JP2021518309A - データ回収を伴う展開可能フライトデータレコーダおよび方法 - Google Patents

データ回収を伴う展開可能フライトデータレコーダおよび方法 Download PDF

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Abstract

ホストビークルにおいて記録されたデータをオフロードするためのデバイス。このデバイスは、ホストビークル内の1つ以上のデータ記録デバイスに対してこのデバイスをインターフェースするように構成されたインターフェースモジュールを含む。メモリモジュールも提供され、データ記録デバイスからのデータを独立して記憶するように構成される。無線送信機は、記憶されたデータおよび/または記録デバイスにおける1つ以上の所定の基準が満たされる場合に、記憶されたデータを送信するように構成される。

Description

本発明は、一般的に、ホストビークル内のデバイスからのデータ回収に関する。
ビークルに関連する事故または偶発事象の後に、記録装置から回収されたデータは、根本原因解析にとって、および、より広い意味では輸送安全性にとって、しばしば非常に重要となる。ビークルが航空機である場合には、非限定的な例として、墜落の後にフライトデータレコーダから抽出されたデータが、事故調査員による根本原因の判定と適切な予防措置の展開とを補助してきた。
記録装置からのデータ回収は、墜落に伴う衝撃または火災において記録装置が損傷を被る場合があるため、問題となることがある。記録装置が損傷を被っていない場合でも、記録データを回収するためには墜落後に記録装置を見つけなければならない。これは、墜落による残骸が、例えば水域で沈下する場合には困難となり得る。デバイスが見つかった場合でも、墜落に関する情報を取り出すためには長い時間がかかることがあり、これは、輸送安全機関、ビークルオペレータ、ビークル製造業者、および、さらには事故犠牲者の家族にとって問題となる。
既知の記録装置は、航空機の墜落時に一般的に自動的に始動し、毎秒または毎秒程度で全方向性音響信号を発して残骸の位置特定を支援する、水中ロケータビーコン(ULB)または水中音響ビーコン等にしばしば取り付けられる。この信号は、事故エリア上に展開される救助船の背後に曳かれた特定の受動型水中聴音器の使用により、約6000メートルの深度までにおいて検出され得る。さらに、最も一般的な航空機を含むいくつかのビークルは、航空機用救命無線機(ELT)を携行する必要がある。ELTは、組み込まれた電子機器によって自動的に、またはパイロットもしくは他の人員によって手動的に、事故後に作動される救難ビーコンである。作動中のビーコンは、コーディネータの捜索および奪還のために信号を送信する周回中の衛星により検出される。また、ELTは、上空を飛行する航空機により検出または注視され得る周波数での送信を行う。ELTは、水中に沈んだ場合には、電波を左右する自然法則により動作しない。また、ELTは、衝撃による損傷を被りやすい。
ULBおよびELTの別の欠点は、これらが電池駆動式であり、電池切れの場合に「ピング送信」または送信を停止してしまう点である。
上記の問題のうちの1つ以上を改善または少なくとも緩和する回収可能データ記録デバイスを提供すること、または代替物を提供することが望ましい。
また、既知の放出可能なデータ記録デバイスの1つ以上の欠点または不便を改善または解消する放出可能なデータ記録デバイスを提供することが望ましい。
先行技術として提示された特許文献または他の出版物への本明細書における言及は、その文献または出版物が既知であったということの、またはそれらの請求項のいずれかの優先権日の時点においてそれらに含まれる情報が通常の一般的知識の一部であったということの自認または示唆として解釈されるべきではない。
第1の態様による本発明によれば、ホストビークルにおいて記録されたデータをオフロードするためのデバイスであって、ホストビークル内の1つ以上のデータ記録デバイスに対してデバイスをインターフェースするように構成されたインターフェースモジュールと、データ記録デバイスからのデータを独立して記憶するように構成されたメモリモジュールと、記憶されたデータおよび/または記録デバイスにおける1つ以上の所定の基準が満たされる場合に、記憶されたデータを送信するように構成された無線送信機とを備える、デバイスが提供される。
1つ以上の実施形態では、デバイスは、記憶されたデータにおける所定の基準が満たされる場合に、ホストビークルからデバイスの1つ以上の放出可能なパーツを分離させるように構成された放出モジュールをさらに備え得る。有利には、放出可能なパーツを設けることにより、墜落に関連する惨事、衝撃、または火災からあらゆる記憶データを隔て得る。
1つ以上の実施形態では、デバイスは、水中で作動されるように構成された膨張式救命デバイスをさらに備え得る。有利には、膨張式救命デバイスを設けることにより、特に墜落による残骸が例えば水中に沈下する場合に、デバイスの発見を支援し得る。膨張式救命デバイスは、バルーンまたはエアバッグなどの膨張可能なものの中へと開通するように構成された加圧ガス容器(例えば加圧二酸化炭素)を使用し得る。
1つ以上の実施形態では、デバイスは、水中でデバイスをニュートラル構成へ復元させるように構成された自動復元手段をさらに備え得る。有利には、自動復元手段は、デバイスが水面に対して実質的に上向きの状態に留まるように動作時の向きを取ることを可能にし得る。自動復元手段は、ステンレス鋼錘を付けられたバラストを覆うウレタンフォームなどのバラスト構成を使用し得る。
1つ以上の実施形態では、デバイスは、着陸地へのデバイスの降下を減速させるための展開可能手段をさらに備え得る。展開可能手段は、パラシュートおよびパラフォイルのうちの1つ以上を備え得る。パラシュートまたはパラフォイルは、シルクまたはナイロンなどの軽量の強靭な繊維から作製され得る。パラシュートまたはパラフォイルは、ドーム形状、矩形、または逆ドーム形状であってもよい。パラシュートまたはパラフォイルは、放出可能なパーツの内部に配置され、パラシュートまたはパラフォイルに対して放出可能なパーツを係留するコードに対して装着されてもよい。
1つ以上の実施形態では、展開可能手段は、翼アセンブリと、揚力を発生させるために翼アセンブリ上に配設された1つ以上のロータを含む推進システムとを含み得る。展開可能手段は、ヘリコプター、トライコプター、クアッドコプター等と呼ばれる翼アセンブリを備え得る。
1つ以上の実施形態では、デバイスは、水中ロケータビーコン(ULB)をさらに備え得る。有利には、ULBは、上記のシステムのいずれかが故障し、デバイスが墜落による残骸と共に水中に沈下する場合に備えて、冗長位置特定手段をさらに設け得る。
1つ以上の実施形態では、デバイスは、デバイスの位置を判定するように構成された位置モジュールをさらに備え得る。この位置モジュールは、全地球測位システムおよび慣性航法システムのうちの1つ以上から位置を判定し得る。
1つ以上の実施形態では、所定の基準は、ホストビークルの加速度パラメータに関する。この加速度パラメータは、従来のフライトデータストリーム(例えばARINC717ストリームなど)から解析され得る。有利には、これは、最も一般的な航空機用のフライトデータレコーダの必須感知パラメータを活用し、デバイスが追加のセンサを有することを要しない。
1つ以上の実施形態では、所定の基準は、ホストビークルに関連する壊滅的な故障事象の発生前に発生する。壊滅的な故障事象は、ホストビークルの構造的限界以上の垂直加速度(G)を含み得る。
