BRPI1102364A2 - sistema de comando de voo para aeronave e aeronave - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE COMANDO DE VOO PARA AERONAVE E AERONAVE Um sistema de qomando de voo para aeronave no qual as ordens de comando ao transmitidas entre um módulo (12) de comando de voo e peio menos um acionador (13) de uma superfície de voo móvel, o módulo de comando compreendendo pelo menos um primeiro e um segundo computador (14-1, 14-2, 14-3, 15-1, 15-2, 15-3), cada computador sendo adaptado para calcular, para cada acionador, uma ordem de comando estabelecida segundo pelo menos uma lei de comando pré-determfnada da superfície de voo comandada pelo acionador, o mencionado sistema. Cada acionador (13) compreende pelo menos duas unidades lógicas (18, 19) adaptadas para receber as ordens provenientes de todos os computadores, cada unidade lógica (18, 19) sendo adaptadapara: comparar entre elas as ordens recebidas, e escolher em função do resultado da comparação, segundo uma lógica pré-determinada comum a todos os acionadores, um computador, o chamado computador mestre, cuja ordem de considerado; e transmitir, com destino ao conjunto dos computadores, uma informação de escolha de computador mestre; e sendo que cada computador (14-1, 14-2, 14-3, 15-1, 15- 2, 15-3) é adaptado para se autodeterminar como sendo um computador mestre ou se não como sendo um computador chamado de escravo, a partir das informações de escolha de computador mestre recebidas do conjunto dos acionadores, um único computador mestre entre o conjunto dos computadores sendo finalmente determinado.
Description
"SISTEMA DE COMANDO DE VOO PARA AERONAVE E AERONAVE" Campo da invenção
A invenção refere-se aos sistemas de comando de voo ("Flight Control Systemsrr) presentes nas aeronaves.
Antecedentes da invenção
Esses sistemas de comando de voo são a interface entre os órgãos de pilotagem (manche, pedais, etc.) e as diversas superfícies de voo móveis da aeronave (tais como os governos de direção, de profundidade, os ailerons, os estabilizadores, etc.).
Os aviões de linhas modernas possuem os sistemas de comando de voo de tipo "fly by wire" nos quais as ações mecânicas sobre os órgãos de pilotagem são convertidas em sinais transmitidos aos acionadores comandando o deslocamento das superfícies de voo, essas ordens sendo transmitidas aos acionadores por computadores avançados. Essas ordens são calculadas segundo vários tipos de leis. Uma dessas leis, chamada lei normal, é uma lei de pilotagem assistida que aposenta as instruções de pilotagem fornecidas pelos órgãos de pilotagem para otimizar as condições de pilotagem (conforto dos passageiros, estabilização do avião, proteção do domínio de voo, etc.) . Uma outra lei, chamada de lei direta, é uma lei que apenas transcreve as instruções de deslocamento do avia transmitidas pelos comandos de voo elétricos sem retrabalhar esses sinais visando melhorar os desempenhos de pilotagem.
Já é conhecido, como ilustrado na figura 1, um sistema de comando de voo 1 compreendendo um módulo de comando 2 apresentando dois conjuntos de computadores 4 e 5 para determinar as ordens de comando a serem transmitidas aos acionadores 3.
0 conjunto 4 compreende dois computadores 4-1 e 4-2 para calcular o comando do acionador 3 estabelecido segundo as leis de comando normal e direta (esses computadores são chamados de computadores primários) e um computador 4-3 unicamente para calcular esse comando estabelecido segundo a lei direta (esse computador é chamado de computador secundário).
0 conjunto 5 compreende um computador primário 5-1 e dois computadores secundários 5-2 e 5-3.
Todos esses computadores são instalados na baia de avião e se comunicam com os acionadores via as conexões diretas ponto a ponto analógicas.
Os acionadores são ligados a um ou dois computadores com, no caso de dois computadores, uma arquitetura "mestre/em espera", o computador mestre se assegura da validade do sinal de comando transmitido para o acionador o qual assegura a integridade do dispositivo. Quando o computador mestre entra em pane, o computador "em espera" substitui o qual assegura que um computador sempre esteja disponível.
Para garantir a validade de sua ordem,, cada computador apresenta uma estrutura com dupla unidade de cálculo (trata-se de computadores de via dupla também chamados de computadores "duplex"), não ilustrada na figura 1. A primeira unidade é uma unidade de comando (COM) que aplica os tratamentos necessários para a realização das funções do computador, a saber, determinar um sinal de comando para um acionador.
A segunda unidade é uma unidade de verificação ou de monitoramento (MON) que efetua de seu lado os mesmos tipos de operações, os valores obtidos para cada unidade sendo em seguida comparados e, se existe um desvio que ultrapassa o limiar de tolerância autorizado, o computador é automaticamente desativado. El torna-se então inoperante e é declarado em pane para que um outro computador possa o substituir para aplicar as funções deixadas por esse computador em pane.
