BRPI0609836A2 - método de evitação de terreno, sistema de evitação de terreno e aeronave - Google Patents
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Abstract
MéTODO DE EVITAçãO DE TERRENO, SISTEMA DE EVITAçãO DE TERRENO E AERONAVE. A presente invenção se relaciona a um método e sistema de evitação de terreno para uma aeronave. O sistema compreende um dispositivo de alarme (3) e um dispositivo de piloto automático (5) que inclui um meio (7) para determinar uma ordem de subida com inclinação ótima para a aeronave, um meio (12) para verificar se um primeiro ganho de altitude no relevo dado pela ordem de subida de inclinação ótima é suficiente para evitar o citado relevo, um meio (11) para determinar se existe pelo menos um valor de variação de direção para o qual o correspondente ganho de altitude seja suficiente para evitar o relevo, e meios (17, 22) para aplicar à aeronave, se o primeiro ganho de altitude for suficiente, é determinada uma ordem de subida de inclinação ótima com uma ordem para manter a direção corrente e, se o primeiro ganho de altitude forinsuficiente, é determinada uma ordem de subida particular suficiente para evitar o relevo, com uma ordem de direção que corresponde ao valor de variação de subida selecionada.
Description
"MÉTODO DE EVITAÇÃO DE TERRENO, SISTEMA DE EVITAÇÃODE TERRENO E AERONAVE".
Campo da Invenção
A presente invenção se relaciona a um método e sistemade evitação de terreno para uma aeronave.
Sabe-se muito bem que muitas aeronaves, em particularaeronaves de transporte civil, são equipadas com umdispositivo de alarme de colisão que permite transmitirum sinal de alarme, quando houver risco de colisão daaeronave com o terreno. Com respeito ao dispositivo dealarme, em particular pode ser um dispositivo TAWS(Terrain Awareness and Warning System (Sistema de Aviso eAlarme de Terreno) ) , em particular do tipo EGPWS(Enhanced Ground Proximity Warning System (SistemaMelhorado de Aviso de Proximidade de Solo) ) ou GCAS(Ground Collision Avoidance System (Sistema de Evitaçãode Colisão contra o Solo)).
Quando tal dispositivo de alarme de colisão transmiteum sinal de alarme, geralmente cabe ao piloto tomarações, em particular pilotar a aeronave manualmentepara evitar uma colisão com o terreno.
A patente U.S. N° 4.924.401 propõe uma solução tendoo propósito de automaticamente evitar a colisão daaeronave com o terreno. A solução consiste em definiruma altitude mínima abaixo da qual a aeronave não devedescer, e quando a aeronave desce abaixo desta altitude,um dispositivo automático instrui a aeronave a subirnovamente, de modo a evitar uma colisão com o terreno.No entanto, esta solução conhecida particularmenteobjetiva o caso em que o piloto está inconsciente, ea aeronave em mergulho. Portanto, esta solução tema desvantagem de agir tardiamente sobre a trajetória daaeronave, uma ação que com certeza é muito mais intensado que aquela que seria necessária se fosse mais pronta,e que se aplicada a uma grande aeronave de passageiros,causaria desconforto ou potencial risco aos passageiros.Ademais, o risco de a ação sobre a trajetória não serefetiva para evitar a colisão com o terreno é muito alto,em virtude de ser tardio.
O propósito da presente invenção é superar taisdesvantagens. A presente invenção se relaciona a ummétodo de evitação de terreno efetivo para uma aeronave.Para este propósito, de acordo com a presente invenção,o citado método emprega um dispositivo de alarme decolisão que monitora o vôo da aeronave com respeito aoterreno circundante e capaz de transmitir um sinal dealarme quando houver risco de colisão entre a aeronave eo relevo do terreno, se mantidas as características devôo (velocidade, inclinação, etc). Deve ser entendido quequando o citado dispositivo de alarme de colisãotransmite um sinal alarme, automaticamente:
A- é determinado um comando de subida de inclinaçãoótima para aeronave;
B- é verificado se um primeiro ganho de altitude(obtido no citado relevo pela aeronave aplicando o citadocomando de subida de inclinação ótima à mesma com umcomando para manter a direção corrente) é suficientepara evitar o citado relevo; e
C- de acordo com esta verificação:
a- se o citado primeiro ganho de altitude forsuficiente para evitar o citado relevo, o citado comandode inclinação ótima é aplicado à aeronave com um comandopara manter a direção corrente; e
b- se o citado primeiro ganho de altitude não forsuficiente para evitar o citado relevo, efetua-se umabusca para ver se há pelo menos um valor de variação dedireção, para o qual um segundo ganho de altitude obtidono re1evo pela aeronave (aplicando à aeronave um comandode subida de inclinação ótima) é suficiente para evitar ocitado relevo:
a- um dos citados valores de variação de direção paraevitar um relevo é selecionado; e
B- um particular comando de subida suficiente paraevitar o relevo é aplicado à aeronave, tal comoum comando de direção que corresponde ao valor devariação de direção assim selecionado (portanto, gerandouma variação de direção à aeronave).