1つ以上の実施形態では、無線送信機は、802.11プロトコル、GSMプロトコル、GPRSプロトコル、EDGEプロトコル、UMTSプロトコル、W-CDMAプロトコル、LTEプロトコル、CDMAプロトコル、TDMAプロトコル、FDMAプロトコル、EVDOプロトコル、CDMA2000プロトコル、UMBプロトコル、およびWIMAXプロトコルのうちの1つ以上にしたがって送信する。NFC(例えばECMA-340およびISO/IEC18092など)、Zigbee(例えば802.15)、およびブルートゥース(登録商標)を含む、他のプロトコルがさらにサポートされてもよい。プロトコルは、地理的位置、受信された信号強度、信号対干渉比、受信された信号コード出力、およびビット誤り率のうちの少なくとも1つに基づいて選択され得る。このプロトコル選択は、QoSおよび信頼性を改善するために、データを送信するための最善のルートの判定のために動的であってもよい。さらに、プロトコルは、利用可能な帯域幅、コスト、または電力の考慮要件に基づいて選択されてもよい。
1つ以上の実施形態では、デバイスは、無線問い合わせデータを含む無線データを受信するように構成された無線受信機を備えてもよく、無線受信機は、無線問い合わせデータの受信時に、記憶されたデータを送信するようにさらに構成される。有利には、質問器(すなわちフィールドデバイス)からの問い合わせ信号の存在についてのモニタリングが、複数の安全上の利点を有する。例えば、定期的な問い合わせモニタリングは、放出可能なパーツの存在および条件を確認することにより、高い物理的安全度を実現する。
1つ以上の実施形態では、デバイスは、長期間にわたりデバイスに対して電力を供給するように構成された独立電源をさらに備え得る。この独立電源は、電池および太陽電池のうちの1つ以上を備え得る。独立電源は、電池を充電する太陽電池を含む。有利には、太陽電池は、充電制御器により充電式電池を充電するために設けられ得る。充電制御器は、電池の充電状態を最適化し、電池の使用寿命を最長化するために太陽電池パネルからの電流を管理し得る。
1つ以上の実施形態では、インターフェースモジュールは、光接続、有線接続、または無線接続のうちの1つ以上により、ホストビークル内のデータ記録デバイスに対してデバイスをインターフェースするように構成され得る。インターフェースモジュールと記録デバイスとの間に光接続部または無線接続部を設けることは、例えば広帯域信号送信が可能であること、軽量性、接地の容易さ、および低コスト化などを含む複数の利点を有する。
1つ以上の実施形態では、インターフェースモジュールは、画像データを記録するためにホストビークルの周囲の種々の箇所に位置決めされた少なくとも1つの画像記録デバイスに対してデバイスをインターフェースするように構成される。インターフェースモジュールは、所定の基準に基づいて、フレームレート、垂直方向画素数、水平方向画素数、解像度、および画像記録デバイスの画像データ符号化方法のうちの少なくとも1つを調整するようにさらに構成され得る。画像記録デバイスからの画像データは、モザイク画像へとスティッチされ得る。画像をスティッチすることによりもたらされる利点は、非常に小型のカメラを使用することが可能となり、したがって大幅な構造変更を伴わずに機体の被圧部分内にシステムを取り付けることが可能となりながらも、依然としてメンテナンスを目的としたシステムの容易かつ迅速な取外しが可能となる点である。
1つ以上の実施形態では、画像データは、ホストビークルの表面のコンピュータ支援による目視検査、またはホストビークルの表面の3D物体認識および相対位置推定のうちの少なくとも一方により、連続的にモニタリングされる。有利には、画像データにおける変化についてのモニタリングは、複数の安全上の利点を有する。例えば、画像データの定期的なモニタリングにより、ホストビークルの制御表面の存在および条件が確認され、それにより高い物理的安全度が実現される。
1つ以上の実施形態では、デバイスの放出可能なパーツは、メモリモジュール内に記憶されたデータを保護するように構成されたハウジング内に封入される。
第2の態様による本発明によれば、ホストビークルにおいて記録されたデータをオフロードするための方法であって、ホストビークル内の1つ以上のデータ記録デバイスに対してインターフェースモジュールを接続するステップと、記録デバイスからのデータをメモリモジュール内に独立して記憶するステップと、記憶されたデータおよび/または記録デバイスにおける1つ以上の所定の基準が満たされる場合に、記憶されたデータを無線送信するステップとを含む、方法が提供される。
1つ以上の実施形態では、この方法は、記憶されたデータにおける所定の基準が満たされる場合に、ホストビークルからデバイスの1つ以上の放出可能なパーツを放出させるステップをさらに含み得る。
以下、添付の図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。図面の特殊性は、本発明の先行する説明の普遍性に優先するものではない点を理解されたい。
本発明の一実施形態により構成された記録デバイスの概略図である。 本発明の一実施形態により構成された記録デバイスを示す図である。 本発明の一実施形態により構成された記録デバイスの簡略図である。 ホストビークル内の、本発明の一実施形態により構成された記録デバイスの簡略図である。 本発明の一実施形態に対して適合された記録デバイスの展開シナリオを示す図である。 本発明の一実施形態に対して適合された記録デバイスにおいて実装されるステップを示す図である。
本発明は、航空機であるホストビークルからの展開に適しており、本発明をその例示の、ただし非限定的な用途との関連において説明することが好都合である。しかし、本発明は、ヘリコプター、ドローン、宇宙機、ミサイル、ロケット、落下傘部隊等を含む他のホストビークルに対しても同様に適用される。
初めに図1を参照すると、記録デバイス110が、ホストビークル105内の他のデータ記録デバイス115、120、125と共にどのように使用され得るかを示した概略図100が示されている。本発明の一実施形態では、ホストビークル105は、フライトデータレコーダ(FDR)115、コクピットボイスレコーダ(CVR)120、およびコクピットイメージレコーダ125を備えた航空機であり得る。コクピットイメージレコーダは、映像ソースとしてのアナログカメラまたはデジタルカメラに対して用意されたものを含む。しかし、例えばホストビークル105が船舶である場合の航海データレコーダなど、追加的または代替的なデータ記録デバイスが使用されてもよい点を理解されたい。かかるデバイスは、典型的には、航空事象または海上事象(火災、爆発、衝突、沈没等)に関連し得る過度の打撃、衝撃、圧力、および熱に耐えるように設計される。しかし、本発明は、例えばアナログカメラもしくはデジタルカメラ、GPSモジュール(すなわちデジタル入力)、加速度計もしくはシンクロ(すなわちアナログ入力)、または慣性スイッチ(すなわち離散入力)などの任意の計器とのインターフェースに適する。デジタルカメラは、事故調査において既存のCVRデータおよびFDRデータを補足する情報を提供し得る。
図示する実施形態によれば、FDR115、CVR120、およびコクピットイメージレコーダ125は、インターフェース130を経由して記録デバイス110に対して電気接続135される。記録デバイス110は、FDR115、CVR120、およびコクピットイメージレコーダ125の外部のソース抵抗から隔離されたインターフェース130に対して並列接続され、それにより同相信号除去比が高くなることを防ぐ。また、インターフェース130は、場合によっては高感度性である計器に対する著しい負荷が考慮要件にならないように、FDR115、CVR120、およびコクピットイメージレコーダ125から発せられるあらゆる信号に対して高い入力インピーダンス(すなわち10MΩまたは10GΩ)を実現する。
1つ以上の実施形態では、コクピットイメージレコーダ125は、航空機周囲の種々の箇所に位置決めされた複数のイメージレコーダ(例えばビデオカメラ)を備え得る(例えばカメラが、コクピット内、客室エリア内、貨物倉内、航空機外部、および/または調査員の関心対象となり得る任意の他の位置に配置され得る)。例えば、小型カメラが、記録デバイスによるキャプチャのために航空機外部の複数視点の画像を提供するように配置され得る。これらの視点画像または画像は、スイッチドビデオを提供して、各翼、水平尾翼、または他の制御表面のオムニビューまたはモザイク図を形成し得る。非常に小型のカメラを使用することが可能であり、それにより大幅な構造変更を伴わずに機体の被圧部分内にシステムを取り付けることが可能となりながらも、依然としてメンテナンスを目的としたシステムの容易かつ迅速な取外しが可能となる。
