JPS608195A - 回転翼航空機の危険な飛行状態に関する警報を発生するための警報装置 - 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】 発明の背景 産業上の利用分野 本発明は、対地接近警報＠置の分野に係り、特に離陸後
成いは進入失敗もしくは復行後の着陸復行中に過度の航
空機の高度損失の警報を与える装置、特にヘリコプタの
ような回転翼航空機に対して最適化された装置に関する
。

従来技術の説明 離陸俊才たは進入失敗後の着陸復行中に航空機の降下に
関して警報を与える対地接近警報装置は既に知られてい
る。このような装置の例としで、本願と同じ出願人に譲
渡されている米国特許第３１６３！を号、第３籠７ｇ０
ｇ＠、第３タグ７Ｉｒ７０号および第３７９．２１ｇ号
各明細書に開示されているシステムが挙げられる。上記
米国特許第３９９’６３６ｇ号および第３９’ｌｔｇＯ
ｇ号明細層に開示されている訃報装置は、航空機の降下
率が所与の高度以下で予め定められた降下率を超えた場
合に警報を発生し、そして米国特許第３９ｅ’１ｇ１０
号および第ダ３１９．２ｔｇ号明細書に開示されている
装置は、高度損失が、予め定められた高度に達する前に
予め定められた値を超える場合に警報を発生する。

上記のような警報装置は、離陸中或いは進入復行運航相
中の過度の降下率丈たは過度の高度損失から生ずる危険
な状態を航空機の操縦者もしくはパイロットに対して警
報を与えるための手段を提供しているが、これら装置は
輸送用航空機での使用のために設計されているものであ
り、輸送用航空機とは全く異なる飛行および運航もしく
は機動特性を有するヘリコプタのような高度に機動性に
富む回転翼航空機で使用するように設計されているもの
ではない。したがって、輸送用航空機のために設計され
た装置は。

回転翼航空機の成る通常の運航状態中に偽もしくは有害
信号を発生し、そして他の飛行状態中に警報を発生しな
かったり或いは発生した警報が不適切であったりする場
合が有り得る。

発明の目的 したがって１本発明の目的は、特にヘリコプタのような
回転翼航空機での使用に適している離陸後の過度高度損
失を警報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５回転翼航空機の運航もしくは機動
および性能特性に適合するように調整された警報包絡線
を有する回転翼航空機での使用に適した過度高度損失警
報発生装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、飛行の離陸相および進入復
行相中、高度、対気速度および着陸装置位置の関数とし
て警報機能を可能化し、他の飛行相中には警動機能を不
能化して、偽もしくは有害警報を最小限度に抑制する可
能化および不能化（禁止）論理を有するヘリコプタのよ
うな回転翼航空機のための過度高度損失警報発生装置を
提供することにある。

発明の構成 回転翼航空機の運航および飛行特性は、輸送用航空機の
ものとは相当に異なっている。例えば、輸送用航空機は
離陸後定常的に上昇する傾向を有するが、ヘリコプタの
ような回転翼航空機は、成る種の状況下では、離陸後も
低空飛行を続けることがある。離陸後のこのような低空
飛行は危険である。というのは、パイロットが注意を逸
らされたり方向感覚を失うと、不本意にも地面に向けて
航空機を降下してし才うことが有り得るからである。こ
のような方向感覚の混乱は回転翼航空機の場合特に起り
易い。その理由は回転翼航空機は通常海上やジャングル
或いは未開の領域で用いられるものであって操縦者はそ
の視界基準を失い航空機を地面または水上に向けて降下
させてしまう可能性があるからである。したがって５パ
イロットが矯正動作をとるのに十分な時間内で接迫して
いる地面との衝突をパイロットに気付かせるために１例
えば「降下するな（ＤＯＮ’Ｔ　５ＩＮＫ）Ｊのような
特定の音声警報をパイロットに与えるのが望ましい。

しかしながら、このような警報は、実際に地面との衝突
が差し迫っている時にのみ与えるべきであって、例えば
着陸相或いは成る種の戦術的機動中のような大きな高度
損失が故意に生ぜしめられる他の飛行相中には警報は与
えるべきではない。

