JPS59216795A - 危険な飛行状態の航空機の操縦者に警報を発生するための警報方法 - Google Patents

危険な飛行状態の航空機の操縦者に警報を発生するための警報方法

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JPS59216795A
JPS59216795A JP59091969A JP9196984A JPS59216795A JP S59216795 A JPS59216795 A JP S59216795A JP 59091969 A JP59091969 A JP 59091969A JP 9196984 A JP9196984 A JP 9196984A JP S59216795 A JPS59216795 A JP S59216795A
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ノエル・エス・パタ−ソン
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    • G01C5/005Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels altimeters for aircraft
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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    • G01P1/08Arrangements of scales, pointers, lamps or acoustic indicators, e.g. in automobile speedometers
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  • Navigation (AREA)
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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】 本発明は、一般に対地接近警報装置に関わり、特に、航
空機が低高度で運航中、航空機が予め定められた最低対
地高度以下に降下した場合、あるいは航空機が旋回運航
その他の横転を必要とするような運航を行lSつでいる
間に予め定められた降下率を越えた。嚇付に航空機を保
護する装置に関する。危険な飛行プロフィールから復旧
するのに採らなければなら7.Cい特定の行動を操縦者
に報知するために明確11特定の警報が与えられる。
値沫JO順4岐盟 危険な飛行プロフィールをパイロットもしくは操縦者に
警報する対地接近警報装置は知られている。これらの打
報装置によれば、予め設定された最低高度以下での飛行
を含め、航空機が離陸後または進入時に過度の降下率に
達し得るようないろいろな非安全飛行条件下で航空機の
操縦者に警報が与えられる。予め定められた所望最低高
度以下に航空機が降下した場合に警報を操縦者に与える
警報装置の一例として、電波高度計における最低判定高
度設定値または[バグ(bug ) J設定値と、電波
高度とを比較して、電波高度が設定された最低判定高度
以下に降下した場合に音声または可視警報を与える装置
がある。さらに、離陸運転相または進入失敗運転相例え
ば進入失敗後の着陸復行中に、航空機が過度の気圧高度
変化率で降下したりまたは予め定められた気圧高度量を
失なった場合に操縦者に警報を与える警報装置の例が、
本発明と同一の出願人に譲渡されている米国特許第3.
9’lt、3!g号、第、)、9117.Ij;01号
、第3.9’17,110号および第qaizコlざ号
各明細書に開示されている。
これらの公知の警報装置は、航空機が予め設定された所
望最低対地高度以下に降下した場合とか、航空機が離陸
後あるいは進入復行時に過度に降下した場合に操縦者に
対して警報を与えるのに用いられているが、これらの警
報装置は主として、通常、低高度で飛行し1よかつたり
地上近傍で旋回その他の過激で激しい運動を行1よりI
jい輸送用航空機のために設計されているものである。
したがって、このような警報装置は、例えば地上近傍で
戦術葡機動を行ノ’Jう戦闘機/攻撃機用航空機のよう
