CN101809635B - 用于保护航空器的起落架舱不被侵入的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于保护航空器的起落架舱不被侵入的设备，所述设备包括用于至少一个舱的、覆盖该舱的至少一个入口区域的至少一个传感器，所述传感器连接至计算机，所述计算机适于处理由传感器产生的数据以检测目标的侵入并产生适于触发警报的侵入出现指示，其中所述计算机连接至用于提供航空器的飞行阶段和/或地面速度的指示的设备，所述设备包括适于根据所述飞行阶段和/或地面速度的指示将检测状态从激活模式变为非激活模式的装置。

Description

用于保护航空器的起落架舱不被侵入的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种在外部物体进入航空器起落架舱的情况下报警的设备和方法。
背景技术
已知偷渡移民者冒着生命危险将他们自己秘密登上国际行程的大型客机的起落架舱。
在高空处关键的氧气缺乏和低于-40℃的温度使得这个旅行在大部分情况下极端危险，甚至致命。经验显示，在这种旅行中非常少的偷渡者幸存。
然而，在起落架舱的动力学的帮助下使人上升而登上航空器相对容易。
在对环境的监视非常有限，从而使得偷渡者进入航空器变得容易的机场，该风险进一步增加。
航空公司通常在起飞之前检查航空器时检查起落架舱，但由于两个原因该检查无效：
-在某些大型飞机上，为起落架舱保留的空间很大，并且由于有大量缝隙难以进行检查，特别是在夜晚进行检查时；
-经验显示，大部分偷渡者最终在起飞阶段，具体地在收油门之前的航空器校准(alignment)期间爬上飞机。
此外，大量从具有高移民率的国家的大型客机的起飞是在夜晚进行的，由此使得更加难以注意到可疑的偷渡者。
另一个问题涉及安全方面：在起飞之前进入起落架舱的容易和检查的困难可对飞行安全构成风险。
发明内容
本发明的目的是提出一种可以保护航空器不被潜在地侵入的系统，不仅为了挽救想要躲藏在起落架舱中的人的生命，还为了提高航空器的安全性。
因此，本发明提供了一种用于保护航空器的起落架舱不被侵入的设备，其特征在于：所述设备包括用于至少一个起落架舱的、覆盖该舱的至少一个入口区域的至少一个传感器，所述传感器连接至计算机，所述计算机适于处理由传感器产生的数据以检测目标的侵入并产生适于触发警报的侵入出现指示，其中所述计算机连接至用于提供航空器的飞行阶段和/或地面速度的指示的设备，所述设备包括适于根据所述飞行阶段和/或地面速度的指示将检测状态从激活模式变为非激活模式的装置。
本发明还提供了一种用于检测对航空器的至少一个起落架舱的侵入的方法，所述方法包括：
-用包括至少一个连接至检测和证实计算机的传感器的设备监视舱的入口区域；
-在计算机中处理由传感器产生的数据，以隔离表示对所述舱的侵入的签名；
-当检测到侵入检测时触发警报；
-根据从至少一个发送表示航空器的飞行阶段或地面速度的数据的航空电子计算机产生的数据，确定监视激活时间段(slot)和监视解除时间段，以及
-当表示飞行阶段或地面速度的数据被确定为与监视激活时间段相匹配时，使该警报有效。
附图说明
参照附图，本发明的其它特征和优点将基于对非限制示范性实施例的描述的阅读而变得显而易见。
在图1中：配备有根据本发明的设备的航空器的示意图。
在图2中：航空器起落架舱口和起落架舱的入口区域的详情。
在图3中：根据本发明的设备的飞行阶段和操作阶段的示意表示。
在图4中：根据本发明的设备的简化图。
在图5A和5B中：将根据本发明的设备集成到航空电子结构中的例子的框图。
具体实施方式
根据图1和图2，根据本发明的用于保护航空器1的起落架2的舱3不被侵入的设备包括：用于至少一个起落架舱的至少一个传感器4，用于覆盖舱的至少一个入口区域，连接至适用于处理由传感器4产生的数据的计算机6。
系统的目的不是执行一个区域(在该例子中，起落架舱)的监视，而是用作反侵入系统。
优选地，根据图1的保护设备包括装入在起落架舱内部并具有从起落架舱朝向外部的检测区域的多个传感器4。