梗概するに１本発明による装置は、約、２０フイートの
高度になるかまたは実質的に航空機が地面を離れている
いろな計器からの信号が有効にはると直ちに動作状態と
なり、航空機が対地高度−〇〇フィート未満である限り
動作状態に留糠っている。回転翼航空機の復旧もしくは
回復特性は迅速”ζあるので、装置は警報発生前に比較
的高い高度損失が生ずることを許容し、それにより偽も
しくは有害警報を最小限度にする。

例えば１本発明による装置は、航空機が対地高度２．０
フイートで飛行している時には警報発生前にｉｓフィー
トまでの一度損失を許容し、そして航空機かコＯＯフィ
ートで飛行しつつある時にはｓＯフィートの高度損失を
許容する。地上、２００フィート以上では％警報は発生
されない。航空機が過度に降下したことをツ」確に指示
するために「降下するな」のような特定の音声警報が発
生される。

さらに、離陸組成いは着陸後行相中外の飛行相中に偽或
いは有害警報の発生を阻止するために、離陸中および着
陸後行相中のみ装置を可能化する論理回路が設けられる
。この回路は航空機の対気速度１Ｍ陸架装置位置および
航空機の高度を監視して、航空機が実際に着陸相にある
か或いは進入失敗後の着陸復行相にあるかを決定する。

航空機が実際に離陸組成いは進入失敗後の着陸復行相に
あると確定されると、装置は電波高度および気圧高度変
化率を積分することによって得られる高度損失を監視し
て、過度の降下が生じている時には「降下するな」のよ
うな音声管軸を発生する。

本発明の上に述べた目的および他の目的ならびに利点は
添付図面を参照しての以下の詳細な説明を検討すること
により容易に理解されるであろう。

好才しい実施例の詳細な説明 第１図には、過度の有害な警報を発生することなく上述
の警報を発生することができる本発明による装置が示さ
れており、参照数字１０で全体的に表わされている。本
発明による装置１０は、第ｆ図には、説明の便宜上、一
連のゲート、比較器、フリップフロップおよび同様物か
ら構成されるものさして機能もしくは論理ブロックダイ
アグラムで示されているが、しかしながら、実際には第
１図に示したもの以外の構成で論理を実現することがで
き、いろいろなディジタルおよびアナログ技術を用いた
実現が可能であるものと理解されたい。ここで述べる警
報装置で用いられる信号には、電波高度、気圧計高度、
気圧高度変化率、対気速度、航空機の着陸装置の位置を
表わす信号、航空機が戦術飛行相にあるか或いは非戦術
飛行相にあるかを表わす信号およびその他のいろいろな
有効信号が含まれる。館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／２
．気圧高度変化率回路ｔ　ｐ　％　Ｔｌｕｌ高波計／６
．空気データ計算機或いは対気速度指示器とすることが
できる対気速度信号源／１のような個々の計器および航
空機が戦術飛行相にあるか或いは非戦術飛行相にあるか
を指示したり着陸装置が上がっている（ギヤ・アップ）
か或０は下がっている（ギヤ・ダウン）かを指示する離
散的素子から得ることができる。別法として。

成る種の最新の航空機においてはこれら信号をディジタ
ルデータ母線から受けることができる。

航空機が飛行しつつある高度に対して該航空機が過度の
高度量を失っているか否かを判定するために、航空機が
降下している時に、気圧高度変化率信号は積分器２０に
よって積分されて比較器−一に印加される。気圧高度変
化率信号は、気圧高度＠ｔ／　、２７たは他の適当な信
号源からの信号を微分する気圧高度変化率回路／Ｇ’か
ら得ることができる。積分器２０の機能は、気圧高度変
化率回路／Ｖからの信号を積分して。

離陸後の航空機の高度損失を表わす信号を発生すること
にある。したがって、積分器ａθは。

降下検出器、２Ｇ’に降下状態が検出され且つ離陸才た
は着陸復行状態が離陸論理回路−λ６により指示された
時にのみ可能化される。該離陸論理回路、２６は、アン
ドケート３０．．３．２および３Ｙ。