fl極めて機動性の高い航空機の操縦者に対し適切で充
分/l ’II報を与えることはでき1よい。
発明の梗概 したがって、本発明の目的は、航空機の高速低空運行相
中における従来の警報装置の欠点の多くを克服する警報
装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、低高度で巡航する戦闘機、/攻撃
用航空機のよう1よ高性能航空機の操縦者に、矯正動作
を行なうのに充分な時間的余裕をもって危険な飛行状態
を指示する警報を与えるように設計された警報装置を提
供することにある。
本発明のさらに他の目的は、地面近傍で旋回や傾斜運動
を行7よう航空機の操縦者に、矯正動作を採るのに充分
な時間をもって過度の降下率のよう11危険7よ状態に
関する警報を与えることである。
本発明のさらに他の目的は、立上がっている地面に向っ
ての離陸中に過度の電波高度損失の傍報を与えることで
ある。
戦闘機/攻*用航窒機の作戦任務飛行プロフィールには
、低高度巡航および攻撃用区間が含ま、れており、操縦
者の注意が逸されたり方向感覚が混乱したりすると、地
面に向って降下したり緩い傾斜で立上がる地面に向って
飛行する危険がある。立上がる地面に向って飛行する危
険は主として離陸中および低高度巡航中に存在する。こ
のようrl不注意による降下の危険は、飛行の攻撃区間
中に遭遇するよう7は犬きiz横転角(傾き角)を要求
するような低空運動中に最も大きい。と言うのは、操縦
者はこのよう7J、運航中、注意を逸されたり方向感覚
を乱され易く、しかも航空機は大きな横転角になれば7
Jるほと降下する傾向があるからである。
したがって、本発明の好ましい実施例によれば、電波高
度計等を用いて航空機の対地高度を感知して、航空機が
予め定められた所望最低対地高度以下に降下した時に、
操縦者に対して[超低高度(Too LOW) Jのよ
うな特定の音声警報を与え、それにより運航の低高度巡
航相中に保護を与える警報装置が提案される。ここで予
め定められた所望最低高度は、典型的な例として、電波
高度計指示器に設けられている最低判定高度マーカもし
くは高度計1バグ(1)ug ) Jにより手動で設定
される最低判定高度である。
また、立上がる地面に向って離陸中あるいは上記の最低
判定高度に到達する前の不注意に基ずく降下中に警報を
与えるために、本装置には、離陸後の電波高度を監視し
て離陸後に到達した最大高度を蓄積もしくは格納してお
くアキュムレータもしくは蓄積器が設けられる。航空機
が、最低判定高度に達する前に、それまでに到達した最
大電波高度の予め定められた百分率に対応の高度以下に
降下すると警報が発生される。典型例として、この警報
は、最低判定高度が犯された場合に発生されて操縦者に
対し超低高度であることを指示する「超低高度」警報と
同じ警報にすることができる。
さらに、警報装置は、航空機の横転(傾き)角を監視し
て、航空機が第一の予め定められた高度以下にありしか
も、航空機の横転角の関数として変化する予め定められ
た降下率を超えた場合ζこ第一の特定の汀報を発生して
、航空機が横転運動中に過度に高い速度で降下中である
ことを操縦者に警報する。このようにして与えられる警
報は、操縦者が問題を迅速に診断できるように充分に特
定的な警報とすべきであり、本発明の実施例においては
、「横転過度」その他類似の音声表現による警報を用い
ることができる。
本発明の上に述べた目的および他の目的11らびに利点
は添付図面を参照しての以下の詳細/、に説明を考察す
ることにより明らかとなろう。
好ましい実施例の詳細fよ説明 さて図面、特に第1図を参照するに、この図には、低空
運航中に非安全飛行状態の傍報を発生するのに特に有用
である本発明による対地接近警報装置の一実施例が示し
てあり゛、参照数字ioで総括的に表わされている。本
発明による装置IOは、第7図には、説明の便宜上一連
のゲート、比較器、フリップフロップ等を含む機能もし
くは論理ブロックダイアダラム形態で示されているが、
本発明による論理は、第7図に示した以外の仕方で実際
に実現することができ、いろいろなディジタルおよびア
ナログ技術を用いての実現が可能であることは理解すべ
きである。ここで述べる警報装置で用いられる信号には
、電波高度、気圧高度変化率、対気速度、工ンジン回転
数、航空機の横転角、最低判定高度および航空機の着陸