Cada computador é, portanto, previsto para detectar suas próprias panes e inibir as saídas correspondentes ao sinalizar seu estado.
0 material dos computador primários e secundários é diferente de forma a minimizar os riscos e falha simultânea do conjunto dos computador (dissimilaridade material) .
Ademais, o material das duas vias (COM e MOM) de cada computador é idêntica, mas por razoes de segurança, as lógicas de essas duas vias são diferentes de forma a assegurar uma dissimilaridade lógica.
Sumário da invenção
A invenção visa fornecer um sistema de comando de voo que apresenta uma arquitetura modificada em relação àquela da técnica anterior descrita acima, com menos custos em recursos materiais e lógicos, mas respondendo às mesmas exigências de segurança e de disponibilidade que o sistema da técnica anterior.
Para isso, a invenção propõe um sistema de comando de voo para aeronave, no qual as ordens de comando são transmitidas entre um módulo de comando de voo e pelo menos um acionador de uma superfície de voo móvel, o módulo de comando de côo compreendendo pelo menos um primeiro e um segundo computador, cada computador sendo adaptado para calcular., para cada acionador, uma ordem de comando estabelecida segundo pelo menos uma lei de comando pré-determinada da superfície de voo comandada pelo acionador.
Conforme a invenção, o sistema proposto é caracterizado pelo fato de que cada acionador compreende pelo menos duas unidades lógicas adaptadas para receber as ordens provenientes de todos os computadores, cada unidade lógica sendo adaptada para:
- comparar entre elas as ordens recebidas, e escolher em função do resultado da comparação, segundo uma lógica de escolha pré-determinada comum a todos os acionadores, um computador, chamado computador mestre, cuja ordem de comando é validada para execução -pelo acionador considerado; e
- transmitir, com destino ao conjunto de computadores, uma informação de escolha de computador mestre; e sendo que cada computador é adaptado para se auto- determinar como sendo um computador mestre, ou se não como um computador chamado de escravo, a partir das informações de escolha de computador mestre recebidas entre o conjunto de computadores sendo finalmente determinado.
A aplicação, em cada uma das unidades lógicas de cada acionador, da mesma lógica de escolha de um computador mestre, associado à utilização de computadores capazes de se auto-determinar como computador mestre ou escravo a partir das informações de escolha transmitidas pelos acionadores, permite conduzir a escolha de um computador mestre único para o conjunto dos acionadores. Além disso, no sistema segundo a invenção, a comparação das ordens de computadores não se efetua apenas no nivel de esses computadores, mas no nivel de cada acionador, cada acionador é assim apto para determinar por si mesmo, a partir das ordens dos computadores que lhe são transmitidas, a ação a ser executada sobre a superfície móvel de voo (na prática, a amplitude de deslocamento desta superfície), ou seja, aquela correspondendo à ordem de comando do computador escolhido como mestre. Cada acionador, portanto, é apto, graças às unidades lógicas que ele compreende, para determinar em quais ordens se basear para definir a ação a ser executada e de rejeitar as ordens, cuja comparação com as outras ordens mostre que elas apresentam uma anomalia.
Conforme uma característica particular da invenção, cada computador compreende os meios de verificação adaptados para verificar, para cada acionador, a coerência das informações de escolha de computador mestre obtidas respectivamente de cada uma das unidades lógicas do acionador considerado, e se as mencionadas informações não são coerentes, para ignorar essas informações. Assim, se as unidade lógicas associadas a um acionador escolhem computadores mestres diferentes, o que indica um provável funcionamento defeituoso do acionador, as informações de escolha transmitidas por esse acionador não são levadas em consideração pelos computadores para se auto-determinarem como mestre ou escravo. Segundo uma outra característica da invenção, se a escolha do computador mestre efetuada por cada unidade lógica de um acionador dado é a mesma, a ordem de comando do computador mestre escolhido é executada pelo acionador, se não o acionador é desativado.
A determinação da ação a executar sendo assim deportada no nível do acionador, o que permite igualmente realizar os computadores mais simples e menos custosos, oferecendo uma maior flexibilidade para a conformação do sistema. Isso permite, particularmente, se liberar das arquiteturas "C0M/M0M" e "mestre/escravo" da arte anterior, o que minimiza significativamente o número total de computadores, conservando-se um alto nível de segurança.
Conforme uma outra características da invenção, cada computador compreende uma cadeia de controle compreendendo pelo menos um integrador, cada computador sendo adaptado, quando ele se auto-determinada como sendo um computador escravo, para sincronizar o integrador de sua cadeia de controle com aquele do computador mestre finalmente determinado.
