JPH06502948A - グライドスロープ警報機能の飛行路変更を使用する対地接近警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般に対地接近警報装置、特に種々のパラメータに従って装置の警 報エンベロープを変更し、もって感度を犠牲にすることなく迷惑な警報を少なく する装置に関するものである。詳しく云えば、この発明に係る装置は、グライド スロープ以下警報エンベロープを変更することにより、航空機が急降下していな い飛行状態例えば水平飛行又は上昇飛行状態中そして少し降下する場合でさえ、 航空機にグライドスロープ以下の飛行をさせる。或は、グライドスロープ警報の 反復率を変えて水平飛行又は降下飛行中の警報頻度を少なくし、パイロットに緊 急警報を知らせることができる。

２、　従来技術の説明 グライドスロープ偏差の関数として過剰な降下率エンベロープを変更する装置は 、１９９１年３月７日に出願された米国特許願第０７／６６６．０９４号に開示 されている。しかし、この米国特許願は、この発明によって口論まれる様な航空 機の飛行路の関数としてグライドスロープ以下警報エンベロープを変更すること を開示しない。

警報の反復率を変える装！も周知である。例えば、米国特許第３．９２５，７５ １号に開示された装置は、グライドスロープ以下の航空機の偏差の関数として注 意警報の反復率を変える可変率注意警報発生器を開示し、前記反復率はグライド スロープ以下の偏差が増えるについて増される。しかし、航空機の飛行路の関数 としてグライドスロープ以下警報の反復率を変えることの示唆はない。

発明の要約 この発明の目的は、従来のグライドスロープ以下警報装置の多くの欠点を打破す るグライドスロープ以下警報装置を得ることである。

この発明の他の目的は、警報を要する状態が示される時に、装置の感度を下げる ことな〈従来装置より少ない迷惑警報を発するグライドスロープ以下警報装置を 得ることである。

この発明の更に他の目的は、警報を発するための基準が航空機の飛行路の関数と して変更されるグライドスロープ以下警報装置を得ることである。

この発明の別な目的は、飛行路角又は慣性的に或は気圧降下率信号からめられた 様な垂直速度の関数としてグライドスロープ以下警報基準が変更されるグライド スロープ以下警報装置を得ることである。

この発明の更に別な目的は、飛行路角から又は慣性的若しくは気圧的に導出した 垂直速度からめた様な飛行路の関数としてグライドスロープ以下警報の反復率が 変えられるグライドスロープ以下警報装置を得ることである。

パイロットに比較的緊急を要する警報を与えるために、航空機の上昇又は降下の 関数としてグライドスロープ以下警報の反復率を変えることもこの発明の目的で ある。

この様に、この発明の望ましい実施例によれば、グライドスロープ以下警報を発 するのに要する警報基準のエンベロープは、上昇飛行又は水平飛行中装置の感度 を下げるためそして降下角を増すための感度を徐々に上げるため、飛行路角又は 垂直速度の関数として変えられる。これは、例えば飛行路角又は降下率の関数と して装置に印加されるグライドスロープ偏差の振幅を変えて水平飛行又は上昇飛 行中に装置へ印加されるグライドスロープ信号の振幅を小さくシ、もってその様 な状態での装置の感度を下げることで達成できる。

この発明の他の実施例によれば、グライドスロープ以下警報の反復率が水平飛行 又は上昇飛行中に下げられてパイロットに緊急警報でないことを知らせる様に、 前記反復率は飛行路角又は垂直速度の関数として変えられる。警報と警報の間の 時間は、警報が全（発されない程充分長くさえされる。

図面の簡単な説明 この発明のこれら目的やその他の目的並びに利点は、以下の詳しい説明及び添付 図面を考察する時に容易に明らかとなろう。

図１は、従来のグライドスロープ以下警報装置によって利用されたグライドスロ ープ以下警報エンベロープを示すグラフである。

図２は、地形上に、図１の警報エンベロープで生じられたグライドスロープ以下 警報区域を示す。

図３は、グライドスロープ以下警報エンベロープが航空機の飛行路の関数として 変更されるこの発明に係るグライドスロープ以下警報装置のブロック図である。

図４は、警報の反復率が航空機の飛行路の関数として変えられるこの発明に係る グライドスロープ以下警報装置のブロック図である。

望ましい実施例の詳細な説明 図１には、商用航空機の使用したグライドスロープ以下警報装置に利用される代 表的なグライドスロープ以下警報エンベロープが示されている。図１に示されて いる様に、このエンベロープには注意警報部分があり、航空機が約３００ｍ（１ ０００フイート）以下に降下し且つグライドスロープ偏差がグライドスロープ以 下１偏差ドツト越える時に注意警報部分は警報を発させる。迷惑な警報を少なく するために、警報を発するのに要するグライドスロープ偏差は、高度約４５ｍ（ １５０フイート）で約１５ｍ（５０フイート）の間で２ドツトまで徐々に増され る。