装置の位置を示す信号7よらびに他のいろいろIS有効
信号が含まれる。本警報装置が設置される航空機の形式
に依存して、第1図に示した信号は、気圧高度計/コ、
気圧高度変化率回路ノダ、電波高度計16およびジャイ
ロスコープのプラットフォーム/ざのような間々の計器
ツマらびに着陸装置の位置を示す離散的素子のよう1j
いろいろ1,1′離散的回路素子から得ることができる
先に述べたように、本発明による装置は航空機運転のい
ろいろな異7よった相中に異ISつた警報を与えるよう
に設計されている。例えば、装置は、航空機が低空巡航
中に最低判定高度以下に降下したJ、J%汗に音声鋒報
を「超低高度(To。
LOW ) Jのよう1マ第7の警報を与えるように設
計される。この警報は、また航空機が、離陸後で上記最
低判定高度に達する前に到達した高度の予め定められた
高度比率を失った場曾にも発生される。さらに、本装置
は、航空機が横転運航中に急速に降下した場合に例えば
音声信号「横転過度(ROLL OUT ) Jのよう
な第2の特定の警報を与えるように設計される。したが
って、成る飛行パラメータが越えられた場合に適当な警
報が発生されるように、航空機が運転されている特定の
飛行相、即ち離陸相、低高度巡航相または低空運航相を
指示する論理回路が設けられる。この論理機能は、アン
トゲ−)Jθ、2λ。
コf 、、24および−g、オアゲート30.一対のセ
ット/リセットフリップフロップ32および34t1遷
移検出器3tならびにフリップフロップ3弘によって制
御されるスイッチ3gを含む論理回路によって実現され
る。
本装置は、飛行の離陸相、低空巡航および低空運航相中
に警報を発生するように動作するべく設計されるのであ
るから、航空機が実際にこれらの相の内の成る相にある
かどうかを決定するために成る種の判定を行なわなけれ
ばならない。最初の判定はアントゲ−トコ0によって行
なわれる。このアンドゲート、20は、成る条件が満さ
れる」ろ合にのみアンドゲートココおよびU+に対して
可能化信号を与える。これらの条件には、車輪に荷重が
かかつておらず、航空様が実際に飛行中であることを示
す条件、着陸装置が上がっておって航空機がスθθノッ
トより遅い速度で飛行しておらず、したがって航空機は
着陸態勢に1.1′いことを示す条件が含まれる。
また本装置が動作するためには、気圧高度計12、気圧
変化率回路/+および電波高度計が適正に動作していな
ければならない。したがって、気圧高度計lよらびに電
波高度計が禁止されてい/、、i′いことを示す信号1
よらびに電波高度変化率が過度でないことを示す信号が
ゲー)J(7に印加されて、気圧高度計12、気圧変化
率回路/4(および゛1波高度計16からの信号が有効
である場合にのみ上記ゲート20によりゲートコ2およ
び2グが可能化される。
航空機が着陸姿勢以外の姿勢で飛行しているか否かなら
びに計器が適正に動作していることの判定に加えて、航
空機が進入相にあるかあるいは離陸相にあるかあるいは
進入失敗後の着陸復行相にあるかを決定する必要がある
。この決定もしくは判定は、アンドゲート、26および
バ、オアゲート30ならびにセット/リセットフリップ
フロップ3コによって行r’lわれる。図示の実施例に
おいては、離陸出力が存在し且つ着陸装置が上がってい
ると言うλつの条件が滴された場合にのみ、離陸または
進入失敗後の着陸復行が指示される。これらλつの条件
が満されると、セット/リセットフリップフロップ32
はリセットされる。ゲート2乙に印加される離陸出力を
表わす信号は、いろいろな信号源、例えば、エンジンの
回転数(RPM )が充分に高く離陸出力を表わす時に
ゲートコロに可能化信号を与える比較回路とかスロット
ル位置を示す素子等から得ることができる。例えは、ジ
ェットエンジンの一次側コンプレッサの回転数RPMを
表わすエンジン回転速度計を用いて、エンジンの回転数
(RPM)信号を発生し、最大エンジン回転速度(RP
M )の例えば?(7%に相当する予め定められた回転
速度もしくはRPMを用いて離陸出力を表示することが
できる。着陸装置上がり(ギヤーアップ)信号は、例え
ば着陸装置によって作動されるスイッチとか操縦室内の
着陸装置制御ハンドルにより作動されるスイッチのよう
な別の離散的素子から容易に得ることができる。
進入争件は、着陸装置が上がっていないかまたは航空機