オアゲート３６，３ｇおよびダθならひにセット−リセ
ットフリップフロップｔＩコから構成されている。した
がって、離陸或いは進入失敗後の着陸復行状態が表示さ
れ且つ降下が降下検出器、２すによって検出されると、
アンドゲートＧ１Ｇ（が可能化されて、積分器、２０に
はオアゲートＶ６を介し可能化信号が印加される。そこ
で積分器、２０は気圧高度変化率回路／Ｇ’からめ気圧
高度変化率信号を積分して、高度損失信号を発生する。

この高度損失信号は、上昇禁止回路ｐｇを介して比較器
２２に印加される。該上昇禁止回路ａｔの機能に関して
は追って説明する。

比較器、２コは、航空機が飛行しつつある高度に対して
高度損失が過度である場合に警報起動信号を発生して、
該信号をアンドゲートｓＯに印加する。アンドゲートｓ
Ｏの他の入力の全てが可能化されているき仮定すると、
該アンドゲートｓｏは警報起動信号を、ディジタル音声
発生器とすることができる音声警報発生器Ｓ２に印加す
る。この警報起動信号で、音声発生器Ｓλは例えば［降
下するな（ＤＯＮ’ＴＳ工ＮＫ　）　Ｊのような音声メ
ツセージを、イヤホーン或いは拡声器５Ｖのような変換
器に印加して、操縦者に対処すべき特定の危険な飛行状
態を報知する。図示の例では音声発生器タコの出力は直
接変換器ｓｑに接続されているが、該音声発生器は変換
器、ｔｔＩに対し直接的でも或いは間接的に接続しても
よく、特に機内通信システムを介して間接的に接続する
のが好ましい。

前に述べたように、警報は、航空機が離陸モードか或い
は進入失敗後の着陸復行モードにあり、且つ航空機が地
上２ｏフイートと、２００フイートとの間にある時にの
み発生することができる。本実施例においては、航空機
の着陸装置が降りており（ギヤ・ダウン）、航空機が電
波高度ｌθＯフィート未満であり且つ航空機の対気速度
がｔｉｏノットより小さいかまたは電波高庇がＩＯフィ
ートよりも低い場合に離陸状態が存在すると定義される
。したがって、離陸モードは、着陸装置が降りており、
高度が１００フィート未満で且つ対気速度かりθノット
未満かまたは航空機の対地高度が１０フィート未満であ
る時にフリップフロップＦ、２をセットするアンドゲー
ト３０によって指示される。上の条件を表わす信号は１
着陸装置位置検出素子、オアゲートｑｏ、高度比較器５
６および対気速度比較器ｓｇから受けられる。

高度比較器５６は、電波高度計１６からの電波高度信号
（第１図に示すように内部的に発生してもよいし或いは
外部的に発生することもできる）をいろいろな高度を表
わすいろいろな基準信号と比較して、電波高度が上記各
種の離散的な高度に達した時にいくつかの出力信号を発
生する。これら離散的な高度を表わす信号は。

上記各種高度に達した時にいろいろな機能を可能化した
り不能もしくは禁止するためにいろいろなゲートおよび
論理素子に印加される。本実施例の場合には、高度比較
器はＩＯフィート未満信号％１０フィート超過信号、−
〇フィート超過信号、１００フィート未満信号％１００
フィート超過信号およびλＯＯフィート超過信号をいろ
いろな論理素子に供給する。同様にして。

対気速度比較器ｓｔは対気速度信号源１ｇからの信号を
、ｐｏノットの対気速度を表イつす基準信号と比較して
、す０ノット超過信号およびｐｏノット未満信号をいろ
いろな論理素子に供給する。

動作において、航空機の離陸時には１着陸装置は降りて
おり、航空機の高度はｉｏｏフィート未満であり、そし
て航空機の速度はＩ１０ノット未満である。この結果、
アンドゲート３０は可能化され゛Ｃフリップフロップ４
ｔ２を離陸モードを表わすようにセットし、それにより
可能化信号がアンドゲート３コおよび５０に印加される
。航空機の対地高度が、２０フイートを超え且つ航空機
の対気速度がｐｏノットを超えるかまたは着陸装置が格
納される（ギヤ・アンプ）まで航空機は高度および対気
速度を上げる。このような状態下では、アンドゲート３
コは、高度および対気速度比較器Ｓ６および５ｇからの
信号ならびにゲート３１１および３６により完全に可能
化される。その結果、アンドゲート％Ｆが可能化されて
、該アンドゲートＦψは降下検出器、２Ｉｌの制御下に
置かれる。