O método, de acordo com a invenção, tem a vantagem deatuar sobre a trajetória da aeronave tão logo se j adetectado um risco de colisão com um relevo do terreno, eesta ação é tomada automaticamente, ou seja sem açãodo piloto. Assim, quando um sinal de alarme étransmitido, uma ação automática é realizada de modo amelhorar a situação da aeronave com respeito ao terreno,aplicando um comando de subida de inclinação ótima(respeitando as características aeronave), como serádescrito abaixo.
Para fazer isto, de acordo com a presente invenção:
- se tal ação for suficiente para evitar o relevo,simplesmente será aplicado à aeronave um comando desubida de inclinação ótima sem modificar sua direção, quepermite executar uma manobra de evitação simplificada; ese a citada manobra simplificada acima não forsuficiente para evitar tal relevo, que pode acontecer emalguns casos (um relevo muito alto, por exemplo)a direção da aeronave deve ser alterada para esterçara mesma para uma direção, na qual o relevo não seja tãoalto, e então um particular comando de subida é aplicadoà mesma, que é suficiente para evitar o relevo dado.
Assim, em razão da invenção, há em princípio a capacidadede evitar qualquer relevo situado a frente da aeronave.Ademais, no contexto da presente invenção, o comando desubida de inclinação ótima é determinado levando em contaum comando de potência associado para maximizar ainclinação. A inclinação máxima correspondente à potênciacorrente da aeronave não é necessariamente a mais altapossível, um comando de potência é determinado para quala inclinação máxima seja a mais alta possível.
Em uma primeira configuração simplificada, o citadoparticular comando de subida aplicado na etapa C, b, /3,corresponde ao comando de subida de inclinação ótima.Em uma segunda configuração, é determinado um comando desubida particular (em uma inclinação não máxima) que geraum ganho de altitude no relevo, que corresponde a umganho de altitude necessário e suficiente para evitaro citado relevo. Nesta segunda configuração, o métodopreferivelmente começa em determinar um valor de direção(ou rota) que torne possível minimizar o desvio de rotada aeronave, então determinando um comando de subida(de inclinação não-máxima) para evitar o relevo, queminimiza a mudança de inclinação (visando o confortodos passageiros). Esta segunda configuração, portanto,melhora o conforto dos passageiros (por causa da pequenainclinação e baixa aceleração) sem prejudicar a segurançada aeronave, desde que o ganho de altitude sejasuficiente para evitar o citado relevo. Esta segundaconfiguração com certeza se aplica somente ao caso ondeo ganho de altitude necessário para evitar um relevofor menor que o ganho de altitude obtido aplicandoà aeronave um comando de subida de inclinação máxima,através do último comando de subida.
Ademais, o comando de subida particular suficiente paraevitar o relevo preferivelmente deve ser calculadolevando em conta uma margem de altitude com respeitoàquele relevo (margem de segurança).
Ademais, na etapa C, b, a, preferivelmente determina-se(dentre todos os valores de variação encontrados) o menorvalor de variação de direção, em valor absoluto, quepermita desviar a aeronave de sua direção correntetão pouco quanto possível da trajetória lateral de vôoinicialmente previsto.
No contexto da presente invenção, com certeza é possívelimaginar outras variantes da seleção de valor de variaçãode direção usado na etapa C, b, a. Em particular:
em uma primeira variante, é selecionado o valor devariação de direção que corresponde ao relevo mais baixosituado em uma pré-determinada gama de variação dedireção, definida em qualquer lado da direção correnteda aeronave;
em uma segunda variante, é selecionado o valor devariação de direção para o qual o ângulo de rotaçãonecessário para a correspondente mudança de direçãoé menor, em valor absoluto, que um pré-determinado valor,por exemplo, menor que 4 5°, para não afetar o desempenhode subida em demasia (inclinação máxima possível).Em uma configuração particular, na etapa C, b, (3,em primeiro lugar é aplicado o citado particular comandode subida, e em seguida o citado comando de direçãoque gera uma mudança de direção. Iso torna possívelantecipar o comando de subida tão cedo quanto possível,daí maximizando o ganho de altitude obtido no relevo.
