CN109941440B - 模式约束系统以及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞行器的用于座椅乘员的模式约束系统，该模式约束系统包括带条供给器单元和带条，带条能够选择性地收回到带条供给器单元中并且能够选择性地从带条供给器单元伸出。带条能够邻近乘员定位成将乘员至少部分地置于带条与座椅之间。带条供给器单元适于在包括未固定模式和固定模式的多个模式之间进行切换。带条在所述未固定模式中能够从带条供给器单元伸出并且能够收回到带条供给器单元中。带条在固定模式中基本上不能从带条供给器单元伸出。带条供给器单元默认处于未固定模式。带条供给器单元能够操作成响应于预防性事件而切换至固定模式，从而减小乘员相对于飞行器的座椅运动的自由度。

Description

模式约束系统以及飞行器

技术领域

本公开总体上涉及飞行器约束系统，并且具体地涉及用于具有包括未固定模式和固定模式的两个或更多个操作模式的飞行器的模式飞行器约束系统，其中，未固定模式是默认的操作模式。

背景技术

为了促进飞行器乘员的安全性，飞行器必须满足某些头部伤害标准(HIC)要求。为了满足HIC要求，HIC事件中飞行器乘员的头部运动应导致头部伤害最小或低于阈值。例如，美国的飞行器认证要求工程师证明，头部撞击到若干个舱室设备中的任何一者都符合14C.F.R§23.562和14C.F.R§25.562中规定的HIC要求。HIC要求可以通过若干种方式来满足，比如通过在飞行器乘员周围提供头部间隙和/或软冲击表面。然而，这两种解决方案都增加了飞行器的成本和重量。

飞行器必须包括用以增强乘员安全性的约束系统。例如，一些飞行器包括固定安全带，固定安全带具有的带条不会响应于乘员的身体运动而伸展。尽管固定安全带可以提供较短的HIC轨迹从而允许更小的座椅间距安装，但是固定安全带是不舒服的并且可能严重地限制乘员的移动性，包括妨碍飞行员到达控制器和通过窗户进行观察的能力。其他飞行器包括惯性卷绕安全带，惯性卷绕安全带具有下述带条：除非乘员运动达到使得惯性卷绕锁定从而防止带条进一步伸出的阈值，否则所述带条是可伸出或可收回的。惯性卷绕安全带对将乘员锁定到固定位置中而言具有延迟的反应时间，从而导致头部运动与固定安全带所允许的头部运动相比增大。因此，出现了对下述模式约束系统的需求：该模式约束系统与固定安全带相比提供了相似或更优范围的头部运动并且同时还提高了乘员的舒适性和移动性。

发明内容

在第一方面中，本公开涉及一种飞行器的用于座椅乘员的模式约束系统。该模式约束系统包括带条供给器单元和带条，所述带条能够选择性地收回到带条供给器单元中并且能够选择性地从带条供给器单元伸出。带条能够邻近乘员定位成将乘员置于带条与座椅之间。带条供给器单元适于在包括未固定模式和固定模式的多个模式之间进行切换。带条在未固定模式中能够从带条供给器单元伸出并且能够收回到带条供给器单元中。带条在固定模式中基本上不能从带条供给器单元伸出。带条供给器单元默认处于未固定模式。带条供给器单元能够操作成响应于预防性事件而切换至固定模式，从而减小乘员相对于飞行器的座椅运动的自由度。

在一些实施方式中，带条供给器单元可以包括卷轴，该卷轴能够操作成沿第一方向和第二方向旋转，以分别使带条绕卷轴缠绕及解绕。在某些实施方式中，带条供给器单元可以包括锁定模块，该锁定模块在带条供给器单元处于固定模式时与卷轴接合，以阻止卷轴沿第二方向旋转，从而使得带条基本上不能伸出。在一些实施方式中，所述多个模式可以包括收回固定模式，并且带条供给器单元可以包括收回模块，所述收回模块适于在收回固定模式中使卷轴沿第一方向旋转以将带条收回到带条供给器单元中，从而使带条靠着乘员绷紧。在这样的实施方式中，带条供给器单元还能够操作成响应于预防性事件而切换至收回固定模式。在某些实施方式中，未固定模式可以包括惯性卷绕模式，并且带条供给器单元可以包括惯性卷绕子组件，该惯性卷绕子组件在惯性卷绕模式中能够选择性地与卷轴接合。在一些实施方式中，带条供给器单元还能够操作以在预防性事件之后恢复或切换至未固定模式。在某些实施方式中，带条可以包括能够邻近乘员的躯干定位的躯干部带条。在一些实施方式中，带条可以包括能够邻近乘员的膝部区域定位的膝部带条。

