JPS6013124B2 - 航空機の対地高度警報装置 - Google Patents

航空機の対地高度警報装置

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JPS6013124B2
JPS6013124B2 JP52073912A JP7391277A JPS6013124B2 JP S6013124 B2 JPS6013124 B2 JP S6013124B2 JP 52073912 A JP52073912 A JP 52073912A JP 7391277 A JP7391277 A JP 7391277A JP S6013124 B2 JPS6013124 B2 JP S6013124B2
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    • G01S13/935Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of aircraft or spacecraft for terrain-avoidance

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は対地接近警報装置の分野、特に不十分な対地
高度の警報を発生する対地高度警報装置に関する。
従来の対地接近警報装置、例えばべートマン(舷tem
an)の米国特許第3,946,358号およびべート
マン等の米国特許第3,944,968号に開示されて
いる対地高度警報装置は、対地高度が所定制限値以下で
ある場合に警報を発生するために、電波高度信号と組合
わされる着陸装置信号および着陸フラップ位置信号の両
方を使用していた。
これらの装置は、航空機が着陸態勢でないとき、航空機
が大地に向って降下するような対地事故中にある制御飛
行のための警報をタイミングよく発生する。従来の対地
接近警報装置では着陸装置が下がると、ある状況下、つ
まり対地警報保護能力を要するかもしれないときに、そ
れを除去するような影響を及ぼす対地警報モードを抑制
する。さらに、過去において、乗組員が気圧高度計を3
000メートル(10000フィート)だけ誤読して、
その結果気付かないま)に大地に対して非常に接近した
範囲の巡航速度で飛行していたという例が,あった。米
国特許第3,946,358号に示すような従来の対地
高度警報装置は、多くの場合「 これらのより遠い巡行
速度で十分な警報時間を与えないだろう。これは一部、
航空機がまた警報レベルを180メートル(600フィ
ート)まで上昇させるに十分な速度のある気圧降下率で
降下していなければ、航空機が対地高度60メートル(
200フィート)内になるまでこれらが警報を出さない
ということによるものである。対地接近警報装置入のた
めに使用されている着陸装置またはフラツプスィッチの
故障は、そのような故障がそれ自体着陸進入中連続した
引上げ(p山1−up)警報で表示されるだろうから、
装置の信頼性を損うこととなる。
この問題の原因は即座に明らかでないので、操縦士はそ
の装置を信頼しなくなるだろう。対地接近警報装置の信
頼の欠如の他の原因は、従来の大多数の警報が引上げに
対する単一の命令的指令と似ているということである。
操縦士は、警報を発生する状態であるかどうかが確かで
ない時にある処置で即座に応答することをきらっている
ということがわかった。したがって、この発明の目的は
、航空機の対地高度が非常に低くなったことを表わす音
声警報を発生する対地高度警報装置を提供することであ
る。
さらに、この発明の目的は、対地接近に対する警報基準
が航空機の速度の関数として変化し、且つ航空機が大地
に対して非常に低くなったことを示すために音声警報が
発生される航空機の対地高度警報装置を提供することで
ある。
この発明の他の目的は、航空機が大地に対して非常に低
く、そしてある航空機の速度の間航空機が着陸装置を上
げたま)で非常に低いことを示すために音声警報が発生
される対地高度警報装置を提供することである。
さらに、この発明の他の目的は、航空機の速度に応じて
、航空機が大地に対して非常に低いか、あるいは航空機
がフラップを上げたま)非常に低いことを示すために音
声警報が発生される対地高度警報装置を提供することで
ある。
また、この発明の他の目的は、この警報をトリガするの
に使用される高度が航空機の速度の関数として変化する
