SE427825B - Anordning for varning vid alltfor hog sjunkhastighet for flygfarkost - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 40 7900973-4 2 lägre höjder, där risken för att flygfarkosten skall slå emot marken är större.

Utvärdering av effektiviteten hos markvarnande anordningar vid praktisk an- vändning i flygplan har visat att det förhållandet att piloter accepterar och känner tillit för anordningarna är en väsentlig faktor för bedömning av värdet av mark- varnande anordningar ur säkerhetssynpunkt. Vid bedömning av effektiviteten för en markvarnande anordning är ett av de främsta kriterierna antalet oberättigade var- ningar, som alstras av anordningen. En oberättigad varning kan allmänt definieras som en varning, vilket alstras av anordningen när flygfarkosten i huvudsak manövreras i enlighet med officiellt godkända regler för manövrering, såsom FAA:s Föreskriften och flygfarkosten ej är i någon omedelbar fara för att slå emot marken. En källa för oberättigade varningar vid markvarnande anordningars varningstillstånd av alltför hög sjunkhastighet uppträder ibland under inflygningar för landning, där den om- givande terrängen sluttar nedåt mot landningsbanan och det är nödvändigt för flyg- farkosten att upprätthålla en förhållandevis hög sjunkhastighet för att åstadkomma en normal inflygning. Landningsbanan 27 på flygfältet i San Diego, Californien, USA är ett exempel på en sådan inflygningsbana, där marken sluttar nedåt mot slutet av landningsbanan och flygfarkosten mäste utföra en relativt brant inflygning nära marken under tidsperioder, som i nagra fall är så långa som 30 sekunder. Sådana inflygningsrörelser medför emellanåt att flygfarkosten kommer att passera genom de varningskurvor, som hänför sig till ovan nämnda publikationer och särskilt den sjunk- hastighetskurva, som anges i den amerikanska patentskriften 4 060 793. Varningar under dessa betingelser kan betraktas som oberättigade varningar, eftersom flyg- farkosten manövreras inom ramen för officiellt godkända föreskrifter för flygning och ej är utsatt för någon risk av att slå emot marken.

Endast en minskning av varningsanordningens känslighet genom ökning av den sjunkhastighet, som erfordras för att alstra en varning, eller minskning av den höjd, vid vilken en varning alstras, skulle emellertid tendera att eliminera varningar under betingelser där analys av känt material har visat att olyckor i praktiken har skett och sålunda resultera i minskad effektivitet hos varningsanord- ningen för varning av riskfyllda flygbanor. I syfte att öka piloternas tilltro till varningsanordningarna anses det därför önskvärt att eliminera denna typ av oberättigat varning, som alstras inom områden där flygfarkosterpasseraröver markomräden, som sluttar nedåt mot landningsbanor, samtidigt som varningsanordningarnas effektivitet för varning av farliga flygbetingelser ej reduceras.

Syftet med uppfinningen är därför att åstadkomma en vid alltför hög sjunk- hastighet varnande varningsanordning, vid vilken en markhöjdändringssignal, som representerar flygfarkostens höjdändringshastighet med avseende på marken, utnytt- jas för att variera det förutbestämda förhállande mellan sjunkhastighet och höjd över marken, som erfordras för att initiera en pilotvarning.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma en vid alltför hög sjunk- 3 7900973-4 'If n hastighet varnande varningsanordning, som utnyttjar barometriska sjunkhastighets- signaler och radiohöjdsignaler, där en radiohöjdändringssignal utnyttjas för att modifiera barometerhastighetssignalen för att verksamt öka den sjunkhastighet, som erfordras för att som en funktion av minskande radiohöjdändringssignaler alstra en varning om alltför hög sjunkhastighet. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en vid alltför hög sjunk- hastighet varnande varningsanordning, som utnyttjar en barometrisk sjunkhastighets- signal och en radiohöjdmätarsignal, där radiohöjdsignalen modifieras som en funktion av en radiohöjdändringssignal för att därigenom verksamt öka den sjunkhastighet, som erfordras för att som en funktion av minskande höjdändring alstra en varning om aiitfar hög sjunkhastighet.