在某些实施方式中，预防性事件可以预期危及生命的加速事件。在一些实施方式中，危及生命的加速事件可以包括硬着陆、碰撞、不受控制的下降和湍流。在某些实施方式中，在危机生命的加速事件期间响应于预防性事件而将带条供给器单元切换至固定模式可以减小乘员运动的自由度。在一些实施方式中，模式约束系统可以包括与带条供给器单元进行通信的锁定选择器，并且预防性事件可以包括由乘员进行的对锁定选择器的选择。在某些实施方式中，锁定选择器能够在锁定位置与解锁位置之间进行切换，并且预防性事件可以包括将锁定选择器从解锁位置切换至锁定位置。在一些实施方式中，锁定选择器可以包括诸如按钮、杆、旋钮或拉绳的输入装置。在某些实施方式中，锁定选择器可以靠近座椅。

在第二方面，本公开涉及一种飞行器，其包括机身、位于机身中的多个座椅以及包括多个安全带子系统的模式约束系统。每个安全带子系统适于将乘员固定至所述座椅中的一个座椅。每个安全带子系统包括带条供给器单元和带条，带条能够选择性地收回到带条供给器单元中并且能够选择性地从带条供给器单元伸出。带条邻近乘员定位成将乘员置于带条与座椅之间。带条供给器单元适于在包括未固定模式和固定模式的多个模式之间进行切换。带条在未固定模式中能够从带条供给器单元伸出并且能够收回到带条供给器单元中。带条在固定模式中基本上不能从带条供给器单元伸出。带条供给器单元默认处于未固定模式。带条供给器单元能够操作成响应于预防性事件而切换至固定模式，从而减小乘员相对于座椅运动的自由度。

在一些实施方式中，安全带子系统的至少一部分可以位于飞行器的驾驶舱或客舱中。在某些实施方式中，未固定模式可以包括惯性卷绕模式。在一些实施方式中，所述多个模式可以包括收回固定模式，带条供给器单元可以在收回固定模式中使带条收回以使带条靠着乘员绷紧，并且带条供给器单元还能够操作成响应于预防性事件而切换至收回固定模式。在某些实施方式中，模式约束系统可以包括与安全带子系统中的每一者进行通信的主锁定选择器，预防性事件可以包括对主锁定选择器的选择，并且对主锁定选择器的选择可以引起或允许安全带子系统中的每一者的带条供给器单元切换至收回固定模式。在一些实施方式中，飞行器可以包括多个飞行操作模式，所述多个飞行操作模式包括视觉飞行规则操作模式和仪表飞行规则操作模式，并且预防性事件可以包括切换至仪表飞行规则操作模式。在某些实施方式中，带条供给器单元还能够操作成响应于从仪表飞行规则操作模式切换至视觉飞行规则操作模式而恢复或切换至默认的未固定模式。

在一些实施方式中，飞行器可以包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器中的每个传感器均能够操作成对操作参数进行检测，并且预防性事件可以包括所述一个或更多个传感器检测到操作参数超过预定阈值。在某些实施方式中，所述一个或更多个传感器可以包括加速度计、下降率传感器、横摆率传感器、侧倾率传感器、俯仰率传感器和/或交通警报传感器。在一些实施方式中，飞行器可以包括能够操作成对起落架的部署进行检测的起落架传感器，并且预防性事件可以包括起落架传感器检测到起落架的部署。在某些实施方式中，飞行器可以包括机械故障传感器，并且预防性事件可以包括机械故障传感器检测到飞行器机械故障。在一些实施方式中，模式约束系统可以包括与安全带子系统中的每一者进行通信的主锁定选择器，预防性事件可以包括对主锁定选择器的选择，并且对主锁定选择器的选择可以引起或允许安全带子系统中的每一者的带条供给器单元切换至固定模式。在某些实施方式中，主锁定选择器可以位于驾驶舱中并且能够由飞行员进行选择。在一些实施方式中，切换至固定模式可以减小乘员相对于座椅向前运动的自由度。

附图说明

为了更完整地理解本公开的特征和优点，现在参照详细描述以及附图，在附图中，不同附图中的对应的附图标记指代对应的部件，并且在附图中：

图1A至图1B是实施根据本公开的实施方式的模式约束系统的旋翼飞行器的示意图。

图2A至图2C是根据本公开的实施方式的安全带子系统的各种视图；

图3A至图3C是根据本公开的实施方式的安全带子系统的各种模式的侧视图；

图4是实施根据本公开的实施方式的模式约束系统的旋翼飞行器的俯视图；以及

图5A至图5D是根据本公开的实施方式的具有不同构型的安全带子系统的各种视图。

具体实施方式

尽管下面详细论述了本公开的各种实施方式的产生和用途，但是应理解的是，本公开提供了许多可以在各种具体环境中实施的实用性发明构思。本文中所论述的具体实施方式仅仅是说明性的并且并不限制本公开的范围。为清楚起见，在本说明书中没有对实际实施方案的所有特征都进行描述。显然应当理解的是，在任何这种实际实施方式的开发中都必须做出许多具体的实施决定，以实现开发者的特定目标，例如符合相关体系和相关业务的限制，这些特定目标因实施方案的不同而不同。此外，应当理解的是，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但仍然会是那些受益于本公开的本领域普通技术人员的常规工作。