もし航空機かや＜９０ｍ（３００フイート）以下になり且つもしグライドスロー プ偏差がグライドスロープ以下２ドツトを越えるならば、第２の命令警報区域は パイロットによって実行されなければならない警報を発する。

図２は、注意警報エンベロープ１２によって地形の上方に設定されるグライドス ロープ以下警報区域を示す。図２は起伏の多い地形２０、無線グライドスロープ ・ビーム２２、このグライドスロープ２２を中心としてそれぞれ３ドツト上方、 下方にある偏差限界２４．２６を示す。更に、図２は、地形２０の約１５ｍ　（ ５０フイート）上方から地形２０の約３００ｍ　（１０００フイート）上方まで 拡がり且つグライドスロープ以下１ドツトである区域に入るグライドスロープ以 下警報区域を示す。しかも、図２には、地上から約３００ｍ　（１０００フイー ト）の公称高度にて飛行中の航空機３０も示されている。この様な状況で、航空 機に搭載されたグライドスロープ以下警報装置は、航空機の飛行路がグライドス ロープ以下警報区域の地上約３００ｍ　（１０００フイート）と交差する点３２ ．３４及び３６にてグライドスロープ警報を発する。しかし、この様は警報は迷 惑警報である。その理由は、たとえパイロットが技術的にはグライドスロープ以 下でも、まだグライドスロープ制御区域に入っておらず且つグライドスロープ・ ビームに向かって飛行中だからである。グライドスロープに入る前の地上約３０ ０ｍ（１０００フイート）でのレーダによる誘導は珍しくな（、その結果グライ ドスロープ警報区域に突入して迷惑警報は発される。

この様な迷惑警報を回避する１つの方法は、グライドスロープ以下警報区域の上 限を地上約３００ｍ　（１０００フイート）より下まで単に下げることである。

しかし、この様に上限を下げると、グライドスロープ以下の本当は不注意な飛行 に対する必要な警報が遅れることになる。また、不所望な警報回数を少な（する ためのどんな改良も、図１に示されているアメリカ合衆国基準ＲＴＡＣＤＯ−１ ６１Ａ“最低性能基準−航空機用対地接近警報装置”を満たさなければならない 。

図３にはこの発明に係る改良型グライドスロープ以下警報装置がブロック図で示 されており、これは上述した迷惑警報を回避するためにグライドスロープ警報エ ンベロープを変更する。この発明に係る改良は、米国特許第３，９８８，７１３ 号にのべられたのと同様なグライドスロー１報装置に適用されるものとしてここ に説明されている。しかし、この発明の原理を他のグライドスロープ以下警報装 置と一緒に使用できることを理解されたい。

警報装置４０は、電波高度計４２から航空機の対地高度を表す信号を受ける。

電波高度計からの信号ｈｉは加算点４４の負入力端子に印加され且つ一約４５ｍ （１５０フイート）の基準信号と組み合わされて負極性信号をリミッタ４６に供 給する。この負極性信号はＯｖすなわち約４５ｍ（１５０フイート）にクランプ される。加算点４４とリミッタ４６は、協力して図２に示した約４５ｍ（１５０ フイート）と約１５ｍ（５０フイート）の間の警報エンベロープの感度を下げ、 且つその動作が上述した米国特許第３．９８８．７１３号に詳しく述べられてい る。

リミッタ４６からの出力は、まず係数増幅器４８に、次いで加算点５０に印加さ れる。この加算点５０は、グライドスロープ受信器５２から係数増幅器５４（そ の機能は後で説明する）を通してグライドスロープ偏差信号Ｇ／Ｓも受ける。

加算点５０は、増幅器４８からの負極性信号を係数増幅器５４からの正極性信号 と比較して、約４５ｍ（１５０フイート）よりも低い電波高度計信号によって変 更された様な、航空機の、グライドスロープからの偏差を表す出力を供給する。