Tidigare kända varningsanordningar, vilka avger varningar vid alltför hög sjunkhastighet, jämför typiskt flygfarkostens sjunkhastighet med flygfarkostens höjd över marken, vilken senare typiskt mätes med hjälp av en radiohöjdmätare, och alstrar sjunkhastighetsvarningar som en funktion av ett förutbestämt förhållande mellan barometrisk sjunkhastighet och flygfarkostens höjd över marken. För att undanröja de ovan avhandlade oberättigade varningarna modifieras antingen radio- höjdsignalen eller den barometriska sjunkhastighetssignalen som en funktion av en radiohöjdändringssignal för att verksamt öka den sjunkhastighet, vid vilken en sjunkhastighetsvarning alstras.

Enligt en utföringsform av uppfinningen reduceras sjunkhastighetssignalen med ett belopp, som är omvänt proportionellt mot radiohöjdändringssignalen, så att när radiohöjdändringssignalen är noll, vilket anger att flygfarkosten i huvudsak flyger parallellt med marken, sjunkhastighetssignalen reduceras med ett belopp såsom 120 m/min (400 fot/min). När radiohöjdändringssignalens storlek ökar, under angivande av att flygfarkosten närmar sig marken, kommer det belopp med vilket sjunkhastig- hetssignalen reduceras att minskas som en funktion av den ökande radiohöjdändrings- signalen. Enligt en andra utföringsform ökas radiohöjdsignalen som en funktion av minskande radiohöjdändringssignal. Detta resulterar också i att den sjunkhastighet, vid vilken en varning alstras, ökar. När den medelst radiohöjdmätaren uppmätta höjdändringen är noll, vilket anger att flygfarkosten flyger i huvudsak parallellt med marken, ökas radiohöjdmätarens signal med ett belopp såsom 73 m (240 fot).

När radiohöjdändringssignalen ökar, minskas det belopp,med vilket radiohöjd- signalen ökas, som en funktion av ökande radiohöjdändring ända tills verkan av radiohöjdändringen helt eliminerats från radiohöjdsignalen.

Detta resulterar i att båda de ovan beskrivna utföringsformerna verksamt kommer att minska känsligheten för en markvarnande anordning i varningstillstàndet alltför hög sjunkhastighet, när flygfarkosten flyger i huvudsak parallellt med marken under inflygning för landning, varigenom utföringsformerna i huvudsak redu- cerar alstringen av oberättigade varningar vid vissa flygplatser.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bifogade ritning, 10 l5 20 25 30 35 40 7900973-4 på vilken fig. l är en grafisk framställning av de varningskurvor eller förhållanden mellan flygfarkostens barometriska sjunkhastighet och höjden över marken, som föror- sakar att en sjunkhastighetsvarning alstras, fig. 2 är en grafisk framställning av varningskurvor av samma slag som fig. l med skillnad att den vertikala axeln för- skjutits åt vänster genom ökning av den sjunkhastighet, som erfordras för att alstra en varning, fig. 3 är en grafisk framställning av varningskurvor av samma slag som varningskurvorna i fig. l med den skillnaden att den horisontella axeln har förskjutits uppåt genom minskning av den höjden över marken angivande signalen, som erfordras för att alstra en varning, fig. 4 är ett funktionellt blockschema över den logiska kretsanordningen enligt en utföringsform av uppfinningen, och fig. 5 är ettfunktionellt blockschema över en andra utföringsform av uppfinningen.

En grafisk framställning av både en sjunkhastighetsvarningskurva och en pà- dragvarningskurva för en vid alltför hög sjunkhastighet varnande anordning visas i fig. l. Dessa är samma varningskurvor, som alstras medelst sjunkhastighetsvarnings- anordningen för flygfarkoster enligt den ovannämnda amerikanska patentskriften 4 060793. Andra varningskurvor alstras medelst de varningsanordningar, som be- skrives i de amerikanska patentskrifterna 3 946 358 och 3 947 808. Det tvärstreckade området l0, som är beläget mellan linjer 12 och l4 i fig. l utvisar de kombinationer av radiohöjd och sjunkhastighet, som kommer att utlösa en "sjunkhastighets"-varning.

Det tvärstreckade området l6 under linjen l4 anger de kombinationer av radiohöjd och sjunkhastighet, som kommer att utlösa en “pådrags"-varning. Ett exempel pä en krets för alstring av de i fig. l visade varningskurvorna återfinnes i den amerikanska patentskriften 4 060 793.