Ademais, em uma configuração particular, quando o citadodispositivo de alarme de colisão transmite um sinal dealarme, a configuração aerodinâmica da aeronave émodificada para aumentar o ganho de altitude no relevo, eé determinado na etapa um comando de subida de inclinaçãoótima, levando em conta a nova configuração aerodinâmicada aeronave (resultante da modificação). Esta particularconfiguração aumenta o ganho de altitude obtidano relevo. Esta configuração, em particular, pode seraplicada a uma aeronave durante procedimento deaproximação, com os trens de pouso baixados, e slats,flaps, spoilers abertos. Neste caso, modificara configuração aerodinâmica muitas vezes consiste emretrair estes vários itens para obter a melhor inclinaçãode subida. No entanto, em certos casos, vantaj osamentecertos itens devem ser mantidos pelo menos parcialmenteabertos (slats ou flaps). Na verdade modifica-se aconfiguração aerodinâmica da aeronave para otimizar seudesempenho de subida, tal configuração que pode sermodificada quer automaticamente ou manualmente.
Vantajosamente, quando um comando de direção que gerauma variação de direção é apliçada na etapa C, b, 0,um sinal de identificação é transmitido aos pilotos parainformar a aplicação deste comando (variação de direção).Com este propósito, é possível indicar o citado comandode variação de direção ao piloto, assim como os comandosde subida e engate da função de evitação de terreno.
Ademais, quando o risco de colisão desaparece, a aeronavepreferivelmente retorna para seu envelope de vôooperacional.
A presente invenção também se relaciona a um sistemade evitação de terreno para uma aeronave.
De acordo com a presente invenção, o citado sistemaé do tipo que compreende:
um dispositivo de alarme de colisão 3 usual quemonitora o vôo de uma aeronave A com respeito ao terrenocircundante 2 que é capaz de transmitir um sinal dealarme quando houver risco de colisão entre a aeronave eum relevo 4 do citado terreno 2, se forem mantidas suascorrentes características de vôo; eum dispositivo de piloto automático 5.
É importante salientar que o citado dispositivo de pilotoautomático compreende pelo menos:
- um primeiro meio para determinar um comando desubida de inclinação ótima para a aeronave;
um segundo meio para verificar se um ganho dealtitude (obtido pela aeronave no citado relevo quandose aplica o citado comando de subida de inclinação ótima,mantendo a direção corrente) é suficiente para evitaro citado relevo;
um terceiro meio para descobrir se o citado primeiroganho de altitude não for suficiente para evitar o citadorelevo, se houver, pelo menos um valor de variação dedireção, para o qual um segundo ganho de altitude obtido
no relevo pela aeronave (aplicando à aeronave um comandode subida de inclinação ótima) é suficiente para evitarocitado re1evo;
um quarto meio para selecionar, se necessário, umdos citados valores de variação de direção, tornandopossível evitar o citado relevo; e
um quinto meio para aplicar à aeronave um comandode subida e um comando de direção, especificamente:
• se o citado primeiro ganho de altitude forsuficiente para evitar o citado relevo, o citado comandode subida de inclinação ótima é aplicado à aeronave comum comando para manter a direção corrente;
• se o citado ganho de altitude não for suficientepara evitar o citado relevo, é aplicado um particularcomando de subida, que é suficiente para evitar o relevo,com um comando de direção que corresponde ao valor devariação de direção selecionado pelo citado quarto meio(gerando uma variação de direção da aeronave).Em uma configuração particular, o citado sistema deevitação também compreende:
um meio indicador que automaticamente sinalizaa aplicação de um comando de direção que gera umavariação de direção, que resulta em uma evitação lateraldo re1evo; e/ou
um meio de otimização da configuração aerodinâmica.Ademais, o citado sistema de evitação vantajosamentecompreende adicionalmente um meio para permitir ao pilotodesengatá-lo. Neste caso, o citado sistema de evitaçãoinforma ao piloto a variação de altitude e direção paraevitar o relevo (por exemplo, por meio de um indicador dedireção e altitude que indica altitude e direção a seremseguidas).
