CN111498113B - 抛放式飞行记录器系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抛放式飞行记录器系统和控制方法。抛放式飞行记录器系统的控制模块包括计算模块、风险判定模块、抛放条件判定模块以及告警模块，计算模块能够接收来自另外三个模块的信号并对三路信号进行计算，从而得出是否抛放的结果。根据本发明，抛放控制装置能够根据三路控制电路的信号综合判定是否适合抛放，其计算结果能够准确反映飞行器的所处的实际状况，且计算结果精度较高，分离机构不容易被误触发。

Description

抛放式飞行记录器系统和控制方法

技术领域

本发明涉及航空飞行器领域，具体涉及一种适用于飞行器的抛放式飞行记录器系统和基于该抛放式飞行记录器系统实现的控制方法。

背景技术

飞行记录器，俗称“黑匣子”，是用于事故后的求证与分析的。根据统计，从2009年法航AF447失事，到2014年马航MH370事件，11起飞行事故中有10个记录器未被找到；其中，MH370事件更是动用了超过25个国家的卫星、军舰、飞机等大型装备，搜寻4年时间，未找到记录器，事故原因至今无法查明。

因此，针对飞行记录器海上打捞困难的问题，抛放式记录器应运而生。2016年3月，ICAO理事会通过了国际民航公约附件6第40次修订，提出关于运行中对飞行记录器记录进行保护的建议，包括自动抛放式飞行记录器(ADFR)、恢复飞行记录器数据、延长驾驶舱话音记录器记录时间(25小时)和确定遇险航空器位置等要求。抛放式记录器通常由接收到分离信号的、单独的分离机构完成抛放，其误触发对外界人员具有一定的危险性，在合适情况下触发对后期调查有一定的优势，因此，对特定条件下的抛放逻辑进行完善严密的定义是至关重要的。

然而现有的抛放式飞行器记录器的抛放逻辑以及机构设置，都具有一定的缺陷，例如抛放逻辑不够完善，抛放逻辑生成的抛放结果不够准确，容易造成误抛记录器或应抛记录器而不抛，无法满足实际操作中的较高要求。

因此，需要提供一种适用于飞行器的抛放式飞行记录器系统以及基于该系统的控制方法，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种适用于飞行器的抛放式飞行器记录系统和基于该系统的控制方法。根据本发明所给出的方案，抛放控制装置能够根据三路控制电路的信号综合判定是否适合抛放，其计算结果能够准确反映飞行器的所处的实际状况，且计算结果精度较高，分离机构不容易被误触发。

根据本发明的一个方面，提供了一种适用于飞行器的抛放式飞行记录器系统，所述抛放式飞行记录器系统包括飞行记录器、抛放控制装置、计算模块以及分离机构。所述抛放控制装置包括：风险判定模块，所述风险判定模块被配置为能够基于所述飞行器当前的飞行状态信息来判定所述飞行器当前的风险等级是否高于特定阈值，并输出包含判定结果的信号；用于感测所述飞行器所在环境的传感器；抛放条件判定模块，所述抛放条件判定模块被配置为能够至少基于所述传感器的感测结果以及来自所述风险判定模块的信号判定当前抛放条件是否适于抛放，并输出包含判定结果的信号。所述计算模块被配置为能够至少从所述风险判定模块、所述抛放条件判定模块接收包含其各自的判定结果的信号，并对所有判定结果进行计算，并生成计算结果，并且，所述抛放控制装置能够基于所述计算结果生成抛放信号，并将所述抛放信号发送至分离机构。所述分离机构被构造成能够在接收到抛放信号时将所述飞行记录器抛出。其中，所述分离机构和所述抛放控制装置一体地设置。

在一种实施方式中，所述抛放控制装置还包括告警模块，所述告警模块被配置为能够判定所述飞行器的各项飞行参数的正常与否、并将包含判定结果的信号发送至所述计算模块。

在一种实施方式中，所述抛放控制装置具有三路控制电路，所述三路控制电路分别接收来自所述风险判定模块、所述抛放条件判定模块和所述告警模块的信号，并且所述计算模块被配置为对所述三路控制电路的信号做“与”运算。

在一种实施方式中，所述抛放式飞行记录器系统还包括为所述抛放控制装置供电的电源系统。

在一种实施方式中，所述风险判定模块被配置为：判定所述飞行器所处于的不同飞行状态下的各项飞行参数的风险等级，并将所有飞行参数的风险等级综合计算从而得出所述飞行器的风险等级，并且，所述风险判定模块被配置为能够将包含所述各项飞行参数的风险等级信息的信号发送至所述抛放条件判定模块，并能够将包含所述飞行器的风险等级信息的信号发送至所述计算模块。