Såsom ovan omnämnts kommer under vissa inflygningsbetingelser för landning när flygfarkosten närmar sig en landningsbana där den underliggande marken sluttar nedåt mot landningsbanan och är väsentligen parallell med inflygningsbanan, flyg- farkosten emellanåt att skära det undre partiet av varningskurvorna, vilket all- mänt visas vid en punkt l8 i fig. l. Som ett särskilt exempel kan nämnas att vid inflygningar till landningsbanan 20 på flygplatsen i San Diego, Californien, USA, som har en terräng, vilken i huvudsak är parallell med den föreskrivna glidbanan eller inflygningsbanan, flygfarkoster ibland mottagit sjunkhastighetsvarningar vid sjunkhastigheter av 335 m/min (ll00 fot/min) vid höjder av 36 m (l20 fot).

Dessa höjder och sjunkhastigheter anses ligga inom ramen för officiellt godkända och säkra driftkriterier, varför varningarna kan anses utgöra oberättigade varningar.

I syfte att eliminera denna typ av oberättigade varningar utan att försämra hela varningsanordningens effektivitet har modifieringar utförts på den vid alltför hög sjunkhastighet varnande varningsanordning, som t.ex. visas i blockschemat enligt fig. 4. Såsom visas medelst varningskurvorna i fig. 2 kan varningskurvorna för- flyttas åt höger i jämförelse med varningskurvorna i fig. l, varigenom i praktiken den sjunkhastighet, som erfordras för att alstra en varning för någon given höjd 10 l5 20 25 30 35 40 5 7900973-4 över marken, när flygfarkosten i huvudsak flyger parallellt med marken, i praktiken ökar. Den föredragna utföringsformen av uppfinningen âskádliggöres medelst block- schemat i fig. 4, som under vissa omständigheter kan alstra de varningskurvor, vilka visas i fig. 2. En radiohöjdmätare 20 tillhandahåller en signal hR på en ledning 22, vilken signal representerar flygfarkostens höjd över marken. Radiohöjd- signalen hR pâ ledningen 22 utnyttjas som en insignal till en hastighetskrets 24, vilken alstrar en radiohöjdändringssignal hR på en ledning 26, vilken signal representerar flygfarkostens höjdändringshastighet med avseende pâ marken. Radio- höjdändringssignalen hR på ledningen 26 tillföres en filterkrets 28, vilken tjänar till att fördröja signalen hR företrädesvis med en tidsfaktor av 3 sek. Den för- dröjda signalen hR på ledningen 30 utnyttjas sedan som insignal till en negativ ingång hos en summerande kopplingskrets 32.

En barometrisk höjdmätare 34 tjänar som källa för signaler hß, vilka utmatas på en ledning 36. Dessa signaler hB representerar flygfarkostens barometerhöjd.

Sedan utnyttjas en hastighetskrets 38föratt alstra en barometrisk höjdändrings- signal ha på en ledning 40. Signalen hg, vars negativa värde anses vara den baro- metriska sjunkhastighetssignalen, tillföres en positiv ingång hos den summerande kopplingskretsen 32.

Utsignalen från den summerande kopplingskretsen 32 pâ en ledning 42, vilken signal kan benämnas en modifierad sjunkhastighetssignal, tillföres en begränsnings- krets 44. Begränsningskretsen 44 tjänar till att begränsa den modifierade sjunk- hastighetssignalen till värden mellan 0 och -l2O m/min (400 fot/min). Den begränsade och modifierade sjunkhastighetssignalen tillföres sedan via en ledning 46 till en negativ ingång hos en andra summerande kopplingskrets 48. Förutom den begränsade, modifierade sjunkhastighetssignalen på ledningen 46 mottager den summerande kopp- lingskretsen 48 också på en positiv ingång sjunkhastighetssignalen hB pä ledningen 40.

