar a posição de origem e/ou o tempo de início do fogo ou da fumaça. O módulo de localização 108 pode também empregar algoritmosprobabilísticos com base na intensidade dos dados de sensor para estimar a progressão dinâmica de um evento de fogo ou de fumaça. Como aqui utilizado, o termo "dados de localização"refere aos dados determinados pelo módulo de localização 108. Os dados de localização incluem a posição de origem do fogo ou da fumaça, o tempo de início do fogo ou da fumaça e/ou a progressão dinâmica estimada do fogo ou da fumaça.

[0025] Em uma modalidade, o módulo de localização 108 utilizauma triangulação dos sensores relativos ao fogo e fumaça 104 relevantes para determinar a posição de origem do fogo. Em outra modalidade, o módulo de localização 108 utiliza métodos de correlação adequados dos dados de sensor coletados pelos sensores relativos ao fogo e fumaça 104 relevantes para determinar a posição de origem do fogo. Em um exemplo ilustrativo, a função de correlação cruzada entre as medições contínuas de dois sensores colocados ao longo da direção de propagação de fumaça pode prover estimativas do retardo de tempo e da direção da fumaça conforme esta move entre o primeiro e o segundo sensores. Assumindo uma velocidade constante de propagação de fumaça, o que é razoável ao longo de um duto de ar, por exemplo, esta ideia pode ser estendida para múltiplos sensores colo- cados em um modo distribuído dentro do duto. Cada par de sensores pode fornecer uma estimativa da direção e do componente de vetor de velocidade de propagação de fumaça ao longo da linha entre os dois sensores. Através de interpolação da magnitude e da direção destes vetores, a localização da origem da fumaça pode ser determinada.

[0026] Em ainda outra modalidade, o módulo de localização 108determina a posição de origem e/ou o tempo de início por meio de um conjunto de modelos matemáticos utilizando a equação de condução de calor, a equação de difusão, os algoritmos de reconhecimento de padrão, estratégias de pesquisa inteligentes, e métodos gráficos inteligentes. Em um exemplo de um algoritmo de reconhecimento de padrão, os fumos de diferentes materiais podem ter diferentes característicasfísicas e químicas (por exemplo, velocidades de difusão, produtos químicos, cores, etc.). A capacidade de reconhecer estes padrões característicos pode fornecer uma indicação antecipada para identificar a origem dos fumos. Exemplos de algoritmos de correspondência de padrão podem incluir a utilização de redes neurais, classificadores Baye- sianos, e similares.

[0027] Um exemplo das estratégias de pesquisa inclui, mas nãoestá limitado a, utilizar um Sistema de Indicação e Controle de Disjuntor ("CBIC") para localizar a origem do problema enquanto minimizando a ciclagem (isto é, a operação e reinicialização) de disjuntores. Em casos onde os fumos ou a fumaça podem ser devidos a curtos elétricos ocorrendo em seções de feixes de fios, pode ser crítico ser capaz de apontar a localização do curto em diversas dezenas de milhas de fios. As estratégias de pesquisa inteligente podem incluir o desligamento de disjuntores em uma ordem específica para minimizar o número de etapas para localizar os danos.

[0028] Um exemplo dos métodos gráficos inteligentes inclui, masnão está limitado a, utilizar os diagramas de fios para determinar a lo- calização de origem de um fio causado por curtos ou falhas de arco em feixes de fios. Algoritmos de "gráfico inteligente"avançados podem renderizar os diagramas de fios em forma eletrônica. Quando os diagramas de fios estão em forma eletrônica, pode-se identificar os fios que são afetadas quando, por exemplo, um comutador específico é ativado. Com esta capacidade, pode-se também identificar o efeito em cascata de falhas específicas (por exemplo, quais fios serão afetados se um comutador suspeito foi danificado). Combinando a capacidade de métodos de pesquisa com um gráfico inteligente pode-se reduzir o tempo que leva para isolar um problema relativo a um fio.

[0029] Como um exemplo ilustrativo, o tempo de início de fogo oude fumaça pode ser determinado como segue. As soluções para a equação de difusão podem predizer a densidade (ou o calor) do material de difusão em uma localização específica em um tempo específico. Fazendo medidas de propagação de fumaça ou de calor e comparando estas medições com uma solução específica da equação de difusão pode ajudar a "recuar", com base no modelo preditivo, para quando a origem da fumaça pode ter começado a produzir a fumaça.

