CN105083576B - 减速板警告系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减速板警告系统和方法。提供了用于在着陆期间利用减速板来控制航空器的速度的系统和方法。该系统包括减速板控制系统和耦合到减速板控制系统以用于使减速板作好准备的减速板控制器。警告生成器耦合到减速板控制器以用于在减速板未作好准备时生成警告。

Description

减速板警告系统和方法

技术领域

本发明一般涉及航空器制动系统和方法，并且更具体地，涉及用于生成指示航空器的多个减速板的状态的信号的系统和方法。

背景技术

现代商用航空器广泛利用复杂的系统以用于控制航空器和管理航空器操作。例如，这样的系统可以包括飞行管理系统（FMS），其生成具有到着陆目的地的横向分段和竖向分段的飞行计划。飞行计划可以包括有关飞行的上升、巡航、下降和着陆模式的细节。这包括航空器的多个减速板的适当使用。然而，为了合适地理解这一点，理解术语“减速板（speed brake）”和“阻流板（spoiler）”意味着什么是重要的，因为它们经常可互换地使用。简单来说，二者都采用包括其后缘被迫使向上（典型地通过使用水力（hydraulic））到在机翼的顶表面之上通过的气流中的面板（即阻流板）的相同组件。差异在于所执行的功能和它们展开的程度。例如，在下降期间，面板可以展开到例如三十度以实现以相同速度的更陡下降。在这种情况中，面板可以被称为“阻流板”。然而，在着陆期间，或者正好在触地之前，面板可以自动展开到如六十度那样多以减小航空器升力（lift）。在该场景中，面板通常被称为“多个减速板”或“减速板”并且此后将照此被提及。

如已经提到的，减速板在着陆过程期间起重要作用。例如，冲出跑道的主要原因之一是在着陆期间未能采用所有可用的停止设备。然而，必须首先使减速板作好准备（arm），因为未能这样做可能导致减速板未能自动展开。因此，保证使减速板恰当地作好准备是重要的。为此目的，某种航空器配备有在触地时警告飞行员减速板尚未展开的系统。同样，某种航空器被配备成当在着陆之前使减速板作好准备时提供视觉警告。不幸地，前一种警告在着陆过程中发生得晚，而后者发生得较早，但是其稍微有些被动并且在繁忙的座舱环境中可能接收不到适当和及时的注意。

鉴于前文，提供一种用于警告飞行机组人员尚未使减速板作好准备的经改进的系统和方法将会是合期望的。另外，本发明的其它合期望的特征和特性将从结合本发明的附图和该背景技术进行的随后的本发明的具体实施方式和所附权利要求中变得明显。

发明内容

提供本概要来以简化的形式介绍以下在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本概要不意图标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图被用作有助于确定所要求保护的主题的范围。

依照示例性实施例，提供一种用于在着陆期间利用减速板减小航空器升力的系统。该系统包括减速板控制系统和耦合到减速板控制系统以用于使减速板作好准备的减速板控制器。警告生成器耦合到减速板控制器以用于在减速板未作好准备时生成警告。

依照另一示例性实施例，提供一种用于在着陆期间通过使用减速板减小航空器升力的方法。该方法包括在着陆之前当减速板未作好准备时在航空器上生成警告。

附图说明

此后将结合以下附图各图描述主题的实施例，其中同样的标号指代同样的元件，并且

图1是图示包括了包含航空器减速板的组件的各种航空器控制表面的位置和功能的航空器的等距视图；

图2是具有展开的减速板的航空器机翼的等距视图；以及

图3是依照示例性实施例的驾驶舱控制系统的框图。

具体实施方式

以下具体实施方式在本质上仅仅是说明性的并且不意图限制主题或本申请的实施例以及这样的实施例的使用。如本文所使用的，词语“示例性”意味着“充当示例、实例或说明”。在本文中被描述为示例性的任何实现方式不一定被解释为相对于其它实现方式是优选或有利的。另外，没有意图通过前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中所呈现的任何明示或暗示的理论进行限制。

在本文中可以按照功能和/或逻辑块组件并且参考可以由各种计算组件或设备执行的操作、处理任务和功能的符号表示来描述技术和科技。这样的操作、任务和功能有时被称为是计算机执行的、计算机化的、软件实现的或计算机实现的。在实践中，一个或多个处理器设备可以通过操纵对系统存储器中的存储器位置处的数据位进行表示的电信号以及信号的其它处理来实施所描述的操作、任务和功能。其中维护数据位的存储器位置是具有对应于数据位的特定电学、磁性、光学或有机属性的物理位置。应当领会的是，在图中示出的各种块组件可以通过被配置成执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，系统或组件的实施例可以采用各种集成电路组件，即存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等等，其可以在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制之下实施各种功能。