Sincronizando-se automaticamente, segundo a invenção, os integradores dos computadores escravos em aqueles do computador mestre único, soluciona-se então a possível divergência dos integradores dos computadores escravos. Efetivamente, os ciclos de serviço ("asservissement"), incluindo os integradores, do computador mestre são estáveis porque as ordens são aplicadas pelos acionadores e o avião responde fisicamente ao serviço; ao contrário, as ordens geradas pelos computadores escravos não sendo aplicadas, seus integradores podem divergir.
Além disso, a caracterí st ica segundo a qual um único computador mestre é finalmente escolhido associado à característica segundo a qual os outros computadores (escravos) se sincronizam automaticamente em um único computador mestre, confere ademais simplicidade à invenção em relação à técnica anterior, sempre preservando um alto nivel de segurança. Segundo as características opcionais da invenção: - as unidades lógicas de cada acionador são igualmente adaptadas, para cada computador, para reenviar ou não uma mensagem de defeito originando-se em um número de acionadores superior a um número pré-determinado. Os acionadores sendo aptos para comparar as ordens dos computadores entre eles, são capazes de detectar quais computadores estão defeituosos e de lhes enviar uma mensagem para lhes informar.
No sistema segundo a invenção, as funções realizadas pela unidade MON dos computadores com estrutura duplex da técnica anterior são assim aplicadas pelos acionadores conjuntamente comas os outros computadores graças a que se tornou possível utilizar os computadores que apresentam apenas uma via (computadores chamados de "simplex", ou seja, desprovidos de processadores redundantes) no lugar de duas (computadores "duplex"). Segundo ainda outras características da invenção:
-cada comparação de ordens efetuada por uma unidade lógica de acionador carrega nas ordens provenientes de computadores calculando sua ordem de comando segundo um programa diferente;
-por outro lado, as unidades lógicas de cada acionador são igualmente adaptadas, quando todos os computadores novamente operacionais calculam a ordem de comando segundo um mesmo programa, para enviar uma solicitação de reconfiguração lógica para um dos computadores ainda operacionais para que ele funcione segundo um programa diferente de daquele dos outros computadores ainda operacionais.
Dessa forma, por um lado, considerar a dissimilaridade lógica dos computadores para a comparação das ordens permite aumentar a confiabilidade do sistema, e por outro lado, a reconfiguração lógica permite maximizar a utilização de cada computador, o que contribui para minimizar o número total de computadores conservando, para uma mesma lei de comando uma dissimilaridade lógica entre computadores.
Segundo ainda outras características de concretização da invenção:
- cada acionador compreende uma unidade de comando e uma unidade de verificação da unidade de comando;
-cada unidade é ligada ao primeiro computador e ao segundo computador; e/ou
uma das unidades é unicamente ligada ao primeiro computador e a outra unidade é unicamente ligada ao segundo computador, as unidades de comando e de verificação sendo igualmente ligadas entre elas. O relacionamento das unidades de comando e de verificação dos acionadores com os conjuntos de computadores pode então ser operado diretamente ou indiretamente (pelo intermédio da outra unidade).
A invenção refere-se igualmente, segundo um segundo aspecto, a uma aeronave equipada de um sistema de comando de voo tal como o exposto acima.
Breve descrição das figuras
A exposição da invenção será agora prosseguida com a descrição detalhada de um exemplo de concretização, dado aqui de modo ilustrativo mas não limitativo, com referência às figuras anexadas, nas quais:
A figura 1 é uma representação esquemática de um sistema de comando de voo segundo a técnica anterior descrita anteriormente;
A figura 2 é uma vista esquemática de um sistema de comando de voo segundo invenção;
A figura 3 é uma vista detalhando a rede de comunicação que permite a transferência de informação dos conjuntos de computadores que compreendem o sistema segundo a invenção para os acionadores de esse sistema;
A figura 4 é uma vista similar à figura 3, mas para uma variante da rede de comunicação; e A figura 5 ilustra de maneira esquemática o principio da sincronização da via MON com a via COM em um computador segundo uma arquitetura COM/MON da técnica anterior. Descrição detalhada da invenção Um sistema de comando de voo 1, segundo um modo de concretização da invenção ilustrado na figura 2, apresenta um módulo de comando 12 para transmitir as ordens a uma pluralidade de acionadores 13. 0 módulo de comando 12 compreende seis computadores "simplex" (eles apresentam apenas uma única via e um único processador de cálculo) distribuídos em dois conjuntos 14 e 15 de três computadores (FCC, Flight Control Computer), cada conjunto sendo ligado a cada um dos acionadores 13 (FCRM, Flight Control Remote Module) . O conjunto de computadores 14 (respectivamente 15) comunica-se com os acionadores 13 por um órgão numérico de troca de dados 16 (respectivamente 17) do qual será exposta abaixo em detalhe a estrutura com ajuda das figuras 3 e 4.
