CN1892723A - 直升机的智能高度呼叫 - Google Patents

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Abstract

用于根据接近于机场或直升机场上的跑道来产生高度呼叫的方法、计算机软件产品及系统包括确定直升机是否正接近于跑道飞行并根据该确定自动选择高度阈值增量集合。该阈值增量集合包括多个高度阈值。针对多个高度阈值中的每一个计算所计算的离地高度值。根据比较自动产生适当的警报。选择高度阈值增量集合包括选择由包括多个较高高度阈值的第一高度阈值增量集合和包括多个较高高度阈值并且此外包括多个较低高度阈值的第二高度增量集合组成的组中的一个。

Description

直升机的智能高度呼叫
背景技术
直升机从机场或多个远离机场的地点起飞并在机场或多个偏离机场的地点着陆。然而，通常直升机在机场周围与在其它着陆区域处不同地飞行。这可能是由于多个原因，包括噪声抑制或固定翼空中交通的存在。
几种航空电子装置包括用来指示飞行员地形高度而不是在海平面之上的绝对高度的音响高度呼叫。这样的高度呼叫允许直升机飞行员正确地保持以被认可的方法通向跑道或保持在运行高度内以便沿着滑行道移动或者以其它的移动接近飞机场或直升机场。令人遗憾的是，在着陆和向地面交通转换期间的空中交通通信包括危急信息。有时，仅仅当为避开其它在机场或直升机场附近的飞机而必需与塔台进行危急空中交通通信时，这些呼叫才将发生。在飞行员由于音响呼叫而不能听到空中交通通信的情况下，飞行员可能使直升机移动到相对于跑道或直升机场不安全或者不适当的位置中。
当直升机飞行员接近于偏离机场位置的陆地时，以所选择的增量靠近地面(例如50、40、30、20、10)时飞行员通常不需要音响高度阈值呼叫。然而，当他们在受控制的机场空间外操作时，靠近地面时详细的高度呼叫使操作、例如在事故地点处着陆或作物喷粉便利。
在本领域中存在对机载系统的未被满足的需求，该机载系统将基于接近于机场或者直升机场而产生高度呼叫并且这样做时自动地或可选择性地在抑制和允许一组更低的高度阈值呼叫增量之间交替。
发明内容
一种增强型地面接近警报系统(“EGPWS”)从内部跑道数据库了解机场上的跑道的位置。当直升机接近数据库中所定义的机场或者直升机场时，不同的高度呼叫菜单可被自动地选择，该菜单可选地具有较粗略的或者较精细的呼叫间隔。
根据接近于机场或直升机场上的跑道来产生高度呼叫的方法、计算机软件产品及系统包括确定直升机是否正接近于跑道飞行并根据该确定自动选择高度阈值增量集合。该阈值增量集合包括多个高度阈值。针对多个高度阈值中的每一个计算所计算的离地高度值。根据比较自动产生适当的警报。选择高度阈值增量集合包括选择由包括多个较高高度阈值的第一高度阈值增量集合和包括多个较高高度阈值并且此外包括多个较低高度阈值的第二高度增量集合组成的组中一个。
附图说明
本发明的优选的以及替代的实施例在下面参考以下附图来详细说明。
图1图解说明在机场跑道附近的飞行环境；
图2是根据本发明的一个实施例形成的典型系统的框图；
图3是根据本发明的一个实施例执行的处理的逻辑图；
图4是根据本发明的一个实施例的典型方法的流程图。
具体实施方式
总的来说，用于根据接近于机场或直升机场处的跑道产生高度呼叫的方法、计算机软件产品和系统包括确定直升机是否正在跑道附近飞行以及基于该确定自动选择高度阈值增量集合。该阈值增量集合包括多个高度阈值。针对多个高度阈值中的每一个计算所计算的离地高度值。根据比较自动产生适当的警报。选择高度阈值增量集合包括从由包括多个较高高度阈值的第一高度阈值增量集合和包括多个较高高度阈值并且此外包括多个较低高度阈值的第二高度增量集合组成的组中选择一个。
如下来说明本发明上下文中的直升机的飞行环境。图1是一个机场和该机场周围的区域的俯视图。在图1中，直升机(未示出)可在两个区12或14之一内在空中运行。