[0030] Quando determinando a posição de origem e/ou o tempode início do fogo ou da fumaça, o módulo de localização 108 pode ativar o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124 no avião 100. Em algumas modalidades, o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124 executa ações para impedir que o fogo ou a fumaça espalhem além de uma área designada. Por exemplo, o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124 pode mudar o fluxo de ar dentro do avião 100 para direcionar o fogo ou a fumaça afastando de pessoas ou produtos perigosos (por exemplo, explosivos, corrosivos, etc.). Em algumas outras modalidades, o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124 reduz o fluxo de ar para uma dada área. Por exemplo, se um fogo for suspeito ou sabido existir em um avião de carga, o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124 pode despressurizar completamente o avião 100. Em contraste com o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126, o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124 não libera um agente de supressão de fogo para extinguir o fogo ou a fumaça. A operação do sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102 então prossegue para o módulo de isolamento de componente 110.

[0031] O módulo de isolamento de componente 110 também recebe os dados de sensor do módulo de detecção 106 ou diretamente dos sensores relativos ao fogo e fumaça 104. O módulo de isolamento de componente 110 então computa as causas suspeitas do fogo ou da fumaça com base nos dados de sensor e produz estimativas da probabilidade de falha de componentes individuais (por exemplo, componenteselétricos) dentro do avião 100. Métodos baseados em modelo e de diagnóstico probabilístico gráfico podem ser utilizados para modelar as dependências de componente no sistema elétrico do avião 100. O efeito em cascata de uma quebra de componente elétrico devido a uma falha ou interrupção de corrente pode ser explicitamente modelado. O módulo de isolamento de componente 110 pode computar as causas suspeitas do fogo ou da fumaça utilizando tais modelos.

[0032] Os métodos probabilísticos gráficos, também conhecidoscomo redes Bayesianas, podem ser utilizados para criar ou aprender modelos de diagnóstico probabilístico. Estes modelos podem identificar os componentes falhados mais prováveis dado um conjunto de sintomas ou observações. Os pilotos podem observar os sintomas de problemas na forma de Efeitos de Convés de Vôo ("FDEs"). Outras quantidades observáveis, tal como odores e sons incomuns, podem ser utilizadas. Se um fogo começa e espalha, o fogo é provável criar danos que dispararão a ocorrência de FDEs. O módulo de isolamento de componente 110, utilizando os modelos de diagnóstico, pode prover continuamente uma lista dos componentes falhados implicados que podem explicar os sintomas. O conhecimento de quais são os componentes falhados possíveis e a sua localização pode ajudar a estreitar a localização do fogo.

[0033] O módulo de isolamento de componente 110 pode utilizarum esquema de priorização inteligente e algoritmos de diagnóstico para isolar e desenergizar os componentes relevantes. Por exemplo, as estimativas de probabilidade dos componentes falhados possíveis fornecidas pelo módulo de isolamento de componente 110 podem ser utilizadas para classificar as causas possíveis da mais provável para a menos provável. Como parte do processo para encontrar a localização do fogo, testes de isolamento de falha adicionais podem ser conduzidos na ordem das causas mais prováveis. O módulo de isolamento de componente 110 pode desenergizar os componentes elétricos que (a) causaram o fogo ou a fumaça, (b) alimentam ou pioram o fogo ou a fumaça, ou (c) foram danificados pelo fogo ou a fumaça. Os compo-nentes relevantes podem ser isolados de acordo com métodos de inferência utilizando uma combinação de algoritmos de atualização de probabilidade relacional e condicional. Quando múltiplos componentes estão associados com um dado sintoma, as estimativas de probabilidade de falha podem ser feitas de métodos Bayesianos para classificar os componentes implicados.

[0034] O módulo de isolamento de componente 110 pode automaticamente desenergizar os componentes não críticos (isto é, componentes considerados desnecessários para a operação apropriada e segura do avião 100). O módulo de isolamento de componente 110 pode desenergizar os componentes críticos (isto é, componentes consideradosnecessários para a operação apropriada e segura do avião 100) somente quando recebendo permissão da tripulação de vôo (por exemplo, o piloto). O módulo de isolamento de componente 110 pode identificar dinamicamente os componentes não críticos e os compo- nentes críticos com base no status do avião, no tempo circundante, fase de vôo, e/ou conhecimento da posição futura do avião. A operação do sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102 então prossegue para o módulo de suporte de decisão 112.

