JPS5823881B2 - 航空機警報装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、航空機の対地接近警報装置に関し特に離陸
後または進入復行過程の上昇速度について警報を発生す
る装置に関するものである。

例えば、１９７４年６月１９日付出願のＢａｔｅｍａｎ
（ベートマン）の米国特許出願連番第４８０７２７号明
細書（特開昭５１−１４６９９号公報）に特に記述され
ているようなこの種の従来の装置においては、航空機運
行の離陸状態または進入復行状態中質の上昇速度即ち瞬
時的な対地降下の表示があれば常に音響警報信号が発生
されるようになっている。

ここで進入復行という用語は、航空機が大地に進入して
いるとき、滑走路に別の航空機があるというような何ら
かの理由で進入を断念して廻航しなければならない場合
に生ずる航空機の動作状態について言及している。

通常、航空機が進入動作状態にあるときは着陸装置およ
びフラップの双方が下がっているが、パイロットが進入
復行過程を行うときは着陸装置を上げ、ある場合にはフ
ラップも同様に上げ、航空機の飛行し易い状態にして再
度の進入のために廻航する。

従来の装置では、運行の離陸状態または進入復行状態は
、航空機のフラップおよび着陸装置の設定位置のような
航空機の飛行姿勢を表わす信号によって警報装置に与え
られる。

加えるに、離陸状態または進入復行状態中、航空機が降
下した場合に警報信号を発生するというこの特定の警報
モードは、正常な運行では航空機は上昇しているものと
仮定される対地間高度１５．２４ ｒｎ （５０フイー
ト）ないし２１３．３６ｍ（７００フイート）でのみ動
作する。

しかしながら正常の離陸および上昇中にも航空機が上記
２１３．３６ｍ（７００フイート）の高度以下で水平飛
行をするような状況が存在する。

従来装置では毎分３０．４８７７１（１００フイート）
の瞬間的な負上昇率でさえ警報信号をトリガする。

離陸の場合に加えて、上記の警報モードが動作する進入
復行運行中にも、パイロットが正確に指令された進入復
行運行過程を辿らない場合には、やはり警報が発生され
ることになる。

このような状況は、双方共に不必要な警報もしくは妨害
警報の発生を招来し、航空機の乗員が警報装置にもって
いる信来性を減少せしめる。

上記のような問題を解決する１つの試みとして、所要の
負の上昇速度を０．５０８（メートル７秒）（１００Ｆ
ＰＭフィート／分）より大きな値、例えば２．５４（メ
ート１９７秒）（５００ＦＰＭ）に増大すノることか考
えられる。

しかしながら、この方法では航空機が比較的低い降下速
度で対地降下し続けている時に、有効な警報が禁止され
るという望ましくない効果が生じ得る。

よって、この発明の目的は、予め定められた高５度損失
の後にのみ動作する負上昇警報装置を提供することにあ
る。

この発明の他の目的は、航空機が予め定められた高度量
を降下するまで負上昇警報信号を禁止する回路を提供す
ることにある。

ノ この発明の更に他の目的は、気圧高度計信号の変化
率に応答して航空機が降下した距離を測定しそしてこの
距離が達成されるまで負上昇警報を禁止するための積分
回路を提供することに在る。

上述の負上昇警報装置における妨害警報を除去ヌするた
めに、負上昇中に航空機が降下した距離が測定される。

この期間中は警報信号は禁止されて、それにより離陸ま
たは進入復行運行状態中の航空機の非常に小さなもしぐ
は短かい期間の降下に由る妨害警報の発生は阻止される
。

航空機が降下し）だ距離は、航空機の気圧高度計高度の
変化率を表わす信号を積分することにより測定される。

気圧計高度変化率の積分値が特定の高度に対して予め定
められた量、例えば高度６０．９６ｍ（２００フイート
）において２２．８６７７１（７５フイート）のｉ降下
量に等価の量を越えた時には、装置は警報発生手段を可
能化する。

この可能化応答特性は、対地高度が大きくなればなる程
警報信号の禁止を解除するのに必要な降下量が大きくな
るように較正される。

この特定の警報信号発生可能化方法を採；用することに
よって、航空機は短かい期間警報装置を起動することな
く降下することができ、これによシ上記のような妨害警
報の発生は除去される。