Ademais, o citado dispositivo de piloto automáticovantaj osamente é parte do piloto automático da aeronave.Os desenhos anexos proporcionam um bom entendimentode como a invenção pode ser configurada. Nas figuras,referências idênticas indicam elementos similares.
A figura 1 é um diagrama de blocos de um sistemade acordo com a presente invenção;
as figuras 2 a 4 são representações esquemáticas devárias situações de vôo, que provêem uma boa explicaçãode aspectos essenciais de um sistema de acordo coma presente invenção.
0 sistema 1, de acordo com a presente invenção, mostradodiagramaticamente na figura 1, é um sistema de evitaçãode terreno 2 para uma aeronave A, em particular,uma grande aeronave de transporte.Para fazer isto, o citado sistema compreende:
- um dispositivo de alarme de colisão 3 usual quemonitora o vôo de uma aeronave A com respeito ao terrenocircundante 2, e que é capaz de transmitir um sinal dealarme quando houver risco de colisão entre a aeronave eum relevo 4 do citado terreno 2, se a aeronave mantivercaracterísticas de vôo (velocidade, inclinação, etc.); eum dispositivo de piloto automático 5 da aeronave A,que é conectado por uma conexão 5 ao citado dispositivode alarme de colisão 3.
Com respeito ao citado dispositivo de alarme de colisão3, em particular, tal dispositivo pode ser um dispositivoTAWS (Terrain Awareness and Warning System (Sistema deAviso e Alarme de Terreno)), particularmente do tipoEGPWS (Enhanced Ground Proximity Warning System (SistemaMelhorado de Alarme de Proximidade com o Solo) ) ou GCAS(Ground Collision Avoidance System (Sistema de Evitaçãode Colisão com o Solo)).
Na presente invenção, o citado dispositivo de pilotoautomático 5 compreende pelo menos os seguintes meios,que são ativados quando o citado dispositivo de alarme decolisão 3 transmite um sinal de alarme:
um meio 7 para determinar como usualmente um comandode subida de inclinação ótima para a aeronave A,respeitando o efetivo desempenho da citada aeronave A;
um meio 8 conectado pela conexão 9 ao citado meio 7para verificar se um primeiro ganho de altitude AHO(obtido no re1evo 4 pela aeronave A, quando for ap1icadoà aeronave o citado comando de subida de inclinação ótimadeterminado pelo citado meio 7 simultaneamente com umcomando para manter a direção corrente, como ilustradopela linha 10 nas figuras 2 a 4) é suficiente para evitaro citado relevo 4 (por exemplo, um pico 4A na situaçãomostrada na figura 2);um meio 11 que é conectado por uma conexão 12ao citado meio 8 para descobrir quando o citado ganho dealtitude AHO não é suficiente para evitar o citado relevo4, se houver pelo menos um valor de variação de direçãoACi, i sendo um número inteiro maior ou igual a 1,para qual um correspondente ganho de altitude AHi (que éobtido no re1evo 4 pela aeronave A, quando um comando desubida de inclinação ót ima for apliçado à aeronave)é suficiente para evitar o citado relevo 4;
- um meio 13 que é conectado por uma conexão 14ao citado meio 13 para selecionar no modo descrito abaixodentre os vários valores de variação de direção ACiencontrados pelo citado meio 11 um destes valores devariação de direção. Quando o meio 11 encontra somente
- um único valor de variação de direção possível, o citadomeio 13, com certeza, seleciona este único valor;
- um meio 15 que é conectado por uma conexão 16ao citado meio 13 para determinar um particular comandode subida como definido acima, assim como um comando dedireção, torna possível mudar a direção da aeronave Ade acordo com o valor de variação de direção selecionadopelo meio 13; e
- um meio 17, por exemplo, um meio de comutação que écontrolado pelo meio 8 como mostrado por uma conexão 18,mostrado em linhas pontilhadas e tracejadas na figura 1,com o propósito de transmitir comandos de subida edireção, de acordo com este controle.
Mais especificamente, o citado meio 17 é conectado pelasconexões 19 e 20 respectivamente aos citados meios 7 e15, e transmite pelo intermediário de meio da conexão 21,comandos de subida e direção, de modo que:
se o citado ganho de altitude AHO for suficientepara evitar o citado relevo 4, é aplicado o citadocomando de subida de inclinação ótima determinado pelocitado meio 7, com o comando para manter a correntedireção da aeronave A;
se o citado ganho de altitude AHO não for suficientepara evitar o citado relevo 4, é aplicado o citadocomando determinado pelo citado meio 15, especificamenteo citado comando particular de subida, que é suficientepara evitar o relevo 4, com o citado comando de variaçãode direção que corresponde ao valor de variação dedireção selecionado pelo citado meio 13.