加算点５０の出力は双安定デバイスに印加され、この印加された偏差信号により グライドスロープ以下偏差が１．０ドツトを越えていることが明らかな場合に双 安定デバイスは高レベル状態になる。双安定デバイス５６からの出力は入力ライ ン６０を通してＡＮＤゲート５８に印加される。このＡＮＤゲート５８は、入力 ライン６２．６４．６６及び６８を通して種々の航空機機器からの信号も受ける 。

例えば、ＡＮＤゲート５８を開くために、ライン６２上のギア・ダウン信号ＧＤ で明らかな様に着陸装置を降ろさなければならず、図２の警報エンベロープで必 要とされる様に且つライン６４上の約３００ｍ　（１０００フイート）より低い 信号及びライン６６上の約１５ｍ（５０フイート）より高い信号で明らかな様に 航空機は地上約１５ｍ（５０フイート）と約３００ｍ　（１０００フイート）の 間にいなければならず、そしてライン６８上のＧ／Ｓ有効信号で示される様にグ ライドスロープ信号は有効でなければならない。これら状態が満たされると、グ ライドスロープ以下偏差が１．０ドツトを越える時にはいつでもＡＮＤゲート５ ８は出力信号を音声警報発生器７０へ供給する。加算点５０、双安定デバイス５ ６及びＡＮＤゲート５８と類似の構成部品の動作は状上述した米国特許第３．９ ８８゜７１３号に説明されている。

ＡＮＤゲート５８の出力が音声発生器７０に印加されると、周期的な間隔で例え ば“グライドスロープ（ＧＬＩＤＥ　５ＬＯＰＥ）″の様な適切な警報を音声発 生器７０に発させる。この音声発生器７０からの音声警報は適当なトランスジュ ーサ７２又はコックピット内通旧装置（図示しない）に印加されパイロットが警 報を聞ける様になる。

この発明の重要な見地によれば、本明細書の初めの方で述べた迷惑警報を少なく するか全く無くすために、係数増幅器５４の利得は航空機の飛行路の関数として 変えられる。

種々の宿号を利用して航空機の飛行路を定め、そして図３に示した実施例では飛 行路角γが利用される。図示の実施例では、垂直速度信号源７４から得た垂直速 度信号と、真対気速度信号源７６から得た真対気速度信号とにより飛行路角γが められる。垂直速度信号源７４からの垂直速度信号は、気圧速度信号として気圧 的に導出しても良いし或は慣性航法装置から慣性的に導出しても良い。真対気速 度は、例えば空気データ計算機から或は温度及び高度が補正された対気速度表示 器から導出しても良い。

垂直速度信号源７４からの垂直速度信号は、除算器７８にて対気速度信号源７６ からの対気速度信号で除算されて飛行路角γとなり、可変利得増幅器５４の利得 定数Ｋを制御するのに利用される。例えば、もし飛行路角γが２．５６以上の降 下角であるならば、増幅器の利得はフル利得に設定され、そして利得定数には装 置にフル感度を与えるために１に等しい。飛行路角がＯに等しいか０より太き（ て水平飛行か上昇飛行を示す時に、Ｋの値は０まで下げられ従ってグライドスロ ープ以下警報の発生を効果的に禁止する。飛行路角γが００〜−２．５°の場合 には、利得定数にの値は水平飛行での０から−２，５’の飛行路角（降下）での １まで直線的に増される。

飛行路を示すのに垂直速度も使用しても良い。その様な場合には、対気速度信号 源７６及び除算器７８を除外し、垂直速度信号源７４からの垂直速度信号を可変 利得係数増幅器５４へ直接印加する。そのような場合に、もし垂直速度がＯか正 であって水平飛行が上昇飛行を示すならば、利得定数にはＯに下げられる。同様 に、もし垂直速度が負で例えば−約１５０ｍ（５００フイート）７分以上なら、 利得定数にの値は１まで増される。０と一約１５０ｍ（５００フイート）７分の 間では利得定数が０から１まで直線的に増される。

図４には、航空機の飛行路の関数として音声警報の反復率を変える装置が示され ている。図４は米国特許第３，９２５，７５１号に開示された装置に似ている。

図４の装置は、図３の電波高度計４２の様な電波高度計から電波高度計信号ｈＲ を受け且つ図１のグライドスロープ受信器５２の様なグライドスロープ偏差受信 器からグライドスロープ偏差信号Ｇ／Ｓを受けて、電波高度計信号とグライドス ロープ信号を比較することにより図１の臨界値に応じて命令警報が注意警報を発 する警報信号発生器８０を利用する。この警報信号発生器８０の動作は米国特許 第３．９２５，７５１号にもっと詳しく述べられている。