以下描述可以参考被“耦合”在一起的元件或节点或特征。如本文所使用的，除非以其它方式明确陈述，否则“耦合”意味着一个元件/节点/特征直接或间接接合到另一元件/节点/特征（或者直接或间接与其通信），并且不一定是机械地。因此，尽管附图可以描绘元件的一个示例性布置，但是在所描绘的主题的实施例中可以存在附加的居间元件、设备、特征或组件。此外，仅仅出于参考的目的，某些术语也可以使用在以下描述中，并且因此不意图是限制性的。

图1描绘了包括多个飞行控制表面的航空器100。例如，每一个机翼的前缘包括多个缝翼102，其在展开时允许机翼以产生较高升力系数的较高迎角进行操作。因此，航空器可以以较低速度飞行或者以较短距离起飞和着陆。装配在机翼的后缘上的襟翼104改进机翼的升力特性。副翼106是通常附接到每一个机翼的后缘的铰接式（hinged）飞行控制表面并且成对使用以控制翻滚（绕航空器的纵轴）中的航空器，其通常导致由于升力矢量的倾斜而引起的航向中的改变。并且为本文中的主要关注点，多个减速板（或阻流板）108，当在航空器的两侧上对称使用时，被用于减小机翼上的升力以实现高水平的制动。图2图示了配备有展开以用于着陆的多个减速板108的航空器机翼200。

图3是描绘了示例性驾驶舱显示系统300（适合用于诸如航空器之类的交通工具）的框图，其一般包括但不限于：用户接口302；耦合到用户接口302的处理器304；听觉信号器306；显示元件308；以及视觉指示器310。系统300还可以包括多个数据库、数据源等等、与其协作和/或与其通信。而且，系统300可以包括如以下更加详细地描述的多个外部子系统、与其协作和/或与其通信。例如，处理器304可以与以下组件、特征、数据源和子系统中的一个或多个协作但不限于：跑道数据库314；减速板控制系统316；减速板318；以及手动减速板致动器322（例如杆（lever））。

跑道数据库314包括各种类型的数据，包括跑道位置、跑道承载和跑道长度。尽管跑道数据库314为了清楚和方便而被示出为从处理器304分离而存储，但是可以将该数据库314的全部或部分加载到机载RAM中、存储在ROM中，或者整体形成为处理器304的部分。跑道数据库314还可以是从系统300物理分离的设备或系统的部分。

用户接口302与处理器304可操作地通信并且被配置成从用户324（例如机组成员）接收输入并且，响应于用户输入，向处理器304供给命令信号。用户接口302可以是各种已知的用户接口设备的任一个或组合，所述各种已知的用户接口设备包括但不限于光标控制设备（CCD），诸如鼠标、跟踪球或操纵杆；一个或多个按钮、开关或旋钮。用户324操纵用户接口302以除其它事物之外尤其移动可以在各个时间在显示元件308上呈递（render）的光标符号并且输入文本数据。如图3中所描绘的，用户接口302还可以用于使得能够实现与航空电子系统312的用户交互，所述航空电子系统312可以包括飞行管理系统（FMS）323和/或航空器的其它特征和组件。减速板318可以在从机组成员324所操作的减速板控制系统322（例如杆）接收到致动信号时展开。

处理器304可以利用一个或多个已知的通用微处理器或专用处理器，其响应于程序指令进行操作。在所描绘的实施例中，处理器304包括机载存储器320或与其通信。控制处理器304的程序指令可以存储在存储器320中的RAM和/或ROM中。将领会的是，这仅仅是用于存储操作系统软件和软件例程的一种方案的示范，并且可以实现各种其它的存储方案。还将领会的是，处理器304可以使用各种其它的电路实现，而不仅是可编程处理器。例如，还可以使用数字逻辑电路和模拟信号处理电路。

值得注意地，应当理解的是，尽管系统300在图3中看似被布置为集成系统，但是示例性实施例不这样受限并且还可以包括一种布置，由此一个或多个组件是分离的组件或者位于航空器上或在航空器外部的另一系统的子组件。另外，系统和方法不限于有人操纵的航空器并且还可以实现成用于其它类型的交通工具，诸如例如航天器或无人操纵的交通工具。

处理器304与用户接口302、听觉信号器306、显示元件308、视觉信号器310和跑道数据库314可操作地通信并且被耦合以从本文所描述的各种传感器、数据源、仪器和子系统接收各种类型的数据、信息、命令、信号等。

在某些实施例中，处理器304被配置成响应于由机载传感器获得的数据以从跑道数据库314选择性地检索数据。处理器304还向听觉信号器306和视觉警告310提供适当的命令，如此后将描述的那样。处理器304还可以被配置成接收针对航空器的实时（或实际上实时）空速、高度、姿态和/或地理位置数据。

位置确定系统被适当地配置成获得针对航空器的地理位置数据。所获得的地理位置数据可以以正在进行和连续更新的方式表示航空器的纬度和经度。一般而言，航空电子套件312确定航空器的当前运动学状态并且可以包括任何合适的位置和方向确定设备，诸如惯性参考系统（IRS）、空中数据航向参考系统（AHRS）或全球导航卫星系统（GNSS）。例如，航空电子套件312向减速板警告系统提供至少航空器的当前位置和速度。其它航空器状态信息可以包括当前航向、当前路线、当前航迹、高度、俯仰（pitch）和任何期望的飞行信息。全球定位系统（GPS）技术通常部署在航空电子应用中，作为航空器位置数据的源。