[0035] O módulo de suporte de decisão 112 executa ações automatizadas para suprimir o fogo ou a fumaça como localizado nos dados de localização do módulo de localização 108. O módulo de suporte de decisão 112 também provê ações de resposta de ações recomendadas e um retorno para a tripulação de vôo. O módulo de suporte de decisão 112 ativa o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126. Em algumas modalidades, o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 é roteado através da cabine do avião 100 e libera um agente de supressão de fogo adequado (por exemplo, halon, gás inerte,água, etc.) diretamente por sobre o fogo ou a fumaça. O mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 está projetado para alcançar áreas visíveis e/ou não visíveis do avião 100.

[0036] Se o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 forativado pelo sistema elétrico do avião 100, então o módulo de suporte de decisão 112 pode prover um retorno para a tripulação de vôo quando o módulo de suporte de decisão 112 ativa o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126. No entanto, quando o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 está ligado no sistema elétrico, o módulo de suporte de decisão 112 pode falhar em ativar o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 se o fogo ou a fumaça danificar o sistemaelétrico. Neste caso, o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 pode operar independentemente de energia elétrica e controle de computador. Por exemplo, o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 pode utilizar um sistema de pequenos tubos que correm através de todo o avião 100. Estes pequenos tubos podem conter halon ou outro agente de supressão de fogo e podem ser adaptados para fundir a uma temperatura indicativa de um evento de fogo ou de fumaça. Assim, quando o evento de fogo ou de fumaça funde os pequenos tubos, o agente de supressão de fogo é subsequentemente liberado.

[0037] Quando o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126não está ligado no sistema elétrico do avião 100, a tripulação de vôo não é provida com uma notificação quando o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 é ativado. Neste caso, a tripulação de vôo pode utilizar dados de sensor atualizados dos sensores relativos ao fogo e fumaça 104 para verificar que o fogo ou a fumaça foi suprimido. Em exemplo, os sensores de calor 116, os sensores químicos 118, e/ou os detectores de fumaça 120 podem detectar uma redução na intensidade de condições relativas ao evento de fogo ou de fumaça. Em outro exemplo, a tripulação de vôo pode ver execuções de vídeo em tempo real ou quase em tempo real da origem do fogo ou da fumaça. Deste modo, a tripulação de vôo pode verificar visualmente que o fogo ou a fumaça foi suprimido. Algoritmos de reconhecimento de padrão podem também ser utilizados para verificar automaticamente que o fogo ou a fumaça foi suprimido.

[0038] Referindo agora à Figura 2, detalhes adicionais serão providos referentes à operação do sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102. Especificamente, a Figura 2 é um fluxograma que ilustra os aspectos de um método exemplar aqui provido para detectar, isolar, e recuperar de eventos de fogo ou de fumaça dentro de um avião ou cabine de avião, de acordo com algumas modalidades. Deve ser apreciado que as operações lógicas aqui descritas são implementadas (1) como uma sequência de atos implementados por computador ou módulos de programa que executam em um sistema de computação e/ou (2) circuitos lógicos de máquina interconectados ou módulos de circuito dentro do sistema de computação. A implementação é um assunto de escolha dependente do desempenho e outros requisitos do sistema de computação. Consequentemente, as operações lógicas aqui descritas são referidas variadamente como estados, operações, dispositivos estruturais, atos, ou módulos. Estas operações, dispositivos estruturais, atos, e módulos podem ser implementados em software, em firmware, em lógica digital de uso especial, e qualquer sua combinação. Deve ser apreciado que mais ou menos operações podem ser executadas do que mostrado nas figuras e aqui descrito. Estas operações podem também ser executadas em uma ordem diferente do que aquela aqui descrita.