在说明书中，在描述附图中的装置时，可以参照各个部件之间的空间关系以及部件的各方面的空间取向。然而，如本领域技术人员在完整阅读本公开之后将认识到的，本文中所描述的装置、构件、设备等可以以任何期望的取向定位。因此，由于本文中所描述的装置可以以任何期望的方向定向，因而使用诸如“在…上方”、“在…下方”、“上”、“下”的术语或其他类似术语来描述各个部件之间的空间关系或者描述这些部件的各方面的空间取向应当分别被理解成描述这些部件之间的相对关系或这些部件的各方面的空间取向，因为本文中所描述的装置可以沿任何期望的方向定向。如本文中所使用的，术语“联接”可以包括通过任何手段——包括仅通过接触或者通过移动和/或非移动的机械连接——的直接联接或间接联接。

参照图中的图1A至图1B，示意性地示出了旋翼飞行器并且该旋翼飞行器总体上标记为10。旋翼飞行器10是具有主旋翼12的直升机，主旋翼12包括多个旋翼叶片组件14。主旋翼12能够相对于机身16旋转，机身16包括驾驶舱18和客舱20。驾驶舱18和客舱20分别包括用于乘员26、比如飞行员、机组人员、乘客等的座椅22、24。旋翼叶片组件14的桨距可以被集中和/或循环地操纵成选择性地控制旋翼飞行器10的方向、推力和升力。起落架系统28为旋翼飞行器10提供地面支承。从机身16延伸有尾桁30。尾翼部分32包括能够以旋转的方式联接至尾桁30的后部部分的尾翼旋翼34。尾翼旋翼34控制旋翼飞行器10的横摆。

旋翼飞行器10包括模式约束系统36，模式约束系统36包括安全带或约束子系统38a至38e。安全带子系统38a、38b位于驾驶舱18中，并且安全带子系统38c至38e位于客舱20中。每个安全带子系统38a至38e适于将乘员26中的一者固定至相应的座椅22、24。每个安全带子系统38a、38e包括带条40，带条40能够选择性地收回到带条供给器单元42中并能够选择性从带条供给器单元42伸出。安全带子系统38a至38e可以在包括固定模式和未固定模式的多个模式之间进行切换。在固定模式中，带条40基本上不能从带条供给器单元42伸出。在未固定模式中，带条40能够从带条供给器单元42伸出并且能够收回到带条供给器单元42中。在一些实施方式中，安全带子系统38a至38e的模式可以包括收回固定模式，在收回固定模式中，带条40收回到带条供给器单元42中以将带条40靠着乘员26绷紧。在其他实施方式中，安全带子系统38a至38e的模式可以包括惯性卷绕模式，即，一种未固定模式，在该未固定模式中，除非如乘员的身体相对于旋翼飞行器10或座椅22、24以足够的力移动时可能发生的用足以防止带条供给器单元42将带条40进一步伸出的力拉动带条40，否则带条40能够收回到带条供给器单元42中并且能够从带条供给器单元42伸出。

在一些实施方式中，安全带子系统38a至38e默认或者在没有用以指定安全带子系统38a至38e的模式的用户、计算机或其他输入的情况下在旋翼飞行器10的正常操作期间处于未固定模式。在这些实施方式中，安全带子系统38a至38e可以响应于预防性事件——比如，可能在预期到危及生命的加速事件或HIC事件比如碰撞时发生的突然加速或低能见度——而切换至固定模式。如果发生危及生命的加速事件，则切换至固定模式减小了乘员26的相对于其相应座椅22、24的身体运动的自由度，从而增强了乘员安全性。模式约束系统36在各个模式之间的可互换性为乘员26提供了额外的舒适性和移动性且同时还将乘员26牢固地固定至座椅22、24，以防止在发生危及生命的加速事件时受伤或丧失生命。