0 conjunto de computadores 14 (respectivamente 15) compreende dois computadores primários (PRIM para PRIMary fIight control and guidance computer) 14-1 e 14-2 (respectivamente 15-1 e 15-2) permitindo calcular as ordens de comando segundo a lei normal e segundo a lei direta assim como um computador secundário (SEC para SECondary flight control computer) 14-3 (respectivamente 15-3) para calcular as ordens de comando a partir da lei direta unicamente.
Os computadores primários e secundários são de concepção material diferente a fim de responder às exigências de segurança (dissimilaridade material).
Os computadores primários 14-1 e 14-2 (respectivamente 15-1 e 15-2) funcionam com duas variantes de programas A e B para o cálculo, segundo as leis normal e direta, os quais são diferentes uma da outra, enquanto que o computador 14-3 (respectivamente 15-3) funciona para o cálculo segundo a lei direta com uma variante de programa C diferente das variantes AeB.
Dessa forma, o cálculo segundo alei normal é obtido por dois programas diferentes (A e B) enquanto que o cálculo segundo a lei direta é igualmente obtido por dois programas diferentes (B e C ou A e C ou A e Β) . A dissimilaridade lógica é, portanto, bem assegurada para a determinação dos sinais de comando, o que assegura um alto nivel de segurança.
Como se verá abaixo, cada computador é reconf igurável a quente em função dos defeitos.
Esses conjuntos de computadores são localizados na baia aviônica (a baia aviônica é o espaço no qual são reagrupados a major parte dos equipamentos eletrônicos de um avião, em geral situado sob o espaço útil do avião) e são alimentados por dois sistemas elétricos separados. Cada acionador 13 compreende duas vias 18 e 19 (via COM e via MON) conectadas aos dois conjuntos de computadores 14 e 15 de modo que cada acionador comunica-se por suas vias .18 e 19 com todos os computadores.
A via 18 (unidade de comando COM) realiza as funções de voto e seleção e a via 19 (unidade de verificação MON) de seu lado efetua os mesmos tipos de operações para que, na saida, os valores obtidos por cada unidade sejam comparados e, em caso de desacordo, o acionador seja desativado.
Segundo a arquitetura lógica dos acionadores 13, chamada "arquitetura com computador mestre votado pelos acionadores", todos os computadores (primários e secundários) dos dois conjuntos de computadores 14 e 15 calculam as leis de pilotagem para gerar as ordens de comando das superfícies de voo móveis. A cada ciclo, cada computador calcula as instruções para todos os acionadores válidos, e transmite as ordens através dos órgãos 16 e 17 para todas as unidades 18 e 19 de todos os acionadores e isso, independentemente da validade das ordens calculadas por cada computador.
No exemplo ilustrado, cada acionador 13 recebe então por conjunto de computadores duas ordens para a lei normal (provenientes dos computadores 14-1 e 14-2 para o conjunto 14 e os computadores 15-1 e 15-2 para o conjunto .15) e três ordens para a lei direta (provenientes dos computadores 14-1 a 14-3 para o conjunto 14 e dos computadores 15-1 a 15-3 para o conjunto 15), de modo que, antes da primeira pane, cada acionador 13 dispõe de quatro instruções para a lei normal e de seis instruções para a lei direta.
A partir do conjunto de essas instruções, cada uma das duas unidades 18 e 19 de cada acionador 13 efetua as operações de voto.
0 algoritmo de voto é baseado nas ordens dos computadores e é implementado em cada unidade 18 e 19 (COM ou MON) de cada um dos acionadores (FCRM).
Cada uma das unidades lógicas 18 e 19 (COM e MON) de cada acionador 13 (FCRM) compara duas a duas as ordens recebidas de a parte do conjunto dos computadores (FCC) .14-i, 15-i (i = 1, 2, 3) .
Segundo o exemplo de concretização descrito, duas ordens destinadas à mesma superfície móvel a ser acionada e proveniente de dois computadores (FCC) distintos, são consideradas como coerentes ou incoerentes segundo sua diferença (em valor absoluto) fica superior ou inferior a um limiar de verificação pré-definido (denominado Delta), durante um intervalo pré-definido, chamado de confirmação.
Segundo a invenção, pará garantir que se leve em consideração a dissimilaridade lógica dos computadores, cada comparação de ordens carrega as ordens provenientes de computadores equipados de uma lógica diferente. Segundo a invenção, definem-se duas funções de comparação de ordens, denominadas CL-Normal(FCCx, FCCy) e CL- Direta(FCCx, FCCy) definidas como se segue.