No contexto da presente invenção, o comando de subida deinclinação ótima é determinado levando em conta umcomando de potência associado para maximizar ainclinação. A inclinação máxima que correspondeà potência corrente da aeronave A não é necessariamentea maior potência, o sistema 1 determina o comando depotência, para o qual a inclinação máxima será a maisalta possível.
Ademais, no contexto da presente invenção, um ganho dealtitude corresponde à diferença entre a altitude obtidano re1evo 4 e a altitude corrente da aeronave A.
Ademais, um comando de subida de inclinação ótima podeser definido como segue: em um primeiro momento,a aeronave A deve subir com um ângulo máximo deincidência, então ela deve fazer uma subida na inclinaçãomáxima. Preferivelmente, a duração desta primeira vezé escolhida de modo a maximizar a altura a ser evitadano relevo 4.
0 citado sistema de evitação de terreno 1, com certeza,também compreende um meio 22 (que pode ser, por exemplo,integrado pelo menos parcialmente ao piloto automático 5)que aplica de modo habitual â citada aeronave Aos comandos de subida e direção recebidos pelointermediário da citada conexão 21. Para fazer isto,o citado meio 22, como usual, compreende, por exemplo, ummeio de cálculo para determinar comandos de posiçãodas superfícies de controle, com base nos citadoscomandos de subida e direção, e pelo menos um meio deatuação deste comando de posição das superfícies decontrole, e move as citadas superfícies de controlede modo correspondente para aplicar os citados comandosde subida e direção à aeronave A.
Em uma configuração particular, o citado dispositivo depiloto automático 5 faz parte de um piloto automáticocomum da aeronave A.
Ademais, em uma configuração preferida, o citado sistemade evitação de terreno 1 adicionalmente compreende ummeio indicador 23 que por exemplo é conectado por meio deuma conexão 24 ao citado dispositivo de piloto automático5, cujo propósito é alertar o piloto da aeronave A,quando um comando de variação de direção determinado pelomeio 15 for aplicado à aeronave. Esta informação podeser, por exemplo, provida visualmente em uma tela 25 e/oupor meio sonoro, tal como uma sirene (não mostrados).No exemplo dado na figura 2, o ganho de altitude AHOobtido no relevo 4 a frente da aeronave A na sua direçãocorrente (linha 10) permite evitar o corresponde pico 4Ado citado relevo 4. Neste exemplo, o meio 17 transmiteao meio 22 os comandos recebidos do citado meio 7,especificamente um comando de subida de inclinação ótimae um comando para manter a direção corrente da aeronave.Por conseguinte, aqui a evitação do terreno 2 é realizadade maneira mais simples, simplesmente implementando umasubida da aeronave A sem modificar sua trajetória de vôolateral (mantendo a direção corrente).
De outro lado, nos exemplos das figuras 3 e 4, o ganho dealtitude AHO obtido no relevo aplicando à aeronave Aum comando de subida de inclinação ótima e mantendoa direção (linha 10) não é suficiente para evitaro correspondente pico 4B do citado relevo 4, Neste caso,o meio 17 transmite ao meio 22 um comando de subida e eum comando de direção determinados pelo meio 15.Como mencionado antes, o comando de direção gerado pelomeio 15 tem o propósito de modificar a direção daaeronave A de acordo com o valor de variação de direçãoselecionado pelo meio 13, dentre a pluralidade depossíveis valores de variação de direção ACi encontradospelo meio 11.Em uma configuração preferida o citado meio 13 seleciona,dentre todos valores de variação de direção, o menorvalor de variação, em valor absoluto, que permita desviara aeronave A tão pouco quanto possível de sua direçãocorrente (linha 10) , ou seja a partir de sua trajetóriainicialmente prevista. No exemplo da figura 3, o meio 11encontrou dois valores de variação de direção AC1 e AC2.De acordo com esta configuração preferida, o meio 13seleciona, neste exemplo, a variação de direção AC1tendo o menor valor absoluto.