場合に航空機が大地に対して非常に低いこと、さらに所
定値以下の航空機の速度の間航空機が着陸袋鷹を上げた
ま)で非常に低いか、あるいは航空機がフラップを上げ
たま)で非常に低いことを示すために音声警報が発生さ
れる対地高度警報装置を提供することである。
この発明は電波高度計からの信号を使用して航空機の実
際の対地高度を決定する。
さらに、航空機はフラツプおよび着陸装置が上がってい
るかまたは下がっているかを示す信号と共に、気流速度
あるいはマッハ数のような航空機速度を表わす信号を使
用する。たとえば「航空機が0.45マッハのような所
定速度以上で対地高度300メートル(1000フィー
ト)内を下降しているとき、着陸装置およびフラップが
共に下げられてなければ、航空機が大地に対して非常に
低いことを示す音声警報が発生されるだろう。さらに、
大地音声警報が発生される高度は、初期進入、下降およ
び運転の段階中「警報時間を増加するため、航空機の速
度関数として変化する。航空機が0.35マッハのよう
な所定速度以下で着陸装置をあげて150メートル(5
00フィート)以下に下降するとき、“低すぎる、着陸
装置”を指示する音声警報を発生するだろう。なお、フ
ラップが着陸位置になく、航空機が着陸装置を下げて対
地高度60メートル(200フィート)内で進入すると
き、“低すぎる「フラップ”を指示する音声警報を発生
するだろう。警報を起した状態を示す音声警報を使用す
ることによって、操縦士の信頼および装置の採用が大き
く増大ししもって実質的に実際の運航状況における装置
の有効性というものが増加する。また、対地高度着陸が
発生され得る高度を、航空機が巡航速度にある300メ
ートル(1000フィート)まで上昇することによって
、大地近くの故意でない高速飛行が避けられる。第1図
は、航空機の着陸装置が上がっているとき対地高度警報
信号を発生するための、マッハ数で示す航空機の速度と
航空機の対地高度との関係をグラフで示す図面である。
例えば、航空機が0.35マッハ以下の速度を有し、大
地から150メートル(500フィート)内を下降する
ときはいつでも、第1図の斜線部分10で示ように、“
低すぎる、着陸装置”の音声警報が発生される。航空機
の速度が0.35〜0。45マッハの間では、線12で
示す警報境界は、実質的に航空機の速度に依存し、音声
警報は航空機が大地に対して非常に低いことを示す。
換言れ‘ま、より高速中では警報が発生される高度また
高くなる。航空機の速度が0.45マッハを越えている
間では、航空機が大地から300メートル(1000フ
ィート)内で進入する任意の時間に、第1図の斜視部分
14で示すように、“低すぎる、大地”の音声情報が発
生されるだろう。同様に、第2図のグラフは、着陸装置
は下がっているがフラップは着陸体勢に設定されてない
ときの対地高度警報装置の動作を示す。第2図の斜線部
分16は、航空機が0.28マッハ以下の速度で大地か
ら60メートル(200フィート)内にあるとき、“低
すぎる、フラツブ”の音声情報が発生されることを示す
。航空機が0.28〜0.45マッハの速度を有すると
き、航空機が0.28〜0.45の所定のマッハ数間で
線18以下に下降するならば、“低す‐ぎる、大地”の
音声情報が発生される。航空機が0.45マッハ以上の
速度を有するとき、第2図の斜線部分20で示すような
“低すぎる、大地”の音声情報が、航空機が大地から3
00メートル(1000フィート)内で下降するときは
いつでも発生されるだろう。したがって、警報が発生さ
れる特性および高度は共に航空機の速度に依存すること
が、第1図および第2図の両方に示す特性から明らかで
ある。
さらに、発生される警報の高度および特性は、また着陸
装置およびフラップの位置に依存する。また、第1図お
よび第2図を比較すると、航空機が0.45マッハまた
はそれ以上の比較的早い速度で着陸装置およびフラツプ
を共に上げてす)んでいるとき、比較的高い高度で対地
警報が発生され、もって航空機が大地近くを巡航速度で
不注意に飛行している場合にはタイミングよく警報が発
生される。第3図は、第1図および第2図のグラフに示
された特性を有する対地高度警報装置の機能的ブロック
図を示す。
第3図に示すこの発明の好ましい実施例において、ディ
ジタルメモリ22は一つの藷を形成するのに必要なビッ
トのシーケンスを含む。ディジタルアナログ変換器(以
後、DA変換器と称する)は、線26を通してディジタ
ルメモリ22から供給されるビットを受信し、このビッ