图2通过用交叉阴影线示出了航空器的起落架舱的示范性入口区域5，所述入口区域以优选的方式构成了被监视的区域。
根据本发明的设备使用远红外或雷达或激光传感器型的机载传感器、或使用运动检测或几种技术的组合(诸如具体地讲，雷达和红外线传感器的组合)的智能视频系统型的机载传感器，以如图4所示提供适用于检测目标7的侵入和产生侵入存在或不存在指示的数据，所述指示适用于触发警报8。
在传感器是红外线型的情况下，可将它们放置为使得起落架舱的内部处于被监视的状态。
在传感器是雷达传感器型的情况下，放置在舱内部的传感器使它们的覆盖区域朝向舱的开口，并可以容易地观察它们的检测范围，该范围被限制在起落架舱的内部区域，尤其是在这些传感器具有会消除对应于距起落架舱的入口一定距离的运动中的人或物体的回波(echo)的检测电子装置的情况下。
该雷达技术特别适合，因为雷达技术可以将检测范围限制在起落架舱的内部区域，从而避免不适时的警报。
本发明的原理是：一个或多个传感器4向计算机6发送表示在起落架舱的入口处是否存在运动的元素的数据；计算机处理这些数据以证实检测的目标对应于侵入；以及基于诸如航空器的地面速度或飞行阶段的环境条件的有效性，计算机根据其确定环境条件是否使得检测应当被认为有效或无效来触发或不触发警报8。
在本发明的架构中，传感器4可以是连续地发送模拟型数据(诸如在红外线传感器情况下的热测量、在视频传感器情况下的视频帧)的简单传感器，所述计算机内部包括适于检测侵入和使侵入区别于正常测量的处理装置。
传感器4也可以是具有检测和成形(shaping)电子装置的传感器，从而当检测到有效目标时传感器向计算机发送表示侵入的数据。
在后一种情况下，传感器可发送计算机帧型的数据，并且与计算机总线型的通信总线并行地连接，从而简化设备的布线，甚至使得可以通过航空器的预先存在的通信总线连接传感器4和计算机6。
根据本发明的保护设备使得计算机6连接至用于提供航空器的飞行阶段的指示的设备9。
下文中描述的图5A和图5B根据计算机6是否被连接至中央化的设备等对应于本发明的两个实施例。
图5A对应于这样的示范性实施例，其中用于提供指示的设备包括中央警报设备13，所述中央警报设备13用于管理在航空器上产生的警报，执行警报的优先权的管理，并且适用于在诸如航空器的起飞和着陆的关键阶段掩蔽某些类型的警报，并连接至计算机6。
图5B对应于这样的实施例，其中本发明的设备包括其自己的观看装置，用于提供指示9的设备是将警报的指示分组在一起的驾驶员座舱的面板。
参照图5A，本发明的设备在输入端被连接至设备的几个部件。
一方面，所述设备连接至计算机14(ADIRU：大气数据惯性参考单元)，所述计算机14是向航空电子装置提供大量参考数据(具体包括航空器的地面速度)的机载计算机。
ADIRU 1和2向计算机6发送地面速度。该地面速度使得可以将设备的检测状态变为解除激活模式或激活模式。ADIRU1被用作主要来源，在失去ADIRU1的情况下，以降级模式使用ADIRU2。
本发明的计算机6包括其自己的内部时钟并被进一步连接至航空器时钟发生器CLOCK 10，所述CLOCK 10提供使得本发明的设备的内部时钟同步的GMT时间。
计算机6包括单元17(BITE：内置测试设备)、自动测试系统，满足航空电子装置标准并且集成在航空电子计算机中，适用于在所述计算机故障的情况下发送故障消息(FAULT)，以便在驾驶员座舱处打开故障指示器。
该单元执行该设备的自动测试步骤并允许在检测到故障的情况下进行观看。
计算机6的输出端被连接至用于管理航空器警报的设备的中央部件(FWS：飞行警告系统)、一部分用于管理航空器警报(ECAM：电子中央航空器监视)的中央系统包括警报监视屏9(EWD：ECAM警告显示器)。
在夜晚侵入的情况下，本发明的设备一定通知飞行员或具体的维护人员。
根据图5A的例子，这些指示由名为FWS的中央系统13传递。
该系统管理在飞机上产生的所有警报，并且还执行优先权的管理，从而不存在警报的重叠。例如，油位警报永远不能与更重要的发动机着火警报重叠。
除了危急程度级别的管理以外，FWS在诸如起飞和着陆的关键阶段期间掩蔽某些类型的警报。