がlθθフィート以下であって、エンジンが離陸出力を
発生しておらずしかも航空機の速度が、200ノツトを
越えていない場合に、ゲート、20および2ざtこよっ
て指示される。ゲート2gからの進入状態指示信号は、
フリップフロップ3.2をセットする働きをなす。
動作において、飛行の離陸相中、セット/リセットフリ
ップフロップ3コはリセットされて、該フリップフロッ
プ32のQ出力は高レベル状態から低レベル状態に切換
わる。このレベル遷移は、遷移検出器36によって検出
されて、該検出器36はそこで上記遷移に応答し出力パ
ルスを発生してセット/リセットフリップフロフロップ
34!のQ出力でスイッチ3ざは第1図に示した位置に
作動されて、それによりゲートココの1つの入力端は超
低高度比較器lIO、スケーラ回路11.2および電波
高度累積器4!りを含む回路に接続される。これらデバ
イスは、「超低高度」警報を離陸モード中に発生器4’
Aにより何時発生すべきかを決定する。
電波高度が最低判定高度(14DA)を越えることによ
り航空機がその離陸を完了したことが判明したならば、
最低判定高度比較器もしくはMDA比較器SOは航空機
が最低判定高度を越えたことを示す信号を発生してフリ
ップフロップ34′のリセット入力に印加し、該フリッ
プフロップ3弘をリセットする。このフリップフロップ
3’1がリセットされると、スイッチ3gが作動されて
ゲート、2コは超低高度比較器ダ0から切離され、MD
A比較器Sθの「最低判定高度未満(I、ElsSTH
AN MDA)J出力端に接続され、それにより本装置
をして、最低判定高度を下廻わる降下に対し応答ぜしめ
る。その結果、航空機がこのモード中に最低判定高度を
下廻って降下すると、警報発生器lIAは「超低高度」
警報を発生して変換器pgに印加する。航空機の高度が
、最低判定高度未満ではlスいが、該最低判定高度に例
えばiooフィートのような予め定められた増分を加え
た高度より低い場合には、アンドゲート24/−は、比
較器Sθの入力のうちの2つの入力に印加されるI”[
低判定高度以上(GREATBRTHAN MDA )
 Jおよび[最低判定高度未満子10θフィート(LE
SS THAN MDA −1−/θ0FFiKT’)
J信号に応答して該比較器goにより可能化される。こ
のようにしてアンドゲート一りが可能化されると、該ア
ンドゲート241は一対の比較器よ−およびまダに応答
して第一の佇報発生著詩6を作動し、後者は例えば、航
空機の降下率が所与の横転角に対し所定のレベルを越え
ている時に「横転過度」のよう1j第2の警報を発生す
る。
動作についてさらに詳細に論すると、航空機が離陸する
際に、フリップフロップ32はリセットされ、それによ
り遷移検出器36は出力パルスを発生してフリップフロ
ップ3ダをセットし、ゲート2コを比較器ダθに接続せ
しめる。
遷移検出器36からの出力パルスはまた、電波高度累積
器を零または例えば5θフィートのような予め定められ
た低い値にリセットする。電波高度累積器は、電波高度
計76からの高度信号を受けて、離陸以降達した最大高
度を保持している。離陸以降達した電波高度のこの最大
値は、スケーラ回路lIJに印加される。該スケーラ回
路ダコにおいて例えばqs%のような較正係数もしくは
換算係数を乗ぜられて、超低高度比較器qoに供給され
る。該比較型ダθは離陸相中、超低高度警報発生器4!
6の動作を制御する比較器である。
電波高度計信号はまた、超低高度比較器p。
にも印加される。電波高度が上記較正係数を乗じた最大
電波高度を越えている限りにおいては、警報は発生され
ない。しかし1.Kから、電波高度が上記較正された最
大高度、例えば飛行中に達した最大高度のqst16未
満に落ちると、比較器yθはゲートココに信号を供給す
る。この信号によりゲート、2コは「超低高度」警報発
生器4’Aに信号を供給して、該発生器4t6をして「
超低高度」警報を発生し、この警報を直接または間接的
に変換器atに印加する。但し、その場合、ゲートココ
の他方の入力が、ゲート:lOによって可能化されてい
ることが条件である。
高度計76からの電波高度信号はまた、最低判定高度比
較器もしくはMDA比較器30にも印加される。この比
較器Sθは、電波高度計ノロからの電波高度信号を監視
して、該電波高度が最低判定高度を越えた時に、フリッ
プフロップ3ダに[最低判定高度超過(Gl:ATF!