航空機が上昇し続ける限り、降下検出器２すはアンドゲ
ートｕ　ｕ　ｆｌらびに上昇禁止回路ｔＩｇを禁止され
た状態に維持する。しかしながら。

航空機が降下すると、降下検出器、２ダは気圧高度変化
率回路／Ｇ’から降下率もしくは降下速度を表わす信号
を検出して、アンドゲートダダおよび上昇禁止回路ｔｔ
ｇを可能化する。このような条件下においては、積分器
２０は気圧高度変化率回路ｌｌＩからの気圧高度変化率
信号を積分して、累積高度損失を表イつす信号を上列禁
止回路ｖｇを介し比較器、２２に供給する。該比較器２
２は、累積高度損失を電波高度と比較して。

高度損失が、航空機が飛行している電波高度で決定され
る予め定められた量を超えた時に警報起動信号を発生す
る。この警報起動信号はアンドゲートＳθに印加され、
そして着陸装置が格納（ギヤ・アップ）状態にあるか或
いは航箪機の速度がｔｉｏノットを超えている場合で然
も航空機が１０フイートと２０フイートとの間の高度で
飛行している場合（これはオアゲート６０ならびにアン
ドゲートｓｏおよび６．２に印加される信号によって決
定される）には、陸報が発生される。

「降下するな」警報は、操縦者もしくはパイロットが降
下を止める矯正動作をとるまで、音声発生器によって繰
返される。この事態が一和生ずると、気圧高度変化率回
路／ＩＩは、降下状態を表わす信号を発生し、それによ
り上昇禁止回路ｔ、ｔｇおよびアンドゲートｔｌりを禁
止する。

上昇禁止回路ｒｉｇが禁止されると警報は停止せしめら
れる。しかしながら、積分器、２０による気圧高度変化
率信号の積分は中断されない。積分器コθは、該積分器
の出力端に累積高度損失を表わす信号が存在する限り該
積分器、２０から可能化信号を受けるオアゲートク乙に
より可能化された状態に維持されるのである。

航空機が上昇し続けている時には、積分器２０は気圧高
度変化率回路／４’からの正の気圧高度変化率信号を積
分して、それにより積分器２０の出力に存在する高度損
失信号の大きさを減少する。航空機が再び降下し始める
と、績分器コＯは先に累積されていた高度損失信号に現
在高度損失に加算して、累積高度損失が航空機の飛行中
の高度に対して許容される最大損失を超えた場合に比較
器２．２をして警報起動信号を発生せしめる。

航空機が上昇し続けており、その対地高度が２０Ｑフイ
ートを超えている時には、アントゲ−トｓｏは２００フ
ィート未満信号の終末によって不能化（禁止）される。

この動作で、電波高度２００フイート超過警報の発生は
阻止される。同時に、、２００フィート超過信号はオア
ゲート３ｇに印加され、このオアゲートはフリップフロ
ップＶコをリセットして、それによりゲート３２および
ｐｐを不能化もしくは禁止し。

以って積分器２０の動作を終末せしめる。

航空機がその任務飛行を完了し着陸進入相にある時には
、航空機はその着陸装置を下げ、終極的には１００フィ
ート未満に降下する。その場合に、対気速度がｔｉ−ｏ
ノット未満に落ちるか或いはその高度がｉｏフィート未
満に落ちると、ゲート３０はフリップフロップｅ２をセ
ットして、それによりゲート３２およびＳＯを可能化す
る。したがって、進入失敗もしくは進入復行の場合に、
パイロットがその着陸装置を上げるか或いは航空機がｔ
ｉｔｏノットを超えて電波高庇ｉｏフィート以上に上昇
Ｔると、ゲート３２は再びゲート３すおよび３６によっ
て可能化される。その結果警報発生系統が動作可能状態
に設定されて１着陸後行中に過度の高度損失が生じた時
には警報を発生することができる状態になる。