次に図面を参照して、本発明の具体例を詳細に説明する
。

第１図には、航空機の仮想飛行路と関連して、負上昇警
報信号禁止機能の動作が図解されている。

第１図の航空機の飛行路部分に示すように、航空機が点
１０までの高度を得たとき、航空機が降下した高度量の
測定に用いられる積分器回路の出力は零にとど寸ってい
る。

航空機が降下した高度の量即ち、正味の高度損失は図中
△ｈｂで示されている。

航空機がその飛行路上において点１０から点１２まで降
下し始めると、積分器に加えられていた電子的クランプ
が解除されて、積分器回路は、全降下量をＸｏ、３０４
８メートル（フィート）で表わす電圧を発生し始める。

航空機の飛行路の５この点１２において、積分器の出力
で警報信号の禁止が解除されるのに充分な程には航空機
が未だ降下していないものとすると、第１図の警報信号
部分に示すように、この点においては、負上昇警報信号
は発生されない。

航空機が点１２から点１４に到る間高度を回復し始める
と、積分器の出力は、漸次減少して、航空機が降下し始
めた高度とはソ同じ高度１４に達する迄減少する。

この点１４では航空機が点１６へとその飛行路に沿い上
昇し続ける限り積分器の出力は再び零になる。

航空機飛行路の点１６において、航空機は点１６よシも
約１９．８１ｍ（６５フイート）下方である点１８に達
するまで再び降下し始める。

航空機が点１６から１８まで降下するにつれて、積分回
路の出力電圧は、その飛行路の点１８に到るまで増大し
続け、この時点での積分器の出力電圧は負上昇警報信号
の禁止を解除するのに充分なものとなり、この結果警報
信号が発生せしめられる。

この警報信号は、航空機が最下位点（第１図の点２０）
まで降下する間発生され続け、そしてこの点２０におい
て警報信号は終末する。

飛行路に沿い点２０から２２へと高度が上昇すると、積
分器の出力電圧は点２２に対応する値でしかも警報信号
に再び禁止を課する値まで減少する。

航空機がその飛行路の点２４を通過して上昇し続けると
、積分器の電圧出力は零に戻り零にとどする。

図面中、第２図には、本発明の好ましい具体例を表わす
機能ブロック・ダイヤグラムが示されている。

航空機高度の変化率を表わす信号ｈｐは線路２８から回
路に供給される。

この信号は、前述の米国特許願第４８０７２７号明細書
（特開昭５１−１４６９９号公報）に開示されている仕
方で発生することができ、そこに示されている気圧高度
計信号の変化率に類似した特性を有する。

上記ｈｂ倍信号、積分増幅器３０に対し１次入力を構成
する。

この積分増幅器の時定数は、抵抗器３２およびコンデン
サ３４の値により定められる。

好ましい具体例において、これら抵抗器およびコンデン
サは、約１秒の時定数を有する積分増幅器が得られるよ
うな値を有しておシ、斯ぐして増幅・器３０の線路３６
上に現われる出力は、実質的に気圧計高度の絶対変化量
をＸｏ、３０４８メートル（フィート）で表わすことに
なる。