カメラは、CCDカメラまたは他のデジタル撮像タイプカメラであってもよい。任意には、カメラは赤外線カメラを含んでもよい。赤外線カメラは、例えば火災、煙、または他の不明瞭な視界状況における高温ポイントの認識などのためにとりわけ有用である。本明細書において、「ビデオ/映像」および「イメージ/画像」は、可視スペクトルまたは赤外線スペクトルのいずれかにおけるカメラデータを含む。また、カメラ、特に内部カメラすなわちコクピットまたは貨物倉の中のカメラは、音声機器を備えてもよい。この音声機器は、爆発等または航空機の飛行中の空中分解に関連する音を検出するのに有用となり得る。
有利には、スイッチドビデオフィードの提供により、航空機の広いエリアを連続的に記録またはモニタリングする(例えば航空機表面のコンピュータ支援による目視検査、または3D物体認識および相対位置推定などによって)ことが可能となる。さらに、画像がキャプチャされるフレームレート、解像度、または間隔が、航空機の状態に応じて調整され得る。
図2を参照として以下でさらに論ずるように、データが記録される前に、このデータは、コントローラ内に格納された所定の基準に合致するか否かを判定するために解析され得る。所定の基準は、例えば垂直加速度および水平加速度などのホストビークルの空間位置および時間位置など、ホストビークル105の状態に関するものであり得る。1つ以上の実施形態では、ビデオフィードのフレームレートまたは解像度が、加速度に基づいて(例えば角速度センサもしくは加速度センサによって)、または記録された画像の品質と記録デバイス110の容量とを両立させるような別のパラメータに基づいて調整され得る。正常なフライト中には、ビデオフィードがほとんど変化せず、事故調査員の関心対象となる可能性が低いが、高度が急激に変化する場合には、制御表面の位置または制御表面に対する何らかの損傷が関心対象となり得る点が理解されよう。
1つ以上の実施形態では、インターフェース130は、光接続部140または無線接続部を介してFDR115、CVR120、およびコクピットイメージレコーダ125に対して記録デバイス110を接続するように構成され、例えば光ファイバケーブルを経由して遠隔位置へアナログ信号およびデジタル信号を送信するように設計されたデジタル光ファイバコンバータ対などの、既述の機能を実現するために適した設計が当業者には理解されよう。いくつかの例では、インターフェース130は、例えばARINC717データバスもしくは均等物などのフライトデータレコーダデータバスに対しておよび/または例えばARINC429データバスもしくは均等物などのアビオニクスデータバスに対して接続されてもよく、読取専用モードにおいては、インターフェース130からの遠隔地に位置する記録デバイス110へと送信するために、これらのバスからデータを受信しそれらを多重光信号または多重無線信号へと変換する。インターフェース130と記録デバイス110との間に光接続部140または無線接続部140を設けることは、例えば広帯域信号の送信が可能となること、軽量性、設置の容易性、コストの低下などを含む複数の利点を有する。高電流を流し長距離間にわたる電圧低下を最小限に抑えるためには、ゲージ数の高いケーブルが必要となり得ることが当業者には理解されよう。したがって、既知の二次記録システム(例えばクイックアクセスレコーダ)におけるケーブルは、とりわけ配線が航空機の尾部/テールコーンからコクピット/フライトデッキまでに及ぶ場合には、航空機に対して大幅な重量を付加することとなり得る。
複数の市販のFDRおよびCVRが、イーサネットインターフェースを備え、映像ソースとしてのアナログカメラまたはデジタルカメラに対して用意されたものを含む。かかるレコーダを支援するために、インターフェース130は、1つ以上のレコーダに対して直接的に接続され、例えばツイストペアケーブル(例えばカテゴリー5または6のケーブル)を介してTCP/IPによりデータを送信し得る。これに関して、インターフェース130は、単純なパススルー、ネットワークスイッチ、またはリレーとして機能し得る。ネットワークスイッチを設けることは、イーサネット(PoE)を経由してデバイス110に対して電力供給することに加えて、複数の記録デバイス110に対してデータを同時に分配することが可能であるという利点を有する。この構成では、PoE接続は、付近に位置する電源の必要性をさらに解消し得る。追加的にはまたは代替的には、イーサネットは、電力波に対して低エネルギー情報信号を重畳すること等により、デバイス110に対して電力を供給する電力線を介して送信され得る。
次に図2を参照すると、本発明の一実施形態による記録デバイス210の構成要素を示す概略図200が示される。この記録デバイスは、ホストビークル105内に位置し、放出可能なパーツ211と、例えば航空機であるホストビークル105上に留まるように構成されたパーツなどの放出不能パーツ212とに区分される。放出可能なパーツ211は、カプリング220を介して放出不能パーツ212に対して電気接続される。一実施形態では、カプリング220の少なくとも一部が、インターフェース130と接触関係に置かれて、インターフェース130と放出可能なパーツ211の1つ以上の配線デバイス接触子との間に電気的連続性が確立されるように構成される。例えばホストビークル105の外板上にまたは放出不能パーツ212の表面上に配設された対応するパッドに係合するように構成されたPCBアセンブリ上の導電性ばね付きピンなど、既述の機能を実現するために適した設計が当業者には認識されよう。理解されるように、この接続は、気密フィードスルーを介して行われてもよく、または閉鎖部材、適切なガスケット、接着剤、もしくは樹脂材料等で気密封止されてもよい。
インターフェース130と記録デバイス210との間に光接続部140または無線接続部140が使用される実装形態では、カプリングは、単一の多重光信号のための接続部と、115VACまたは28VDCなどの従来的な航空機電力用の接続部とを提供し得る。カプリングおよび任意の給電ケーブルの定格電流は、所与の送電要件に対して高いことが可能であり、既述の機能を実現するために適したカプリングが当業者には認識されよう。さらに、カプリング220により実現される電気接続は、誘電結合素子等により実現されてもよい。誘電結合素子は、ピンタイプのコネクタの問題を回避し、これには航空機外板(一般的に加圧を被る)を穿孔または切断する必要性を伴わないこと、および単に十分な張力を印加するだけで航空機外板から装着解除可能であることが含まれる。同様に、複数の市販の光ファイバコネクタのフェルール直径は、光接続部を貫通させるために航空機外板に穿孔または切断される必要があるいずれの穴もが比較的小さくなるように、非常に小さい(例えば約2.5mm)。多数の光ファイバ接続部は、ばね付きであるという追加の利点を有し、これによりファイバ面同士は、コネクタにより共に圧迫され、「スナップ」対合(すなわちプッシュ装着/プル脱着)される。スナップ動作接続部を設けると、結果として記録デバイス110は、ホストビークル105から好都合に分離され得ることになる。
カプリング220は、接着剤により航空機外板に対して接着されてもよく、例えばエポキシノボラック樹脂、アクリル樹脂、シアノアクリレート、UV硬化ポリマー、および他の周知の接着性樹脂などの、エポキシ樹脂または硬化剤で変性された樹脂などの既述の機能を実現するために適した接着剤が当業者には認識されよう。追加的にはまたは代替的には、カプリング220は、ねじボルト、固定具、他のねじ付連結具、またはこれらの任意の組合せを用いて取り付けプレートをクランプすることにより、取り付けプレートを介して航空機外板に対して装着されてもよい。また、外部環境から航空機内への漏れを防止するために、機械シールが設けられてもよい(例えばシリコーン、ゴム等)。