用户接口302可以包括任何合适的硬件和软件组件，其使得飞行员能够与系统300对接。如特别示出的，用户可以访问使得飞行员能够直接参与（engage）减速板控制系统316的减速板控制接口322。

减速板控制接口322典型地为可以从第一或“未作好准备”位置枢轴转动（pivot）的杆。从那里杆可以被抬起并且枢轴转动到“作好准备”位置。最后，杆可以从作好准备位置移动到完全展开位置。相应地，减速板控制接口322的位置使得飞行员能够将所选量的制动（即阻力）应用于航空器。减速板控制系统316可以向显示单元308提供减速板建议以用于在其上显示。

如之前所陈述的，某种航空器配备有当减速板在着陆之前作好准备时提供视觉警告的系统。然而，依照示例性实施例，提供当减速板未作好准备时生成警告的系统。再次参考图3，处理器304监控减速板318的状态。当减速板318未作好准备时，指示器灯310点亮，唤起对减速板未作好准备这一事实的注意。指示器可以包括例如刚好在导航显示器上方的灯和/或在诸如引擎指示和机组人员警告系统（EICAS）之类的座舱系统上的文本消息或符号表示。同样，如果减速板尚未作好准备，则可以在着陆之前的预定时间处、在跑道上方的预定高度处和/或在距跑道的预定距离处通过信号器306生成可听警告。

通过生成警告（听觉和/或视觉的、持续或间歇的），当减速板未作好准备时，更加可能的是，减速板的状态将被机组成员观察到。因此，已经提供了用于在着陆之前警告飞行机组人员减速板尚未作好准备的经改进的系统和方法。

重要的是注意到，虽然已经在完全运转的航空器系统的上下文中描述了示例性实施例，但是示例性实施例还能够以指令的计算机可读介质的形式和各种形式分布，并且本发明等同地适用而不管实际用于实施分布的信号承载介质的具体类型。计算机可读介质的示例包括可记录类型的介质，诸如软盘、硬盘驱动装置、RAM、CD-ROM、DVD-ROM，以及传输类型介质，诸如数字和模拟通信链路、使用诸如例如射频和光波传输之类的传输形式的有线或无线通信链路。

虽然已经在本发明的前述具体实施方式中呈现了至少一个示例性实施例，但是应当领会的是，存在大量变型。还应当领会的是，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、可应用性或配置。而是，前述具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的便利的路线图。理解的是，可以在示例性实施例中描述的元件的功能和布置方面做出各种改变而不脱离于如所附权利要求中阐述的本发明的范围。

Claims (9)

1.一种用于在着陆期间减小航空器升力的系统，包括：

手动减速板致动器，用于使减速板作好准备；

减速板控制系统，耦合到手动减速板致动器，以用于基于手动减速板致动器的位置将致动信号传输到减速板并将减速板建议提供给显示单元；

警告生成器，用于生成可听警告；以及

处理器，耦合到减速板控制系统且耦合到警告生成器，处理器被配置成监控减速板的状态并在以下条件中的每一个时激活警告：（i）当减速板在着陆之前的预定时间处未作好准备时；（ii）当减速板在跑道上方的预定高度处未作好准备时；以及（iii）当减速板在距跑道的预定距离处未作好准备时。

2.如权利要求1所述的用于在着陆期间减小航空器升力的系统，还包括在以下条件中的每一个时生成视觉警告：（i）当减速板在着陆之前的预定时间处未作好准备时；（ii）当减速板在跑道上方的预定高度处未作好准备时；以及（iii）当减速板在距跑道的预定距离处未作好准备时。

3.如权利要求1所述的用于在着陆期间减小航空器升力的系统，还包括耦合到处理器的跑道数据库。

4.如权利要求3所述的用于在着陆期间减小航空器升力的系统，还包括耦合到处理器的航空电子套件。

5.如权利要求2所述的用于在着陆期间减小航空器升力的系统，其中警告生成器还被配置成生成间歇的可听警告。

6.一种用于在着陆期间利用减速板来控制航空器的速度的方法，包括：

基于手动减速板致动器的位置将致动信号传输到减速板；

监控减速板的状态；以及

在以下条件中的每一个时在航空器上生成可听警告：（i）当减速板在着陆之前的预定时间处未作好准备时；（ii）当减速板在跑道上方的预定高度处未作好准备时；以及（iii）当减速板在距跑道的预定距离处未作好准备时。

7.如权利要求6所述的方法，还包括在每一个条件时在着陆之前在显示器上生成视觉警告，其图形地表示减速板未作好准备。

8.如权利要求6所述的方法，还包括在着陆之前激活灯。

9.如权利要求7所述的方法，其中视觉警告和可听警告中的至少一个是间歇的。