ト流れをアナログ信号に変換し、そしてこのアナログ信
号は線28を通して増幅器30へ伝達される。増幅され
たアナログ信号は線32を通してスピーカ34に伝達さ
れ、適当な語を発生する。ディジタルメモリ22に含ま
れるビットは、DA変換器24への伝送のため、メモリ
アドレス論理回路36により選択される。同機な音声発
生装置が、ベートマンの米国特許第3,925 751
号に開示されている。次に、メモリアドレス論理回路3
6は複数個の入力40,42,44および46により制
御され、これらの各入力はディジタルメモリ22の各部
分がそれぞれ“大地”“着陸装置”“フラップ”“低す
ぎる”の語を形成するために選択されるべきであること
を示す。メモリアドレス論理回路36はANDゲート5
0から線48を通して伝達される信号により抑制される
。着陸装置が下がっていることを意味する信号GDが線
52を通してANDゲート50‘こ印加され、そしてフ
ラップが下がっているかまたは着陸位置にあることを示
す信号FDが線54を通してANDゲート501こ印加
されると、抑制信号が線48を通してメモリアドレス論
理回路36に伝送されて、いかなる対地高度警報の発生
も防止されるだろう。したがって、着陸装置が下がり、
フラッブが着陸設定中にあるとき、対地高度警報は発生
されないだろつo航空機速度を表わす信号は、マッハ計
58または同様の装置から線56を通して関数発生器6
0に印加される。
関数発生器60は線64を通して加算結合部62の正端
子へ信号を発生し、この線64上の信号は0.28マッ
ハ以下の速度が60メートル(200フィート)、0.
28〜0.35マッハの速度が60〜150メートル(
200〜即0フィート)、そして0.35〜0.45マ
ッハの速度が300メートル(1000フィート)を表
わすように目盛られる。0.45マッハ以上の全ての速
度に対しては、関数発生器60の出力は300メートル
(1000フィート)を表わす信号となる。
電波高度計66は、加算結合部62の別な正端子への入
力として使用される高度信号hRを供給する。比較器6
8は線70を通して加算結合部62からの出力を受信し
、航空機が所望の高度以下となり、着陸装置およびフラ
ップの両方のうちの一方または他方が上げられている場
合に線72に高レベルすなわち正論理信号を発生し、も
って即座に諸“低すぎる”の発生し始める。線72の正
論理信号は、また74,76および78を含む複数個の
ゲートの各々を付勢するように働き、これらのゲートは
線40,42,44および46上の信号の発生を制御し
、次にメモリアドレス論理回路36により所望の語が発
生される。線56に接続された比較回路80は航空機の
速度が0.35マッハ以上のとき線82に正論理信号を
発生する。
着陸装置の上っていることが、線84に印加される正信
号により示される場合には、入力として線82と84の
信号を受けるANDゲート85は、線86を通して正論
理信号をORゲート88へ伝達するだろう。ORゲート
88は線86上の正信号をANDゲート78の第2の入
力様子に伝達し、もって線72上の正信号と協働して語
“大地”を発生し始める。この第3図の回路の動作は、
第1図のグラフの警報境界12に対応する。航空機の速
度が0.35マッハを越えることを示す線86上の正信
号は反転端子によりANDゲ−ト76に印加され、もっ
て語“着陸装置”の発生を抑制するだろう。したがって
、第1図からもわかるように、0.35マッハ以上の任
意の航空機の速度の間、語“着陸装置”は発生されない
だろう。航空機の速度が比較回路9川こより測定される
ような0.28マッハ以上であり、航空機のフラップが
線92上の正論理信号により示されるような着陸設定中
でない場合には、ANDゲート94は線96に正論理信
号を発生するだろう。線96上の正論理信号はORゲー
ト88を通してANDゲート88へ伝達され、もって語
“大地”を発生し始める。なお、反転入力端子を通して
ANDゲート74への入力となる線96上の正論理信号
は、藷“フラップ”の発生を抑制しがちである。論理回
路のこの部分の動作は、第2図のグラフの線18により
示される部分に関連することがわかる。航空機が第1図
のグラフの部分10に対応する0.35マッハ以下の速
度で、着陸装置が上がった状態となると、線82には低
レベルの論理信号が発生し、もって線86に低レベルの
信号が発生して語“大地”の発生を抑制しようとする。
しかしながら、線84の高レベルの信号は線86の低レ