在一种实施方式中，所述风险判定模块还被配置为：对各项飞行参数分别设置对应的阈值，并将该项飞行参数的实际值与所述阈值比对。

在一种实施方式中，所述风险判定模块还被配置为：对于所述飞行器所处于的不同飞行状态下的每一项所述飞行参数均设置阈值T_i1、T_i2、T_i3、T_i4，并且，所述风险判定模块对每一项所述飞行参数的实际参数T的判定逻辑为：当T≤T_i1时，判定风险等级为无风险；当T_i1<T≤T_i2时，判定风险等级为低风险；当T_i2<T≤T_i3时，判定风险等级为中度风险；当T_i3<T≤T_i4时，判定风险等级为高度风险；当T>T_i4时，判定风险等级为灾难级风险。

在一种实施方式中，所述风险判定模块还被配置为：确定在当前飞行状态下的各个所述飞行参数的权重，并根据各个所述飞行参数的风险等级和权重得到飞行器的风险等级。

在一种实施方式中，所述告警模块被配置为：判定飞行器的各项飞行参数正常与否，并输出包含判定结果的信号。

在一种实施方式中，所述告警模块还被配置为：若所述告警模块判定飞行器的各项飞行参数正常与否的判定结果为否，则再次判定是否存在虚假警告，若为否，则输出告警信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于上述方案中任意一项所述的抛放式飞行记录器系统的控制方法，所述方法包括如下步骤：风险判定模块基于飞行器的飞行状态信息判定所述飞行器的风险等级是否高于特定阈值，并输出包含判定结果的信号；传感器感测所述飞行器所在的环境；抛放条件判定模块至少基于其传感器的感测结果判定当前抛放条件是否适于抛放，并输出包含判定结果的信号；所述计算模块对接收到的信号进行计算，并生成计算结果；抛放控制装置基于所述计算结果生成抛放信号并将所述抛放信号发送至分离机构；所述分离机构在接收到所述抛放信号时将所述飞行记录器抛出。

在一种实施方式中，所述风险判定模块的判定步骤包括：判定飞行器所处的不同的飞行状态下的各项飞行参数的风险等级，并将所有飞行参数的风险等级综合计算从而得出所述飞行器的风险等级。

在一种实施方式中，所述风险判定模块判定风险等级的步骤包括：对各个飞行状态下各项飞行参数分别设置对应的阈值，并将该项飞行参数的实际值与所述阈值比对。

在一种实施方式中，对于不同状态下每一项所述飞行参数均设置阈值T_i1、T_i2、T_i3、T_i4，并且，所述风险判定模块对每一项所述飞行参数的实际参数T的判定逻辑为：当T≤T_i1时，判定风险等级为无风险；当T_i1<T≤T_i2时，判定风险等级为低风险；当T_i2<T≤T_i3时，判定风险等级为中度风险；当T_i3<T≤T_i4时，判定风险等级为高度风险；当T>T_i4时，判定风险等级为灾难级风险。

在一种实施方式中，判定各项飞行参数的风险等级的步骤还包括：确定在当前飞行状态下的各个所述飞行参数的权重，并根据各个所述飞行参数的风险等级和权重得到飞行器的风险等级。

在一种实施方式中，所述风险判定模块与所述抛放条件判定模块相关联并向所述抛放条件判定模块发送所述各项飞行参数的风险等级信号，所述抛放条件判定模块基于所述各项飞行参数的风险等级信号和所述传感器的判定结果判定当前抛放条件。

在一种实施方式中，所述控制方法还包括：告警模块判定飞行器的各项飞行参数正常与否，并输出包含判定结果的信号。

在一种实施方式中，若所述告警模块判定飞行器的各项飞行参数正常与否的判定结果为否，则再次判定是否存在虚假警告，若为否，则输出告警信号。

根据本发明所提供的适用于飞行器的抛放式飞行器记录系统和基于该系统的控制方法，抛放控制装置能够根据三路控制电路的信号综合判定是否适合抛放，其计算结果能够准确反映飞行器的所处的实际状况，且计算结果精度较高，分离机构不容易被误触发。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1为根据本发明的一个优选实施方式的抛放式飞行记录器系统的结构示意图；