ARINC429データバスおよびARINC717データバスまたはそれらの均等物からの従来的なフライトデータなどのデータは、インターフェース130からメモリモジュール255内に独立して記録される。ARINC429データバスおよびARINC717データバスは、本発明を実装するベストモードを例示するために使用されることが理解されよう。任意の他の適切なデータバスが、ARINC429およびARINC717の代わりに使用されてもよい。メモリモジュール255は、専用デバイスとは対照的に任意の適切な市販の既製品(COTS(off-the-shelf))デバイスであってもよい。したがって、メモリモジュール255は、256GBの容量を有する不揮発性固体メモリなどの任意の適切なCOTSメモリである。しかし、例えば16GBなどのより小さな容量を有する他のタイプのメモリが使用されてもよい点を理解されたい。不揮発性固体メモリは、磁気メモリなどの他のデバイスと比較した場合に、低電力消費、振動打撃に対する耐性、高速動作等を含む複数の望ましい特徴を有する。
データが独立して記録される前に、このデータは、コントローラ内に格納された所定の基準に合致するか否かを判定するために解析され得る。所定の基準は、例えば垂直加速度および水平加速度などのホストビークルの空間位置および時間位置、速度、または飛行計画からの逸脱など、ホストビークル105の状態に関するものであり得る。垂直加速度度(g)または垂直速度(vs)のデータは、フライトデータレコーダの必須感知パラメータであるような従来のARINC717ストリームから解析され得る点が当業者には理解されよう。また、以下に論じることは、多数の態様におけるフライトデータレコーダの他の必須感知パラメータに対しても該当し得る点が、当業者には理解されよう。必須感知パラメータは、いくつかの必須フライトパラメータの記録履歴を用意するために、例えば米国の連邦航空庁(FAA)規則など、政府機関によってしばしば規定される。
航空機のオペレーショナルフライトプロファイル中にしばしば継続的に記録される必要がある必須感知パラメータとしては、調査手続き中に航空機のフライトプロファイルを再構築するために必須とみなされる最小限の個数の機能パラメータが含まれる。現行における記録要件によれば、最小で25時間間隔が明示されている。複数の実施形態において、メモリモジュール255内にパラメータを独立して格納することに加えて、コントローラは、以下に概説されるような「ライブ」データを解析し得る。
必須感知パラメータの一例は、垂直加速度である。加速度計は、航空機で使用される慣性航法システムまたは慣性計測装置(IRS)の一部をしばしば形成する。加速度計の出力は、一般的に約0〜5VDC(公称)であり、これは各軸によって異なり、例えば+6gアップが5000mVを出力する一方で、-3gダウンが200mVを出力し得る。これらの出力は、飛行記録集積装置(FDAU)にフィードされてもよく、FDAUは、複数のセンサおよびアビオニクスシステムから様々な離散パラメータ、アナログパラメータ、およびデジタルパラメータを受信して、これらのパラメータをFDRへと送る。FDAUからFDRへの情報は、特定のデータフレームにより送信され、このデータフレームは、航空機製造業者によって決定される。
データフレームレイアウトは、航空機上の多数のアビオニクスサブシステムのスナップショットから構成される。先述のように、ARINC717データバスは、一般的に使用されるフォーマットの1つであり、各フレームは、時間的に異なるスナップショットにおける同一のデータから成る。ARINC717データバスまたは均等物からの従来のフライトデータなどのデータは、インターフェース130からメモリモジュール255内に独立して記録され、処理される。各フレームが、複数のサブフレームへと分解される。各サブフレームの開始には、受信データと同期するためにコントローラにより使用される固有のシンクワードが存在する。ワードは、12ビットの長さであり、名目上は64ワード/秒または256ワード/秒にて送信されるが、ARINC717仕様は、128、512、および1024ワード/秒も許容する。
ほとんどのパラメータが、少なくとも4秒ごとに、すなわちフレームごとに１回記録される。レギュラーフレームパラメータの記録レートは、パラメータがデータフレーム中に出現する回数に直接関する。パラメータが1秒ごとに記録される(1Hz)場合には、パラメータは、サブフレームごとに１回出現し、合計で4回/フレームとなる。これらのパラメータは、1/4Hzまたは1/2Hzのより低いレートにて出力され、1つまたは2つのサブフレームにおいてそれぞれ出現する。
例えば、対気速度パラメータは、ワード19に位置し、12ビットで符号化され得る(すなわちビット12-1)。当業者には理解されるように、000000000000から111111111111までの12ビットにおける二進値の符号化は、0から212-1の10進符号化、すなわち0から4095に等しい。これらの10進値は、コントローラにより変換係数に対して適用され、すなわち結果としてTable 1(表1)および方程式1にしたがって未加工データから工学単位へと変換され得る。
Figure 2021518309
Y=A0+A1*X (1)
ここで、Y=工学単位における出力であり、X=10進法における入力である。
上記の対気速度の例により理解されるように、工学変換される未加工値は、線形であり、0から4095の範囲の2進値(未加工値)を0から1024 ktまでの範囲の対気速度へと変換し、すなわちY(kt)=0.25006*Xとなる。
変換係数は、コントローラに格納され、リアルタイムまたは略リアルタイムにおいて処理および分析され得る工学単位へと未加工データを変換することが可能である。複数の実施形態では、この処理および分析は、検証および実証の目的で利用される。例えば、降下率が、搭載された電子機器から、すなわち内部加速度計から導出されてもよく、この降下率は、フライトデータから容易に入手可能なピッチ姿勢信号を利用して電波高度計から受信した電波高度信号と比較され得る。戻りデータが比較可能である場合には、アルゴリズムが、放出不能パーツ212内に保持された放出可能なパーツ211を放出させるための信号を送信すべきか否かを判定し、さらにメモリモジュール255内に格納されたデータを遠隔地のサーバ等へ送信するために無線送信機250をイネーブルし得る。
非限定的な例として、垂直加速度は、設定された時間間隔にわたる平均加速度値が壊滅的な故障事象505の発生前にホストビークルの構造的限界を超過するか否かを判定するように解析され得る(例えば航空機の重心(CG)における3g以上の垂直加速度(G)、または20フィート/秒以上の垂直速度(vs)など)。この値が超過する場合には、コントローラは、メモリモジュール255内に格納されたデータを遠隔地のサーバ等へ送信するために無線送信機250をイネーブルし得る。このようにして、データは、運輸安全組織、ビークルオペレータ、ビークル製造業者等にとって容易に利用可能になる。
別の非限定的な例では、ピッチ角(姿勢)は、設定された時間間隔にわたる平均加速度値が結果的に航空機による地面との衝突をもたらすか否かを判定するために解析され得る(センサから直接的に、または航空機速度から導出され得る)(例えば75度下降姿勢、速度250ノット(463km/h)で、700mにて、20秒間にわたり)。この値が超過する場合には、コントローラは、放出不能パーツ212内に保持された放出可能なパーツ211を放出させるために信号を送信し、さらにメモリモジュール255内に格納されたデータを遠隔地のサーバ等へ送信するために無線送信機250をイネーブルし得る。
