ES2283364T3 - Sistema de asistencia a la navegacion, metodo para calcular una ruta de vuelo, y metodo para asistencia a la navegacion. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de asistencia a la navegación adaptado para transportarse y usarse sobre un aeroplano, que comprende: un medio de memoria (12) para almacenar una base de datos en la que se almacena la información de posición de una pluralidad aeropuertos y la información de permiso/negativa de despegar/aterrizar de dicho aeroplano en dichos aeropuertos, respectivamente, y el tiempo regulado fijado para dicho aeroplano, y un medio de operación (11) para especificar como área permitida de vuelo el interior de al menos un círculo que tiene como radio del mismo la distancia sobre la que puede llegar dicho aeroplano dentro de dicho tiempo regulado y también que tiene como centro del mismo el aeropuerto en el que dicho aeroplano puede despegar y aterrizar, y para decidir si dicho aeroplano está fuera de dicha área permitida de vuelo, en base a la relación de posición relativa entre dicho aeroplano y dicha área permitida de vuelo. en el que dicho medio de operación (11) está dispuesto para fijar un punto de decisión a una distancia predeterminada en dirección del viaje de dicho aeroplano, y en el que dicho medio de operación se puede accionar para buscar en dicha base de datos el aeropuerto más próximo en el que dicho aeroplano puede despegar y aterrizar cuando esté presente en dicho punto de decisión, para decidir si dicho punto de decisión está fuera de dicha área permitida de vuelo, en base a la asociación de posición relativa entre dicho punto de decisión y dicha área permitida de vuelo para dicho aeropuerto más próximo.
Description
Sistema de asistencia a la navegación, método
para calcular una ruta de vuelo, y método para asistencia a la
navegación.
La presente invención se refiere a un sistema de
asistencia a la navegación, un método para calcular una ruta de
vuelo y un método para asistencia a la navegación transportado en un
aeroplano que vuela restringido por las ETOPS (Operaciones de
Gemelos Extendidas).
En "FINDER, un sistema que proporciona un
soporte de decisiones complejas para operaciones de replanteo de
transporte comercial" de V. Bittermann y otros se describe un
sistema de ayuda a la decisión para uso de la cabina del piloto, en
los procedimientos de la CONFERENCIA DE SISTEMAS DE AVIÓNICA DIGITAL
de 1993, publicados el 25 de octubre de 1993 en las páginas 141 -
146 en XP010117075; ISBN: 0 - 7803 - 1343 - 7.
Si un aeroplano de motores gemelos (aeroplano
equipado con dos motores) desarrolla un problema en uno de sus dos
motores en vuelo, puede usar el motor restante para volar al
aeropuerto más próximo para aterrizar. Consecuentemente, en muchos
casos, los aeroplanos de motores gemelos están sujetos a una
restricción de modo que deben volar estando siempre dentro de 90
minutos de un aeropuerto (60 minutos en Estados Unidos). Esta
restricción es comúnmente conocida por el público como una norma
internacional, basada en el tratado internacional de la ICAO
(Organización de Aviación Civil Internacional).
Por el contrario, se proporcionan las ETOPS como
una norma para permitir a un aeroplano prolongar su tiempo de vuelo
para volar a un aeropuerto si la fiabilidad de sus motores satisface
ciertas normativas y su operador (por ejemplo la compañía de
aviación) satisface ciertas normativas de seguridad. Por ejemplo, un
estado en el que el tiempo de llegada al próximo aeropuerto donde es
posible despegar o aterrizar se incrementa a 120 minutos se
denomina como "120 minutos ETOPS". Adoptando esta norma, se
potencia el grado de libertad en la operación de aeroplanos. Además,
puede mejorarse la motivación del operador y por tanto la seguridad
de la aeronave.
De este modo, los aeroplanos de motores gemelos
están sujetos a condiciones particulares. Debido a estas
condiciones, los aeroplanos de motores gemelos no siempre pueden
volar a lo largo de una ruta directa desde el lugar de partida al
destino. Esto es, una ruta de vuelo de un aeroplano de motores
gemelos se determina de modo que su tiempo de llegada a un
aeropuerto en el que pueda despegar y aterrizar, que se sitúa en
ruta entre el punto de destino y el punto de partida puede caer
dentro del tiempo aplicado a las ETOPS (esto es, 90 minutos, 120
minutos, etc.).
Algunos de los sistemas de asistencia a la
navegación denominados como FMS (Sistema de Gestión de Vuelos) que
se ha desarrollado recientemente tiene una función para calcular
automáticamente una ruta de vuelo. Esta función se utiliza cuando se
prepara un plan de vuelo antes de despegar.
El documento de Bittermann y otros (XP
010117076) describe un sistema que puede calcular una ruta de vuelo
teniendo en cuenta el entorno de las ETOPS.
Además, los nuevos FMS tienen una función para
advertir al piloto si el aeroplano está cerca de dejar su banda de
ruta de vuelo designada cuando vuela. Esta función es útil cuando el
aeroplano debe desviarse desde su ruta de vuelo planeada
originalmente a causa del mal tiempo.