图2为根据本发明的一个优选实施方式的控制逻辑的流程示意图；

图3为图2中的风险等级判定步骤的具体逻辑示意图；

图4为本实施方式中添加了具体实操细节之后的控制逻辑的流程示意图。

具体实施方式

现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。

本发明提供了一种适用于飞行器的抛放式飞行记录器系统和基于该抛放式飞行记录器系统实现的控制方法。图1至图4给出了根据本发明的一个优选实施方式。

参考图1，本实施方式的抛放式飞行记录器系统包括飞行记录器、抛放控制装置2(即分离逻辑系统)、分离机构1以及电源装置3。

其中，抛放控制装置2还包括了风险判定模块、传感器、抛放条件判定模块以及告警模块。需要说明的是，抛放控制装置的这些子模块不一定都在图中示出，图中所示的仅仅是抛放控制装置的大致结构示意图。

风险判定模块被配置为能够基于飞行器当前的飞行状态信息来判定飞行器当前的风险等级是否高于特定阈值，并输出包含判定结果的信号。具体地，所述风险判定模块被配置为能够将包含所述各项飞行参数的风险等级信息的信号发送至所述抛放条件判定模块，并能够将包含所述飞行器的风险等级信息的信号发送至所述计算模块。

同时，传感器用于感测飞行器所在的环境；抛放条件判定模块被配置为能够至少基于传感器的感测结果以及来自风险判定模块的信号判定当前抛放条件是否适于抛放，并输出包含判定结果的信号；告警模块被配置为能够基于飞行器的各项飞行参数的正常与否，并将包含判定结果的信号发送至计算模块；计算模块被配置为能够从风险判定模块、抛放条件判定模块和告警模块接收到的信号而生成运算结果。

具体地，抛放控制装置具有三路电路，三路电路分别从风险判定模块、抛放条件判定模块和告警模块接收信号，而计算模块被配置为对这三路控制电路的信号做“与”运算。运算结果对应于不抛放信号或抛放信号，若运算结果对应于抛放信号，则该抛放信号能够被发送至分离机构，分离机构在接收到抛放信号时将飞行器记录仪抛出。

其中，如图1所示，分离机构和抛放控制装置以及电源装置一体地设置。

图2至图4示出了本实施方式所给出的基于图1中的抛放式飞行记录器系统的控制方法。参考图2和图4，可以看到控制方法主要包括如下步骤：风险判定模块基于飞行器的飞行状态信息判定所述飞行器的风险等级是否高于特定阈值，并输出包含判定结果的信号，其中，所述风险判定模块将包含所述各项飞行参数的风险等级信息的信号发送至所述抛放条件判定模块，并将包含所述飞行器的风险等级信息的信号发送至所述计算模块。

方法还包括：传感器感测所述飞行器所在的环境；抛放条件判定模块至少基于其传感器的感测结果判定当前抛放条件是否适于抛放，并输出包含判定结果的信号；所述计算模块对接收到的信号做“与”运算并生成运算结果；抛放控制装置基于所述运算结果生成抛放信号并将所述抛放信号发送至分离机构；所述分离机构在接收到所述抛放信号时将所述飞行记录器抛出。

另外，该控制方法中还可以包括：告警模块获取飞行器状态信息，并判断飞行器的各项飞行参数正常与否，并将判定结果发送至对应的控制电路，以便于计算模块进行运算。

优选地，报警系统还可以进行虚警判断。具体地，若告警模块判定飞行器的各项飞行参数正常与否的结果为否，则生成告警信号。告警信号被分为两路，其中第一路被输送至计算模块，第二路由机组人员进行判定，判定该告警信号是否为虚假警告。优选地，第二路信号可以与第一路信号相关联，当第二路信号被判定为告警信号为虚假警告时，第一路信号的传递被中断而使其无法达到计算模块。

设置虚警判断能够提升系统的精确度，进一步避免飞行记录器被误抛。

优选地，抛放控制装置中具有三路控制电路，其中第一路控制电路接收来自告警模块的信号，第二路控制电路接收来自风险判定模块的信号，第三路控制电路接收来自抛放条件判定模块的信号。计算模块对这三路控制电路的信号做“与”运算，并运算得出是否抛放的结论。

根据本方案，抛放控制装置设置三路控制电路分别接收来自风险判定模块、抛放条件判定模块以及告警模块的信号，能够提升信号传输的精确度和传递效率，避免信号传输过程中发生干扰而影响最后的计算结果。