应理解的是，旋翼飞行器10仅仅是可以实施本文中所公开的实施方式的各种飞行器的示例。实际上，模式约束系统36可以用在具有一个或更多个乘员的任何飞行器上。其他飞行器实施方案可以包括混合动力飞行器、倾转旋翼式飞行器、倾斜翼飞行器、四轮倾转旋翼飞行器、旋翼机、飞机等。如此，本领域技术人员将认识到的是，模式约束系统36可以结合到各种飞行器构型中。应理解的是，尽管飞行器特别适合于实施本公开的各实施方式，但是非飞行器的车辆和装置也可以实施这些实施方式。

参照附图中的图2A至2C，示意性地示出了用于飞行器的模式约束系统并且该模式约束系统总体上标记为100。模式约束系统100的安全带子系统102将乘员104固定至座椅106。安全带子系统102包括带条108，带条108能够邻近乘员104定位成将乘员104至少部分地置于座椅106与带条108之间。带条108包括能够邻近乘员104的躯干定位的躯干部或肩部或上部带条110以及能够邻近乘员104的膝部区域定位的膝部或下部带条112。带条108的端部114可以固定到带扣116中。带条108的端部118能够选择性地收回到带条供给器单元120中并且能够从带条供给器单元120伸出。尽管带条供给器单元120被示出为在乘员104的肩部附近位于座椅106内部，但是带条供给器单元120可以位于靠近座椅106的其他位置。本领域普通技术人员将理解的是，带条108仅仅是三点约束系统的示例，但在其他实施方式中，约束系统可以包括多于或少于三个的固定点。

先前的约束系统使用松弛、固定或惯性卷绕安全带。松弛安全带未能在高加速度或HIC事件中充分抑制乘员身体的运动。固定安全带提供有限的舒适性和移动性，致使乘员104无法到达物体或环顾四周、比如通过附近的窗户122进行观察。从飞行器经受较高加速度的角度看，尽管惯性卷绕安全带在松弛时提供舒适性和移动性，但是惯性卷绕安全带仅由于带条的突然伸展就变得固定，从而导致在将乘员104固定至座椅106方面的不可接受的延迟。说明性实施方式通过提供下述模式约束系统解决了这些问题和其他问题：该模式约束系统提供乘员舒适性和移动性且同时如果发生危及生命的加速事件则以最小的延迟或没有延迟来充分地固定乘员104。特别地，带条供给器单元120适于在未固定模式与固定模式之间进行切换。带条108在未固定模式中能够从带条供给器单元120伸出并且能够收回到带条供给器单元120中。带条108在固定模式中基本上不能从带条供给器单元120伸出。在所示的实施方式中，带条供给器单元120默认处于未固定模式。

带条供给器单元120能够操作成响应于预防性事件或碰撞风险或加速风险状况而切换至固定模式，从而减小乘员104相对于飞行器的座椅106运动的自由度。触发安全带子系统102以切换至固定模式的预防性事件可以预期危及生命的加速事件，比如硬着陆、碰撞、不受控制的下降、极端湍流、HIC事件或可能对人类造成伤害或致命的任何其他加速事件。本领域普通技术人员将理解的是，触发安全带子系统102以切换至固定模式的预防性事件可以在由飞行器的加速引起的乘员104的加速、惯性或其他无意识运动之前发生，从而与传统的惯性卷绕安全带相比降低了在将乘员104固定至座椅106方面的延迟。因为预防性事件会在危及生命的加速事件之前进行预期或者发生，所以安全带子系统102在危及生命的加速事件期间减小乘员104运动的自由度，从而增强乘员104的安全性。

安全带子系统102包括锁定选择器124。锁定选择器124可以与带条供给器单元120进行机械通信、电气通信、无线通信、计算机通信或任何其他类型的通信。在一些实施方式中，导致或允许带条供给器切换至固定模式的预防性事件是由乘员104进行的对锁定选择器124的选择。例如，乘员104可以比如通过感测加速度或者通过听取来自飞行员的通知而感知到对他或她的安全的威胁并且接着对锁定选择器124进行选择以作为预防措施将他或她自己牢固地固定至座椅106。在所示的实施方式中，锁定选择器124为按钮126，但是在其他实施方式中，锁定选择器124可以是任何输入装置，比如杠杆、旋钮、脚踏板、拉绳或声控输入。按钮126可以是机械按钮或数字按钮、比如触摸屏上的图标。尽管按钮126被示出为靠近座椅106，但是锁定选择器124可以位于其他地方，比如位于乘客104的移动电话或其他个人通信设备上。在一些实施方式中，锁定选择器124能够在锁定位置与解锁位置之间进行切换。预防性事件可以包括将锁定选择器124从解锁位置切换至锁定位置，从而将安全带子系统102切换至固定模式。例如，按钮126可以处于按下位置(即，锁定位置)或未按压位置(即，解锁位置)。当乘员104将按钮126推入到按下位置中时，安全带子系统102可以被切换至固定模式。随后，乘员104可以第二次触摸按钮126以将按钮126移动到未按压位置中，从而将安全带子系统102切换回至未固定模式。