Este tipo de sistema existente, no obstante no
tiene en cuenta el área permitida de vuelo de las ETOPS. Esto es,
este tipo de sistema no advierte incluso si el aeroplano está
próximo a dejar el área permitida de vuelo de las ETOPS.
Por lo tanto, si el aeroplano debe desviarse de
su ruta de vuelo planeada originalmente, el piloto debe confirmar en
primer lugar, estudiando un mapa de papel, etc., si su ruta de vuelo
actual satisface el entorno ETOPS. Esto puede infligir una pesada
carga en el piloto, degradando por tanto la seguridad del vuelo.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un sistema de asistencia a la navegación y un método
para calcular la ruta de vuelo que pueda calcular una ruta de vuelo
teniendo en cuenta el entorno ETOPS en un área de vuelo.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar un sistema de asistencia a la navegación y un método
que pueda dar una advertencia, teniendo en cuenta el entorno ETOPS,
para mitigar la pesada carga en el piloto, contribuyendo de este
modo a la seguridad del vuelo.
De acuerdo con un primer aspecto de la
invención, se proporciona un sistema de asistencia a la navegación
transportado y usado en un aeroplano, que comprende: un medio de
memoria para almacenar una base de datos en la que se almacena la
información de posición de una pluralidad de aeropuertos y la
información de permiso/negativa de despegue/aterrizaje de dicho
aeroplano en dichos aeropuertos, respectivamente, y el tiempo
regulado fijado para dicho aeroplano, y un medio de operación para
especificar como área permitida de vuelo el interior de al menos un
círculo que tiene como radio del mismo la distancia sobre la cual
dicho aeroplano puede llegar dentro de dicho tiempo regulado y
también que tiene como centro del mismo el aeropuerto donde dicho
aeroplano puede despegar y aterrizar, y para decidir si dicho
aeroplano está fuera de dicha área permitida de vuelo, en base a la
relación de posición relativa entre dicho aeroplano y dicha área
permitida de vuelo, en el que dicho medio de operación se dispone
para fijar un punto de decisión a una distancia predeterminada en la
dirección de viaje de dicho aeroplano, y en el que dicho medio de
operación se puede accionar para buscar en dicha base de datos el
aeropuerto más cercano en el que dicho aeroplano pueda despegar y
aterrizar cuando está presente en dicho punto de decisión, para
decidir si dicho punto de decisión está fuera de dicha área
permitida de vuelo, en base a la asociación de posición relativa
entre dicho punto de decisión y dicha área permitida de vuelo para
dicho aeropuerto más próximo.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, se proporciona un método para asistencia a la navegación
por uso del sistema de asistencia a la navegación transportado y
usado en un aeroplano, que comprende: una primera etapa de calcular
como área permitida de vuelo de dicho aeroplano el interior de al
menos un círculo que tiene como centro del mismo un aeropuerto en
el que dicho aeroplano pueda despegar y aterrizar y que tiene como
radio del mismo la distancia sobre la cual dicho aeroplano puede
volar dentro del tiempo regulado fijado para dicho aeroplano, una
segunda etapa de comparar dicho aeroplano y dicha área permitida de
vuelo calculada en dicha primera etapa en términos de relación de
posición relativa y por consiguiente decidir si dicho aeroplano está
fuera de dicha área permitida de vuelo, una tercera etapa de fijar
un punto de decisión a una distancia predeterminada en la dirección
de viaje de dicho aeroplano, una cuarta etapa de buscar el
aeropuerto más próximo en el que dicho aeroplano pueda despegar y
aterrizar cuando está presente en dicho punto de decisión, y una
quinta etapa de comparar dicho punto de decisión y dicha área
permitida de vuelo calculada en dicha primera etapa en términos de
la relación de posición relativa para decidir por consiguiente si
dicho punto de decisión está fuera de dicha área permitida de
vuelo.
Este sumario de la invención no describe
necesariamente todas las características necesarias de modo que la
invención puede ser también una sub-combinación de
estas características descritas.
La invención puede entenderse de forma más
completa a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto
con los dibujos que se acompañan, en los que:
La Fig. 1 es un diagrama conceptual para mostrar
una ruta a lo largo de la cual está sujeto a volar un aeroplano que
es debida a una limitación ETOPS.
La Fig. 2 es un diagrama de bloques funcional
para mostrar una configuración de un sistema de asistencia a la
navegación relacionada con una realización de la presente
invención;
La Fig. 3 es un diagrama de flujo para mostrar
las operaciones del sistema de asistencia a la navegación de la Fig.