其中，告警模块、风险判定模块和抛放条件判定模块还具有多种不同的判定逻辑。

例如，风险判定模块的判定步骤可以包括：判定所处飞行状态下的各项飞行参数的风险等级，并将所有飞行参数的风险等级综合计算从而得出飞行器的风险等级。飞行状态例如可以为飞行器地面静止、上电、启动、滑行、离地、爬升、巡航、进近、触地、着陆、俯仰、滚转、侧航等。在各个飞行状态下，可以对应有多项飞行参数。

风险判定模块能够适用于上述不同的飞行状态，保证每一个飞行状态下都能具有准确的判定结果。

图3示出了对于某一特定飞行状态下的某一项飞行参数的风险等级判定逻辑。

参考图3，对于一项飞行参数，可以先设置对应的阈值，并将该飞行参数的实际值与阈值比对。例如，可以对该项飞行参数设置T_i1、T_i2、T_i3、T_i4四个阈值，若该项飞行参数的实际值为T，则将T和四个阈值进行比对，最后得到：当T≤T_i1时，判定风险等级为无风险；当T_i1<T≤T_i2时，判定风险等级为低风险；当T_i2<T≤T_i3时，判定风险等级为中度风险；当T_i3<T≤T_i4时，判定风险等级为高度风险；当T>T_i4时，判定风险等级为灾难级风险。

参考图4，风险等级判定的不同参数例如可以为：速度/加速度是否超限、俯仰/横滚是否超限、起落架释放信号是否无效、气压/无线电高度是否超限，以及航向是否不正常等等。

在将各项参数都进行如上判定之后，再对各项参数的判定结果进行综合计算。回到图2，可以看到，根据各项飞行参数的权重和判定得到的风险等级进行综合计算并得到风险等级判定的结果。该结果例如可以为总的风险等级是否高于预定阈值。

上述的风险等级判定逻辑，先对各个单独的飞行参数进行风险等级计算，再以加权计算的方式综合所有的飞行参数，使计算结果贴近实际情况，风险等级的判定结果准确。

抛放条件判定模块的判定步骤包括：基于风险等级判定结果以及传感器的感测结果进行抛放条件判定，也就是说，抛放条件判定模块接收两个信号：其中一个信号来源于传感器，另一个而信号来源于风险判定模块。参考图4，传感器可以包括水敏感传感器和碰撞敏感传感器。在图中未示出的实施方式中，传感器还可以感测飞行器的速度、高度、加速度等是否异常。

根据本发明所提供的适用于飞行器的抛放式飞行器记录系统和基于该系统的控制方法，抛放控制装置能够根据三路控制电路的信号综合判定是否适合抛放，其计算结果能够准确反映飞行器的所处的实际状况，且计算结果精度较高，分离机构不容易被误触发。

本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。

Claims (17)

1.一种适用于飞行器的抛放式飞行记录器系统，所述抛放式飞行记录器系统包括：

飞行记录器；

抛放控制装置，所述抛放控制装置包括：

用于感测所述飞行器所在环境以及当前飞行状态的传感器；

风险判定模块，所述风险判定模块被配置为能够基于所述飞行器当前的飞行状态信息来判定所述飞行器当前的风险等级是否高于预定的阈值，并输出包含判定结果的信号；

抛放条件判定模块，所述抛放条件判定模块被配置为能够至少基于所述传感器的感测结果以及来自所述风险判定模块的信号判定当前抛放条件是否满足，并输出包含判定结果的信号；

计算模块，所述计算模块被配置为能够至少从所述风险判定模块、所述抛放条件判定模块接收包含其各自的判定结果的信号，对所有判定结果进行计算，并生成计算结果，

其中，所述抛放控制装置能够基于所述计算结果生成抛放信号，并将所述抛放信号发送至分离机构；

分离机构，所述分离机构被构造成能够在接收到抛放信号时将所述飞行记录器抛出；以及

电源系统，所述电源系统被配置为能够为所述抛放控制装置供电，

其中，所述分离机构和所述抛放控制装置成一整体地设置。

2.根据权利要求1所述的抛放式飞行记录器系统，其特征在于，所述抛放控制装置还包括告警模块，所述告警模块被配置为能够判定所述飞行器的各项飞行参数的正常与否、并将包含判定结果的信号发送至所述计算模块。

3.根据权利要求2所述的抛放式飞行记录器系统，其特征在于，所述抛放控制装置具有第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路，其中所述第一控制电路接收来自所述风险判定模块的信号、所述第二控制电路接收来自所述抛放条件判定模块的信号，所述第三控制电路接收来自所述告警模块的信号，并且所述计算模块被配置为对所述第一控制电路、所述第二控制电路、所述第三控制电路的信号做“与”运算。