如图2C中最佳观察到的，带条供给器单元120包括卷轴128，卷轴128能够操作成沿第一方向130或第二方向132旋转以分别使带条108绕卷轴128缠绕或解绕。带条供给器单元120包括锁定模块134，锁定模块134能够操作成在带条供给器单元120处于固定模式时与卷轴128机械地和/或电磁地接合，以阻止卷轴128沿第二方向132旋转，从而致使带条108基本上不能伸出。在一些实施方式中，安全带子系统102的未固定模式可以是惯性卷绕模式。惯性卷绕模式可以由能够与卷轴128选择性地接合的惯性卷绕子组件136来实施。惯性卷绕子组件136可以使用加重摆、离心式离合器、电磁机构或本领域普通技术人员已知的任何其他惯性卷绕实施方案。

带条供给器单元120包括收回模块138，该收回模块138能够操作成例如通过使卷轴128沿第一方向130旋转而将带条108收回到带条供给器单元120中，从而将带条108靠着乘员104绷紧。在一些实施方式中，安全带子系统102的固定模式可以是收回模块138将带条108收回到带条供给器单元120中的收回固定模式。带条供给器单元120还能够操作成响应于预防性事件切换至收回固定模式以进一步减小在发生危及生命的加速事件的情况下乘员104运动的自由度。在收回固定模式中，带条108的松弛可以被显著减小或最小化，使得带条108与乘员104的身体之间的配合小于两个手指。使用收回模块138，安全带子系统102可以使带条108比原本在正常操作条件下更绷紧，这是因为在安全性优先于舒适性的情况下安全带子系统102在预期到危及生命的加速事件时切换至收回固定模式。收回模块138可以使用电磁张紧器、机械预紧器或任何其他带条收回技术或机构来对带条108进行预加载。

参照附图中的图3A至图3C，示意性地示出了说明安全带子系统102的操作的一系列事件。在图3A中，安全带子系统102处于默认的未固定模式，比如惯性卷绕模式。在未固定模式中，乘员104能够向前倾斜以朝窗122外看以及执行移动性所需的其他功能。在图3B中，乘员104感测或预期到可能的加速事件，比如HIC事件或危及生命的加速事件。例如，飞行器可能经历湍流，并且乘员104可以接收到来自飞行员或其他地方的预防性警告。在另一示例中，飞行员可以仅仅基于前方经历湍流的可能性而向乘员发出预防性警告。作为响应，乘员104对按钮126进行选择，如图3B中所示，这是使安全带子系统102切换至收回固定模式的预防性事件，如图3C中所示。特别地，带条供给器单元120将带条108收回以便将带条108靠着乘员104绷紧，从而减小乘员104相对于座椅106运动、包括向前运动的自由度。通过在收回固定模式中将乘员104靠着座椅106固定，乘员104的头部和身体的向前和向下运动被减小，乘员104将他或她的头部撞击周围结构比如壁的可能性也被减小。同样，乘员104可以使用膝部带条112被进一步靠着座椅106固定，以减小乘员104在竖向方向上的运动。

参照附图中的图4，示意性地示出了包括模式约束系统100的旋翼飞行器并且该旋翼飞行器总体上标记为140。模式约束系统100包括驾驶舱142中的安全带子系统102a、102b和客舱144中的安全带子系统102c至102h。模式约束系统100包括位于驾驶舱142中的主锁定选择器146。主锁定选择器146与安全带子系统102a至102h中的每一者进行通信。主锁定选择器146可以与安全带子系统102a至102h进行机械通信、电气通信、计算机通信、无线通信或任何其他形式的通信。此外，主锁定选择器146可以与驾驶舱142和/或客舱144中的任何数目的安全带子系统进行通信。在一些实施方式中，导致或允许安全带子系统102a至102h中的每一者的带条供给器单元切换至固定模式或收回固定模式的预防性事件可以是由驾驶舱142中的人、比如飞行员进行的对主锁定选择器146的选择。安全带子系统102a至102h的全部或仅一部分可以响应于对主锁定选择器的选择而切换至固定模式或收回固定模式，主锁定选择器146可以采取按钮、杠杆、旋钮、拉绳或任何其他输入设备的形式。主锁定选择器146允许飞行员或其他乘员接合用于其他乘员的安全带子系统的固定模式中的一者，这在旋翼飞行器140的其他乘员由于意识不清或另一原因而不能将其自己的安全带子系统接合到固定模式中时会是关键的。