積分増幅器はスイッチ３８により表わされているクラン
プ手段を備えている。

クランプ・スイッチ３８は、それが閉じている限シ増幅
器３０の出力を零に維持する。

クランプ・スイッチ３８が開かれると、増幅器３０は、
航空機の気圧計高度の変化を近似的に表わす電圧を線路
３６に発生することができる。

積分増幅器３０のクランプ・スイッチ３８は、比較増幅
器４０により発生されオア・ゲート４２を介して伝送さ
れる信号により制御される。

ｈｂ倍信号また比較増幅器４０の負端子にも印加される
。

航空機が例えば第１図の点１０において降下し始めると
直ちにｈｂ倍信号負になり、これによシ比較増幅器４０
は正の信号を発生し始める。

比較増幅器４０により発生される正の信号は、オアーゲ
ート４２によって反転されて、クランプ・スイッチ３８
を開く作用をする。

この結果、線路３６には高度変化を表わす信号が発生せ
しめられる。

線路３６上の出力電圧は、加算点４４において比較器４
０の出力と結合される。

この加算点４４は、比較増幅器４０の正端子への正帰還
ループとしての働きをする。

比較器４０の正帰還ループの主作用は、線路３６の出力
電圧が本質的に値零に戻るまで積分増幅器を積分モード
に維持することにある。

比較器４０の動作は第１図に示されている。点１０にお
いて比較器４０は、積分増幅器３０のクランプを解除す
る働きをなす正の出力を発生する。

比較器４０は、航空機が近似的にその元の高度１４に戻
るまで正の状態にとどまる。

この高度点に戻ると、線路３６上のほぼ零の電圧は正の
ｈｂ倍信号組合さって比較器４０を零出力の状態に切換
し戻す。

高度変化を表わす線路３６上の信号は、比較器４６の正
の端子に印加される。

航空機の対地無線計高度を表わす信号ｈｒがスケーラ増
幅器３７を介して伝送され加算点４８で１．５２４ｍ（
５フイート）のバイアス信号と結合される。

この結果得られた信号は、比較増幅器４６の負の端子に
印加される。

比較器４６の正端子に印加される電圧が負端子に印加さ
れる電圧よシも大きい時には常に、比較器はアンド・ゲ
ート５２を開く正の信号を線路５０上に発生する。

比較器４６は、抵抗器５４を含む正の帰還ループを備え
ており、このループは線路３６上の高度変化を表わす電
圧および負端子に印加される偏倚もしくはバイアスされ
た無線高度信号と相俟って第３図のグラフに曲線５５で
示す動作特性を発生する。

第３図に示すように、無線計高度が大きくなればなる程
、比較器４６を起動しそれにより負上昇警報信号の禁止
が解除される高度の高度損失は大きくなる。

このようにして航空機の対地高度が太きければ大きい程
、負上昇警報信号の禁止を解除するための航空機の降下
量は大きくなる。

第３図の曲線５５の右側の斜影を付けた領域は、警報信
号の禁止を解除する航空機の高度対降下量の条件関係を
表わす。

アンド−ゲート５２への他の入力は、上記の特定の警報
信号が禁止される別の条件を構成する。

例えば、この特定の警報信号が発生されるためには、航
空機は対地高度１５．２４ｍ（５０フイート）ないし２
１３．３６ｍ（７００フイート）の間になければならな
い。

加えるに航空機は離陸モードになければならない。

離陸モードはフリップ・フロップ５６のＱ端子からの正
の出力によって表示されている。

このフリップ・フロップ５６は、航空機のフラップが下
がり着陸装置が降りアンド・ゲート５８から正の出力を
発生して、航空機がまさに着陸しようとする時にセット
される。

この正出力の発生は１４６．３ｍ（４８０フイート）以
下の時にのみ生じてフリップ・フロップ５６は、そのＱ
端子に正の出力を発生することができる。

フリップ−フロップ５６は航空機の離陸および上昇中２
１３．３６ｍ（７００フイート）以上の高度に達するま
でセットされた状態にとどまる。

この２１３．３５ｍ（７００フイート）の高度では、フ
ラップおよび着陸装置が上げ位置になるので、ゲート５
８は遮断され、航空機高度２１３．３６ｍ（７００フイ
ート）以上を表わす信号がフリップ・フロップ５６をリ
セットするように働く。

フリップ−フロップ５６がセット状態にある最終の着陸
状態においては、負上昇警報信号はゲート６２によって
禁止される。

その理由は、着陸状態においては、アンド・ゲート５８
により示されるように着陸装置が降りてフラップ・フロ
ップ５６はセットされていなければならないンのに対し
、積分器３０のクランプを解除するためには着陸装置が
」二げ位置もしくは格納位置になければならないからで
ある。

アンド・ゲート６２は実際着陸装置が格納位置になく、
航空機が離陸モードになく且つ高度； １５．２４ｍ（
５０フイート）以上にない場合には、オア・ゲート４２
を介して正の信号を送り積分増幅器をクランプすること
によって、負上昇警報信号を禁止する。

この特徴により、負上昇警報信号は進入復行運行中にも
作用することになる。

その１理由は、航空機が再度の進入のために廻航するこ
とができるように離陸モードでそして着陸装置およびフ
ラップの上げられた状態で、概して２１３．３６ｍ （
７００フイート）以下、１５゜２４ｍ（５０フイート）
以上にあるからである。