ベルの信号と協働してANDゲート76により語“着陸
装置”を発生する。したがって、0.35マッハ以下の
航空機の速度中、“低すぎる、着陸装置”の警報が発生
されるだろう。航空機が0.28マッハ以下の速度を有
する場合には、比較回路90Gま低レベルの信号を発生
し、したがってANDゲート94をターンオフし〜 そ
して線96低レベルの信号を生じがちである。
これは線86の同様の低レベルの信号と協働してAND
ゲート78を抑制し、もって語“大地”を発生させない
。着陸装贋が下がっているものとすると、線96の高し
ベルの信号は語“フラップ”を発生させる。着陸装置が
下がっていない場合には、線84の高レベルの信号はA
NDゲ−ト74を抑制し、語“フラップ”を発生させな
い。したがって、それらが共に下がってない場合には、
語“着陸装置”は諸“フラップ”に対して優先すること
が、線84の信号をANDゲート74へ供給することか
ら理解される。回路要素48〜96は、高度、速度、フ
ラツプおよび着陸装置設定の関数として、種々の音声警
報の発生を制御するための電子アナログ計算機回路を表
わす。
この発明の好まし‘こ実施例はアナログ計算機論理回路
を使用するけれども、ディジタル計算機は同じ機能を行
うために使用される。“低すぎる、大地”、“低すぎる
、着陸装置”および“低すぎる、フラップ”のように発
生される音声信号は、こ)で開示された装置に使用され
るべき好ましい用語である。しかしながら、この発明が
これらの用語に限定され、そしてこれらの用語が操縦士
に伝達される情報の性格を広い意味で記載するように使
用されていることを意図するものでない。同様に、第1
図および第2図の特性の種々の値および第3図の回路要
素の値は、この発明の好ましい実施例を示すために意図
されたものであり、異なった動作環境および航空機の型
に対して少し異なる値を取り得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は着陸装置が上がっているとき、対地高度警報を
発生するための航空機の高度および速度関係を示す特性
図、第2図は航空機のフラップが上がっているとき、対
地高度警報を発生するための航空機の高度および速度関
係を示す特性図、第3図は第1図および第2図の警報特
性を有する回路を機能的に示すブロック図である。 図中L 22はディジタルメモリ、24はDA変換器、
30は増幅器、36はメモリアドレス論理回路、58は
マッハ計、6川ま関数発生器、66は電波高度計、68
は比較器、80,9川ま比較回路である。 FIG I FIG.2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 航空機の対地高度を表わす信号を発生する電波高度
    計と、航空機の速度を表わす信号の信号源と、航空機の
    着陸装置の位置を表わす信号の信号源と、上記対地高度
    信号と上記速度信号に応答して航空機の対地高度を航空
    機の速度と比較する手段と、上記着陸装置の位置信号、
    上記速度信号および上記比較手段に応答して、航空機が
    着陸装置を上げて所定速度以下で第1の所定高度以下に
    下降したとき第1型の警報信号を発生する手段と、上記
    着陸装置の位置信号、上記速度信号および上記比較手段
    に応答して、航空機が着陸装置を上げたまま上記所定速
    度を超える第2の所定高度以下に下降したとき第2型の
    警報信号を発生する手段とを備えた航空機の対地高度警
    報装置。 2 第1型の警報信号を発生する手段は、“低すぎる、
    着陸装置”の音声信号を発生する手段を含む特許請求の
    範囲第1項記載の航空機の対地高度警報装置。 3 第2型の警報信号を発生する手段は、“低すぎる、
    大地”の音声信号を発生する手段を含む特許請求の範囲
    第2項記載の航空機の対地高度警報装置。 4 第2型の警報信号を発生する手段は第2の所定高度
    を速度の関数として変化させる特許請求の範囲第3項記
    載の航空機の対地高度警報装置。 5 航空機の対地高度を表わす信号を発生する電波高度
    計と、航空機の速度を表わす信号の信号源と、航空機の
    フラツプの位置を表わす信号の信号源と、上記対地高度
    信号、上記速度信号および上記フラツプの位置信号に応
    答して、航空機がフラツプを上げて第1の所定速度以下