在一些实施方式中，旋翼飞行器140可以包括一个或更多个传感器148，所述一个或更多个传感器148中的每个传感器均能够操作成对旋翼飞行器140的操作参数进行检测。在这样的实施方式中，使模式约束系统100切换至固定模式或收回固定模式的预防性事件包括传感器148检测到一个或更多个操作参数超过预定阈值，包括高于或低于预定阈值。例如，传感器148可以包括加速度计或健康监测系统，并且预防性事件可以是加速度计检测到旋翼飞行器140的加速度超过预定阈值，如可能由于湍流或波动的空气而发生的。在另一示例中，传感器148可以包括下降率传感器，并且当下降率传感器检测到旋翼飞行器140的下降率超过预定阈值时可能发生预防性事件。传感器148还可以包括横摆率传感器、侧倾率传感器和/或俯仰率传感器，并且如果这些传感器中的一者检测到旋翼飞行器140的横摆率、侧倾率或俯仰率超过预定阈值则可能发生预防性事件。在其他实施方式中，传感器148可以包括交通警报传感器，该交通警报传感器使用声纳、雷达、GPS或其他技术来检测在距旋翼飞行器140的预定范围内的空中交通的存在。在这些实施方式中，触发固定模式中的一者的预防性事件可以包括交通警报传感器检测到旋翼飞行器140的预定范围内的空中交通。传感器148还可以包括起落架或滑行传感器，并且预防性事件可以包括起落架传感器检测到旋翼飞行器140的起落架的部署。传感器148还可以包括机械故障传感器，并且预防性事件可以包括机械故障传感器检测到旋翼飞行器140的机械故障。例如，模式约束系统100可以在机械故障传感器检测到发动机故障、变速器或发动机油损失或较高变速器温度的情况下切换至固定模式或收回固定模式。安全带子系统102a至102h的带条供给器单元可以在传感器148检测到的操作参数恢复至其正常范围或设定时恢复或切换回默认的未固定模式或惯性卷绕模式。

在一些实施方式中，触发模式约束系统100以切换至固定模式或收回固定模式的预防性事件可以包括旋翼飞行器140周围的能见度由于天气而变得受限，如在飞过云或雾时可能发生的。在这样的实施方式中，旋翼飞行器140可以包括能够基于旋翼飞行器140周围的能见度来选择的两种或更多种飞行操作模式。飞行操作模式可以包括视觉飞行规则操作模式和仪表飞行规则操作模式。因为旋翼飞行器140在低能见度下不使用视觉飞行规则操作模式，所以旋翼飞行器140可以在这种情况下切换至仪表飞行规则操作模式。导致或允许模式约束系统100切换至固定模式或收回固定模式的预防性事件可以包括旋翼飞行器140切换至仪表飞行规则操作模式，从而使得如果在这些低能见度情况下发生高加速度时将旋翼飞行器140的乘员靠着其各自的座椅固定。安全带子系统102a至102h的带条供给器单元于是可以响应于旋翼飞行器140从仪表飞行规则操作模式切换至视觉飞行规则操作模式——如在旋翼飞行器140周围的能见度恢复时发生的——而恢复或切换回默认的未固定模式或惯性卷绕模式。

在预防性事件之后的任何时间，安全带子系统102a至102h的带条供给器单元可以恢复或切换回默认的未固定模式或惯性卷绕模式。例如，安全带子系统102a至102h可以在从预防性事件发生开始的预定时间段终止时恢复或切换至默认的未固定模式。安全带子系统102a至102h还可以例如通过随后对锁定选择器124、主锁定选择器146和/或单独的选择器或按钮进行选择而手动恢复或切换回默认的未固定模式。飞行员还能够超越控制由客舱144中的乘员进行的对锁定选择器124的任何选择，因为飞行员可以被最好配备成判定模式约束系统100的模式。

模式约束系统100还可以包括主释放选择器150，从而使得驾驶舱142的乘员能够选择主释放选择器150以将模式约束系统100切换至未固定模式或惯性卷绕模式并且能够选择主锁定选择器146以将模式约束系统100切换至固定模式或收回固定模式。此外，安全带子系统102a中102h中的每一者均可以包括锁定选择器124和释放选择器(未示出)两者，释放选择器将相应的安全带子系统102a至102h切换至未固定模式或惯性卷绕模式。模式约束系统100的默认模式能够由飞行员、地面技术人员、乘员或其他人员来反转或改变。此外，安全带子系统102a至102h的默认模式能够被单独或集中地反转或改变。例如，飞行员根据情况可以将模式约束系统100的默认模式从未固定模式改变至固定模式或者将模式约束系统100的默认模式从固定模式改变至未固定模式。