[0039] Como mostrado na Figura 2, uma rotina 200 começa naoperação 202, onde o módulo de detecção 106 recebe os dados dos sensores relativos ao fogo e fumaça 104. Os dados de sensor podem incluir os dados elétricos dos sensores elétricos 114, os dados de temperatura dos sensores de calor 116, os dados químicos dos sensores químicos 118, os dados de fumaça dos detectores de fumaça 120, e dados visuais dos formadores de imagem visual 122. A rotina 200 então prossegue para a operação 204, onde o módulo de detecção 106 determina se os dados de sensor excedem limites predefinidos que indicam a possibilidade um evento de fogo ou de fumaça. Os limites predefinidos podem aplicar a dados de sensor de sensores individuais ou dados de sensor de várias combinações de sensores. Os limites predefinidos podem estar configurados de modo que quando os dados de sensor excedem o limite predefinido, os dados de sensor indicam que um evento de fogo ou de fumaça está provavelmente ocorrendo.

[0040] Se o módulo de detecção 106 determinar que os dados desensor não excedem os limites predefinidos, então a rotina 200 retorna para a operação 202, onde o módulo de detecção 106 continua a receber e monitorar os dados de sensor. Se o módulo de detecção 106 determinar que os dados de sensor excedem os limites predefinidos, então a rotina 200 prossegue para a operação 206, onde o módulo de localização 108 determina a localização do evento de fogo ou de fumaça com base nos dados de sensor. Por exemplo, o módulo de localização 108 pode determinar a localização do evento de fogo ou de fumaça triangulando os sensores relevantes reunindo os dados de sensor.

[0041] Na operação 208, o módulo de localização 108 inicia o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124. Por exemplo, o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124 pode mudar o fluxo de ar dentro do avião 100 para direcionar o fogo ou a fumaça afastando das pessoas ou produtos perigosos. Na operação 210, o módulo de isolamento de componente 110 também desenergiza os componentes associados com o evento de fogo ou de fumaça. Especificamente, o módulo de isolamento de componente 110 pode desenergizar os componenteselétricos que causam o evento de fogo ou de fumaça, assim como os componentes elétricos danificados pelo evento de fogo ou de fumaça. Quando determinando a localização do evento de fogo ou de fumaça, iniciando o mecanismo de contenção de fogo / fumaça 124, e desenergizando quaisquer componentes elétricos relevantes, a rotina 200 prossegue para a operação 212, onde o módulo de suporte de decisão 112 inicia o mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126, o qual libera um agente de supressão de fogo na localização do evento de fogo ou de fumaça. O mecanismo de supressão de fogo / fumaça 126 pode ou não ser eletricamente ativado.

[0042] Referindo agora à Figura 3, um diagrama de arquitetura decomputador exemplar que mostra os aspectos de um computador 300 está ilustrado. O computador 300 pode ser configurado para executar pelo menos porções do sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102. O computador 300 inclui uma unidade de processamento 302 ("CPU"), uma memória de sistema 304, e um barramento de sis- tema 306 que acopla a memória 304 na CPU 302. O computador 300 ainda inclui um dispositivo de armazenamento de massa 312 para armazenar um ou mais módulos de programa, tal como o sistema de diagnóstico e recuperação inteligente 102, e um ou mais bancos de dados 314. O dispositivo de armazenamento de massa 312 está conectado na CPU 302 através de um controlador de armazenamento de massa (não mostrado) conectado no barramento 306. O dispositivo de armazenamento de massa 312 e o seu meio legível por computador associado proveem um armazenamento não volátil para o computador 300. Apesar da descrição do meio legível por computador aqui contida refere a um dispositivo de armazenamento de massa, tal como um disco rígido ou uma unidade de CD-ROM, deve ser apreciado por aqueles versados na técnica que o meio legível por computador pode ser qualquer meio de armazenamento de computador disponível que possa ser acessado pelo computador 300.

[0043] Como exemplo, e não limitação, o meio legível por computador pode incluir um meio volátil e não volátil, removível, e não removível implementado em qualquer método ou tecnologia para armazenamento de informações tal como instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programa, ou outros dados. Por exemplo, o meio legível por computador inclui, mas não está limitado a, RAM, ROM, EPROM, EEPROM, memória instantânea ou outra tecnologia de memória de estado sólido, CD-ROM, discos versáteis digitais ("DVD"), HD-DVD, BLU-RAY, ou outro armazenamento ótico, cassetesmagnéticos, fita magnética, armazenamento de disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético, ou qualquer outro meio o qual pode ser utilizado para armazenar as informações desejadas e o qual pode ser acessado pelo computador 300.