    で第1の所定高度以下に下降したとき第1型の警報信号
    を発生する手段と、上記対地高度信号、上記速度信号お
    よび上記フラツプの位置信号に応答して、航空機がフラ
    ツプを上げて上記第1の所定速度を越えて第2の所定高
    度以下に下降したとき第2型の警報信号を発生する手段
    とを備えた航空機の対地高度警報装置。 6 第1型の警報信号を発生する手段は“低すぎる、フ
    ラツプ”の音声信号を発生する手段を含む特許請求の範
    囲第5項記載の航空機の対地高度警報装置。 7 第2型の警報信号を発生する手段は“低すぎる、大
    地”の音声信号を発生する手段を含む特許請求の範囲第
    6項記載の航空機の対地高度警報装置。 8 第2型の警報信号発生する手段は第2の所定高度を
    速度の関数として変化させる特許請求の範囲第7項記載
    の航空機の対地高度警報装置。 9 第1の所定速度は0.28マツハであり、第2の所
    定速度は0.35マツハである特許請求の範囲第8項記
    載の航空機の対地高度警報装置。 10 デイジタルメモリと、このデイジタルメモリに作
    動的に接続されるデイジタルアナログ変換器と、このデ
    イジタルアナログ変換器に作動的に接続されるスピーカ
    と、上記デイジタルメモリに作動的に接続され、所定情
    報ビツトの上記デイジタルメモリ群から選択的に出力を
    出させるメモリアドレス論理回路と、航空機の速度を表
    わす信号の信号源と、航空機の対地高度を表わす信号を
    発生する電波高度計と、航空機の着陸装置の位置を表わ
    す信号の信号源と、航空機のフラツプの位置を表わす信
    号の信号源と、上記速度信号、上記対地高度信号、上記
    フラツプの位置信号および着陸装置信号に応答し且つ上
    記メモリアドレス論理回路に作動的に接続され、航空機
    が着陸装置を下げて第1の所定速度以下で第1の所定高
    度以下に下降したとき第1型の音声信号を発生させ、航
    空機が上記第1の所定速度を超えて第2の所定高度以下
    に下降したとき第2型の音声信号を発生させる電子計算
    器とを備えた航空機の対地高度警報装置。 11 電子計算機は航空機がフラツプを下げて第2の所
    定速度以下で第3の所定高度以下に下降したとき第3型
    の音声信号を発生させる特許請求の範囲第10項記載の
    航空機の対地高度警報装置。 12 電子計算機は第1型の音声信号が発生されたとき
    第3型の音声信号を抑制するように働く特許請求の範囲
    第11項記載の航空機の対地高度警報装置。 13 第1型の音声信号は“低すぎる、着陸装置”の信
    号であり、第2型の音声信号は“低すぎる、大地”の信
    号であり、第3型の音声信号は“低すぎる、フラツプ”
    の信号である特許請求の範囲第12項記載の航空機の対
    地高度警報装置。 14 電子計算機はアナログ計算機である特許請求の範
    囲第13項記載の航空機の対地高度警報装置。 15 アナログ計算機は速度信号に応答して機能的に速
    度に関連する係数信号を発生する関数発生器を含む特許
    請求の範囲第14項記載の航空機の対地高度警報装置。 16 アナログ計算機は関数発生器に動作的に接続され
    、対地高度信号に応答して航空機が高度の、速度の関数
    である所定値以下に下降することを示す論理信号を発生
    する比較器を含む特許請求の範囲第15項記載の航空機
    の対地高度警報装置。17 航空機の対地高度を表わす
    信号の信号源と、航空機の速度を表わす信号の信号源と
    、航空機の着陸装置の位置を表わす信号の信号源と、上
    記対地高度信号、上記速度信号および上記着陸装置の位
    置信号に応答して、航空機が第1の所定対地高度以下に
    あるとき、“低すぎる、大地”の音声警報を発生し、所
    定速度以下で着陸装置が上がっているとき“低すぎる、
    着陸装置”の音声警報を発生する計算機とを備えた航空
    機の対地高度警報装置。 18 計算機は第2の所定高度以下のみ、“低すぎる、
    着陸装置”の音声警報を発生する特許請求の範囲第17
    項記載の航空機の対地高度警報装置。 19 第1の所定高度は地上300メートル(1000
    フイート)である特許請求の範囲第17項記載の航空機
    の対地高度警報装置。 20 第2の所定高度は地上150メートル(500フ