2;
La Fig. 4 es un diagrama esquemático para
mostrar la definición de coordenadas en la realización de la
presente invención;
La Fig. 5 es un diagrama esquemático para
mostrar cómo modificar una ruta de vuelo en la realización de la
presente invención;
La Fig. 6 es un diagrama esquemático para
explicar un ejemplo de fijación de una ruta en una segunda
realización de la presente invención;
La Fig. 7 es un diagrama de flujo para mostrar
las operaciones de un sistema de asistencia a la navegación de
acuerdo con una tercera realización de la presente invención;
La Fig. 8 es un diagrama conceptual para mostrar
un área permitida de vuelo aplicada a las ETOPS en la realización de
la presente invención;
Las Fig. 9A y 9B son diagramas esquemáticos para
mostrar cómo se da una advertencia en la realización de la presente
invención; y
La Fig. 10 es un diagrama de flujo para mostrar
las operaciones del sistema de asistencia a la navegación de la
tercera realización de la presente invención.
Un aspecto del sistema de asistencia a la
navegación transportado en un aeroplano incluye un medio de
almacenamiento para almacenar una base de datos con la información
de posición de una pluralidad de aeropuertos y la información de
permiso/negativa de despegar/aterrizar del aeroplano en los
aeropuertos correspondientes a la pluralidad de aeropuertos,
respectivamente, y el tiempo regulado fijado para el aeroplano, y un
medio de operación para accionar una ruta de vuelo desde la cual
puede volar el aeroplano a un aeropuerto en el que puede despegar y
aterrizar dentro del tiempo regulado en el área permitida de vuelo
del aeroplano.
Se proporcionan tales medios de modo que,
suponiendo que el aeroplano sea, por ejemplo, uno de motores
gemelos, el medio de operación calcula tal ruta de vuelo dentro del
área permitida de vuelo que satisface la restricción para el
aeroplano que le prohíbe volar fuera de un área permitida, a un
aeropuerto en el que pueda despegar y aterrizar. Particularmente en
un caso en al que el tiempo regulado se aumenta, usando las ETOPS,
calcula un área permitida de vuelo en base al tiempo regulado
aumentado de este modo.
De este modo, puede calcularse por el medio de
operación una ruta de vuelo que tiene en cuenta las ETOPS. Esto
elimina para el piloto la necesidad de calcular la ruta de vuelo
teniendo en cuenta las condiciones de las ETOPS. Esto a su vez puede
mitigar la labor del piloto y también contribuir a la seguridad en
las operaciones de la aeronave.
Otro aspecto del sistema de asistencia a la
navegación transportado en un aeroplano incluye un medio de
almacenamiento para almacenar una base de datos con la información
de posición de una pluralidad de aeropuertos y la información de
permiso/negativa de despegar/aterrizar del aeroplano en los
aeropuertos correspondientes a la pluralidad de aeropuertos,
respectivamente, y el tiempo regulado fijado para el aeroplano, y un
medio de operación para especificar un área permitida de vuelo del
aeroplano en el interior de un círculo que tiene como radio la
distancia sobre la cual puede llegar el aeroplano dentro del tiempo
regulado y también que tiene como centro el aeropuerto que el
aeroplano puede alcanzar y por consiguiente buscar en la base de
datos el aeropuerto más próximo en el que el aeroplano pueda
despegar y aterrizar, decidiendo de este modo si el aeroplano ha
dejado el área permitida de vuelo en base a la información de
posición del aeroplano en relación con su área permitida de vuelo
para el aeropuerto más próximo.
Tal medio se proporciona de este modo,
suponiendo que el aeroplano sea, por ejemplo, uno de motores
gemelos, el medio de operación decide si el aeroplano está en el
área permitida de vuelo que satisface tal restricción que permite el
vuelo sólo en un área en el que puede volar el aeroplano a un
aeropuerto donde pueda despegar y aterrizar. Si decide que el
aeroplano ha dejado el área permitida de vuelo, se indica un
mensaje, por ejemplo, de "advertencia".
Además, incluso cuando el aeroplano permanece en
el área permitida de vuelo, si un punto predeterminado en la
dirección de viaje del aeroplano está fuera del área permitida de
vuelo, el medio de operación aparece con la decisión de que el
aeroplano está en peligro de dejar el área permitida de vuelo. En
tal caso, se indica un mensaje, por ejemplo de "alerta",
diferente del mensaje del caso mencionado anteriormente.
En particular, si el tiempo regulado puede
prolongarse por aplicación de las ETOPS, calcula el área permitida
de vuelo en base a este tiempo regulado aumentado. Además decide si
el aeroplano se ha desviado del área permitida de vuelo, como
corresponde.
Consecuentemente, el medio de operación decide
automáticamente si el aeroplano ha dejado el área permitida de
vuelo. Si la ha dejado, se presenta un mensaje en la pantalla para
tal efecto, advirtiendo de este modo al operador. Esto exime al
operador de la tarea de referirse a un mapa de papel, contribuyendo
de este modo a la seguridad en las operaciones de la aeronave.
A continuación se describirán en detalle las
realizaciones de la presente invención con referencia a los
dibujos.