RTHANMDA ) J信号を供給する。この信号は
フリップフロップ3yをリセットしてスイッチ3gによ
りゲートココをMDA比較器り0に接続する。このよう
にして、発生される警報は、 MDA比較器よOにより
制御されることになる。MDA比較比較器定判定高度く
はMDA以上に留まっている限りにおいては警報は起動
されることはない。しかしながら高度が最低判定高度M
DA未満に落ちてゲート−2,2がゲートコ0により可
能化されると、MDA比較器は「最低判定高度未満」信
号をゲートココに供給して、該ゲート2.2により警報
発生器ダ6をして「超低高度」警報を起動せしめる。
航空機が最低判定高度を越えて上昇し、しかも該最低判
定高度に所定の増分、例えばlθ0フィートを加えた高
度以下に留まっており、そしてゲート2oが可能化信号
を発生している限りにおいては、ゲート、2ダは横転過
度比較器ココおよび横転角比較器、141の制御下にあ
る。比較器ココおよびjlIの機能は、航空機の横転角
および気圧降下率を監視して、降下率および横転角の組
合せが、安全でない場合には、ゲートλダにより警報発
生器36をして警報を起動せしめる。
既に述べたように、航空機は、横転角が増大するにつれ
降下する傾向がある。しかし/、J:がら、この傾向は
、横転角が予め定められた値、例えばフェアチャイルド
(Fairc)111d ) A / 0のような最新
の戦闘i幾/攻撃機の場合、例えば11.t’を越える
までは顕著には現われない。したがって、横転角比較器
Stはジャイロスコープのプラットフォーム/gまたは
航空機の横転角を指示する類似の代置により発生される
横転角信号を監視して、該横転角が、航空機が降下する
傾向(!: 7’、L’る(JY転角の呟に達した時に
ゲート、29に対し可能化信号を供給する。これにより
、気圧降下率が、横転過度比較器S2によって決定され
る所与の横転角に対し許容される最大降下率を越えた場
付に、合服発生器S6により「横転過度(ROLL O
UT ) J 警報を発生することができる。この「横
転過度」n報を発生する必要条件については、追って第
3図と関連しさらに説明する。
第一図を参照するに、この図には対気速度および高度の
関数として「超低高度」警報を発生したり「横転過度」
警報を可能化するのに必要な条件を図解するグラフが示
されている。これらの条件は、このグラフに2つの陰影
を付けた領域で表わされている。第2図から明らかなよ
うに、航空機の対気速度が予め定められた値、この実施
例ではコOθノット未満である限りにおいてはいずれの
警報も発生されない。航空機の対気速度が一〇θノット
を越え、そして他の先に述べた条件が満されると、航空
機が最低判定高度または、該最低判定高度を越える以前
の離陸または着陸復行時に達した最大高度の例えばり5
チのような予め定められた比率の高度以下に落ちると常
に「超低高度」警報が与えられる。
航空機の高度が最低判定高度を越えているが但し、該最
低判定高度に例えば100フイートのような予め定めら
れた増分を加えた高度未満である場合には、「横転過度
」警報が可能化される。しかしながら、「超低高度」警
報境界が犯される場合とは異なり、「横転過度」警報境
界(第一図に示す)が侵犯された場合には「横転過度」
警報は自動的には発生されない。換言するならば、「横
転過度」警報モードが可能化されるだけであって、実際
の警報は横転角が例えば<Z3’のような予め定められ
た角度を越えて、そして降下率が虞転角の関数として最
大許容降下率を定める降下率曲線(第3図)の境界を侵
犯した場合にのみ発生されるのである。     4戦
闘機/攻撃用航窒機での使用に特に適していることが判
明している降下率曲線が第3図に示しである。陰影を引
いた領域は、「横転過度警報を発生ずるのに必要な横転
角と気圧計降下率との間の関係を示す。第3図から明ら
かなように、「横転過度」警報は、横転角が4Z、!−
’に達するまでは発生されない。q yOに達すると、
「横転過度」警籟は、気圧計高度降下率が毎分/θθフ
ィートを越えた場合に発生される。横転角が6θ0屹増
加すると、警報を起動するのに必要な降下率は僅か毎分
SOフィートで良く、そして横転角がqooに達した時
には、降下は最早や許容されない。と言うのは、この条
件下での翼による揚力は実質的に零であるからである。
以上本発明の実施例に関して説明したが、上の教示に鑑
みて数多の変形および変更が可能である。したがって本