参照附图中的图5A至图5D，示意性地示出了安全带子系统的各种构型。在图5A中，安全带子系统200包括拉绳202。拉绳202可以是锁定选择器。在图5B中，安全带子系统204包括杆206。在一些实施方式中，杆206可以是能够在锁定位置与解锁位置之间旋转的锁定选择器，并且使杆206从解锁位置旋转至锁定位置可以是使安全带子系统204切换至固定模式或收回固定模式的预防性事件。在图5C中，安全带子系统208包括可旋转的旋钮210。旋钮210能够沿方向212中的任一方向旋转以使带条214松弛或绷紧。例如，如果乘员216感知到即将发生的加速事件的可能性，则乘员216可以旋转旋钮210以使带条214绷紧。相反地，如果乘客216期望舒适性或移动性，则乘员216可以旋转旋钮210以使带条214松弛。旋钮210允许乘员216在松弛/绷紧设定范围内更精确地选择带条214的松弛或绷紧。在其他实施方式中，安全带子系统208可以包括锁定选择器脚踏板。在图5D中，安全带子系统218包括四个躯干部带条220、222、224、226，所述四个躯干部带条220、222、224、226中的一者或更多者能够收回到一个或更多个带条供给器单元(不可见)中或者从一个或更多个带条供给器单元伸出。在所示的实施方式中，躯干部带条220、222、224、226可以具有与毂单元228联接的各个带扣，毂单元228可以包括锁定选择器230或释放选择器232中的任一者或两者，释放选择器232允许躯干部带条220、222、224、226伸出。与先前示出的实施方式相反，毂单元228位于乘员234的胸部区域附近，从而将锁定选择器230和/或释放选择器232置于在乘员234容易触及的范围内。

已经出于说明和描述的目的呈现了本公开的实施方式的前述描述。本公开的实施方式的前述描述不意在是穷尽的或将本公开限制于所公开的具体形式，并且根据以上教示的改型和变型是可能的或者可以从本公开的实践获得改型和变型。实施方式被选择和描述以便说明本公开的原理及其实际应用，从而使本领域的技术人员能够在各种实施方式中利用本公开并且能够与如适于所设想的特定用途的各种改型一起使用。在不背离本公开的范围的情况下，可以在实施方式的设计、操作条件和布置中进行其他替代、修改、改变和省略。在参照说明书的情况下，说明性的实施方式以及其他实施方式的这种改型和组合对于本领域的技术人员而言将是明显的。因此，所附的权利要求书意在涵盖任何这种改型或实施方式。

Claims (20)

1.一种模式约束系统，所述模式约束系统用于飞行器的座椅乘员，所述模式约束系统包括：

带条供给器单元；和

带条，所述带条能够选择性地收回到所述带条供给器单元中并且能够选择性地从所述带条供给器单元伸出，所述带条能够邻近乘员定位成将乘员至少部分地置于所述带条与所述座椅之间；

其中，所述带条供给器单元适于在包括未固定模式和固定模式的多个模式之间进行切换，所述带条在所述未固定模式中能够从所述带条供给器单元伸出并且能够收回到所述带条供给器单元中，所述带条在所述固定模式中基本上不能从所述带条供给器单元伸出；

其中，所述带条供给器单元默认处于所述未固定模式；

其中，所述带条供给器单元能够操作成响应于预防性事件而切换至所述固定模式，从而减小乘员相对于所述飞行器的所述座椅运动的自由度；

其中，所述飞行器还包括起落架和起落架传感器，所述起落架传感器构造成对所述起落架的部署进行检测；并且

其中，所述预防性事件还包括所述起落架传感器检测到所述起落架的部署，所述带条供给器单元响应于所述起落架的部署而从所述未固定模式切换至所述固定模式。

2.根据权利要求1所述的模式约束系统，其中，所述带条供给器单元还包括卷轴，所述卷轴能够操作成沿第一方向和第二方向旋转，以分别使所述带条绕所述卷轴缠绕及解绕。

3.根据权利要求2所述的模式约束系统，其中，所述带条供给器单元还包括锁定模块，所述锁定模块在所述带条供给器单元处于所述固定模式时与所述卷轴接合，以阻止所述卷轴沿所述第二方向旋转，从而使得所述带条基本上不能伸出。

4.根据权利要求2所述的模式约束系统，其中，所述多个模式还包括收回固定模式；

其中，所述带条供给器单元还包括收回模块，所述收回模块适于在所述收回固定模式中使所述卷轴沿所述第一方向旋转以将所述带条收回到所述带条供给器单元中，从而使所述带条靠着乘员绷紧；并且