[0044] De acordo com várias modalidades, o computador 300 pode operar em um ambiente em rede utilizando conexões lógicas para computadores remotos através de uma rede 318. O computador 300 pode conectar na rede 318 através de uma unidade de interface de rede 316 conectada no barramento 306. Deve ser apreciado que outros tipos de unidades de interface de rede também sejam utilizados para conectar a outros tipos de rede e sistemas de computador remoto. O computador 300 pode também incluir um controlador de entrada / saída 308 para receber e processar a entrada de um número de dis-positivos de entrada (não mostrados) incluindo um teclado, um mouse, e um microfone. Similarmente, o controlador de entrada / saída 308 pode prover uma saída para um display ou outro tipo de dispositivo de saída (não mostrado) conectado diretamente no computador 300.

[0045] Com base no acima, deve ser apreciado que as tecnologiaspara detectar, isolar, e recuperar de eventos de fogo ou de fumaça dentro de um avião ou cabine de avião estão aqui apresentadas. Apesar do assunto aqui apresentado ter sido descrito em uma linguagem específica para características estruturais de computador, atos metodológicos, e meios legíveis por computador, deve ser compreendido que a invenção definida nas reivindicações anexas não está necessariamente limitada às características, atos, ou meios específicos aqui descritos. Ao contrário, as características, atos, ou meios específicos são descritos como forma exemplares de implementar as reivindicações.

[0046] O assunto acima descrito está provido como ilustração somente e não deve ser considerado como limitante. Várias modificações e mudanças podem ser feitas ao assunto aqui descrito sem seguir as modalidades e aplicações exemplares ilustradas e descritas, e sem afastar do verdadeiro espírito e escopo da presente invenção, o qual está apresentado nas reivindicações seguintes.

Claims

1. Método para detectar e recuperar de um evento de fogo dentro de um avião, o método caracterizado pelo fato de que compreende: receber dados de sensor associados com fogo ou fumaça de uma pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) associados com o avião; determinar se os dados de sensor excedem limites predefi- nidos que indicam o evento de fogo dentro do avião; em resposta a determinar que os dados de sensor excedem os limites predefinidos que indicam o evento de fogo, determinar uma localização do evento de fogo dentro do avião com base nos dados de sensor; isolar e desenergizar os componentes elétricos do avião associados com o evento de fogo; e iniciar um mecanismo de supressão de fogo (126) dentro do avião direcionado para a localização do evento de fogo.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que receber dados de sensor de uma pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) associados com um avião compreende pelo menos um de receber dados elétricos de sensores elétricos (114), receber dados de temperatura de sensores de calor (116), receber dados químicos de sensores químicos (118), receber dados de fumaça de sensores de fumaça (120), e receber dados visuais de formadores de imagens visuais (122).

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar uma localização do evento de fogo dentro do avião com base nos dados de sensor compreende determinar a localização do evento de fogo dentro do avião com base na triangulação da pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) que reúnem os dados de sensor.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: em resposta a determinar que os dados de sensor excedem limites predefinidos que indicam o evento de fogo, iniciar um mecanismo de contenção de fogo (124) que impede o evento de fogo espalharalém de uma área designada.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que iniciar um mecanismo de contenção de fogo (124) que impede o evento de fogo espalhar além de uma área designada compreende mudar o fluxo de ar dentro do avião para direcionar o evento de fogo afastando de pessoas ou produtos perigosos.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que desenergizar os componentes do avião associados com o evento de fogo compreende:isolar os componentes elétricos do avião que causam o evento de fogo; desenergizar os componentes elétricos do avião que causam o evento de fogo.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que isolar e desenergizar os componentes do avião associados com o evento de fogo compreende:isolar os componentes elétricos do avião danificados pelo evento de fogo; edeterminar se os componentes elétricos são críticos para a operação segura do avião.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:em resposta a determinar que os componentes elétricos são críticos para a operação segura do avião, solicitar uma permissão da tripulação de vôo para desenergizar os componentes elétricos; e quando recebendo a permissão da tripulação de vôo para desenergizar os componentes elétricos, desenergizar os componentes elétricos danificados pelo evento de fogo.