発明の範囲内で、本発明は上に述べた以外の仕方で実施
し得るものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による警報装置の論理ブロックダイアグ
ラム、第2図は警報を発生することが許される対気速度
と電波高度との間の関係を図解するグラフ、そして第3
図は航空機が横転運動中過剰の速度で降下していること
の警報を発生するのに要求される気圧高度変化率と横転
角との間の関係を示すグラフである。 /θ・・警報装置、7.2・・気圧高度計、/り・・気
圧高度変化率回路、/A・・電波高度計、/す・・プラ
ットフォーム、20.2.2.2’l、14゜ig、3
0・・アンドゲート、32.:l’l・・セット/リセ
ットフリップフロップ、36・・遷移検出器、3g−6
スイツチ、yo−・超低高度比較器、4Z、2・・スケ
ーラ回路、1III・・電波高度累積器、4/6・・発
生器、lIt・0変換器、まO・・MDA発生器、s、
2.slI・・比較器、S6・・腎報発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 /)  @陸後および低高度運航中の航空機の危険な飛
    行状態を操縦者に諸相するための薩報装置において、 離陸後航空機の対地高度を監視して飛行中に到達した最
    大対地高度の表示を格納するための手段き、 所望の最低対地高度を選択するための手段と、 航空機の対地高度を表わす信号、前記高度表示格納手段
    および前記最低高度選択手段に応答して、航空機の高度
    が前記最低所望高度以下に降下した場合、または前記航
    空機が前記所定の最低所望高度に未だ達していlよい場
    合に飛行申達した前記最大対地高度の予め定められた百
    分率に対応の高度以下に降下した場合、第1の特定の貴
    報を与えるための手段とを含む航空機の危険な飛行状態
    の貴報装置。 リ エンジンの出力を表わす信号および着陸装置の位置
    に応答し、着陸装置が上げられておって前記エンジンが
    離陸出力にある場合に、高度が、到達した最大高度の予
    め定められた百分率に対応する高度以下に降下した場合
    に貴報装置を働かせて警報表示を与えるための手段を備
    えている特許請求の範囲第7項記載の警報装置。 3)航空機の対気速度を表わす信号に応答して、航空機
    の対気速度が予め定められた速度を越えた場合にのみ警
    報装置を働かせて替報表示を与える特許請求の範囲第1
    項記載の警報装置。 リ 予め定められた対気速度が約コ。θノットである特
    許請求の範囲第3項記載の諸相装置。 リ 航空機の低高度運航中危険な飛行状態を操縦者に警
    報するための警報装置において、航空機が最低高度以下
    に降下した場合に第1の/if定の警報を発生ずるため
    の手段と、前記最低の高度より上で飛行中に、航空機の
    横転角および降下率の関数として第コの特定の警報を発
    生4−るための手段とを含む航空機の危険な飛行状態の
    警報装置。 6)横転角が予め定められた値を越えた時にのみ第コの
    特定暗報発生手段を可能化するための手段を備えている
    特許請求の範囲第5項記載の警報装置。 7)横転角の予め定められた値が約4L、t’である特
    許請求の範囲第4項記載の警報装置。 g)地面近傍で運航中の航空機の操者に警報を与えるた
    めの警報装置において、航空機の横転角を表わす信号お
    よび航空機の降下率を表わす信号に応答して、前記横転
    角および降下率の組合せが予め定められたレベルを越え
    た時に操縦者に警報を発生ずるための手段を備えている
    警報装置。 リ 航空機の高度が予め定められたレベルを越えた場合
    に警報の発生を阻止するための手段を備えている特許請
    求の範囲第3項記載の警報装置。 io)航空機の高度が予め定められた最低高度以下に落
    ちた場合に警報の発生を阻止するための手段を備えてい
    る特許請求の範囲第9項記載の警報装置。
JP59091969A 1983-05-13 1984-05-10 危険な飛行状態の航空機の操縦者に警報を発生するための警報方法 Pending JPS59216795A (ja)

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