La Fig. 1 es un diagrama conceptual para mostrar
una ruta de vuelo a lo largo de la cual debe volar un aeroplano
sujeto a la limitación de las ETOPS. Como se muestra en la Fig. 1,
el aeroplano sujeto a la limitación de las ETOPS en la mayor parte
de los casos no puede volar a lo largo de la ruta más corta desde su
punto de partida hasta su punto de destino. El aeroplano sujeto a la
limitación de las ETOPS debe volar dentro de un círculo que tiene
como radio la distancia sobre la que puede volar el aeroplano a un
aeropuerto en el que puede despegar y aterrizar a lo largo de la
ruta más corta.
La Fig. 2 es un diagrama de bloques funcional
para mostrar la configuración de un sistema de asistencia a la
navegación relacionado con esta realización. Este sistema se
transporta sobre un aeroplano de motores gemelos (de aquí en
adelante en este documento denominado como el avión presente),
incluyendo una porción de operación 11, una porción de base de datos
12, una porción de entrada 13 y una porción de pantalla 14.
La porción de operación 11 fija automáticamente
una ruta de vuelo del avión presente y selecciona también el
aeropuerto más próximo en el que pueda despegar y aterrizar. La
porción de la base de datos 12 almacena los datos del aeropuerto más
próximo en el que el avión presente puede despegar y aterrizar así
como el tiempo de operación, como una base de datos, de las ETOPS
relacionadas con el avión presente. La porción de entrada 13 usada
para introducir la ruta de vuelo deseada para el avión presente
(mediante puntos tales como puntos del camino o el destino). La
porción de pantalla 14 se usa para presentar en pantalla varias
clases de información obtenida por la porción de operación 11.
De estas porciones, la porción de operación 11,
y la porción de la base de datos 12 están a menudo integradas en la
parte de la unidad FMS así llamada en las recientes aerolíneas de
alta tecnología.
La porción de la base de datos 12 está
implementada como un medio de memoria tal como una memoria de
semiconductores, almacenando una base de datos de información de una
pluralidad de aeropuertos incluyendo información de posición tal
como su latitud, longitud, altitud sobre el nivel del mar así como
información de la orientación y longitud de su pista de aterrizaje.
Esta clase de base de datos está disponible comercialmente para
compañías de aviación y se actualiza periódicamente.
A continuación se describirán las operaciones en
la configuración mencionada anteriormente con referencia a la Fig.
3. La Fig. 3 es un diagrama de flujo para mostrar las operaciones de
un sistema de asistencia a la navegación que tiene la configuración
mencionada anteriormente. En la etapa S1 de la Fig. 3, en primer
lugar se lee el tiempo aplicado a las ETOPS para el avión presente
desde la porción de la base de datos 12. En la etapa S2, el operador
tal como un piloto del avión presente introduce en la porción de
entrada 13 las coordenadas de posición actuales (x0, y0) y las
coordenadas del destino (xk, yk). Pueden introducirse las
coordenadas de la posición de partida como coordenadas de la
posición actual del avión presente. En la siguiente etapa S3, el
operador introduce una ruta de vuelo definida por P \equiv
f(x, y). Específicamente, se introduce la ruta de vuelo
deseada del operador dando las coordenadas de puntos del camino o
del destino.
Como se muestra en la Fig. 4, esta realización,
por ejemplo, define las coordenadas del punto de partida (x0, y0),
las coordenadas del destino (xk, yk), las coordenadas de algunos
puntos a lo largo de la ruta entre los cuales (x1, y1), (x2, y2),
...
Cuando se han completado estas etapas, en la
etapa S4 la porción de operación 11 selecciona un aeropuerto en el
que el avión presente pueda despegar y aterrizar a lo largo de la
ruta de vuelo deseada teniendo en cuenta la longitud de la pista de
aterrizaje, etc. basada en los datos del aeropuerto leídos de la
porción de la base de datos 12. En la etapa S5, la porción de
operación 11 calcula un área desde el cual el avión presente puede
volar al aeropuerto en base al tiempo aplicado a las ETOPS leído en
la etapa S1. Suponiendo en este punto que la distancia sobre la que
puede volar el avión presente dentro del tiempo aplicado a las ETOPS
sea r, el área desde el que puede volar el avión presente al
aeropuerto se calcula por la siguiente ecuación;
En la siguiente etapa S6, la porción de
operación 11, decide si la ruta de vuelo introducida en la etapa S3
está contenida en el área especificada en la etapa S5. Si se decide
en esta etapa que la ruta de vuelo está contenida dentro del área
permitida de vuelo a lo largo del vuelo, el procedimiento del
proceso va a la etapa S8, en la que la porción de pantalla 14
presenta en pantalla el contenido de la salida.
Si en la etapa S6 se decide que la ruta de vuelo
está al menos parcialmente fuera del área permitida de vuelo, la
porción de operación 11 realiza un desplazamiento a la etapa S7 para
modificar la ruta de vuelo. Esta operación se describe con
referencia a la Fig. 5.