第２図のグラフには、警報を与えるのに必要な降下率対
高度損失基準が図解されている。第２図のグラフの斜影
領域で示すように、装置は、航空機の電波高度が２０フ
イートと２００フイートとの間にある時にのみ可能化さ
れる。この範囲の高度でシステムを可能化することはい
ろいろな仕方で達成することができるが、第１図に示し
た実施例においては、この可能化は、アンドゲート５０
に印加される２００フィート未満信号およびアンドゲー
ト３２に印加される一〇フィート超過信号によって達成
される。

２０フィート高度と２００フィート高度との間の対角線
は、ヘリコプタのような典型的な回転翼航空機の動作特
性に適するように選択されている。包絡線は、対地高度
２０フイートで警報を発生するのにｌＳフィートの高度
損失で十分であるが、２００フイートの対地高度におい
てはＳθフィートの高度損失が許容されて警報が発生さ
れないように選択されている。この曲線は次式で表わす
ことができる。

ＨＷＡＦｔＮ、＝−５り、ｕ　＋　、ｔ、／　４ｔ３　
ＨＢ　Ｌｏｓｓ上式中、　ＨＷＡＲＮ　は、警報が発生
される高度を表イっし、モしてＨＢ　Ｌｏｓｓは気圧計
高度損失である。