4.根据权利要求1所述的抛放式飞行记录器系统，其特征在于，所述风险判定模块被配置为能够判定所述飞行器处于不同飞行状态下的各项飞行参数的风险等级，并将所有飞行参数的风险等级综合计算从而得出所述飞行器的风险等级，并且，所述风险判定模块被配置为能够将包含所述各项飞行参数的风险等级信息的信号发送至所述抛放条件判定模块，并能够将包含所述飞行器的风险等级信息的信号发送至所述计算模块。

5.根据权利要求4所述的抛放式飞行记录器系统，其特征在于，所述风险判定模块还被配置为能够对所述各项飞行参数分别设置对应的阈值，并将该项飞行参数的实际值与所述阈值比对。

6.根据权利要求5所述的抛放式飞行记录器系统，其特征在于，所述风险判定模块还被配置为：对于不同飞行状态下每一项所述飞行参数均设置预定的阈值T_i1、T_i2、T_i3、T_i4，并且，所述风险判定模块对每一项所述飞行参数的实际参数T的判定逻辑为：

当T≤T_i1时，判定风险等级为无风险；

当T_i1<T≤T_i2时，判定风险等级为低风险；

当T_i2<T≤T_i3时，判定风险等级为中度风险；

当T_i3<T≤T_i4时，判定风险等级为高度风险；

当T>T_i4时，判定风险等级为灾难级风险。

7.根据权利要求5所述的抛放式飞行记录器系统，其特征在于，所述风险判定模块还被配置为能够确定在当前飞行状态下各个所述飞行参数的权重，并根据各个所述飞行参数的风险等级和权重获得飞行器的风险等级。

8.根据权利要求2所述的抛放式飞行记录器系统，其特征在于，所述告警模块被配置为能够判定飞行器的各项飞行参数正常与否并输出包含判定结果的信号。

9.根据权利要求8所述的抛放式飞行记录器系统，其特征在于，所述告警模块还被配置为：在所述告警模块判定飞行器的各项飞行参数正常与否的判定结果为否时生成告警信号，并在生成告警信号之后判断所述告警信号是否为虚假警告。

10.一种基于权利要求1-9中任意一项所述的抛放式飞行记录器系统的飞行记录器抛放控制方法，所述方法包括如下步骤：

通过传感器感测所述飞行器所在的环境和飞行状态；

由风险判定模块基于飞行器的飞行状态信息判定所述飞行器的风险等级是否高于预定的阈值，并输出包含判定结果的信号；

至少基于其传感器的感测结果由抛放条件判定模块判定当前抛放条件是否满足，并将判定结果发送至计算模块；

所述计算模块对从所述风险判定模块和从所述抛放条件判定模块接收到的信号，对所有判定结果进行计算，并生成计算结果；

抛放控制装置基于所述计算结果生成抛放信号并将所述抛放信号发送至分离机构；

所述分离机构在接收到所述抛放信号时将所述飞行记录器抛出。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述风险判定模块的判定步骤包括：判定所述飞行器所处于的不同飞行状态下的各项飞行参数的风险等级，并将所有飞行参数的风险等级综合计算从而得出所述飞行器的风险等级。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述风险判定模块判定风险等级的步骤包括：对各项飞行参数分别设置对应的阈值，并将该项飞行参数的实际值与所述阈值比对。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，对于每一项所述飞行参数均设置阈值T_i1、T_i2、T_i3、T_i4，并且，所述风险判定模块对每一项所述飞行参数的实际参数T的判定逻辑为：

当T≤T_i1时，判定风险等级为无风险；

当T_i1<T≤T_i2时，判定风险等级为低风险；

当T_i2<T≤T_i3时，判定风险等级为中度风险；

当T_i3<T≤T_i4时，判定风险等级为高度风险；

当T>T_i4时，判定风险等级为灾难级风险。

14.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，判定各项飞行参数的风险等级的步骤还包括：确定在当前飞行状态下的各个所述飞行参数的权重，并根据各个所述飞行参数的风险等级和权重得到飞行器的风险等级。

15.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述风险判定模块与所述抛放条件判定模块相关联并向所述抛放条件判定模块发送所述飞行器的风险等级信号，所述抛放条件判定模块基于所述风险等级信号和所述传感器的判定结果判定当前抛放条件。

16.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：告警模块判定飞行器的各项飞行参数正常与否，并输出包含判定结果的信号。

17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，若所述告警模块判定飞行器的各项飞行参数正常与否的判定结果为否，则再次判定是否存在虚假警告，若为否，则输出告警信号。

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