其中，所述带条供给器单元还能够操作成响应于所述预防性事件而切换至所述收回固定模式。

5.根据权利要求2所述的模式约束系统，其中，所述未固定模式还包括惯性卷绕模式；并且

其中，所述带条供给器单元还包括惯性卷绕子组件，所述惯性卷绕子组件在所述惯性卷绕模式中能够选择性地与所述卷轴接合。

6.根据权利要求1所述的模式约束系统，其中，所述带条还包括能够邻近乘员的躯干定位的躯干部带条和能够邻近乘员的膝部区域定位的膝部带条。

7.根据权利要求1所述的模式约束系统，其中，所述预防性事件预期危及生命的加速事件，包括硬着陆、碰撞、不受控制的下降和湍流中的至少一者。

8.根据权利要求1所述的模式约束系统，还包括与所述带条供给器单元进行通信的锁定选择器，并且其中，所述预防性事件还包括由乘员进行的对所述锁定选择器的选择。

9.根据权利要求8所述的模式约束系统，其中，所述锁定选择器还包括选自包括按钮、杆、旋钮或拉绳的组的输入装置。

10.根据权利要求1所述的模式约束系统，其中，所述带条供给器单元响应于所述起落架的收回而从所述固定模式切换至所述未固定模式。

11.一种飞行器，包括：

机身；

起落架，所述起落架联接至所述机身；

起落架传感器，所述起落架传感器构造成对所述起落架的部署进行检测；

位于所述机身中的多个座椅；以及

模式约束系统，所述模式约束系统包括多个安全带子系统，每个安全带子系统适于将乘员固定至所述座椅中的一个座椅，每个安全带子系统包括：

带条供给器单元；和

带条，所述带条能够选择性地收回到所述带条供给器单元中并且能够选择性地从所述带条供给器单元伸出，所述带条能够邻近乘员定位成将乘员至少部分地置于所述带条与所述座椅之间；

其中，所述带条供给器单元适于在包括未固定模式和固定模式的多个模式之间进行切换，所述带条在所述未固定模式中能够从所述带条供给器单元伸出并且能够收回到所述带条供给器单元中，所述带条在所述固定模式中基本上不能从所述带条供给器单元伸出；

其中，所述带条供给器单元默认处于所述未固定模式；

其中，所述带条供给器单元能够操作成响应于预防性事件而切换至所述固定模式，从而减小乘员相对于所述座椅运动的自由度；并且

其中，所述预防性事件还包括所述起落架传感器检测到所述起落架的部署，所述带条供给器单元响应于所述起落架的部署而从所述未固定模式切换至所述固定模式。

12.根据权利要求11所述的飞行器，其中，所述未固定模式还包括惯性卷绕模式。

13.根据权利要求11所述的飞行器，其中，所述多个模式还包括收回固定模式，所述带条供给器单元在所述收回固定模式中使所述带条收回以使所述带条靠着乘员绷紧；并且

其中，所述带条供给器单元还能够操作成响应于所述预防性事件而切换至所述收回固定模式。

14.根据权利要求11所述的飞行器，还包括：

多个飞行操作模式，所述多个飞行操作模式包括视觉飞行规则操作模式和仪表飞行规则操作模式；

其中，所述预防性事件还包括从所述视觉飞行规则操作模式切换至所述仪表飞行规则操作模式。

15.根据权利要求14所述的飞行器，其中，所述带条供给器单元还能够操作成响应于从所述仪表飞行规则操作模式切换至所述视觉飞行规则操作模式而恢复至所述未固定模式。

16.根据权利要求11所述的飞行器，还包括：

一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器中的每个传感器均能够操作成对操作参数进行检测；

其中，所述预防性事件还包括所述一个或更多个传感器检测到所述操作参数超过预定阈值。

17.根据权利要求16所述的飞行器，其中，所述一个或更多个传感器还包括选自包括加速度计、下降率传感器、横摆率传感器、侧倾率传感器、俯仰率传感器和交通警报传感器的组的一个或更多个传感器。

18.根据权利要求11所述的飞行器，还包括：

机械故障传感器；

其中，所述预防性事件还包括所述机械故障传感器检测到飞行器机械故障。

19.根据权利要求11所述的飞行器，其中，所述模式约束系统还包括与所述安全带子系统中的每一者进行通信的主锁定选择器；

其中，所述预防性事件还包括对所述主锁定选择器的选择；并且

其中，对所述主锁定选择器的选择使所述安全带子系统中的每一者的所述带条供给器单元切换至所述固定模式。

20.根据权利要求11所述的飞行器，还包括：

交通警报传感器；

其中，所述预防性事件还包括所述交通警报传感器检测到所述飞行器的预定范围内的空中交通。

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