別の非限定的な例では、フライト段階が、輪重(weight-on-wheels)、垂直速度、または高度および対気速度により判定され得る。非限定的な例としては、「輪重」情報は、航空機が地面に接触しているか否かを判定するために解析され(センサから直接的に、または航空機速度から導出され得る)、問い合わせまたは放出可能なパーツ211の放出を伴わずにフライトデータの送信を可能にし得る。有利には、このシステムは、無線送信機の動作が禁止されるときと、動作が許可されるときとを規定することをさらに予期する。記録デバイス110は、航空機が地面に接触しているか否かを判定するための「輪重」情報を受信することが可能であってもよく、高度計は、航空機のフライト中に記録デバイス110に高さ情報を提供してもよい。とりわけCDMA、GSM、WiFi、WiMax、LTE、または任意の他の無線技術などの一般的な無線技術の場合には、航空機が地上に位置する一般的な使用中に(すなわち非緊急時に)のみインターロック機構を介した送信を可能にすることが、動作上および規制上において有利となる。
別の実装形態では、慣性スイッチが、墜落、衝突、および速度の検出のために使用され得る。慣性スイッチ、慣性センサ、および慣性衝撃検出器は、例えば低コスト、簡易性、および航空機墜落で直面する極限状況において証明された信頼性を含む複数の利点を有する。
無線送信機250は、802.11、GSM、GPRS、EDGE、UMTS、W-CDMA、LTE、CDMA、TDMA、FDMA、EVDO、CDMA2000、UMB、およびWIMAXのプロトコルのうちの1つ以上によりフライトデータを送信し得る。1つ以上の実施形態では、出力を保持するために、記録デバイス210は、無線問い合わせデータを含む無線データを受信するように構成された無線受信機をさらに備えてもよく、無線送信機250は、無線問い合わせデータの受信時にのみ格納データを送信する。最低出力保持状態の最中における質問器(すなわちフィールドデバイス)からの問い合わせ信号の存在をモニタリングすることは、複数の安全上の利点をさらに有する。例えば、定期的な問い合わせモニタリングにより、放出可能なパーツ211の存在および条件が確認され、それにより高い物理的安全度がもたらされる。この方法は、放出可能なパーツ211が必ずしも「所在不明」ではないが回収が危険である場合、またはデータが分類され得る場合の用途に対して最もよく適している。格納データの送信前に無線受信機が問い合わせデータの受信を待機することは、ある送信距離に対して必要とされる信号対雑音比が過度に高く、したがって高い送信器信号出力が必要となり得る場合、無線送信機250のアンテナ利得が物理的損傷により低下し得る場合、または基地局(すなわち衛星)に位置するアップリンク受信機の感度が雲、雨、または塩水煙霧等による減衰によって低下し得る場合に、出力を保持することを含む複数の他の動作上の利点を有する。
1つ以上の実施形態では、コントローラは、最小出力量または最小帯域の使用が予期されるプロトコルがどれであるかに基づいて、無線送信機250がフライトデータを送信するために使用するプロトコルを判定し得る。理解されるように、とりわけネットワークローミング料金がかなりの金額になり得る3G、またはLTEなどの一般的な無線技術の場合には、特に航空機が地上に位置する一般的な使用中に(すなわち非緊急時に)のみ特定のネットワーク上におけるまたは特定のプロトコルを介した送信を可能にすることが、動作上およびコスト上において有利となる。
また、プロトコルは、受信機または基地局等へ返信するために必要とされる出力量を示唆し得る受信した信号強度に基づいて選択されてもよい。
ホストビークルが「所在不明」となった場合に、放出可能なパーツ211は、デバイスの位置を判定するように構成された位置モジュール245を備え得る。この位置モジュール245は、全地球測位システムおよび慣性航法システムのうちの1つ以上を備える。位置情報が、一般的には従来的なフライトデータストリームから(GPS位置(x、y、z)、速度(x、y、z)、加速度(x、y、z)、ロール、ピッチ、機首方向、3軸角速度、および協定世界時(UTC)のデータを含む複数のパラメータから)判定され得る一方で、放出可能なパーツ211内に追加の位置モジュールを設けることは、上記のシステム故障のいずれかの発生時に冗長性レイヤーを付加する(すなわちホストビークル内のGPS/GNSSセンサまたは慣性計測システムインターフェース)。位置モジュール245は、GPS、GNSS(全地球的航法衛星システム)、SBAS(静止衛星型衛星航法補強システム)、ガリレオ航法衛星システム、北斗衛星測位システム、Glonass(全地球的航法衛星システム)、およびQZSS(準天頂衛星システム)の中の1つ以上によって信号を受信するように構成され得る。
1つ以上の実施形態では、放出可能なパーツ211の推定軌道が、加速度および速度のデータから計算され得る。放出可能なパーツ211は、落下する場合に、作用する下方重力に起因する垂直加速度を被る。放出可能なパーツ211の運動は、軌道運動として概算され得る。しかし、空気抵抗および風が放出可能なパーツ211の前進移動の妨げとなる可能性があるため、抗力効果を含む他の因子が推定軌道に含まれ得る。理解されるように、抗力は、空気密度、速度の2乗、空気の粘性および圧縮性、放出可能なパーツ211のサイズおよび形状、ならびに流れに対する傾斜に応じて左右される。複雑な従属関係に対処するための1つの方法は、それらの従属関係を単一の抗力係数変数で特徴付けし、一般的な抗力方程式を使用することである。抗力係数は、風洞を利用して実験により判定され得るものであり、この実験データから適切な抗力係数を導出する方法が当業者には認識されよう。
1つ以上の実施形態では、放出可能なパーツ211は、水中で作動されるように構成された膨張式救命デバイス225を備える。この膨張式救命デバイス225は、放出可能なパーツ211の水中への沈没に応答して膨張し、それにより放出可能なパーツ211が水面へと浮揚して放出可能なパーツ211の回収を容易にする。膨張式救命デバイス225の一例は、バルーンなどの膨張性のものの中へと開通するように構成された加圧ガス容器(例えば加圧二酸化炭素)を使用する。一般的には、この加圧ガス容器は、ポート等を覆うシールを裂開するための手段をさらに備え、既述の機能を実現するために適した設計が当業者には認識されよう。
1つ以上の実施形態では、放出可能なパーツ211は、水中において放出可能なパーツ211をニュートラル構成へ復元するように構成された自動復元手段をさらに備える。デバイスを製造するために使用される材料は、放出可能なパーツ211が浮揚性を有し、水面へと迅速に上昇させるのに十分な浮力を有するように選択される。この浮力により、装置はデータを無線送信し得る水面へと浮揚する。以降で論じるように、デバイスは、放出時の放出可能なパーツ211の向きに関わらず、無線送信機250および太陽電池270が常に動作時の向きを取ることによって、無線送信機250および太陽電池270が水面に対して実質的に上向きの状態に留まり、それにより送信機が水面から離れる方向へ送信することが可能となるように、自動復元性を有するように錘を付けられる。
追加的にはまたは代替的には、放出可能なパーツ211は、剛性構造体と、内部構成要素にとって必要な浮力を与える封止された中空内部とを有し得る。例えば、放出可能なパーツ211は、必要な浮力を与える二重壁構造体で構成されたプラスチックから作製されてもよく、PETから作製された二重壁空気充填形状体などの、既述の機能を実現するために適した設計が当業者には認識されよう。
別の実施形態では、放出可能なパーツ211は、自動復元性を有する。自動復元性は、ウレタンフォームで放出可能なパーツ211を充填し、水面に対して実質的に上向きの状態に留まる錘を付けられたバラストを設けることによって実現され得る。バラストは、放出可能なパーツ211の底部に対して内部または外部に位置してもよく、すなわち喫水(例えば水面と放出可能なパーツ211の底部との間の垂直方向距離)をより大きくするためにこの底部に対して装着され得る。当業者には理解されるように、喫水をより大きく与えることにより、重心がより低くなるため(すなわち放出可能なパーツ211の底部上のバラスト)、強風および大海での安定性がもたらされ得る。