No contexto da presente invenção, com certeza serápossível prever ou imaginar outras variantes de seleçãodo valor de variação de direção implementadas pelo citadomeio 13. Em particular:
Em uma primeira variante, o citado meio 13 selecionao valor de variação de direção que corresponde ao relevomais baixo e situado em uma pré-determinada gama devariação de direção (ACL1+ACL2 na figura 3) definida umlado da direção corrente (1inha 10) da aeronave A, elimitada pelos segmentos 26 e 27. No exemplo da figura 3,a parte 4C do relevo 4 na direção 28 definida pelavariação de direção AC2 é mais baixa que a parte 4Ddo relevo 4 na direção 2 9 definida pela variação dedireção AC1, por conseguinte o meio 13 selecionaa variação de direção AC2 nesta primeira variante;
em uma segunda variante, o citado meio 13 selecionao valor de variação de direção para o qual o ângulo derotação necessário para a correspondente mudança dedireção, em valor absoluto, é menor que um pré-determinado valor, por exemplo 45°, para não prejudicarem demasia o desempenho de subida da aeronave.
Ademais, o citado meio 15 também determina um particularcomando de subida associado ao citado comando de variaçãode direção determinado como descrito acima.
Em uma primeira configuração simplificada, o citadocomando de subida particular determinado pelo meio 15corresponde simplesmente a um comando de subida deinclinação ótima. Para um mesmo comando de subida ótima,a uma distância substancialmente igual a do relevo 4,os ganhos de altitude AH2 e AH1 obtidos para uma variaçãode direção com certeza são menores que um ganho dealtitude AHO obtido sem variação de direção, em virtudeda energia dispendida pela aeronave para executara variação de direção (figura 3) .
Em uma segunda configuração, o citado meio 15 determina,como um comando de subida particular, um comando desubida (em uma incl inação não - máxima) que gera um ganhode altitude AHR no relevo 4, que corresponde a um ganhode altitude ambos necessário e suficiente para evitara correspondente parte 4D do relevo 4, levando em contaa margem de segurança previ sta nas normas, e menor queo citado ganho de altitude AH1 com respeito à subida deinclinação máxima, como mostrado na figura 4. Na segundaconfiguração, a primeira etapa preferivelmente determinaum valor de direção (ou rota) que minimiza o desvio derota da aeronave A e então um comando de subida (em umainclinação não-máxima) é determinado que evita o citadorelevo 4 e minimiza a mudança de inclinação (propiciandoconforto aos passageiros).
Esta segunda configuração melhora o conforto dospassageiros (em virtude de menor inclinação e aceleração)sem no entanto prej udicar a segurança da aeronave A,uma vez que o ganho de altitude AHR é suficiente paraevitar o relevo 4 (parte 4D). Esta segunda configuração,no entanto, será aplicável somente se o ganho de altitudenecessário para evitar o relevo for menor que o ganho dealtitude AH1, que é obtido quando se aplica um comando desubida de inclinação ótima à aeronave A.
Ademais, em uma configuração particular, o citadodispositivo de piloto automático 5 (ou o citado meio 22)em primeiro lugar aplica o citado particular comando desubida à aeronave A, então o citado comando de direçãogera uma correspondente mudança de direção. Isto antecipao comando de subida tão cedo quanto possível e, portanto,maximiza o ganho de altitude obtido no relevo 4.Ademais, em uma configuração particular, quando o citadodispositivo de alarme de colisão 3 transmite um sinal dealarme, o sistema 1 modifica a configuração aerodinâmicada aeronave de modo a aumentar o ganho de altitudeno relevo 4, e o meio 7 determina um comando de subida deinclinação ótima, levando em conta a nova configuraçãoaerodinâmica da aeronave A resultante da modificação.
Esta configuração particular aumenta o ganho de altitudeobtido no relevo 4. Esta configuração, em particular,pode ser aplicada a uma aeronave durante procedimento deaproximação de um aeroporto, no qual os trens de pousoestão baixados e slats, flaps, spoilers acionados. Nestecaso, a modificação da configuração aerodinâmica algumasvezes consiste em retrair estes elementos (trens depouso, slats, flaps, spoilers) para obter uma maiorinclinação de subida. No entanto, em certas situações,pode ser vantaj oso deixar alguns elementos acionados(slats ou flaps) pelo menos em parte. Na verdade,a configuração aerodinâmica da aeronave A é modificadapara otimizar o desempenho de subida da citadaaeronave A. A modificação da configuração aerodinâmicapode ser executada quer automaticamente ou pelo própriopiloto (por procedimento).