La Fig. 5 es un diagrama esquemático para
mostrar cómo modificar la ruta de vuelo en esta realización. En la
Fig. 5, el interior de un círculo tiene como radio la distancia
sobre la que puede volar el avión presente desde el aeropuerto más
próximo en el que puede despegar y aterrizar. Por el contrario, la
ruta dibujada con una línea de puntos en la figura indica la ruta
deseada del avión presente, parte de la cual se muestra que está
fuera del área permitida de vuelo. Esta ruta de vuelo indicada por
la línea de puntos se modifica por la porción de operación 11 en la
ruta de línea continua, de modo que el vuelo pueda estar contenido
en el área permitida de vuelo, de modo que coincida lo más posible
con la ruta deseada. De este modo, es posible fijar automáticamente
una ruta de vuelo teniendo en cuenta las ETOPS. Obsérvese en este
punto que en la modificación de la ruta de vuelo, pueden tenerse en
cuenta factores tales como minimizar el consumo de combustible.
De este modo cuando se obtiene una ruta de vuelo
modificada, el proceso salta a la etapa S8 para realizar un proceso
de presentación en pantalla. En esta etapa, los contenidos mostrados
en la Fig. 5 sólo necesitan mostrarse en pantalla tal como
están.
De este modo, en esta realización, la porción de
la base de datos 12 está adaptada para almacenar los datos de los
aeropuertos más próximos en los que el avión presente pueda despegar
y aterrizar así como los datos del tiempo aplicado a las ETOPS de
modo que el tiempo aplicado a las ETOPS puede leerse cuando un FMS
fija una ruta de vuelo. A continuación se define como área permitida
de vuelo el interior de un círculo que tiene un radio r calculado a
partir de la lectura del tiempo aplicado a las ETOPS, de modo que si
la ruta deseada introducida por el operador está fuera de esta área,
la porción de operación 11 calcula la ruta de vuelo que está
contenida dentro del área permitida de vuelo a lo largo de su vuelo,
cuya ruta se presenta a continuación en pantalla en la porción de
pantalla 14.
De este modo, es posible calcular una ruta de
vuelo teniendo en cuenta una limitación ETOPS sobre el área de vuelo
sin operaciones manuales, de modo que mejora la comodidad para el
operario así como la seguridad en las actuaciones.
Además, fijando una ruta modificada calculada
por la porción de operación 11 dentro de un piloto automático (no
mostrado), es posible un ahorro de energía adicional.
Segunda
Realización
A continuación se describirá una segunda
realización de la presente invención. Como para la primera
realización, se ha descrito el procesamiento que modifica una ruta
deseada teniendo en cuenta la limitación ETOPS. Se considera que tal
procesamiento se realiza totalmente en tierra, antes del vuelo. Por
el contrario, como para esta realización, se describe tal
procesamiento que fija la ruta más corta al destino teniendo en
cuenta la limitación ETOPS. El procesamiento al que nos referimos en
esta realización se realiza totalmente cuando la ruta se modifica en
vuelo.
En esta realización, en la etapa S3 en el
diagrama de flujo de la Fig. 3, en lugar de introducir la ruta de
vuelo deseada del operador, se calcula la ruta más corta que conecta
las coordenadas de la posición actual (x0, y0) dadas en la etapa S2
y las coordenadas del destino (xk, yk), en base a una entrada del
operador. Esto es, la "Entrada de ruta de vuelo deseada" se
reemplaza por la "Fijación automática de la ruta más corta que
conecta el punto de partida (o posición actual) y el destino" en
la etapa S3 en el diagrama de flujo de la Fig. 3.
A continuación se describirá un ejemplo de
fijación de una ruta en esta segunda realización con referencia a la
Fig. 6. En la Fig. 6, la ruta más corta que conecta el punto de
partida y el destino se indica por una línea de puntos.
La porción de operación 11 modifica la ruta de
vuelo teniendo en cuenta el área permitida de vuelo debida a las
limitaciones ETOPS para concluir por cálculo la ruta indicada por
una línea continua. A continuación, la ruta obtenida de este modo,
se presenta en pantalla en la porción de pantalla 14 junto con un
símbolo que indica el aeropuerto más próximo en el que el avión
presente puede despegar y aterrizar. En definitiva, sólo se necesita
mostrar en pantalla los contenidos de la Fig. 6 en la porción de
pantalla 14.
De este modo, de acuerdo con la segunda
realización, es posible fijar automáticamente la ruta más corta que
conecta el punto de partida (o posición actual) y el destino
teniendo en cuenta la limitación ETOPS sobre el área de vuelo.
Además, de acuerdo con la segunda realización,
cuando el avión presente debe volar a una posición diferente de
destino originalmente prefijado antes del vuelo debido a un
accidente, reintroduciendo las coordenadas de la posición actual y
las del nuevo destino, se puede fijar automáticamente una ruta de
vuelo al destino teniendo en cuenta la limitación ETOPS, mitigando
de este modo enormemente la labor del operador comparado con la
realización de la técnica anterior.