1つ以上の実施形態では、放出可能なパーツ211は、着陸地への放出可能なパーツ211の降下を減速させるために展開可能手段240をさらに備える。展開可能手段240は、パラシュートまたはパラフォイル等を備え得る。パラシュートまたはパラフォイルは、一般的には軽量の強靭な繊維から、元々は絹から作製され、現在では最も一般的にはナイロンから作製される。パラシュートまたはパラフォイルは、典型的にはドーム形状であるが様々であり、矩形、逆ドーム形、および他の形状のものが見られる。従来設計のパラシュートまたはパラフォイルは、放出可能なパーツ211の内部に位置し、パラシュートに対して放出可能なパーツ211を係留するコードに対して装着され得る。パラシュートまたはパラフォイルは、束を形成するように折り畳まれ、作動された場合にはパラシュートまたはパラフォイルを展開させるために解除するアクチュエータによって束形状に保持され得ることが、当業者には理解されよう。パラシュートまたはパラフォイルは、きつく束ねられた(および/または巻かれたもしくは折り畳まれた)コンパクト形状から、風の中で開かれるまたは展開されることが予期される。いくつかの実装形態では、パラシュートまたはパラフォイルは、熱溶融性コードにより保持され得る。例えば、コードの少なくとも短い範囲にわたり延在する加熱素子と、熱溶融性コードを切断するために加熱素子に電力を供給するための制御デバイスとが設けられて、放出可能なパーツ211の降下を減速させるためにパラシュートまたはパラフォイルを展開させるのを支援してもよい。パラシュートまたはパラフォイルを設けることにより、例えばさらなる低コスト化、簡易性、および実装容易性などを含むいくつかの利点が得られる。
着陸地への放出可能なパーツ211の降下を減速させるための展開可能手段240は、パラシュートおよびパラフォイル、すなわち、空気抵抗を生じさせることにより空中における放出可能なパーツ211の動作を減速させるために使用されるデバイスに限定される必要はない。1つ以上の実施形態では、展開可能手段240は、翼アセンブリと、揚力を発生させるために翼アセンブリ上に配設された1つ以上のロータを含む推進システムとを備える。かかる翼アセンブリの一例は、クワッドコプターと呼ばれ得る。しかし、本開示の範囲内において、展開可能手段240は任意の個数のロータおよび任意の個数の翼アセンブリを備えてもよい点を理解されたい。したがって、展開可能手段240は、ヘリコプター、トライコプター、クアッドコプター等であってもよい。揚力および結果的に空中運動を与える、および/または放出可能なパーツ211の降下を減速させるための推進システムは、ロータを有する電気モータなどの既知の推進手段により実現されてもよい。
放出可能なパーツ211の空中運動は、ロータブレードの回転によって、および一般的には慣性計測ユニット(IMU)および高度計モジュールからのフィードバックにより放出可能なパーツ211の安定飛行を支援するために揚力およびトルクを調整するための既知の方法による各ロータの角速度の調整によって、制御され得る。これらのロータは、放出可能なパーツ211の中心および質量中心の周囲において実質的に矩形構成で配置され得る。特定の一実施形態では、これらのロータは、例えば上方へのスラストを発生させるために、ロータアームの上方の共通面内において回転する。ロータアームは、展開されるまで放出可能なパーツ211内に保持されてもよく、例えばロータアームのスナップ動作解放を実行するためのばね付勢手段などの、既述の機能を実現するために適した設計が当業者には認識されよう。
1つ以上の実施形態では、放出可能なパーツ211は、オートパイロットモジュールにより制御され得る。市販の規制(COTS)構成要素であってもよいこのオートパイロットモジュールは、展開されると放出可能なパーツ211が自律飛行段階へと移行し得るように構成される。オートパイロットモジュールは、自律飛行段階を支援し所望の着陸地へと放出可能なパーツを案内するためにIMUおよび高度計モジュールとインターフェースし得る点が理解されよう。
有利には、放出可能なパーツ211から幾分か離れた距離をおいた所望の着陸地へと放出可能なパーツ211を案内することにより、格納されたあらゆるデータは、墜落に関連する惨事、衝撃、または火災から隔てられ得る(例えば、放出の場所からあらかじめ定められた距離)。水上における放出の場合には、放出可能なパーツ211は、島等へ案内されてもよい。
1つ以上の実施形態では、水面上に放出可能なパーツ211を維持するように設計されたシステムのうちの1つ以上が故障し、放出可能なパーツ211が水中に沈んだ場合に備えて、放出可能なパーツ211は、水中ロケータビーコン(ULB)を備える。コントローラが、音声ピング送信機の動作を制御してもよい。好ましくは、動作可能である場合に、音声ピング送信機は、37.5kHzの周波数にて「ピング」を送出する。これは、降下した航空機の救助隊員および海難救助隊員により探索されることとなるピング周波数である。典型的には、ピング送信機は、毎秒または2秒ごとにピングを発し、すなわち約30〜60ピング/分を発する。ULBは、おおむね従来的な形状要素からなり、例えば円筒形状であり、6000g's(0.5ms)の衝撃力および20,000フィートの海洋深度に耐え得る。ULBの一方の端部上の小型接触子パッドは、ビーコンを作動させる海水または淡水との接触により短絡する。
1つ以上の実施形態では、放出可能なパーツ211は、上記で論じたように、放出可能なパーツ211の構成要素(225、230、235、240、245、250、255)のそれぞれに対して電力を供給するように構成された独立電源260を備える。この電源260は、リチウム-イオン電池またはリチウム-鉄-リン酸塩電池などの充電式電池を備えてもよい。追加的には、太陽電池270は、充電制御器を介して充電式電池を充電するために設けられてもよい。充電制御器は、電池の充電状態を最適化し、電池の使用寿命を最長化するために太陽電池パネルからの電流を管理する。追加の回路が、深放電等を制限するように放出可能なパーツ211の放電レベルをモニタリングするためにさらに設けられてもよい。
1つ以上の実施形態では、充電制御器は、太陽電池パネル270からこれらの電池を独立して充電するために電源260の補助となる構成要素のうちの1つ以上からこれらの電池を電気接続解除し得る。電池がELT送信機または無線送信機への電力供給に十分な充電がなされると、例えば充電制御器は、電池を再び電気接続し得る。固体リレーが、電気機械リレーなどの他のデバイスと比較した場合に、低外部電圧がその制御端子間に印加されることのみを必要とすること(すなわち低電力消費)、および振動衝撃に対する耐久性(すなわち可動パーツの不在)等を含む、電池の接続解除および再接続するのに望ましい複数の特徴を有する。
図2の残りの要素は、図1と同一であり、したがって同一の参照符号が共用される。
次に図3を参照すると、ホストビークル105の外板310中に形成された凹部325内に配置された記録デバイスが示される。放出可能なパーツ211は、放出不能パーツ212から取り外されて図示される。放出不能パーツ212は、クイックリリースカプリング220およびインターフェース130を収容し、インターフェース130は、接続されるとホストビークル105内の他のデータ記録デバイスに対して放出可能なパーツ211を接続する。この場合に、ホストビークル105は、フライトデータレコーダ(FDR)115、コクピットボイスレコーダ(CVR)120、およびコクピットイメージレコーダ125を備える航空機である。図2を参照して論じたように、ARINC429データバスおよびARINC717データバスまたは均等物からの従来的なフライトデータなどのデータは、インターフェース130からメモリモジュール内に独立して記録される。