0 sistema de evitação de terreno 1 da presente invençãoatua sobre a trajetória de vôo da aeronave A tão logose detecte um risco de colisão com o relevo 4, tal açãosendo automática, ou seja, sem intervenção do piloto.Assim, tão logo um sinal de alarme sej a transmitido pelodispositivo de alarme de colisão 3, o citado sistema 1atua melhorando a posição da aeronave com respeito aoterreno 2, aplicando à aeronave um comando de subida,geralmente um comando de subida de inclinação ótima(respeitando o desempenho da aeronave A).
Para fazer isto, de acordo com a presente invenção:se a ação for suficiente para evitar o relevo 4,o citado sistema 1 apenas aplica um comando de subidade inclinação ótima à aeronave A sem alterar sua direção,executando uma manobra de evitação simplificada(figura 2); e
se a manobra simplificada acima não for suficientepara evitar o relevo 4, que ocorre em certas situações,(um relevo muito alto, por exemplo), o sistema 1 esterçaa aeronave A para uma direção na qual o relevo não sejatão alto, e aplica à aeronave um particular comando desubida, pelo menos suficiente para evitar o relevo 4naquela direção (figuras 3 e 4).
Conseqüentemente, o sistema 1, de acordo com a invenção,em princípio permite à aeronave A evitar qualquer relevo4 situado a sua frente.
Deve ser notado que, saindo de uma situação de conflito,(quando o sinal de alarme desliga) o citado sistema 1preferivelmente retorna a aeronave para seu envelope devôo operacional.
Ademais, o citado sistema 1 compreende um meio(não mostrado) que permite ao piloto desengatá-lo.Neste caso, o citado sistema 1 pode informar ao pilotocomo executar as variações de altitude e direção paraevitar o relevo 4 (por exemplo, por meio de um indicadornormal de altitude e direção, que indica altitude edireção a tomar).
Claims (17)
1. - Método de evitação de terreno, no qual é usadoum dispositivo de alarme de colisão (3) que monitorao vôo de uma aeronave (A) em relação ao terrenocircundante (2) , e capaz de transmitir um sinal de alarmequando houver risco de coli são da aeronave (4) como reievo (4) de terreno (2) , se a aeronave mantiveras características de vôo corrente, um método de acordocom qual, quando o citado dispositivo de alarme decolisão transmite um sinal de alarme automaticamente:A - um comando de subida de inclinação ótima paraa aeronave (A) é determinado;B - é verificado se um primeiro ganho de altitude (AHO)que é obtido no citado relevo (4) pela aeronave (A) ,aplicando o citado comando de subida de inclinação ótimaà mesma com um comando que mantém a direção corrente,é suficiente para evitar o citado relevo (4); eC- de acordo com esta verificação, se o citado primeiroganho de altitude (AHO) não for suficiente para evitaro citado relevo (4), então uma pesquisa é feita para verse há pelo menos um valor de variação de direção(AC1, AC2) para o qual um segundo ganho de altitude(AH1, AH2) , que é obtido no relevo 4 pela aeronave (A)aplicando a mesma um comando de subida ótima,é suficiente para evitar o citado relevo (4) ,caracterizado pelo fato de na etapa C:a - se o citado primeiro ganho de altitude (AHO)for suficiente para evitar o citado relevo (4), o citadocomando de subida de inclinação ótima seráautomaticamente aplicado à aeronave com um comando paramanter a direção corrente; eb - se o citado primeiro ganho de altitude (AHO)não for suficiente para evitar o citado relevo (4), e seadicionalmente houver pelo menos um valor de variação dedireção (AC1, AC2) para o qual um segundo ganho dealtitude (AH1, AH2) é obtido no relevo (4) pela aeronave(A) , aplicar à mesma um comando de subida ótimaserá suficiente para evitar o citado relevo (4):a- um dos citados valores de variação de direção(AC1, AC2), que permite evitar o relevo (4),é selecionado automaticamente; eB- um particular comando de subida, que é suficientepara evitar o relevo 4, é automaticamente aplicadoà aeronave (A), com um comando de direção que correspondeao valor de variação de direção assim selecionado.
2. - Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado comando de subidaparticular aplicado à aeronave (A) na etapa C, b, /3corresponde a um comando de subida de inclinação ótima.
3. - Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de ser determinado, como umcomando de subida particular que é aplicado à aeronave naetapa C, b, (3, um comando de subida que gera um ganho dealtitude (AHR) no relevo que corresponde a um ganho dealtitude necessário e suficiente para evitar o citadorelevo (4).