A função CL-Normal(FCCx, FCCy) é destinada a determinar a coerência para a lei normal das ordens provenientes dos computadores FCCx e FCCy, enquanro que a função CL- Direta(FCCx, FCCy) é destinada a determinar a coerência para a lei direta das ordens provenientes dos computadores FCCx e FCCy. Em prática, as funções anteriormente citadas retornam os valores "VERDADEIRO" ou "FALSO" conforme as duas ordens comparadas sejam coerentes ou não.
Conforme o modo de concretização exposto:
A função CL-Normal(FCCx, FCCy) retorna o valor "FALSO" se:
- a ordem para a lei normal do computador FCCx não está disponível, OU
-a ordem para a lei normal do computador FCCy não está disponível, OU
-a diferença (em valor absoluto) entre as duas ordens para a lei normal dos computadores FCCx e FCCy é superior ao limiar de verificação Delta, confirmado durante um certo tempo T, e encerrado além do tempo T' superior a T. Os parâmetros Delta, TeT' são ajustados preliminarmente. Se não, a função CL-Normal (FCCx, FCCy) retorna o valor "VERDADEIRO".
De maneira similar, a função CL-Direta(FCCx, FCCy) retorna o valor "FALSO" se:
-a ordem para a lei direta do computador FCCx não está disponível, OU
-a ordem para a lei direta do computador FCCy não está disponível, OU
-a diferença (em valor absoluto) entre as duas ordens para a lei direta dos computadores FCCx e FCCy é superior ao limiar de verificação Dela, confirmado -durante um certo tempo T, e encerrado além do tempo T' superior a T. Se não, a função CL-Direta(FCCx, FCCy) retorna o valor "VERDADEIRO".
Observar-se-á aqui que o fato da ordem de um computador não estar disponível para a lei normal ou a lei direta, corresponde em particular a uma situação de pane autodeclarada do referido computador. Utilizando-se as duas funções de comparação definidas acima, cada uma das unidades lógicas (COM ou MON) 18 e 19 de um acionador qualquer, determina um computador (FCC) mestre, ou seja, o computador cuja ordem é para ser aplicada, segundo uma lógica de escolha pré-determinada utilizada pelas unidades lógicas de todos os acionadores, cujo exemplo é sintetizado pela tabela dada abaixo:
<table>table see original document page 13</column></row><table> <table>table see original document page 14</column></row><table>
A lógica de escolha ilustrada pela tabela acima leva em conta a degradação das leis, porque a lei normal é privilegiada em relação à lei direta (deli degradada), as instruções representadas pela tabela sendo aplicadas segundo uma prioridade decrescente de cima para baixo partindo da primeira linha ou condição da tabela. Assim, se uma condição Ci produz o resultado "FALSO", a condição seguinte Ci+1 é testada, e assim por diante, até a condição cujo resultado seja "VERDADEIRO". 0 computador mestre selecionado é então aquele correspondendo a esta última condição.
Apesar de um acionador (FCRM) ser afetado somente pela ordem que rege o funcionamento do governo que ele comanda, segundo a invenção, cada acionador recebe o conjunto das ordens emitidas por cada um dos computadores (FCC), ou seja, as ordens destinadas a todos os governos do avia. Consequentemente, cada acionador efetua sua própria seleção de um computador mestre levando em consideração o conjunto das informações transmitidas pelos computadores, e assim que para uma ordem dada, dois computadores sejam incoerentes entre eles, esses computadores são então considerados pelo acionador como sendo globalmente incoerentes, ou seja, incoerentes para o conjunto das ordens recebidas,e a condição seguinte na lista de prioridades (tabela acima) é sistematicamente examinada.
Como todas a unidades lógicas dos acionadores aplicam a mesma lógica de seleção no conjunto das ordens recebidas dos computadores, obtém-se no final um mestre único escolhido para todos os acionadores válidos. Notar-se-á no exemplo de lógica dado acima, que o computador mestre escolhido varia vantajosamente de uma condição para uma outra.
Efetivamente, quando um computador mestre entra em pane, ou seja, transmite uma ordem errada, esta última ; e aplicada para todos os governos do avião, o que geralmente provoca uma abordagem do avião (comportamento indesejado). Muito rapidamente, assim que o limiar de detecção (limiar de verificação) da pane é atingido, a condição em curso "salto" e a condição seguinte (na tabela) é considerada, um novo computador mestre é então selecionado. Consequentemente, a ordem aplicada ao avião torna-se boa e o comportamento saudável do avião é restabelecido.
Se por exemplo, na tabela acima, duas condições sucessivas poderiam conduzir à seleção de um mesmo computador mestre, em caso de pane de esse computador, o tempo de retorno a um comportamento saudável do avião seria, consequentemente, mais longo, ..porque seria necessário tratar duas condições sucessivas .para mudar de computador mestre, no lugar de uma única, segundo a invenção.
Uma vez efetuada a seleção do mestre, cada uma das unidades (18, 19) COM e MON transmite com destino ao conjunto dos computadores uma informação identificando o computador mestre escolhido.