1つ以上の実施形態では、放出可能なパーツ211は、ソレノイド315により電気的に作動されるシャンク部材320によって放出不能パーツ212内に保持される。シャンク部材320は、保持された状態においては、枢動等を防止するためにカム中の凹部内へ延在することによってロックされ得る。図2を参照として論じたような所定の基準が満たされると、ソレノイドによりシャンクは、カム中の凹部から引き出されて、カムは、シャンクから離れて枢動自在になり、それにより放出不能パーツ212から放出可能なパーツ211が自由になる。いくつかの実装形態では、ソレノイド315は、航空機から上方へおよび離れるように放出可能なパーツ211を放出させるのを支援するためにばねで付勢されてもよい。ばね付きソレノイドに加えて、放出可能なパーツ211を放出させることが可能な他の電気機械アクチュエータが使用されてもよい点が理解されよう。
放出可能なパーツ211上に位置決めされたばね付きソレノイドまたは他の電気機械アクチュエータにより放出可能なパーツ211を保持することは、例えばホストビークルに対する変形の必要性の低下、低コスト化、簡略化、実装の容易性などを含む複数の利点を有する。
図3は、4つのばね付きソレノイド315を示すが、任意の個数のソレノイドが使用されてもよい点が理解されよう。1つ以上の実施形態では、単一のソレノイドが、ホストビークル105の動作中に被る気流に対面する放出可能なパーツ211の部分の付近にて使用され得る。スポイラ330が、抗力を生じさせることにより放出を支援するためにさらに突出してもよいことが理解される。スポイラ330は、放出前の空力学的飛行を支援するために薄い脆弱な合成プラスチックメンブレン、弾性保持クリップ、または摩擦力等によって航空機に対して結合されてもよい点が理解されよう。
また、放出可能なパーツ211は、太陽電池アレイ305を形成するために電気的に相互接続された高い機械強度を有する複数の太陽電池を備える。図示するように、太陽電池アレイ305の上面は、正常動作中に太陽に対面する。放出可能なパーツ211の上面側の材料は、太陽放射が貫通して照らしつけることを可能にするために性質または厚さによる透明なものである。
図3の残りの要素は、図1および図2と同一であり、したがって同一の参照符号が共用される。
次に図4を参照すると、ホストビークル105の外板310上に実質的に位置する記録デバイス110が示される。この記録デバイス110の等角図が、囲まれた分解図450内にさらに示される。記録デバイス110は、空力学的形状を有する。後方部分は、後縁410に向かって平滑にテーパ状を成し、それにより平滑な低空気抵抗の対称的なエーロフォイル空力学的形状に寄与する。図示する実施形態によれば、記録デバイス110は、垂直安定板の正面に位置する。上部表面は、アンテナアレイを囲むランダムなまたは同様のカバー415等を備え得る。このカバー構造体415は、保護用の非導電性アクリルコーティングなどの、ランダムな使用に十分な広帯域品質を有する誘電パネルから作製され得る。さらに、好ましくは、保護カバーは、環境的な原因による劣化から保護するために太陽電池を封入するまたは他の方法で収容するために効果的な光学的に透明なものである。理解されるように、いくつかの用途では、記録デバイス110は非常な低温で使用され得る(36,000フィートにて、標準的な外気温度は約-60℃である)。したがって、太陽電池に対する太陽から分散される入射光線を調整するために、および/または温度感知電子構成要素を加熱するために、集束レンズとして機能し得るように可変厚さを有するカバー構造体を形成することが望ましい場合がある。追加的にはまたは代替的には、太陽電池および/または温度感知構成要素に対して熱結合された熱交換機が、さらに使用されてもよく、例えばペルチェ効果を利用した熱電ヒータなどの既述の機能を実現するために適した設計が当業者には認識されよう。
太陽電池パネルアレイ305を使用する実施形態では、この位置は、太陽電池パネルアレイ305が入射する太陽光を最も収集する最適位置において太陽に向かって向き付けられるため利点をもたらす。しかし、記録デバイス110は、航空機の水平安定板または垂直安定板に対して装着されてもよい点が、当業者には理解されよう。さらに、FDRおよびCVRの付近に(すなわち尾翼/テールコーンセクションに)記録デバイスを位置決めすることにより、FDRおよび/またはCVRと記録デバイス110との間にワイヤリングハーネスを使用する実施形態において配線スパンが縮小し得る。
次に図5を参照すると、本発明の一実施形態に対して適合された記録デバイス110の展開シナリオ500が示される。航空機として示されるホストビークル105は、火災505の結果として急速な客室減圧を被っている。客室の圧力損失は、ARINC717データストリームからFDR上に記録されたモニタリングされた航空機パラメータであり得ることが当業者には認識されよう。ARINC717データストリームを解析することにより、客室の圧力損失が、客室の移動平均圧力から判定されている。客室の圧力損失は、航空機に対する壊滅的な故障事象であるとみなされる。したがって、記録デバイス110は、衛星551を介してサーバ525に対してデータ520の送信を開始し、同時に放出可能なパーツ211を放出させている。
パラシュート240を使用する実施形態では、パラシュートは、航空機から安全に外されると展開される。これは、高度計等により判定され得る点が当業者には認識されよう。パラシュート240が展開された後に、放出可能なパーツ211は、水510に着水し、線530に沿って沈み始める。水中で作動されるように構成された膨張式救命デバイスを使用する実施形態では、放出したパーツ211は、放出可能なパーツ211の回収を容易にするために水面まで後に浮揚する。水面上にくると、位置データを含むデータが送信され続けて、航空機が危険な状況にある可能性があることを救助隊に知らせ得る。荒れた海の場合には、あらゆるアンテナまたは太陽電池パネル305が正常動作中に空に実質的に対面するように、自動復元手段が、水中において放出可能なパーツ211をニュートラル構成へ復元させるのに寄与し得る。
次に図6を参照すると、データ記録デバイス110の一実施形態において実行されるステップが示される。ステップ610で、ホストビークル105内のデータ記録デバイス115、120、125から受信されたデータが、所定時間にわたってまたは循環バッファ上でメモリモジュール255内に独立して記憶される。この情報は、例えばCVRデータがあるパーテーション内におよびFDRデータが別のパーテーション内になど、記録デバイスに固有のメモリ内の別個のパーテーション内に記憶され得る。ステップ615で、記録デバイス110は、記憶されたデータおよび/または記録デバイス115、120、125からのデータストリームの中の所定の基準についてモニタリングし得る。所定の基準は、ホストビークル105を巻きこむ墜落または他の壊滅的な故障事象の前に発生するものに関するものであってもよく、例えば垂直加速度の急激な変化または飛行経路からの著しい逸脱などであってもよい。ステップ620で、独立して記憶されたデータは、例えばサーバまたはフィールドデバイスへなど、ホストビークルから離れた位置へと無線送信され得る。ステップ625で、記録デバイス110のパーツが、ホストビークルから放出され得る。パラシュートまたはパラフォイルが、着陸地への放出されたパーツの降下を減速させるために作動され得る。さらに、膨張式救命デバイスが、放出したパーツの水中への進入時に作動され得る。長期間にわたり記録デバイスの放出したパーツに対して電力を供給するように構成された独立電源が、さらに用意されてもよい。追加的には、太陽電池が、充電制御器を介して独立電源の一部としての充電式電池を充電するために用意されてもよい。
「備える」という用語が本明細書(特許請求の範囲を含む)で使用される場合に、この用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を明示するが、1つ以上の他の特徴、整数、ステップ、もしくは構成要素、またはそれらの群の存在を排除しないものとして解釈されるべきである。