所有大型客机装配有该中央警报系统。然而，FWS的标准基于航空器的类型而改变。例如，为了使新系统直接连接至FWS，有必要使FWS装配合适的标准以识别该新系统。
在图5A的情况下，FWS装配有合适的标准，并且在该情况下，本发明的设备可以与其连接。
本发明的设备的计算机6向FWS发送下述指示：
-一个或多个报警；
-报警的位置(中央起落架(gear)、左侧起落架、前起落架等)；
-其故障消息。
在检测到故障的情况下，计算机6也打开驾驶员座舱中的FAULT指示器18。
再根据图5A，设备还包括位于驾驶员座舱中并连接至计算机6的双稳态开/关按钮11。
该按钮使得可以在重大故障或者只是操作者不想使用该系统(例如在维修的情况下)的情况下完全关闭系统。
最终，该设备还包括位于驾驶员座舱中并连接至计算机6的单稳态按钮12，以便关闭警报和将警报重置为零。
本发明的设备优选地装配有其自己的内在可再充电能量源16，以便能够以完全独立的方式运行。所述能量源16可以是电池、法拉电容器等。该内在能量源可由航空器的发电机19(例如，115VAC)进行再充电。
在图5B的情况下，FWS不具有合适的标准，并且基于本发明的设备的警报产生是由非中央装置完成的。
因此，本发明的设备优选地被构思为具有两个架构，第一个架构与FWS相关地集成，第二个架构为不涉及FWS的具有特定警报产生的自主模式。
为了缓和到如上所述管理一定数量的优先权的FWS的连接的缺乏，有必要添加使得可以确定系统在起飞阶段期间(甚至在ADIRU故障期间)被关闭并且在关键阶段期间不存在警报重叠的特定连接。
为了该目的，在输入端添加向用于管理航空电子系统的报警消息和飞行参数的多个计算机中的一个计算机15(称为FWC(飞行警告计算机))的附加的连接，尤其是，这提供在航空器飞行阶段。
这样的连接不要求任何特定标准，因为如果是那样的话，寻找指示(在该例子中为飞行阶段)。
FWC1发射表示飞行阶段的数据，并且这些数据被本发明的设备的计算机接收和处理，以根据飞行阶段将设备的检测状态从未激活变为激活。
所述设备还连接至在FWC1安全保护模式(例如在飞行中FWC1有故障的情况下)中使用的ADIRU1和ADIRU2。
正如图5A的设备一样，图5B的设备包括位于驾驶员座舱中的双稳态关闭按钮，所述按钮使其可以完全关闭系统。
其还包括位于驾驶员座舱中、可以关闭警报和将警报重置为零并且关闭驾驶员座舱中的指示灯和音频警报20的单稳态按钮。
在图5B的情况下，设备包括特定指示灯(INTRUD灯)21，该指示灯21在侵入检测的情况下打开，并在侵入的情况下通过位于驾驶员座舱中的特定扬声器产生音频警报20。
所述设备最终包括在故障的情况下打开的FAULT指示灯18。
因此，所述设备在任何情况下都包括适用于通过计算机ADIRU或FWC提供的数据根据飞行阶段的指示将其检测状态从激活模式改变为未激活模式的装置。
具体地讲，在图5B的自主操作的情况下，计算机6本身包括用于考虑飞行阶段指示的装置，适用于当航空器在地面上时激活检测、在以第一给定地面速度起飞阶段期间使检测解除和在以第二地面速度降落期间重新激活检测，而在图5A的结构中，用于考虑指示的装置选择性地位于FWS中并具有对于本发明的设备特定的速度设定点。
图3表示根据航空器的飞行阶段的设备的状态的例子。
在系统通电(AC电源接通)之后的阶段“a”中，设备被激活直到航空器以例如20至50节(优选地在40节的数量级)的速度滑行。
从该速度，系统在飞行阶段“b”转为解除激活，直到航空器着陆并将其速度减小至90至60节的数量级，例如在80节左右的速度。
在阶段“c”中，在速度变为低于80节之后的滑行阶段、在停止在停机位中进行燃料补给、乘客登机和离机的阶段期间系统被重新激活，直到下一次起飞并且达到40节的速度。
在阶段“d”(飞行阶段)中，系统再次被解除激活并且在以低于80节的速度返回地面(阶段“e”)时，直到电源被关闭(AC电源断开)，系统被再次激活。
如上所述，传感器4和计算机6通过航空器的航空电子总线，具体地讲，通过满足ARINC 429标准的总线被有利地连接，所述航空器包括通过航空电子总线连接的多个传感器4和至少一个计算机6。