Conforme uma aplicação particular da invenção, pode-se prever que uma vez selecionado o computador mestre, cada acionador (FCRM) efetue uma verificação suplementar consistindo em comparar as ordens de todos os computadores não mestres .com aquelas do computador mestre, e em caso de desvio conformado comparando-se as ordens, o computador cuja ordem apresente o desvio confirmado, é excluído definitivamente (fechamento). Por outra parte, se a escolha do computador mestre efetuada para cada unidade lógica (18, 19) de um acionador dado é a mesma, a ordem de comando do computador mestre escolhido é executada pelo acionador, se não o acionador é desativado. Um acionador cujas duas unidades lógicas MON e COM tenham escolhido o mesmo computador mestre è designada no escopo da presente explicação como "acionador coerente".
Do lado computadores, cada computador (14-1, 14-2,4-3, .15-1,15-2, 15-3) válido recebe as informações de escolha de computador mestre recebidas do conjunto dos acionadores, e se auto-determina como sendo o computador mestre, se as informações que ele recebe o identificam como tal, no caso contrário, ele se auto-determina como sendo um computador não mestre, denominado por "computador escravo". Sendo dado que as informações de escolha são emitidas por todas as unidades lógicas do conjunto dos acionadores válidos, a fim de se determinar como computador mestre ou não, cada computador verifica previamente, para cada acionador, a coerência das informações de escolha de computador mestre obtidas, respectivamente, de cada uma das unidades lógicas do acionador considerado, e se as mencionadas informações não são coerentes, o acionador é declarado "incoerente", e as informações provenientes do acionador considerado 35 são ignoradas.
Além disso, como mencionado anteriormente, notar-se-á que a lógica de escolha ilustrada pela tabela acima lógica leva em consideração a dissimilaridade lógicas dos computadores, porque cada comparação carrega as ordens provenientes de dois computadores equipados de uma lógica diferente. Por exemplo, para a primeira condição (Cl), comparam-se as ordens provenientes dos computadores 14-1 e 15-2 os quais são, respectivamente, equipados com os programas AeB para alei normal (ver figura 2) . Por outra parte, cada unidade lógica (18, 19) de um acionador (13) dada é adaptada, quando todos os computadores ainda operacionais calculam a ordem de comando segundo um mesmo programa, para enviar uma solicitação de reconfiguração lógica para um dos computadores ainda operacionais para que ele funcione segundo um programa (lógico A ou B) diferente daquele dos outros computadores ainda operacionais.
A cada ciclo de recepção de ordens de comandos transmitidas pelos computadores, cada unidade COM ou MON dos acionadores verifica as condições de escolha segundo a ordem de prioridade. Se conforme a ordem de prioridade, as condições Cl a C4 testadas sucessivamente, produzem o resultado "FALSO", em esse caso, os computadores 14-1 e 15-1 são considerados como estando em pane. Ademais, como nenhuma das condições Cl a C4 é satisfeita, nenhum dos computadores primários 14-1, 14-2, 15-1, 15-2 pode ser escolhido como computador mestre para a lei normal, consequentemente todos os acionadores (FCRM) passam a modo de lei direta testando a condição Cl.
As duas condições C5 e C6 são aplicadas para o ciclo seguinte, apenas depois da reconfiguração lógica, respectivamente, do computador 15-1 em lógica B ou do computador 15-2 em lógica A.
Por exemplo, se os computadores 14-1 e 15-1 são declarados perdidos (pane autodetectada), então dispõe-se apenas dos computadores primários 14-2 e 15-2, os quais são equipados da mesma lógica de cálculo B. Nesse caso, todos os acionadores (FCRM) enviam ao computador 15-2 uma solicitação proveniente de um acionador "coerente", ou seja, um acionador cujas informações de escolha de mestre são coerentes entre as duas unidades lógicas do acionador. 0 computador, nesse exemplo o computador 15- .2, se reconfigura para lógica A, em seguida envia aos acionadores (FCRM) uma informação indicando que ele está reconfigurado na lógica A.
No momento do ciclo seguinte de recepção de ordens, a condição C6 da tabela pode dar lugar a um resultados "VERDADEIRO" porque o computador 15-2 tem sido reconfigurado para lógica A. Nesse caso, o computador mestre selecionado poderá ser o computador (FCC) 15-2 e a lei aplicada torna a ser a lei normal.
De maneira similar, se os computadores 14-2 e 15-2 que funcionam com a lógica B são declarados em pane, uma solicitação de reconfiguração lógica para lógica B será enviada ao computador 15-1, para que a condição C5 na tabela possa ser aplicável.