Además, de acuerdo con esta realización, el
aeropuerto más próximo en el que el avión presente puede despegar y
aterrizar a lo largo de la ruta de vuelo fijada automáticamente se
presenta en pantalla en la porción de pantalla 14. Consecuentemente,
el piloto puede volar con el conocimiento de los aeropuertos en los
que puede despegar y aterrizar a lo largo de su ruta de vuelo al
alcance de la mano, asegurando de este modo una provisión adicional
frente a una emergencia debida a problemas de motor.
De este modo, de acuerdo con esta realización,
es posible proporcionar un sistema de asistencia a la navegación y
un método para calcular una ruta de vuelo que puede fijar una ruta
de vuelo teniendo en cuenta la limitación ETOPS sobre el área de
vuelo.
Tercera
realización
A continuación se describirá la tercera
realización de la presente invención. Incluso si tiene que volar a
lo largo de una ruta diferente de su plan de vuelo original debido a
un accidente después del despegue, un aeroplano de motores gemelos
debe tener cuidado de no dejar el área designado por la limitación
ETOPS. A continuación se describirá un aspecto que puede mitigar la
carga sobre el piloto de un aeroplano que se encuentra en tal
accidente.
La Fig. 7 es un diagrama de flujo para mostrar
las operaciones de un sistema de asistencia a la navegación de
acuerdo con esta realización. Las operaciones mostradas por este
diagrama de flujo se realizan consecutivamente cuando el avión
presente está, por ejemplo, en navegación. En la etapa S9 de la Fig.
7, el sistema de asistencia a la navegación obtiene la información
de posición del avión presente desde, por ejemplo, un sistema de
posicionamiento INS existente (no mostrado). Supongamos que este
punto de posición propio del avión presente es p. En la siguiente
etapa S10, el sistema de asistencia a la navegación busca en la base
de datos 12 el aeropuerto más próximo (en adelante en este documento
llamado aeropuerto a) en el que el avión presente puede despegar y
aterrizar.
En la siguiente etapa S11, el sistema de
asistencia a la navegación lee el tiempo aplicado a las ETOPS del
avión presente almacenado en la porción de la base de datos 12 y
formula por operaciones, un círculo (Circulo P) que tiene el
aeropuerto como centro y también tiene como radio r la distancia de
vuelo del avión presente correspondiente a tal lectura de tiempo. La
Fig. 8 es un diagrama esquemático para mostrar un área permitida de
vuelo en la que debe estar el avión presente. Esto es, el círculo P
se define como un círculo que tiene el aeropuerto a como centro y r
como
radio.
radio.
En la siguiente etapa S12, el sistema de
asistencia a la navegación decide si el punto p que indica la
posición de la aeronave está fuera del círculo P. En el caso de que
NO, esto es, si se decide que el punto p esta dentro del círculo P,
el proceso se desplaza a la etapa S14.
En la etapa S14, el sistema de asistencia a la
navegación fija un punto de decisión (en adelante en este documento
llamado punto d) a una distancia D en la dirección de viaje a lo
largo de la ruta de vuelo del avión presente para calcular las
coordenadas de este punto d. La distancia D puede fijarse
arbitrariamente de acuerdo con los requerimientos en el diseño del
sistema. En la siguiente etapa S15, el sistema de asistencia a la
navegación busca en la porción de la base de datos 12 el aeropuerto
más próximo (en adelante en este documento llamado aeropuerto b) en
el que el avión presente puede despegar y aterrizar cuando esté
presente en el punto d.
En la siguiente etapa S16, el sistema de
asistencia a la navegación usa el tiempo aplicado a las ETOPS del
avión presente leído en la etapa S11 para formular por consiguiente,
por operaciones un círculo (círculo r) que tiene como radio r su
distancia de vuelo correspondiente a este tiempo y el aeropuerto b
como centro.
En la siguiente etapa S17, el sistema de
asistencia a la navegación decide si el punto d está fuera del
círculo B. En el caso de que NO, esto es, si decide que el punto d
está en el interior del círculo B, el sistema de asistencia a la
navegación vuelve a la etapa S9 para repetir el procesamiento de la
etapa S9 y la posterior.
En el caso de que SI en la etapa S12, esto es,
si se decide ya que el avión presente está actualmente fuera del
área permitida de vuelo, el sistema de asistencia a la navegación se
desplaza a la etapa S13 para presentar en pantalla "ALERT"
sobre la pantalla de la porción de pantalla 14, indicando de este
modo un grado de peligro más alto que el mensaje de
advertencia.
Suponiendo en este punto que SI en la etapa S17,
esto es, se decide que el punto d está fuera del círculo B. Esto
significa que actualmente el avión presente no está fuera del área
permitida de vuelo pero puede dejarla si continúa su vuelo en la
misma dirección. Si decide tal cosa, el sistema de asistencia a la
navegación se desplaza a la etapa S18 para presentar en pantalla
"CAUTION" sobre la pantalla de la porción de pantalla 14,
indicando de este modo un grado moderado de peligro. El
procesamiento del cálculo en el diagrama de flujo mencionado
anteriormente se ejecuta principalmente por software en la porción
de operación 11.