； 比較器６４からアンド・ゲート５２には、航空機の
上昇中警報信号の発生を阻止する別の禁止信号が印加さ
れる。

線路２８上のｈ’ｂ信号は比較器６４の負端子に印加さ
れる。

該比較器の正端子は接地されている。

この結果、航空機の上昇中は常に比較器６４からアンド
・ゲート５２に低レベルの負信号が与えられることにな
り、警報信号は禁止される。

この特徴は特に有用である。何故ならば警報が遮断され
る以前に航空機が失なわれた高度の殆んどを取戻さねば
ならないという要件が省略されるからである。

この警報禁止の動作は、第１図中点２０で図解されてい
る。

以上、種々な高度および降下に関連して本発明の好まし
い具体例につき説明したが、本発明はこれらの特定値に
限定されるものでないことは当然であり、また具体例に
ついても本発明の精神および範囲を逸脱することなく、
種々な変形が可能であろうことは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、航空機飛行路に関連して本発明による警報装
置の動作を説明するための図、第２図は、本発明の警報
装置を具現するための回路例を示す機能ブロック・ダイ
ヤフラム、そして第３図は、警報信号の禁止が解除され
る以前に航空機が降下しなければならない高度量と無線
高度計高度との関係を示すグラフである。 ３０・・・・・・積分増幅器、３２・・・・・・抵抗器
、３４・・・コンデンサ、３８・・・・・・クランプ・
スイッチ、４０・・・・・・比較器、４２・・・・・・
オアーゲート、４４・・・・・・加算器、３７・・・・
・・スケーラ増幅器、５２・・・・・・アンド・ゲート
、４６・・・・・・比較器、５６・・・・・・フリップ
・フロッグ、５８・・・・・・アンド・ケート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 離陸に続く過度の降下状態に対して航空機のパイロ
   ットに警報を与えるために、 前記航空機の高度の変化率を表わす変化率信号の信号源
   と、 前記航空機の対地高度を表わす対地高度信号の信号源と
   、 前記変化率信号に接続され、この変化率信号を。 離陸後に航空機の達した最も高い高度からの航空機高度
   の正味損失を表わす航空機高度正味損失信号に変換する
   変換回路と、 前記航空機高度正味損失信号を前記対地高度信号と直接
   比較するための比較装置とＡ この比較装置に応答して、前記航空機が降下した正味距
   離が航空機の対地高度に対して過度であるとき、パイロ
   ット警報装置を附勢する附勢装置とを備えた航空機警報
   装置。 ２ 離陸に続く過度の降下状態に対して航空機のパイロ
   ットに警報を与えるために、 前記航空機の高度の変化率を表わす変化率信号の信号源
   と、 前記航空機の対地高度を表わす対地高度信号の信号源と
   、 前記変化率信号に接続され、この変化率信号を、離陸後
   に航空機の達した最も高い高度からの航空機高度の正味
   損失を表わす航空機高度正味損失信号に変換する変換回
   路と、 前記航空機高度正味損失信号を前記対地高度信号と直接
   比較するための比較装置と、 この比較装置に応答して、前記航空機が降下した正味距
   離が航空機の対地高度に対、して過度であるとき、パイ
   ロット警報装置を附勢する附勢装置と、 航空機高度の前記変化率信号に応答し、航空機が上昇す
   る限りパイロット警報を禁止する回路とを備えた航空機
   警報装置。 ３ 離陸に続く過度の降下状態に対して航空機のパイロ
   ットに警報を与えるために、 前記航空機の高度の変化率を表わす変化率信号の信号源
   と、 前記航空機の対地高度を表わす対地高度信号の信号源と
   、 航空機のフラップおよび着陸装置の動作状態を示す信号
   に応答して航空機の飛行態勢を表わす信号を発生する態
   勢装置と、 前記変化率信号に接続さへ この変化率信号を、離陸後
   に航空機の達した最も高い高度からの航空機高度の正味
   損失を表わす航空機高度正味損失信号に変換する変換回
   路と、 前記航空機高度正味損失信号を前記対地高度信号と直接
   比較するための比較装置と、 この比較装置に応答して、前記航空機が降下した正味距
   離が航空機の対地高度に対して過度であるとき、パイロ
   ット警報装置を附勢する附勢装置とを備え、 前記比較装置および前記附勢装置は、前記変換回路およ
   び前記態勢装置に応答して、航空機が所定の飛行態勢に
   あるとき、航空機が所定の距離を降下したのを示す警報
   信号を発生するようにした航空機警報装置。