在第二区14中，直升机在邻近于跑道或在跑道上的区域之外起飞或在机场附近飞行。进场可以是仪器进场、例如仪器着陆系统(ILS)进场、全球定位系统(GPS)进场或任何其它的着陆进场，或者可以是目视飞行规则(VFR)直接着陆进场。在第二区14中，实施例被配置成在较高的高度阈值呼叫增量集合与较低的高度阈值增量集合中的一连串的阈值时产生呼叫，因为对在第二区中运行来说高度呼叫是有用的。另外，在第二区14中，尤其是当与增强型地面接近警报系统(EGPWS)的其它特征结合时高度呼叫对飞行员来说是有用的，其中增强型地面接近警报系统警告危险地靠近地形的高度。然而，本发明也适当地被配置成在第二区14中运行。
如已知的，当直升机正在机场环境外运行时，直升机可以执行相对极端的飞行机动、例如急剧俯冲或急剧倾斜转弯。基于在该地形上在执行这样的飞行机动期间所计算的直升机高度或由无线电测高计所指示的高度，当直升机根据较高高度阈值增量集合和较低高度阈值增量集合在第二区14中运行时，本发明有利地通过音响呼叫通知在该地形之上的高度。
在第一区12中，直升机在机场环境中运行，并且特别地，可在跑道环境中运行。在第一区12中，空中交通通信是频繁的并且非常直接的，指示适当安全的机动指令或从空中到地面交通控制的手动切断以用于机身在机场附近的移动。
给定在本发明的上下文中所述的直升机飞行环境，本发明的典型实施例的细节如下来阐述。现在参考图2，典型的系统20被配置成监控在直升机前面和下面的空间，并被配置成自动确定直升机是否正接近于跑道飞行。有利地以及根据本发明的一个实施例，系统20也被配置成当确定直升机正接近于跑道飞行时将所监控的在直升机前面和下面的空间调整为更小的空间体积。
如在这里所使用的，监控在直升机前面和下面的空间涉及产生预测未来的警报。本发明的预测未来方面是可利用本发明的航空电子设备的共同特征，然而，本发明可以在不具有预测未来警报系统的情况下运行。产生预测未来警报当前在航空电子学领域中是已知的。例如，在美国专利号6304800中阐述了预测未来警报的产生，该专利的内容在此作为参考被引入。然而，为了清楚起见，一些关于产生预测未来警报的细节在下面进行阐述。
预测未来警报发生器24分析地形和飞机数据并产生围绕飞机的地形剖面。发生器24包括处理器22。处理器22可以是发生器24的一部分，或者可以是位于发生器24内部或外部的单独的处理器22。在本发明的一个典型实施例中，处理器22适当地为可从Honeywell International，Inc.得到的EGPWS处理器。EGPWS处理器的详情在美国专利号5839080中进行了阐述，于此该专利的内容作为参考被引入。为了说明的目的，图2以简化的框格式描绘美国专利号5839080的EGPWS处理器的许多组件。然而，应理解，这些框的功能与作为参考被引入的美国专利号5839080中所描述的EGPWS处理器一致，并且包含许多与其相同的组件。
在第一区12(图1)中，处理器22从高度传感器28接收高度并从位置传感器26接收可选地包括高度的位置，以及还访问存储设备34并获得关于跑道的数据。使用飞机高度信息和跑道信息，处理器22确定飞机高度，该飞机高度意味是飞机高度超过在飞机位置处地形高度的距离。替代地，处理器22从指示直升机正在地面之上飞行的高度的无线电测高计(未示出)接收离地高度。在可获得的情况下，无线电测高计得到的离地高度被用于指示离地高度。当离地高度指示飞机高度经过可选阈值时，处理器22使音响警报发生器36产生指示可选阈值的高度呼叫。因为呼叫被配置成替代空中交通通信，所以至少一个实施例将根据直升机在地形之上的高度发出音响警报作为对(作为非限制性例子)“10英尺”、“20英尺”、“30英尺”、“40英尺”及“50英尺”的结果的记录或综合叙述。
有利地，本发明的实施例也确定直升机是否正接近于跑道飞行。这种跑道选择特征在美国专利号6304800中进行了说明，这里将该专利的内容作为参考引入。为了清楚起见，在这里包括美国专利号6304800的一些细节。
依然参考图2，处理器22有利地以及自动地确定直升机是否正接近于跑道飞行或者正在第二区12中运行(图1)。处理器22最初从附属于飞机的各种传感器26、28、30、31或32接收数据。另外，处理器22也访问存储设备34并获得与跑道相关的数据。利用飞机和跑道信息，处理器22确定飞机和跑道之间的参考角度偏差。基于与跑道相关的参考角度偏差，处理器22自动确定飞机是否可能在跑道上着陆。飞机的飞行员是否想要在跑道上着陆可根据飞机位置(即纬度和经度)与跑道位置的关系、飞机飞行的方向与跑道延伸的方向的关系或飞机的进场角度与跑道位置的关系或这些参考偏差角度的组合来确定。