4.- Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de,na etapa C, b, oí, ser selecionado o menor valor devariação de direção (AC1) em valor absoluto.
5. - Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de,na etapa C, b, oi, ser selecionado o valor de variação dedireção (AC2) que corresponde ao relevo mais baixo (4C)situado em uma pré-determinada faixa de variação dedireção pré-determinada, definida em qualquer um doslados da direção corrente (10) da aeronave (A).
6.- Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de,na etapa C, b, a, ser selecionado o valor de variação dedireção para o qual o ângulo de rotação necessário paraa corrente mudança de direção é menor, em valor absoluto,que um pré-determinado valor.
7.- Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato dena etapa C, b, (3 ser aplicado, em primeiro lugar,o citado comando de subida particular, e em seguidaaplicado o citado comando de direção que gera uma certavariação de direção.
8. - Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de,quando o citado dispositivo de alarme de colisão (3)transmite um sinal de alarme, a configuração aerodinâmicada aeronave ser modificada, de modo a aumentar o ganho dealtitude no relevo (4) , e ser determinado na etapa Aum comando de subida de inclinação ótima que levaem conta a nova aerodinâmico da aeronave (A).
9. - Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de,na etapa C, b, /3 ser apliçado um comando de direçãoque gera uma variação de direção, e ser transmitidona cabine da aeronave um sinal indicativo para informarao piloto a aplicação do comando de direção.
10. - Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de,quando desaparece o risco de colisão, a aeronave (A)voltar para seu envelope de vôo operacional,
11.- Sistema de evitação de terreno, para uma aeronave(A), compreendendo:um dispositivo de alarme de colisão (3) que monitorao vôo de uma aeronave (A) com respeito ao terrenocircundante (2), e capaz de transmitir um sinal de alarmequando houver o risco de colisão entre a aeronave (A) eum relevo (4) de terreno (2) , se mantidasas características correntes de vôo; eum dispositivo de piloto automático (5) , quecompreende pelo menos:• um primeiro meio (7) para determinar um comando desubida de inclinação ótima para uma aeronave (A);• um segundo meio (12), para verificar se um primeiroganho de altitude (AHO) obtido pela aeronave (A)no citado relevo (4) aplicando à aeronave o citadocomando de subida de inclinação ótima ainda mantendo adireção corrente, que é suficiente para evitar o citadorelevo (4);• um terceiro meio (11) para descobrir, quandoo citado primeiro ganho de altitude (AHO) não forsuficiente para evitar o citado relevo (4) , se há pelomenos um valor de variação de direção (AC1, AC2) para oqual um segundo ganho de altitude (AH1, AH2) que é obtidono relevo pela aeronave (A), e aplicar à mesma um comandode subida de inclinação ótima, é suficiente para evitar ocitado relevo (4);caracterizado pelo fato de o citado dispositivo de pilotoautomático (5) adicionalmente compreender:- um quarto meio (13) para automaticamente selecionar,se necessário, um dos citados valores de variação dedireção (AC1, AC2) para evitar o relevo (4); eum quinto meio (17, 22) para automaticamente aplicarà aeronave (A) um comando de subida e um comando dedireção, especificamente:• se o citado primeiro ganho de altitude (AHO) forsuficiente para evitar o citado relevo (4) , é aplicadoo citado comando de subida de inclinação ótima com umcomando para manter a direção corrente;• se o citado ganho de altitude (AHO) não forsuficiente para evitar o citado relevo (4), é aplicado umparticular comando de subida suficiente para evitar orelevo (4) , com um comando de direção que corresponde aocomando de variação de direção selecionado pelo quartomeio (13) .
12. - Sistema, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de adicionalmente compreenderum meio (22) para automaticamente sinalizar a aplicaçãode um comando de direção para gerar uma certa variaçãode direção.
13.- Sistema, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11 e 12, caracterizado pelo fato deadicionalmente compreender um meio para otimizara configuração aerodinâmica.
14.- Sistema, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato deadicionalmente compreender um meio para permitirao piloto desengatá-lo.
15.- Sistema, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato deo citado dispositivo de piloto automático (5) fazer partede um piloto automático da aeronave (A).
16.- Aeronave, caracterizada pelo fato de compreender umsistema (1) como aquele reivindicado em qualquer umadas reivindicações de 11 a 15.
17. - Aeronave, caracterizada pelo fato de compreenderum sistema (1) capaz de implementar o método reivindicadoem qualquer uma das reivindicações de 1 a 10.
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