装置は音声発生器７０と同様な音声発生器７０゛　を含むが、この音声発生器７ ０′は命令警報及び注意警報として役立つ２つ別々の警報を含む点が違う。例え ば、注意警報は音声発生器７０の場合における様に単に“グライドスロープ（Ｇ ＬＩＤＥ　５ＬＯＰＥ）　’で良く、そして命令警報は“グライドスロープ、プ ルアップ（ＧＬＩＤＥ　５ＬＯＰＥ　Ｐｕ１ｌ上＝ＵＰ）”の様なもっと緊急の 警報で良い。この１グライドスロープ、プルアラ１警報は、命令警報エンベロー プ（図１）を通過する時はいつでも命令警報を開始させるために、命令警報トリ が信号をライン８２に印加する警報信号発生器８０によってトリガされる。注意 警報信号は、注意警報境界１２を通る時にはいつでもライン８４を通して可変率 制御回路８６を使用可能にする。警報境界１２を通る時にはいつでも、可変率制 御回路８６はライン８４上に現れる使用可能信号を受けて周期的なトリが信号を 音声発生器７０゛　に印加し、もって注意警報を発させる。そうすると、音声発 生器７０゛　の適切な出力がトランスジューサ７２°の様なトランスジューサに 印加される。可変率制御回路の動作は米国特許第３，９２５，７５１号にもっと 詳しく述べられている。

この発明の他の重要な見地によれば、可変率制御回路８６は、除算器７８（図３ ）からの飛行路角信号により或は垂直速度信号源７４から受ける垂直速度信号に より制御される。従って、もし航空機が正の飛行路角又は垂直速度を示す水平飛 行中ならば、音声警報は非常に長く、はぼ無限に中断され得るので、水平飛行又 は下降飛行状態では音声警報発生器７０゛　が事実上使用禁止とされる。−２゜ ５″以上の飛行路角又は約１５０ｍ（５００フイート）７分以上の垂直速度に相 当する下降飛行状態では、音声警報間の中断は正常な中断例えば１秒〜２秒であ る。−２，５’〜−０″の飛行路角又は−約１．５ｈ（５ＱＱＱフイート）／分 〜０ｋｌ（Ｏフィート）７分の垂直速度では、中断の長さは１〜２秒と無限大の 間で指数関数的に増える。

この発明の多くの変形例や変更が上述した技術に照らして可能なことは明白であ る。従って、請求の範囲内でこの発明を詳しく上述したちの以外のものに実施で きることを理解されたい。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．航空機の、無線グライドスロープ・ビームからの偏差を表す信号に応答し且 つ前記航空機の飛行路を表す信号に応答する航空機用グライドスロープ警報装置 であって、 前記グライドスロープ偏差信号に応答し、前記航空機が所定の基準組に従って所 定量だけ前記グライドスロープ以下に降下する時にグライドスロープ警報を発す るための手段と、 前記飛行路を表す信号に応答し、前記航空機の飛行路の関数として前記所定基準 を変更するための手段と、 を備えたグライドスロープ警報装置。
2. ２．前記航空機が降下していない時には、前記変更が禁止される請求項１のグラ イドスロープ警報装置。
3. ３．前記飛行路を表す信号は飛行路角を表す信号である請求項１のグライドスロ ープ警報装置。
4. ４．前記飛行路を表す信号は垂直速度信号である請求項１のグライドスロープ警 報装置。
5. ５．航空機の、無線グライドスロープ・ビームからの偏差を表す信号に応答し且 つ前記航空機の飛行路を表す信号に応答する航空機用グライドスロープ警報装置 であって、 前記グライドスロープ偏差信号に応答し、前記航空機が所定量だけ前記グライド スロープ以下に降下する時に所定の反復率にて周期性グライドスロープ警報を発 するための手段と、 前記飛行路を表す信号に応答し、前記航空機の飛行路の関数として前記所定の反 復率を変更するための手段と、 を備えたグライドスロープ警報装置。
6. ６．前記航空機が降下していない時よりも降下している時に、前記反復率が比較 的大きい請求項５のグライドスロープ警報装置。
7. ７．前記航空機が降下していない時には、前記変更が禁止される請求項６のグラ イドスロープ警報装置。
8. ８．前記飛行路を表す信号は飛行路角を表す信号である請求項６のグライドスロ ープ警報装置。
9. ９．前記飛行路を表す信号は垂直速度信号である請求項６のグライドスロープ警 報装置。