以上１本発明の好ましい実施例について説明したが、上
に述べた教示に鑑み数多の変更および変形が可能である
。したがって１本発明の範囲内で、上に特定的に述べた
以外の仕方で本発明を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一実施例を示す機能ブ
ロックダイアグラム、そして第２図は警報発生のために
航空機が達しなければならない電波高度および高度損失
間の関係を図解するグラフを示す図である。 ／２・・気圧高度計、／ｖ・・気圧高度変化率回路、／
６・・電波高度計、１ｇ・・対気速度信号源、２０・・
積分器、ココ・・比較器、２ｔＩ・・降下検出器、２６
・・離陸論理回路、３０．３２．３’ｒｔ−・アンドゲ
ート、３＆、３ｇ、’Ｉ。 ・・オアゲート、グコ・・セット−リセットフリップフ
ロップ、クク・・アンドゲート、弘６・・オアゲート、
ｙｇ・・上昇禁止回路、ＳＯ・・アンドゲート、ｓコ・
・音声警報発生器、！ｒＦ・・拡声器、５６・・高度比
較器、ｓｇ・・対気速度比較器、６ｏ・・オアゲート、
６２・・アンドゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／）離陸相丈たは進入失敗後の着陸復行飛行相中に回転
   翼航空機の危険な状態の警報を与えるための警報装置に
   おいて、航空機の対地高度および航空機の降下率を表わ
   す信号を発生するための手段と、該降下率信号発生手段
   によって与えられる（ｇ号に応答し航空機の高度損失を
   表わす信号を発生するための手段と、前記対地高度信号
   発生手段および高度損失信号発生手段に応答して、過度
   の高度損失を検出し、航空機が対地高度約２０フイート
   と２００フイートとの間で飛行しており且つ高度損失が
   約２０フイートの対地高度で約ｌＳフィートを超え、約
   ２０フイートの対地高度で約５０フイートを超えた場合
   に過度高度損失を表イつす警報を発生する手段とを含む
   警報装置〇λ）警報を発生するのに必要な高度損失が対
   地高度２０フイートと対地高度２００フイートとの間で
   線形的に増加する特許請求の範囲第１項記載の警報装置
   。 ３）高度および降下率信号発生手段が電波高度計を備え
   る特許請求の範囲第１項記載の警報装置。 リ　高度および降下率信号発生手段がさらに、気圧高度
   計および気圧高度変化率回路を備えている特許請求の範
   囲第３項記載の警報装置。 Ｓ）高度損失信号発生手段が、気圧高度変化率回路に応
   答して高度損失を表わす信号を発生する積分器を備えて
   いる特許請求の範囲第Ｖ項記載の警報装置。 ６）航空機が離陸相または進入失敗後の着陸復行相にあ
   る時にのみ警報の発生を可能化する手段をさらに備えて
   いる特許請求の範囲第Ｓ項記載の警報装置。 ７）航空機が、下げ位置と撤収位置との間で運動可能な
   着陸装置を備えており、そして警報装置が１着陸装置の
   位置を表わす信号を発生す、るための手段と、航空機の
   対気速度を表わす信号を発生する手段とを備え、可能化
   手段が着陸装置位置信号発生手段、対気速度信号発生手
   段および高度信号発生手段に応答して、航空機の対気速
   度が約ａＯノットより小さいかまたは航空機が地上１０
   フイートより低く且つ着陸装置が下がっており且つ航空
   機が約１００フイート未満の高度である時にのみ警報装
   置を可能化するための離陸モード可能化信号を発生する
   ための手段を備えている特許請求の範囲第６項記載の警
   報装置。 ざ）高度損失信号発生手段を可能化するための第コの手
   段をさらに備えており、該第−の可能化手段は、高度変
   化率信号発生手段１着陸装置位置信号発生手段、対気速
   度信号発生手段、高度信号発生手段および離陸信号発生
   手段に応答して１着陸装置が上がっているかまたは航空
   機が約ｙｏノットを超えて飛行中であり且つ航空機が降
   下しつつあって、対地高度が約１０フイートを超えてお
   り、然も離陸モード信号が存在する時にのみ前記高度損
   失信号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７項記載の警報装置。 ９）撤収位置と下げ位置との間で運動可能な着陸装置を
   有する回転翼航空機の離陸用または進入失敗後の着陸復
   行飛行相中の危険な飛行状態の警報を発生するための警
   報装置において、航空機の対地高度、航空機の降下率お
   よび航空機の対気速度を表わす信号を発生するための手
   段と、前記降下率信号発生手段により発生される信号に
   応答して航空機の高度損失を表わす信号を発生するため
   の手段と、航空機の着陸装置の位置を表わす信号を発生
   する手段と、前記対地高度信号発生手段および前記高度
   損失信号発生手段に応答して過度の高度損失を検出し、
   航空機損失が航空機の飛行している高度に対して過度で
   ある時に過度高度損失を表わす警報を発生する手段と、
   前記高度信号発生手段、前記対気速度信号発生手段およ
   び着陸装置位置信号発生手段に応答して、航空機の対気
   速度が約ｑｏノット未満であるかまたは航空機の対地高
   度が約１０フイート未満であり１着陸装置が下がってお
   り且つ航空機の高度が地上約２０フイート未満である時
   にのみ前記警報手段を可能化する可能化手段とを備え、
   該可能化手段は上記条件が満されている場合に離陸モー
   ド信号を発生するように動作し、さらに、前記離陸モー
   ド信号発生手段ならびに前記降下率信号発生手段、前記
   高度信号発生手段、前記対気速度信号発生手段および前
   記着陸装置位置信号発生手段に応答して、着陸装置が上
   がっているか才たは対気速度が約ＶＯノットを超えてお
   り且つ高度が地上約２０フイートより大きくそして航空
   機が離陸モードにある時にのみ前記高度損失信号発生手
   段を可能化するための手段を備えている回転翼航空機の
   危険な飛行状態の警報発生装置。 １０）　管軸信号発生手段が、航空機が地上約２０フイ
   ートと２００フイートとの間を飛行しており高度州失が
   対地高度約２００イートで約１０フイートを超えそして
   対地高度約２００フイートで約５０フイートを超えてい
   る場合に過度高度損失を検出するための手段を備え。 警報を発生するのに要求される高度損失は対地高度２０
   フイートと対地高度、２ＯＯフイートとの間で糾形的に
   増加する特許請求の範囲第９項記載の回転翼航空機の危
   険な飛行状態の警報発生装置。 ｔｔ）　ｇ報手段が、音声警報を発生するための手段を
   含む特許請求の範囲第９項記載の回転翼航空機の危険な
   飛行状態の警報発生装置。