Observar-se-á que o problema de ausência de dissimilarida.de lógica não se apresenta para o cálculo da lei direta porque esta lei pode ser calculada por cada um dos computadores segundos três programas (A, B ou C) de modo que mesmo se dois computadores funcionando com o mesmo programa entram em pane, a dissimilaridade lógica é sempre conservada (A e Β, A e C, ou B e C) .
A lógica de seleção de um computador mestre exposta acima é dada a titulo de exemplo somente, pode-se prever por exemplo, utilizar outra lógica de escolha similar obtida por permutação circular dos computadores (FCC) cujas ordens são comparadas.
Além disso, pode-se também prever utilizar uma lógica de seleção diferente para os acionadores (FCRM) encarregados do controle lateral (os quais selecionariam um FCC mestre para a lei normal lateral) e para os acionadores de controle longitudinal (os quais selecionariam um FCC mestre para a lei normal longitudinal).
Agora será descrito um exemplo de rede de comunicação entre os computadores do módulo 12 e os acionadores 13, com ajuda da figura 3.
Essa rede compreende dois órgãos de troca de dados 16 e 17 . 0 órgão 16 (respectivamente 17) compreende dois elementos 16-1 e 16-2 (respectivamente 17-1 e 17-2), cada elemento compreendendo uma barramento AFDX (avionics full duplex switched ethernet) com 100 Mbit/s, situado na baia aviônica ou ainda na fuselagem do avião e ligado a um microbarramento (de 10 Mbit/s) situado próximo dos acionadores (esses barramentos não são ilustrados na figura) .
Esses barramentos têm sido desenvolvidos e padronizados para responder às normas do domínio aeronáutico. As redes AFDX são baseadas no princípio das redes comutadas, ou seja, que os acionadores e os computadores encarregados da emissão ou da recepção de dados se organizam em torno de comutadores pelos quais transitam esses dados.
Essas redes realizam uma conexão numérica entre os computadores e os acionadores, a multiplexagem dos dados assim obtidos permitindo de fazer a comunicação facilmente cada computador com cada acionador (o que não seria o caso com o dispositivo da técnica anterior onde as conexões entre os computadores e os acionadores seriam conexões analógicas ponto a ponto).
Cada órgão 16 e 17 é ligada a cada unidade 18 e 19 de cada acionador 13, de forma que seja ligado diretamente pelo barramento AFDC e o microbarramento cada unidade 18 e 9 com cada computador. Em uma variante ilustrada na figura 4, a unidade 18 de cada acionador é unicamente conectada a um dos conjuntos de computadores, enquanto a unidade 19 é conectada ao outro dos conjuntos de computadores, com as unidades 18 e 19 as quais são conectadas entre elas de modo que a unidade 18 pode igualmente se comunicar com o conjunto de computadores ao qual ela não está ligada diretamente pelo intermédio da unidade 19 e reciprocamente. Variando, as unidades 18 e 19 de cada acionador podem partilhar um mesmo meio para se comunicar com o computador, utilizando os CRC (cyclic redundance check) chamados aplicativos, para assinarem suas mensagens.
é igualmente possível utilizar outros tipos de barramentos tais como os barramentos ARINC (Aeronautical Radio INCorporated) ou qualquer outro tipo de órgão de comunicação que permita uma multiplexagem numérica entre os computadores e os acionadores, previsto que os mesmos sejam compatíveis com as normas no domínio aeronáutico.
Em uma outra variante, não são as leis normal e diretas que são implementadas nos computadores, mas qualquer outro tipo de leis como por exemplo, uma lei que seria apenas, contrariamente à lei direta, parcialmente degradada em relação à lei normal (seguida à perda de sinais de captadores do avião, por exemplo). Lembrar-se-á finalmente que o número de computadores é uma variável segundo as necessidades e não está restrita ao número descrito nos' exemplos ilustrados nas figuras 2 a 4.
A figura 5 ilustra de maneira esquemática o princípio da sincronização da via MON com a via COM em um computador segundo uma arquitetura COM/MON da técnica anterior. A lei normal visa produzir um parâmetro de voo do avião (fator de carga, assento, taxa de giro,...) com uma instrução (originada da ordem do piloto ou do piloto automático) . Com o objetivo de melhorar a precisão de esses serviços, colocaram-se os integradores no seio das cadeias de controle dos computadores, para anular o erro estático. Como o serviço da unidade MON não é executado (ciclo aberto) e ele compreende os integradores, os mesmos podem terminar por derivar (integração de um desvio fixo dado). Para solucionar esta divergência dos integradores das unidades M0N, os mesmos são sincronizados nas saídas dos integradores da unidade COM, como representado na figura 5. No escopo da presente invenção, para responder a esse problema de sincronização, cada computador é adaptado, quando ele se auto-determina como sendo um computador escravo, para sincronizar o integrador de sua cadeia de controle cabine de motorista aquele do computador mestre finalmente determinado. No modo de concretização descrito e ilustrado, esta sincronização retoma o método conhecido de sincronização, tal como ilustrado na figura 5. 0 sistema de comando de voo segundo a invenção pode ser vantajosamente completado por um computador externo, designado Poe "computador de diagnóstico" dedicado à identificação dos computadores (FCC) do sistema de comando que estão em pane. Esse computador de diagnóstico, por exemplo, um computador de tipo FCDC (flight Control Data Concentrator) conhecido, pode ser constituído de uma divisão da aviônica modular integrada (IMA - Integrated Modular Avionics) .