9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que determinar se os componentes elétricos são críticos para a operação segura do avião compreende determinar se os componenteselétricos são críticos para a operação segura do avião com base nos status do avião, tempo circundante, fase de vôo e conhecimento da posição futura do avião.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de supressão de fogo (126), quando da iniciação, libera um agente de supressão de fogo direcionado para a localização do evento de fogo.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:verificar a iniciação do mecanismo de supressão de fogo (126) com base nos dados de sensor atualizados da pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122).

12. Sistema de detecção e recuperação de fogo de avião, caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) associados com um avião; um mecanismo de supressão de fogo (126) adaptado para liberar um agente de supressão de fogo, o mecanismo de supressão de fogo (126) acoplado no avião; um módulo de detecção (106) que recebe os dados de sensor associados com fogo ou fumaça da pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) e identifica um evento de fogo dentro do avião quando os dados de sensor excedem limites predefinidos que indi- cam o evento de fogo dentro do avião; um módulo de localização (108) que recebe os dados de sensor da pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) e determina uma localização do evento de fogo dentro do avião com base nos dados de sensor; um módulo de isolamento de componente elétrico (110) que desenergiza os componentes do avião associados com o evento de fogo e inicia um mecanismo de contenção de fogo que impede o evento de fogo espalhar além de uma área designada; e um módulo de suporte de decisão que inicia o mecanismo de supressão de fogo (126) para liberar o agente de supressão de fogo para a localização do evento de fogo.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) compreende sensores elétricos (114) adaptados para detectar curtos e falhas de arco em um sistema elétrico do avião.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) ainda compreende sensores de calor (116) adaptados para medir continuamente a temperatura dentro do avião e detectar súbitos aumentos em temperatura que indicam o evento de fogo.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) ainda compreende sensores de químicos (118) adaptados para detectar os constituintes atmosféricos do evento de fogo que são liberados após o evento de fogo ter iniciado e os constituintes atmosféricos dos produtos químicos que são vazados antes do evento de fogo ter iniciado.

16. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) ainda compreende formadores de imagens visuais (122) adaptados para capturar um vídeo de áreas visíveis e não visíveis do avião e detectores de fumaça adaptados para detectar a fumaça dentro do avião.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de supressão de fogo (126) é eletricamente ativado pelo módulo de suporte de decisão.

18. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de supressão de fogo (126) não é eletricamente ativado.

19. Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de supressão de fogo (126) compreende uma pluralidade de tubos que contém um agente de supressão de fogo, a pluralidade de tubos liberando o agente de supressão de fogo quando a temperatura do evento de fogo funde a pluralidade de tubos.

20. Avião, caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) acoplados no avião, a pluralidade de sensores compreendendo (a) sensores elétricos (114) adaptados para detectar curtos e falhas de arco em um sistema elétrico do avião, (b) sensores de calor (116) adaptados para medir continuamente a temperatura dentro do avião e detectar súbitos aumentos em temperatura que indicam um evento de fogo dentro do avião, (c) sensores químicos (118) adaptados para detectar os constituintes atmosféricos do evento de fogo que são liberadosapós o evento de fogo ter iniciado e os constituintes atmosféricos de produtos químicos que são vazados antes do evento de fogo ter iniciado, (d) formadores de imagens visuais (122) adaptados para capturar um vídeo de áreas visíveis e não visíveis do avião, e (e) detectores de fumaça adaptados para detectar fumaça dentro do avião; um mecanismo de supressão de fogo (126) adaptado para liberar um agente de supressão de fogo, o mecanismo de supressão de fogo (126) acoplado no avião; um módulo de detecção (106) que recebe dados de sensor associados com fogo ou fumaça da pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) e identifica o evento de fogo dentro do avião quando os dados de sensor excedem limites predefinidos que indicam o evento de fogo dentro do avião; um módulo de localização (108) que recebe os dados de sensor da pluralidade de sensores (104, 114, 116, 118, 120, 122) e determina uma localização do evento de fogo dentro do avião com base nos dados de sensor; um módulo de isolamento de componente elétrico que de- senergiza os componentes elétricos do avião que causam o evento de fogo, desenergizando os componentes elétricos do avião danificados pelo evento de fogo, e iniciando um mecanismo de contenção de fogo que impede que o evento de fogo espalhe além de uma área designada; e um módulo de suporte de decisão que inicia o mecanismo de supressão de fogo (126) para liberar o agente de supressão de fogo para a localização do evento de fogo.