    イート)である特許請求の範囲第17項記載の航空機の
    対地高度警報装置。 21 計算機は速度の関数として第1の所定高度の値を
    増大する手段を含む特許請求の範囲第17項記載の航空
    機の対地高度警報装置。 22 計算機は速度の関数として第2の所定高度の値を
    増大する手段を含む特許請求の範囲第18項記載の航空
    機の対地高度警報装置。 23 第1の所定高度の値は所定速度で第2の所定高度
    に等しく、且つ増大する速度の線形関数として増大され
    る特許請求の範囲第22項記載の航空機の対地高度警報
    装置。 24 第1の所定高度の値を増する手段は第2の所定速
    度以上の速度で第1の所定高度を最大値に制限する手段
    を含む特許請求の範囲第23項記載の航空機の対地高度
    警報装置。 25 最大値は300メートル(1000フイート)で
    ある特許請求の範囲第24項記載の航空機の対地高度警
    報装置。 26 第2の所定速度は0.45マツハである特許請求
    の範囲第24項記載の航空機の対地高度警報装置。 27 計算機は第2の所定速度を越えると“低すぎる、
    フラツプ”の音声警報を抑制する手段を含む特許請求の
    範囲第17項記載の航空機の対地高度警報装置。 28 第2の所定速度は0.28マツハである特許請求
    の範囲第27項記載の航空機の対地高度警報装置。 29 計算機は着陸装置が上がっており、且つ航空機が
    第1の所定速度以下であるときのみ“低すぎる、着陸装
    置”を発生する手段を含む特許請求の範囲第27項記載
    の航空機の対地高度警報装置。 30 第1の所定速度は0.35マツハである特許請求
    の範囲第29項記載の航空機の対地高度警報装置。 31 計算機は着陸装置の位置信号に応答して着陸装置
    が上がっているとき“低すぎる、フラツプ”の信号を抑
    制する手段を含む特許請求の範囲第28項記載の航空機
    の対地高度警報装置。 32 計算機は増大する航空機の速度の関数として第1
    の所定高度の値を増大する手段を含む特許請求の範囲第
    27項記載の航空機の対地高度警報装置。 33 航空機の対地高度を表す信号の信号源と、航空機
    の速度を表わす信号の信号源と、航空機のフラツプの位
    置を表わす信号の信号源と、上記対地高度信号、上記速
    度信号および上記フラツプの位置信号に応答して、航空
    機が第1の所定高度以下にあるとき、“抵すぎる、大地
    ”の音声情報を発生し、航空機がフラツプを着陸位置に
    しないで所定速度以下にあるとき“低すぎる、フラツプ
    ”の音声警報を発生する計算機とを備えた航空機の対地
    高度警報装置。 34 計算機は第2の所定高度以下で“低すぎる、フラ
    ツプ”の音声警報を発生する特許請求の範囲第33項記
    載の航空機の対地高度警報装置。 35 第1の所定高度は地上300メートル(1000
    フイート)である特許請求の範囲第33項記載の航空機
    の対地高度警報装置。 36 第2の所定高度は地上60メートル(200フイ
    ート)である特許請求の範囲第33項記載の航空機の対
    地高度警報装置。 37 第1の所定速度は0.28マツハである特許請求
    の範囲第34項記載の航空機の対地高度警報装置。 38 計算機は増大する速度の関数として第1の所定高
    度の値を増大する手段を含む特許請求の範囲第34項記
    載の航空機の対地高度警報装置。 39 第1の所定高度の値は第1の所定速度で第2の所
    定高度に等しく、且つ増大する速度の線形関数として増
    大される特許請求の範囲第36項記載の航空機の対地高
    度警報装置。 40 第1の所定高度の値を増大する手段は更に第1の
    所定高度の値を第2の所定速度以上の速度に対する最大
    値に制限する特許請求の範囲第38項記載の航空機の対
    地高度警報装置。 41 最大値は300メートル(1000フイート)で
    ある特許請求の範囲第40項記載の航空機の対地高度警
    報装置。 42 第2の所定速度は0.45マツハである特許請求
    の範囲第40項記載の航空機の対地高度警報装置。
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