本発明は、限定された数の実施形態と共に説明されてきたが、前述の説明に照らして、多数の代替例、変形例、およびバリエーションが可能であることが当業者には理解されよう。したがって、本発明は、開示されるような本発明の趣旨および範囲内に含まれ得るようなあらゆるかかる代替例、変形例、およびバリエーションを包含するように意図される。
105 ホストビークル
110 データ記録デバイス、記録デバイス
115 データ記録デバイス、フライトデータレコーダ
120 データ記録デバイス、コクピットボイスレコーダ
125 データ記録デバイス、コクピットイメージレコーダ
130 インターフェース
135 電気接続
140 光接続部、無線接続部
210 記録デバイス
211 放出可能なパーツ
212 放出不能パーツ
220 カプリング
225 膨張式救命デバイス
240 展開可能手段、パラシュート
245 位置モジュール
250 無線送信機
255 メモリモジュール
260 独立電源
270 太陽電池、太陽電池パネル
305 太陽電池アレイ、太陽電池パネルアレイ、太陽電池パネル
310 外板
311 パーツ
315 ソレノイド
320 シャンク部材
325 凹部
330 スポイラ
410 後縁
415 カバー、カバー構造体
500 展開シナリオ
505 壊滅的な故障事象、火災
510 水
520 データ
525 サーバ
530 線
551 衛星

Claims (28)

  1. ホストビークルにおいて記録されたデータをオフロードするためのデバイスであって、
    前記ホストビークル内の1つ以上のデータ記録デバイスに対して前記デバイスをインターフェースするように構成されたインターフェースモジュールと、
    前記データ記録デバイスからのデータを独立して記憶するように構成されたメモリモジュールと、
    前記記憶されたデータおよび/または前記データ記録デバイスにおける1つ以上の所定の基準が満たされる場合に、前記記憶されたデータを送信するように構成された無線送信機と
    を備える、デバイス。
  2. 前記記憶されたデータにおける前記所定の基準が満たされる場合に、前記ホストビークルから前記デバイスの1つ以上の放出可能なパーツを分離させるように構成された放出モジュールをさらに備える、請求項1に記載のデバイス。
  3. 水中で作動されるように構成された膨張式救命デバイスをさらに備える、請求項1または2に記載のデバイス。
  4. 水中で前記デバイスをニュートラル構成へ復元させるように構成された自動復元手段をさらに備える、請求項1から3のいずれか一項に記載のデバイス。
  5. 着陸地への前記デバイスの降下を減速させるための展開可能手段をさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載のデバイス。
  6. 前記展開可能手段は、パラシュートおよびパラフォイルのうちの1つ以上を備える、請求項5に記載のデバイス。
  7. 前記展開可能手段は、翼アセンブリと、揚力を発生させるために前記翼アセンブリ上に配設された1つ以上のロータを含む推進システムとを備える、請求項5に記載のデバイス。
  8. 水中ロケータビーコン(ULB)をさらに備える、請求項1から7のいずれか一項に記載のデバイス。
  9. 前記デバイスの位置を判定するように構成された位置モジュールをさらに備える、請求項1から8のいずれか一項に記載のデバイス。
  10. 前記位置モジュールは、全地球測位システムおよび慣性航法システムのうちの1つ以上から前記位置を判定する、請求項9に記載のデバイス。
  11. 前記所定の基準は、前記ホストビークルの加速度パラメータに関する、請求項1から10のいずれか一項に記載のデバイス。
  12. 前記加速度パラメータは、従来のフライトデータストリームから解析される、請求項11に記載のデバイス。
  13. 前記従来のフライトデータストリームは、ARINC717を含む、請求項12に記載のデバイス。
  14. 前記所定の基準は、前記ホストビークルに関連する壊滅的な故障事象の発生前に発生する、請求項1から13のいずれか一項に記載のデバイス。
  15. 前記無線送信機は、802.11プロトコル、GSMプロトコル、GPRSプロトコル、EDGEプロトコル、UMTSプロトコル、W-CDMAプロトコル、LTEプロトコル、CDMAプロトコル、TDMAプロトコル、FDMAプロトコル、EVDOプロトコル、CDMA2000プロトコル、UMBプロトコル、およびWIMAXプロトコルのうちの1つ以上にしたがって送信する、請求項1から14のいずれか一項に記載のデバイス。
  16. 前記プロトコルは、地理的位置、受信された信号強度、信号対干渉比、受信された信号コード出力、およびビット誤り率のうちの少なくとも1つに基づいて選択される、請求項15に記載のデバイス。
  17. 無線問い合わせデータを含む無線データを受信するように構成された無線受信機をさらに備え、前記無線送信機は、前記無線問い合わせデータの受信時に前記記憶されたデータを送信するようにさらに構成される、請求項1から16のいずれか一項に記載のデバイス。
  18. 長期間にわたり前記デバイスに対して電力を供給するように構成された独立電源をさらに備える、請求項1から17のいずれか一項に記載のデバイス。
  19. 独立電源は、電池および太陽電池のうちの1つ以上を備える、請求項1から18のいずれか一項に記載のデバイス。
  20. 独立電源は、電池を充電する太陽電池を含む、請求項1から19のいずれか一項に記載のデバイス。
  21. 前記インターフェースモジュールは、光接続、有線接続、または無線接続のうちの1つ以上により、前記ホストビークル内の前記データ記録デバイスに対して前記デバイスをインターフェースするように構成される、請求項1から20のいずれか一項に記載のデバイス。
  22. 前記インターフェースモジュールは、画像データを記録するために前記ホストビークルの周囲の種々の箇所に位置決めされた少なくとも1つの画像記録デバイスに対して前記デバイスをインターフェースするように構成される、請求項1から21のいずれか一項に記載のデバイス。
  23. 前記インターフェースモジュールは、前記所定の基準に基づいて、フレームレート、垂直方向画素数、水平方向画素数、解像度、および前記画像記録デバイスの画像データ符号化方法のうちの少なくとも1つを調整するように構成される、請求項22に記載のデバイス。
  24. 前記画像データは、モザイク画像へとスティッチされる、請求項22に記載のデバイス。
  25. 前記画像データは、前記ホストビークルの表面のコンピュータ支援による目視検査、または前記ホストビークルの表面の3D物体認識および相対位置推定のうちの少なくとも一方により、連続的にモニタリングされる、請求項22に記載のデバイス。
  26. 前記デバイスの放出可能なパーツは、前記メモリモジュール内に記憶された前記データを保護するように構成されたハウジング内に封入される、請求項2から25のいずれか一項に記載のデバイス。
  27. ホストビークルにおいて記録されたデータをオフロードするための方法であって、
    前記ホストビークル内の1つ以上のデータ記録デバイスに対してインターフェースモジュールを接続するステップと、
    前記データ記録デバイスからのデータをメモリモジュール内に独立して記憶するステップと、
    前記記憶されたデータおよび/または前記データ記録デバイスにおける1つ以上の所定の基準が満たされる場合に、前記記憶されたデータを無線送信するステップと
    を含む、方法。
  28. 前記記憶されたデータにおける前記所定の基準が満たされる場合に、前記ホストビークルから前記デバイスの1つ以上の放出可能なパーツを放出させるステップをさらに含む、請求項27に記載の方法。
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