因此，用上述设备检测对航空器1的至少一个起落架2的舱3的侵入的方法包括：用包括连接至检测和证实计算机的至少一个传感器的设备监视舱的入口区域；在计算机中处理由传感器产生的数据，以分离出表示对所述舱的侵入的标记；根据从至少一个发射表示航空器的飞行阶段或地面速度的数据的航空电子计算机产生的数据确定监视时间段和监视解除时间段；当检测到侵入检测并且表示飞行阶段或地面速度的数据被确定为与监视时间段一致时触发警报。
在之前的设备是自主的情况下，监视激活时间段和监视解除时间段的确定是在检测和证实计算机处执行的。
在设备的计算机与用于对LWS型的警报分组、管理警报和优先权的计算机相关连的情况下，检测和证实计算机将侵入检测数据发送至用于对警报分组的计算机，并且进行监视激活时间段和监视解除时间段的确定，并且在警报分组计算机处使由该设备的计算机产生的一个/多个警报有效或无效。
根据本发明的设备将是技术航空学语言中的LGWSS，英文，表示起落架舱监视系统。
本发明不限于所表示的例子，并且具体地讲，在保持本发明的架构的同时，可向适用于在航空器在地面上的阶段期间保持打开的起落架舱的设备补充用于检测对航空器的其它舱的侵入的传感器。

Claims (10)

1.一种用于保护航空器(1)的起落架(2)的舱(3)不被侵入的设备，其特征在于：所述设备包括用于至少一个舱的、覆盖该舱的至少一个入口区域(5)的至少一个传感器(4)，所述传感器连接至计算机(6)，所述计算机适于处理由传感器(4)产生的数据以检测目标(7)的侵入并产生适于触发警报(8)的侵入出现指示，其中所述计算机(6)连接至用于提供航空器的飞行阶段和/或地面速度的指示的设备(9)，所述计算机(6)包括适于根据所述飞行阶段和/或地面速度的指示将检测状态从激活模式变为非激活模式的装置。
2.如权利要求1所述的保护设备，其中所述计算机(6)包括用于考虑飞行阶段或地面速度的指示，适于当航空器在地面上时激活检测、在以第一给定地面速度起飞阶段期间解除检测和在以第二地面速度着陆期间重新激活检测的装置。
3.如权利要求1或2所述的保护设备，其特征在于包括位于驾驶员座舱中并连接至计算机(6)的双稳态开/关按钮(11)。
4.如前述权利要求中任一项所述的保护设备，其特征在于：所述计算机(6)连接至中央警报设备(13)，所述中央警报设备(13)用于管理在航空器上产生的警报、执行警报的优先权的管理，并且适于在诸如航空器的起飞和着陆的关键阶段掩蔽某些类型的警报。
5.如前述权利要求中任一项所述的保护设备，其特征在于包括在舱内部并且具有从舱朝向外侧的检测区域的多个机载传感器(4)。
6.如前述权利要求中任一项所述的保护设备，其特征在于所述机载传感器是雷达型的，并且检测范围限制在起落架舱的内部区域。
7.一种装配有如前述权利要求中任一项所述的保护设备的航空器。
8.一种用于检测对航空器(1)的至少一个起落架(2)的舱(3)的侵入的方法，所述方法包括：
利用包括连接至检测和证实计算机的至少一个传感器的设备来监视舱的入口区域；
在计算机中处理由传感器产生的数据，以分离出表示对所述舱的侵入的标记；
当检测到侵入检测时触发警报；
根据从发送表示航空器的飞行阶段或地面速度的数据的至少一个航空电子计算机产生的数据，确定监视激活时间段和监视解除时间段，以及
当表示飞行阶段或地面速度的数据被确定为与监视激活时间段相一致时，使该警报有效。
9.如权利要求8所述的用于检测对航空器(1)的至少一个起落架(2)的舱(3)的侵入的方法，其中监视激活时间段和监视解除时间段的确定是在检测和证实计算机中执行的。
10.如权利要求8所述的用于检测对航空器(1)的至少一个起落架(2)的舱(3)的侵入的方法，其中所述检测和证实计算机将侵入检测数据发送至用于对警报分组的计算机，并且其中所述警报分组计算机进行监视激活时间段和监视解除时间段的确定，并使所述警报有效或无效。
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