A continuación se describirá cómo generar una
advertencia por esta realización con respecto a los diagramas
esquemáticos de las Fig. 9A y 9B. La Fig. 9A muestra un caso en el
que no se genera el mensaje de advertencia (ALERT) en la etapa S18,
en el que el punto d está fuera del área permitida de vuelo en el
que está actualmente el avión presente, pero dentro del área
permitida de vuelo del aeropuerto b. Esto es, incluso si el avión
presente continúa su curso, no puede dejar el área permitida de
vuelo aplicada a las ETOPS, y no se genera advertencia.
La Fig. 9B, por el contrario, indica un caso en
el que se genera un mensaje de advertencia en la etapa S18. Como
está claro en la figura, el punto d no pertenece la círculo P ni al
círculo B, de modo que si el avión presente continúa su curso, puede
dejar el área permitida de vuelo aplicada a las ETOPS.
Consecuentemente, el sistema de asistencia a la navegación genera
una alerta en la etapa S18.
En la pantalla de la porción de pantalla 14, se
presenta preferiblemente no sólo el mensaje de advertencia sino que
también se presentan gráficamente los diagramas esquemáticos de las
Fig. 9A y 9B. Esto es, por ejemplo, se presenta en pantalla un
símbolo triangular en las coordenadas de la pantalla
correspondientes a la posición del avión presente y el aeropuerto en
su vecindad se indica, por ejemplo, mediante un símbolo elíptico.
Además, el área permitida de vuelo aplicada a las ETOPS se indica
por un círculo.
De este modo, de acuerdo con esta realización,
la base de datos 12 se adapta para almacenar los datos de los
aeropuertos más próximos en los que el avión presente puede despegar
y aterrizar así como los datos del tiempo aplicado a las ETOPS
referido al avión presente de modo que este tiempo aplicado a las
ETOPS puede leerse, por ejemplo, en el modo crucero. Se define como
área permitida de vuelo del avión presente un área que tiene un
radio r calculado a partir del tiempo aplicado a las ETOPS de modo
que la porción de operación 11 puede decidir, por cálculo, si el
avión presente está fuera de esta área. Si se decide que el avión
presente está fuera del área permitida de vuelo como resultado de la
monitorización, se presenta en la pantalla "ALERT" en la
porción de pantalla 14. Si se decide que, con el rumbo actual la
dejará, incluso si está aun dentro, presenta en pantalla
"CAUTION" en la porción de pantalla 14.
Esto es, de acuerdo con esta realización, se
decide si el avión presente está fuera del área permitida de vuelo
aplicada a las ETOPS, y si es así, emite una advertencia al piloto.
De este modo, por esta realización, es posible fijar una alerta
teniendo en cuenta la limitación ETOPS, suministrando de este modo
un sistema de asistencia a la navegación y un método que puede
mejorar adicionalmente la seguridad en las operaciones.
La presente invención no está limitada a las
realizaciones que se han mencionado anteriormente. Por ejemplo, en
el proceso de presentación en pantalla en las etapas S13 y S18,
además de presentar en pantalla los caracteres ("CAUTION",
"ALERT", etc.) a efectos de advertencia sobre la pantalla,
pueden enviarse mensajes de advertencia en una variedad de modos.
Por ejemplo, el color del fondo de la pantalla puede cambiarse a
amarillo o rojo correspondiendo con el nivel de advertencia de
"CAUTION" y "ALERT" o puede cambiarse el color del área
permitida de vuelo al que pertenece el propio avión presente.
Además, en la tercera realización, en la etapa
S10 o S15, se busca el aeropuerto más próximo en el que el avión
presente puede despegar o aterrizar. En su lugar puede realizarse un
procesamiento diferente.
La Fig. 10 es un diagrama de flujo para mostrar
las operaciones de un sistema de asistencia a la navegación referido
a una variante de la tercera realización de la presente invención.
En la Fig. 10, en las etapas S20 y S25, se busca un aeropuerto en el
que pueda despegar o aterrizar el avión presente. En la etapa S22,
se decide si el punto p está dentro de al menos un círculo P. En la
etapa S26, por el contrario, se decide si el punto d está dentro de
al menos un círculo B. Esto es, si el punto p está fuera de todos
los círculos P o si el punto d está fuera de todos los círculos B,
puede decidirse que la ruta de vuelo de la aeronave está fuera del
área permitida.