Conforme a invenção, é previsto que esse computador adicional determine o computador FCC mestre segundo o mesmo algoritmo de escolha que aquele aplicado pelos acionadores (FCRM). Um tal computador de diagnóstico é adaptado para comparar as informações emitidas por todos os computadores FCC com as informações emitidas pelo computador FC mestre (saudável), o que lhe permite detectar um computador FCC com comportamento errôneo. Segundo um exemplo de concretização, uma vez realizada a comparação anteriormente citada, o computador de diagnósti co mostra e um dispositivo de visualização, uma tela por exemplo, o estado de funcionamento de cada computador FCC, por exemplo, utilizando classificação seguinte: mestre; escravo saudável (coerente do mestre); escravo com erro (incoerente com o mestre); perdido (pane autodetectada).
Claims (10)
1.Sistema de comando de voo para aeronave, no qual as ordens de comando ao transmitidas entre um módulo (12) de comando de voo e pelo menos um acionador (13) de uma superfície de voo móvel," o módulo de comando compreendendo pelo menos um primeiro e um segundo computador (14-1, 14-2, 14-3, 15-1, 15-2, 15-3), cada computador sendo adaptado para calcular, para cada acionador, uma ordem de comando estabelecida segundo pelo menos uma lei de comando pré-determinada da superfície de voo comandada pelo acionador, o mencionado sistema caracterizado pelo fato de cada acionador (13) compreender pelo menos duas unidades lógicas (18, 19) adaptadas para receber as ordens provenientes de todos os computadores, cada unidade lógica (18, 19) sendo adaptada, para: -comparar entre elas as ordens recebidas, e escolher em função do resultado da comparação, segundo uma lógica pré-determinada comum a todos os acionadores, um computador, o chamado computador mestre, cuja ordem de comando é validade para execução pelo acionador considerado; e -transmitir, com destino ao conjunto dos computadores, uma informação de escolha de computador mestre; sendo que cada computador (14-1, 14-2, 14-3, 15-1, 15-2, 15-3) é adaptado para se autodeterminar como sendo um computador mestre ou se não como sendo um computador chamado de escravo, a partir das informações de escolha de computador mestre recebidas do conjunto dos acionadores, um único computador mestre entre o conjunto dos computadores sendo finalmente determinado.
2.Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada computador compreender os meios de verificação adaptados para verificar, para cada acionador, a coerência das informações de escolha de computador mestre obtidas, respectivamente, de cada uma das unidades lógicas do acionador considerado, e se as mencionadas informações não são coerentes, para ignorar essas informações.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de, se a escolha do computador mestre efetuada por cada unidade lógica (18, 19) de um acionador dado é a mesma, a ordem de comando do computador mestre escolhido ser executada pelo acionador, se não o acionador é desativado.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de cada computador compreender uma cadeia de controle compreendendo pelo menos um integrador, cada computador sendo adaptado, quando ele é autodeterminado como sendo um computador mestre, para sincronizar o integrador de sua cadeia de controle com aquele do computador mestre finalmente determinado.
5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de cada comparação de ordens carregar as ordens provenientes de computadores calculando sua ordem de comando conforme um programa diferente.
6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de as mencionadas unidade lógicas (18, 19) de cada acionador (13) serem igualmente adaptadas, quando todos os computadores ainda operacionais calculam a ordem de comando segundo um mesmo programa, para enviar uma solicitação de reconfiguração lógica para um dos computadores ainda operacionais para que ele funcione conforme um programa diferente daquele dos outros computadores ainda operacionais.
7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de as unidades lógicas (18, 19) e cada acionador (13) serem constituídas de uma unidade de comando (18) e de uma unidade de verificação (19) da mencionada unidade de comando (18).
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de cada unidade (18, 19) ser conectada ao mencionado primeiro computador e ao mencionado segundo computador.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de uma das unidades (18) ser unicamente conectada ao mencionado primeiro computador e a outra unidade (19) ser unicamente conectada ao. mencionado segundo computador, as mencionadas unidades de comando (18) e de verificação (19) sendo igualmente conectadas entre elas.
10. Aeronave, caracterizada pelo fato de ser equipada com um sistema de comando de vôo conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 9.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] | ||
| B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |