FI74252C - Varningssystem foer foer naera belaegen terraeng. - Google Patents

Description

1 74252

Maaston liiallisesta läheisyydestä varoittava järjestelmä

Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisiin varoitusjärjestelmiin, ja erityi-5 sesti järjestelmiin, jotka valvovat korkeutta maasta ja lentokoneen lähestymisnopeutta vaarallisen lentotilanteen määrittämiseksi.

Ennestään on tunnettu maanläheisyyden varoitusjärjestelmiä, jotka varoittavat vaarallisesta lentotilantees-10 ta. Esimerkkejä kyseisistä järjestelmistä on esitetty amerikkalaisissa patenttijulkaisuissa US 3 934 221, US 3 934 222, US 3 944 968, US 3 946 358 ja US 3 958 218, joiden hakijana on esillä olevan keksinnön hakija. Kaikki nämä järjestelmät valvovat radiokorkeutta ja radiokorkeuden muutosnopeutta, 15 ja kehittävät varoituksen jos muutosnopeus on liiallinen korkeudella, jossa lentokone lentää.

Vaikka nämä järjestelmät aikaansaavat keinon varoittaa ohjaajaa vaarallisesta tilanteesta, joka aiheutuu liiallisesta lähenemisnopeudesta maastoon nähden, on nämä jär-20 jestelmät suunniteltu käytettäväksi liikennelentokoneessa, eikä erittäin ketterässä, suorituskykyisessä taktisessa lentokoneessa kuten hävittäjä- tai maataistelulentokonees-sa, jonka lento- ja käyttöominaisuudet ovat oleellisesti erilaisia liikennelentokoneeseen verrattuna. Siten liikenne-25 lentokonetta varten suunnitellut järjestelmät voivat aikaansaada vääriä varoituksia taktisen lentokoneen tiettyjen, normaalien toimintatilanteiden aikana, tai ne eivät anna lainkaan varoitusta tai varoitus on riittämätön muissa lentotilanteissa.

30 Siten esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaan saada maaston läheisyydestä varoittava varoitusjärjestelmä, joka voittaa monet ennestään tunnetun tekniikan mukaisten varoitusjärjestelmien epäkohdista sovellettaessa sitä taktiseen lentokoneeseen.

35 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen ai kaansaada liiallisen maaston lähenemisen varoitusjärjestelmä, 2 74252 joka on erityisen sopiva käytettäväksi hyvin ketterässä, suorituskykyisessä lentokoneessa kuten hävittäjä- tai maa-taistelulentokoneessa .

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on vielä edel-5 leen aikaansaada liiallisen maastonlähenemisnopeuden varoitusjärjestelmä, joka sopii käytettäväksi suorituskykyisessä lentokoneessa, jonka varoitusmalli on sovitettu täyttämään kyseisen lentokoneen toiminta- ja suorituskykyominai-suudet.

10 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on vielä edel leen aikaansaada liiallisen maastonlähenemisnopeuden varoitusjärjestelmä hävittäjä- tai maataistelulentokonetta varten, jossa on sallinta- ja estologiikka, joka sallii va-roitustoiminnan korkeuden, ilmanopeuden ja aseistuksen vi-15 rityksen funktion järjestelmän sallimiseksi matalalla tapahtuvan navigoinnin aikana, ja estää sen lennon muiden vaiheiden aikana, kuten taktisten liikkeiden aikana, jolloin esiintyy normaalisti suuria maastonlähenemisnopeuksia, haitallisten varoitusten minimoimiseksi.

20 Suurisuorituskykyisen lentokoneen kuten hävittäjä- tai maataistelulentokoneen toiminta- ja lento-ominaisuudet ovat huomattavasti erilaisia kuin liikennelentokoneen. Esimerkiksi suurisuorituskykyiselle taktiselle lentokoneelle kuten hävittäjä- tai maataistelulentokoneelle on hyvin ta-25 vallista lentää matkalentoa matalalla korkeudella erilaisten maastojen, kuten nousevien ja laskevien maastojen yllä. Suuri osa kyseisestä matkalennosta tehdään suurella nopeudella öisin, ja siten ohjaajan on mahdollista epähuomiossa lentää lentokoneessa maastoon, erityisesti jos lentokone 30 lentää asteittain nousevan maaston yllä. Siten on toivottavaa aikaansaada ohjaajalle varoitus uhkaavasta maastoon lennosta riittävän ajoissa, jotta hän pystyisi suorittamaan korjaustoimenpiteen. Kuitenkin järjestelmät, jotka on suunniteltu liikennelentokonetta varten, eivät yleensä aikaan-35 saa sopivia varoituksia, koska kyseinen lentokone ei tyypillisesti lennä suhteellisen matalalla matkalentokokeudel- 74252 la kuten taktinen lentokone. Tuloksena on, että liikenne-lentokonetta varten suunnitelluilla järjestelmillä on taipumus antaa riittämättömiä tai vääriä varoituksia, ja kyseiset varoitukset ovat häiritseviä ohjaajan kannalta.

5 Annetut tavoitteet saavuttavalle varoitusjärjestel mälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa .

Siten keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti aikaansaadaan järjestelmä, joka valvoo lentokoneen maaston-10 lähenemisnopeutta kun aseistus ei ole viritetty, lentokone lentää 100 jalan (30,5 m) ja 1800 jalan (548,5 m) välillä ja ilmanopeus ylittää 200 solmua (375 km/h) ja aikaansaa ohjaajalle varoituksen, jos radiokorkeusmittarin mukainen korkeuden muutosnopeus ylittää ennalta määrätyn turvalli-15 suusrajan radiokorkeudella, jossa lentokone lentää.

Nämä ja muut edellä olevan keksinnön tavoitteet ja edut käyvät helposti ilmi seuraavan yksityiskohtaisen selostuksen ja mukana seuraavien piirustusten tarkastelusta, joissa: 20 kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen varoitusjärjes telmän loogista lohkokaaviota; ja kuvio 2 esittää radiokorkeuden muutosnopeuden kaaviota, joka vaaditaan varoituksen kehittämiseksi radiokorkeuden funktiona.

25 Viitaten seuraavassa piirustuksiin, erityisesti ku vioon 1, esitetään keksinnön mukainen maastonläheisyydestä varoittavan varoitus järjestelmän suoritusmuoto, jota on yleisesti merkitty viitenumerolla 10. Keksinnön mukainen järjestelmä 10 on esitetty loogisessa lohkokaaviomuodossa sar-30 jana veräjiä, vertailijoita ja vastaavia havainnollistamis-tarkoituksia varten; on kuitenkin ymmärrettävä, että logiikan todellinen toteutus voi olla muu kuin kuviossa 1 on esitetty, useiden digitaalisten ja analogisten toteutusten ollessa mahdollisia. Selostetun järjestelmän käyttämiin sig-35 naaleihin kuuluu radiokorkeus, radiokorkeuden muutosnopeus, ilmanopeus ja signaali, joka ilmoittaa onko aseistus viri- 4 74252 tetty, sekä useita kelpoisuussignaaleja. Lentokoneen tyypistä riippuen, johon varoitusjärjestelmä asennetaan, voidaan kuviossa 1 esitetyt signaalit saada erillisistä mittalaitteista kuten radiokorkeusmittarista 12, radiokorkeuden 5 muutosnopeuden piiristä 14, ilmanopeussignaalin lähteestä 18, kuten ADC-laskimesta tai ilmanopeusmittarista, aseistuksen virityksen valvontapiiristä 20, ja diskreetistä elementistä, joka osoittaa onko pyörillä painoa. Vaihtoehtoisesti signaalit voidaan saada digitaaliselta dataväyläl-10 tä tietyissä uudemmissa lentokoneissa.

Koska järjestelmä on suunniteltu toimimaan lentokoneen toiminnan matkalento-osuudella, on sen toiminta estetty muiden tilojen aikana, kuten esimerkiksi taktillisten tilojen aikana tai kun lentokone lähestyy laskeutumista 15 varten mahdollisten väärien varoitusten välttämiseksi, jotka aiheutuvat toiminnan kyseisten tilojen aikana esiintyvistä suhteellisen suurista maastonlähestymisnopeuksista. Siten varoitusjärjestelmä on estetty kun aseistus on viritetty ja kun lentokoneen ilmanopeus on ennalta mainitun ta-20 son, kuten 200 solmua (375 km/h) alapuolella.

Estotoiminta aikaansaadaan JA-veräjillä 22 ja 24. JA-veräjä 22 vastaanottaa signaalin aseistuksen virityksen valvontapiiristä 20 ja estää veräjän 24 kun koneen aseistus on viritetty. Lisäksi veräjä 22 vastaanottaa signaalin 25 ilmanopeuden vertailijasta 26, joka vertaa ilmanopeuden signaalilähteestä 18 kuten ADC-laskimesta tai nopeusmittarista vastaanotettua ilmanopeussignaalia vertailusignaaliin, joka edustaa 200 solmun (375 km/h) ilmanopeutta ja aikaansaa signaalin, joka osoittaa onko ilmanopeus 200 solmun 30 (375 km/h) yläpuolella tai alapuolella. Lisäksi veräjä 22 vastaanottaa signaalin, joka osoittaa, että paino on poissa pyöriltä järjestelmän sallimiseksi vain lentokoneen lentäessä. Signaali, joka osoittaa onko radiokorkeusmittari estetty, syötetään myös veräjään 22 ja se estää järjestel-35 män siinä tapauksessa, että radiokorkeusmittari on viallinen .

5 74252

Jos aseistus ei ole viritetty ja jos ilmanopeus ylittää 200 solmua (375 km/h), ja olettaen että radiokor-keusmittaria ei ole estetty ja lentokone lentää, aikaansaa veräjä 22 sallintasignaalin JA-veräjään 24 JA-veräjän 24 5 saattamiseksi tilavertailijän 28 ja korkeuden vertailijan 30 ohjaukseen. Korkeuden vertailija 30 vastaanottaa signaaleja, jotka edustavat radiokorkeusmittarista 12 saatavaa vertailusignaalia, joka edustaa 100 jalan (30,5 m) ra-diokorkeutta. Jos radiokorkeus ylittää 100 jalkaa, syöttää 10 korkeuden vertailija 30 sallintasignaalin veräjälle 24 sen sallimiseksi ja sen saattamiseksi tilavertailijän 28 ohjaukseen .

Tilavertailijän 28 tehtävänä on aloittaa varoitus vaarallisen lentotilanteen esiintyessä. Tämä toteutetaan 15 vertaamalla lentokoneen korkeutta maasta radiokorkeusmittarista 12 saatavan radiokorkeussignaalin määrittämänä, ra-diokorkeuden muutosnopeuden signaaliin, joka vastaanotetaan nopeuspiiristä 14. Niin kauan kuin maastonlähenemisnopeus ei ole liiallinen radiokorkeudelle, jolla lentokone lentää, 20 mitään varoitusta ei kehitetä, mutta jos lähenemisnopeus saavuttaa vaarallista lentotilannetta osoittavan arvon, syöttää tilavertailija signaalin veräjän 24 veräjän 24 täysin sallimiseksi siten aikaansaaden varoituksen kehittämisen.

25 Kuten aikaisemmin edellä on selostettu, matalilla korkeuksilla liikkuvalle lentokoneelle täytyy varoitus kehittää riittävän aikaisin, jotta ohjaajalla on mahdollisuus korjaavaan toimenpiteeseen.

Lisäksi varoituksen täytyy olla riittävän yksiselit-30 teinen sen tiedottamiseksi ohjaajalle tarkalleen, mikä tietty toimenpide täytyy suorittaa. Siten käytetään äänivaroi-tusgeneraattoria 32, joka kehittää kyseisen erityisen varoituksen ja syöttää sen joko suoraan tai epäsuorasti kovaääniseen 37, tai muuhun sopivaan muuttajaan äänivaroituksen 35 aikaansamiseksi ohjaajalle. Esitetyssä suoritusmuodossa tuottaa äänivaroitusgeneraattori 32 kahta erityistä varoi- 6 74252 tusta. Ensimmäinen varoitus on edullisesti neuvova varoitus, kuten esimerkiksi sana "TERRAIN" ongelman luonteen osoittamiseksi ohjaajalle. Neuvovan varoituksen kehittää generaattorin 32 se lohko 34, joka kehittää sanan "TERRAIN".

5 Lisäksi generaattorissa 32 on toinen lohko 36, joka kehittää toisen varoituksen, kuten esimerkiksi "WHOOP-WHOOP PULL UP", joka neuvoo ohjaajalle tarkan toimenpiteen suunnan, johon tulee ryhtyä vaarallisen tilanteen välttämiseksi. Generaattori 32 on esitetty generaattorina, jolla on 10 erillinen lohko kutakin varoitusta varten, mutta käytännön järjestelmässä voidaan käyttää yhtä ainoaa generaattoria, johon on ohjelmoitu kaksi varoitusohjelmaa.

Varoitusgeneraattoria ohjaa JA-veräjä 24 viivepiirin 38 ja JA-veräjän 40 kanssa. Kun JA-veräjä 24 kehittää va-15 roituksen aloitussignaalin, syötetään varoituksen aloitus-signaali generaattorin 32 "TERRAIN"-lohkoon 34 sekä viive-piiriin 38. Tämä aiheuttaa varoituksen "TERRAIN" kehittämisen välittömästi. Viivepiiri 38 viivästyttää JA-veräjästä 24 tulevaa signaalia ennalta määrätyllä aikamäärällä, esi-20 merkiksi esillä olevassa suoritusmuodossa 1,4 sekunnilla, joka on yhtä paljon kuin aikamäärä, joka vaaditaan sanan "TERRAIN" toistamiseen kahdesti. Siten viivepiiri 38 syöttää signaalin veräjään 40 1,4 sekuntia sen jälkeen kun veräjä 34 on kehittänyt varoituksen aloitussignaalin, siten 25 saattaen veräjän 40 toimimaan aloitussignaalin syöttämiseksi generaattorin 32 "WHOOP-WHOOP PULL UP"-lohkoon 36. Tämä aiheuttaa "WHOOP-WHOOP PULL UP"-signaalin kehittämisen "TERRAIN"-varoituksen sijaan kahden "TERRAIN"-varoi-tuksen toiston jälkeen.

30 Siten keksinnön mukainen järjestelmä aikaansaa sa nan "TERRAIN" kaksi toistoa ohjaajan tiedottamiseksi tietystä erityisestä esiintyvästä vaaratilanteesta. Jos mitään vastetta kyseiselle varoitukselle ei tapahdu 1,4 sekunnin kuluessa, kehitetään varoitus "WHOOP-WHOOP PULL UP" ohjaa-35 jän tiedottamiseksi nimenomaisesta korjaustoimenpiteestä, johon tulee ryhtyä.

i 7 74252

Radiokorkeuden ja radiokorkeuden muutosnopeuden välinen suhde, joka tarvitaan varoituksen kehittämiseksi, on osoitettu kuvion 2 kaavion varjostetulla osalla. Kuten on ilmeistä kuviosta 2, aina kun lentokone on 1800 jalan 5 (548,5 m) radiokorkeuden alapuolella ja 100 jalan (30,5 m) radiokorkeuden yläpuolella, kehitetään varoitus aina kun muutosnopeus ylittää 15000 jalkaa (4570 m) minuutissa. Vaadittava muutosnopeus varoituksen kehittämiseksi pienenee lineaarisesti korkeuden mukana kunnes 100 jalan (30,5 m) 10 korkeudessa varoituksen kehittämiseen tarvittava muutosnopeus on vain noin 2800 jalkaa (853 m) minuutissa.

Kuviossa 2 esitetty varoitusmalli on optimoitu hävittäjä- tai maataistelulentokoneen, kuten "FAIRCHILD AIO", toiminta- ja lento-ominaisuuksien suhteen, ja se on oleelli-15 sesti erilainen kuin liikennelentokoneessa käytetty varoitusmalli. Esimerkiksi koska hävittäjä- tai maataistelulen-tokone normaalisti lentää matkalentoa vain muutaman tuhannen jalan korkeudessa, mitään varoitusta ei aikaansaada jos lentokone lentää yli 1800 jalan (548,5 m) korkeudessa 20 maanpinnan yläpuolella. Lisäksi, koska hävittäjä- tai maa-taistelulentokoneet ovat huomattavasti ketterämpiä kuin liikennelentokoneet, sallii järjestelmä oleellisesti suurempien maastonlähenemisnopeuksien saavuttamisen ennen varoituksen antamista. Esimerkiksi 1500 jalan (457 m) radio-25 korkeudessa sallii keksinnön mukainen järjestelmä noin 12500 jalan (3809 m) maastonlähenemisnopeuden minuutissa ennen varoituksen kehittämistä, kun taas liikennelentokonetta varten suunniteltu järjestelmä kehittäisi varoituksen maastonlähenemisnopeuden ylittäessä 3500 jalkaa (1066 m) 30 minuutissa.

Claims (9)

74252

1. Varoitusjärjestelmä lentokoneen ohjaajaa varten, joka järjestelmä käsittää: 5 ensimmäisen signaalilaitteen (14) lentokoneen lä- hestymisnopeutta edustavan signaalin aikaansaamiseksi; toisen signaalilaitteen (12) signaalin aikaansaamiseksi, joka edustaa lentokoneen korkeutta maanpinnan yläpuolella; 10 varoituslaitteen (28), joka on vasteellinen lähesty- misnopeuden signaalin aikaansaavalle laitteelle (14) ja maanpinnan yläpuolisen korkeuden signaalin aikaansaavalle laitteelle (12) varoituksen kehittämiseksi, jos lentokoneen lähestymisnopeus ylittää ennalta määrätyn nopeuden, 15 jonka määrää lentokoneen korkeus maanpinnan yläpuolella, tunnettu siitä, a) että lentokone on taktinen lentokone, joka on tarkoitettu aseiden kantamiseen; b) lentokone sisältää aseistuksen virityksen sig- 20 naalilaitteen (20) signaalin aikaansaamiseksi, joka edustaa lentokoneen aseistuksen viritystä; ja c) että varoituslaite on vasteellinen aseistuksen virityksen signaalilaitteelle (20), niin että varoitusta ei anneta siinä tapauksessa, että lentokoneen aseet on 25 viritetty. *

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen varoitusjärjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää kolmannen signaalilaitteen (18) lentokoneen ilmanopeutta edustavan signaalin aikaansaamiseksi, ja laitteen (26) varoituksen 30 kehittämisen sallimiseksi vain jos lentokoneen ilmanopeus ylittää ennalta määrätyn ilmanopeuden.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen varoitusjärjestelmä, tunnettu siitä, että ennalta määrätty ilmanopeus on noin 375 km/h.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen varoitusjärjes telmä, tunnettu siitä, että varoituslaite (28) ei 9 74252 kehitä varoitusta lentokoneen lentäessä noin 30 metrin korkeuden alapuolella maanpinnan yläpuolella.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen varoitusjärjestelmä, tunnettu siitä, että varoituslaite (28) ei 5 kehitä varoitusta jos lentokone lentää noin 500 metrin korkeuden yläpuolella maanpinnan yläpuolella.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen varoitusjärjestelmä, tunnettu siitä, että varoitus kehitetään jos lentokone lentää 550 metrin korkeuden yläpuolella maanpin- 10 nan yläpuolella ja sen lähestymisnopeus ylittää 4570 metriä minuutissa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen varoitusjärjestelmä, tunnettu siitä, että varoitus kehitetään kun lentokone lentää noin 30 metrin korkeudella maanpinnan 15 yläpuolella ja sen lähestymisnopeus ylittää noin 850 metriä minuutissa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen varoitusjärjestelmä, tunnettu siitä, että varoituksen kehittämiseksi tarvittava lähestymisnopeus muuttuu lineaarisesti 20 30 metrin ja 550 metrin välillä olevan korkeuden mukana.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen varoitusjärjestelmä, tunnettu siitä, että laite (12) lentokoneen korkeutta maanpinnan yläpuolella edustavan signaalin kehittämiseksi sisältää radiokorkeusmittarin. 74252