Claims (10)
1. Un sistema de asistencia a la
navegación adaptado para transportarse y usarse sobre un aeroplano,
que comprende:
un medio de memoria (12) para almacenar una base
de datos en la que se almacena la información de posición de una
pluralidad aeropuertos y la información de permiso/negativa de
despegar/aterrizar de dicho aeroplano en dichos aeropuertos,
respectivamente, y el tiempo regulado fijado para dicho aeroplano,
y
un medio de operación (11) para especificar como
área permitida de vuelo el interior de al menos un círculo que tiene
como radio del mismo la distancia sobre la que puede llegar dicho
aeroplano dentro de dicho tiempo regulado y también que tiene como
centro del mismo el aeropuerto en el que dicho aeroplano puede
despegar y aterrizar, y para decidir si dicho aeroplano está fuera
de dicha área permitida de vuelo, en base a la relación de posición
relativa entre dicho aeroplano y dicha área permitida de vuelo.
en el que dicho medio de operación (11) está
dispuesto para fijar un punto de decisión a una distancia
predeterminada en dirección del viaje de dicho aeroplano, y
en el que dicho medio de operación se puede
accionar para buscar en dicha base de datos el aeropuerto más
próximo en el que dicho aeroplano puede despegar y aterrizar cuando
esté presente en dicho punto de decisión, para decidir si dicho
punto de decisión está fuera de dicha área permitida de vuelo, en
base a la asociación de posición relativa entre dicho punto de
decisión y dicha área permitida de vuelo para dicho aeropuerto más
próximo.
2. El sistema de asistencia a la
navegación de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicho medio
de operación (11) está dispuesto para decidir que una posición está
fuera de dicha área permitida de vuelo si dicha posición está fuera
de todas las áreas permitidas de vuelo.
3. El sistema de asistencia a la
navegación de acuerdo con la Reivindicación 1 ó 2, que comprende
además un medio de pantalla para presentar en pantalla un mensaje si
dicho medio de operación (11) decide que dicho aeroplano está fuera
de dicha área permitida de vuelo.
4. El sistema de asistencia a la
navegación de acuerdo con la Reivindicación 3, que comprende además
un medio de pantalla (14) para presentar en pantalla mensajes
diferentes para el caso en el que dicho medio de operación (11)
decide que la posición de dicho aeroplano está fuera de dicha área
permitida de vuelo y el caso en el que dicho medio de operación
(11) decide que sólo dicho punto de decisión está fuera de dicha
área permitida de vuelo.
5. Un método para asistencia a la
navegación para su uso del sistema de asistencia a la navegación
transportado y usado sobre un aeroplano, que comprende:
una primera etapa (S21) para calcular como área
permitida de vuelo de dicho aeroplano el interior de al menos un
círculo que tiene como centro del mismo un aeropuerto en el que
dicho aeroplano puede despegar y aterrizar y que tiene como radio
del mismo la distancia sobre la que dicho aeroplano puede volar
dentro de un tiempo regulado fijado para dicho aeroplano;
una segunda etapa (S22) de comparar dicho
aeroplano con el área permitida de vuelo calculada en dicha primera
etapa en términos de la relación de posición relativa para decidir
por consiguiente si dicho aeroplano está fuera de dicha área
permitida de vuelo;
una tercera etapa (S24) de fijar un punto de
decisión a una distancia predeterminada en la dirección de viaje de
dicho aeroplano;
una cuarta etapa (S25) de buscar el aeropuerto
más próximo en el que dicho aeroplano pueda despegar y aterrizar
cuando esté presente en dicho punto de decisión; y
una quinta etapa (S27) de comparar dicho punto
de decisión y dicha área permitida de vuelo para dicho aeropuerto
más próximo calculada en dicha primera etapa en términos de la
relación de posición relativa para decidir por consiguiente si dicho
punto de decisión está fuera de dicha área permitida de vuelo.
6. El método para asistencia a la
navegación de acuerdo con la Reivindicación 5, en el que dicha
segunda etapa (S22) decide que una posición está fuera de dicha área
permitida de vuelo si dicha posición está fuera de todas las áreas
permitidas de vuelo dichas.
7. El método para asistencia a la
navegación de acuerdo con la Reivindicación 5 ó 6, que comprende
además:
una etapa (S13) de presentar en pantalla un
mensaje si dicha tercera etapa (S12) decide que dicho aeroplano está
fuera de dicha área permitida de vuelo.
8. El método para asistencia a la
navegación de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 5 a
7, que comprende además:
una etapa (S23) de presentar en pantalla un
mensaje si dicha etapa segunda (S22) decide que dicho aeroplano está
fuera de dicha área permitida de vuelo.
9. El método para asistencia a la
navegación de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 5 a
8, que comprende además:
una etapa (S23, S28) de presentar en pantalla
diferentes mensajes para el caso en el que dicha segunda etapa (S22)
decide que la posición de dicho aeroplano está fuera de dicha área
permitida de vuelo y el caso en el que dicha segunda etapa (S22)
decide que sólo dicho punto está fuera de dicha área permitida de
vuelo.
10. Un método para asistencia a la
navegación de acuerdo con la Reivindicación 5, que comprende además
la etapa (S7) de calcular la ruta de vuelo más corta que conecta
dicha posición actual y dicho destino dentro del área permitida de
vuelo especificada por dicha segunda etapa.
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