如上所述并根据本发明的实施例，一旦直升机进入第一区12(图1)接近直升机场或跑道16(图1)，或者当飞行员可选择地使用本发明的实施例时，本发明就转换为抑制较低高度呼叫增量集合。作为非限制性的例子，当本发明的实施例被选择性地使用或当接近飞机场或者直升机场时，与较低高度阈值增量集合相关的音响呼叫就被适当地抑制。作为非限制性的例子，这种高度阈值增量集合包括10、20、30、40和50英尺的阈值高度。在典型的情形中，当直升机沿滑行道滑行时直升机可以被适当选择以当它通过每个阈值时抑制音响警报发生器在10、20、30、40和50英尺中的每个时发出呼叫。
现参考图3，根据本发明实施例的用于产生警报的逻辑的逻辑图49包括位于锁存器50处的输入端，该输入端被配置成指示是否呼叫被启动。在一个实施例中，激活第一锁存器50允许飞行员可选择性地禁止实施例从而抑制任何呼叫。
第二锁存器51被配置成指示EGPWS在哪里已确立存储在存储设备34(图2)中的数据与来自位置传感器26(图2)和高度传感器28(图2)的信息之间的良好的一致，从而根据这里所述的方法计算离地高度以指示可以从所计算的离地高度得到的有效的地形呼叫。在第一或第二锁存器50、51中的任一个都不处于“是”状态的情况下，与门63将发送“禁止”或“否”逻辑信号给音响警报发生器36(图2)以防止系统在警报网络72处产生音响警报信号。在第一和第二锁存器50、51都处于“是”状态的情况下，与门63将发送“启动”或“是”逻辑信号给音响警报发生器36(图2)以允许系统在警报网络72处产生音响警报信号。
根据本发明的上述实施例，第三锁存器52被用于指示是否系统20(图2)已确定直升机位于第二区12(图1)中。第三锁存器52被配置成当直升机位于第二区12(图1)中并且因此据推测位于期望更精细的高度呼叫阈值增量的区域中时保持逻辑“是”。
第四锁存器53允许飞行员促使对较低高度呼叫阈值增量的抑制。在第一区12(图1)以外的区域中，存在高度呼叫将帮助实现水平飞行的时候。或门66允许第三锁存器52或第四锁存器53中的任一个适当地抑制较低高度呼叫，从而在或门66的输出端处保持逻辑“是”。否则，较低高度呼叫被启动。
至少一个实施例被配置成持有一组可配置的较低高度呼叫阈值增量，这些增量作为连续的可配置的常数A1、A2、A3等被存储在诸如较低高度阈值增量存储器54a的存储位置中。对于这个非限制性的典型实施例来说，较高高度呼叫阈值增量集合作为连续的可配置的常数B1、B2、B3等被存储在较高高度阈值增量存储器54b中。其它实现存储或产生较高高度呼叫阈值增量集合和较低高度呼叫阈值增量集合的方法是通过查找表、可配置的ROM或者硬连线的常数值。
根据这里所述的方法，系统20(图2)使用存储在存储设备34(图2)中的数据和来自位置传感器26(图2)和高度传感器28(图2)的信息来计算离地高度；结果被存储在离地高度锁存器60中。替代地，无线电测高计输出指示离地高度的值，该值被适当地用作所计算的离地高度。一系列比较器71a和71b将存储在离地高度锁存器60处的值与存储在较高高度阈值增量存储器54b处的值作比较，并且另外在适当地基于在或门66的输出端处的逻辑值的情况下与较低高度阈值增量存储器54a的输出作比较。在所计算的离地高度锁存器60处的值和较高高度阈值增量存储器54b处的值相同以及另外适当地基于或门66的输出端处的逻辑值与较低高度阈值增量存储器54a的输出相同的情况下，比较器71a、71b根据在与门69和与门63的输出端处的逻辑信号发送适当的激活信号，该激活信号激活在音响警报网络72处的适当的音响警报。
现参考图4，一种用于基于飞行环境使用机场信息的方法100以框102开始。在方法100的框处实施的处理的细节已在上面讨论图1-3时进行了阐述。应理解的是，用于适当地实现该方法100的处理以在处理器22(图2)上运行的软件来实现。
在判断框104处，第一锁存器被监控，第一锁存器被配置成指示所计算的离地高度(无论从数据库还是从无线电测高计得到的)超过可配置的常数的情况。作为非限制性的例子，在接近机场的正常地面移动机动的过程中50英尺的可配置的值将抑制呼叫。
在判断框106处，可选的第二锁存器被监控，第二锁存器被配置成指示已经选择了用于抑制较低高度呼叫阈值增量集合的飞行员优先选择。如果较低高度呼叫阈值增量已被选择为被抑制，则在判断框106处在较低高度呼叫阈值增量时不发生呼叫。
在判断框108处，第三锁存器被监控，第三锁存器被配置成指示关于直升机是否正在机场或直升机场处或者附近、基本上在第一区12(图1)内飞行的确定。在直升机位于第一区12中时，较低高度呼叫阈值增量不被呼出。
如果在框106或框1108处适当地确定“是”，则方法100继续进行到框114，该框114允许方法100在框1102处重新开始。否则在框110处所计算的离地高度与所监控的被包含在更精细阈值增量集合里的值作比较。在所计算的离地高度被发现与包含在更精细阈值增量集合中的值之一相等时，由EGPWS根据被确定与所计算的离地高度相等的值产生适当的高度呼叫。方法100在框114处结束以适当地循环回到框102。

Claims (10)

1.一种根据接近于机场或直升机场上的跑道产生高度呼叫的方法，该方法包含：
确定直升机是否正接近于跑道飞行；
基于该确定自动选择高度阈值增量集合，该阈值增量集合包括多个高度阈值；
将所计算的离地高度值与多个高度阈值中的每一个作比较；并且
根据该比较自动产生适当的警报。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择高度阈值增量集合包括选择由包括多个较高高度阈值的第一高度阈值增量集合和包括多个较高高度阈值并且此外包括多个较低高度阈值的第二高度增量集合组成的组中的一个。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，第一高度阈值增量集合包括被配置成在滑行飞行或在机场进场之一期间抑制产生适当的警报的值。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，第二高度阈值增量集合包括被配置成适应接近偏离机场的着陆点的值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据可转换的锁存器的状态选择高度阈值增量集合，其中可转换的锁存器是可手动转换的。
6.一种用于根据接近于机场或直升机场上的跑道产生高度呼叫的系统，该系统包括：
处理器(22)，该处理器包括：
第一组件，被配置成确定逻辑值，该逻辑值被配置成指示直升机是否正接近于跑道飞行；
第二组件，被配置成根据逻辑自动选择高度阈值增量集合，该阈值增量集合包括多个高度阈值；
第三组件，被配置成将所计算的离地高度值与多个高度阈值中的每一个作比较；以及
第四组件，被配置成根据等于离地高度值的高度阈值产生适当的警报。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，第二组件此外被配置成选择由包括多个较高高度阈值的第一高度阈值增量集合和包括多个较高高度阈值并且此外包括多个较低高度阈值的第二高度增量集合组成的组中的一个。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，第一高度阈值增量集合包括被配置成在滑行飞行或在机场进场之一期间抑制产生适当的警报的值。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，第二高度阈值增量集合包括被配置成适应接近偏离机场的着陆点的值。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，第二组件根据可转换的锁存器的状态选择高度阈值增量集合。
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