En komparatorkrets 52 mottager radiohöjdsignalen hR pä ledningen 22 och ut- signalen frân den summerande kopplingskretsen 48 på en ledning 50. Komparator- kretsen 52 är inrättad att alstra de i fig. l visade varningskurvorna pâ grundval av en jämförelse mellan radiohöjdsignalen hR och flygfarkostens sjunkhastighets- signal hB. Barometerkretsen 52 kan förverkligas genom användning av någon av de kretsar, som visas i ovan nämnda amerikanska patentskrifter 3 946 358, 3 947 808 och 4 060 793. Den i den amerikanska patentskriften 4 060 793 visade kretsen kan speciellt åstadkomma de i fig. l visade varningskurvorna. Såsom anges i nyss nämnda patentskrift kan komparatorkretsen 52 alstra en signal till en sjunkhastig- hetsvarningsanordning 54 eller till en pâdragvarningsanordning 56 i beroende av flygfarkostens sjunkhastighet i jämförelse med flygfarkostens höjd över marken.

Såsom ovan angivits är den i blockschemat enligt fig. l visade kretsanordningen inrättad att förskjuta de i fig. l visade varningskurvorna ät höger, när radio~ 10 15 20 25 30 40 79oo97s-4, 6 höjdändringssignalen hR anger att flygfarkosten närmar sig marken, under en förut- bestämd ändringshastighet. När radiohöjdändringssignalen hR är 0 och därigenom anger att flygfarkosten flyger parallellt med marken, kommer signalen hß att över- föras via den summerande kopplingskretsen 32, begränsas till ett maximalt värde i begränsaren 44 till 120 m/min (400 fot/min) och subtraheras fràn signalen hß på ledningen 40 medelst den summerande kopplingskretsen 48. Detta medför att varnings- kurvorna i fig. l kommer att förskjutas med värdet l20 m/min (400 fot/min) ät höger, såsom visas i fig. 2, vilket resulterar i en ökning av den sjunkhastighet, som er- fordras för att utlösa en sjunkhastighetsvarning. När radiohöjdändringssignalen ökar i negativt värde och anger att flygfarkosten närmar sig marken, kommer den summerande kopplingskretsen 32 att tjäna till att reducera den modifierade sjunk- hastighetssignalen pâ ledningen 42 som en funktion av radiohöjdändringssignalen pä ledningen 30. När radiohöjdändringssignalen hR är lika med sjunkhastighetssignalen hß, vilket anger att den barometriska sjunkhastigheten är lika med hastigheten mot marken, kommer den modifierade sjunkhastighetssignalen att vara 0, varigenom den i fig. l visade varningskurvan âstadkommes.

En andra utföringsform av uppfinningen visas i blockschemat enligt fig. 5 och âskàdliggöres medelst varningskurvorna i fig. 3, I detta fall modifieras radiohöjdsignalen hR på ledningen 22 som en funktion av radiohöjdändringssignalen hR istället för att såsom ovan nämnts i samband med anordningen enligt fig. 4 sjunk- hastighetssignalen hß modifieras. I kretsanordningen enligt fig. 5 tillföres signalen hR till en skalenligt arbetande förstärkare 60, vilken tjänar till att alstra en skalenligt förstärkt höjdändringssignal på en ledning 62, vilken signal är enhets- mässigt förenlig med radiohöjdsignalen hR på ledningen 22. I denna utföringsform är ett lämpligt värde pä skalningsfaktorn K 0,6, vilken faktor tjänar till att omvandla varje fot/min av radiohöjdändringen till 0,6 fot av radiohöjden. Utsignalen från förstärkaren 60 pâ ledningen 62 tillföres sedan en positiv ingång hos en summerande kopplingskrets 64, medan radiohöjdsignalen hR pâ ledningen 22 tillföres en annan positiv ingång hos den summerande kopplingskretsen 64. En begränsnings- krets 66 mottager utsignalen från den summerande kopplingskretsen 64 via en ledning 68 och begränsar effektivt den maximala storleken av vad som kan benämnas en _ modifierad radiohöjdsignal pâ ledningen 68 till ett maximalt värde av företrädes- vis 73 m (240 fot). Således tjänar begränsningskretsen 66 till att begränsa den modifierade höjdsignalen mellan 0 och ett maximalt värde av 73 m (240 fot). En andra summerande kopplingskrets 70 mottager utsignalen från begränsningskretsen 66 via en ledning 72 och adderar den begränsade och modifierade radiohöjdsignalen till radiohöjdsignalen hR. Utsignalen från den summerande kopplingskretsen 70 till- föres sedan komparatorkretsen 52 för att såsom ovan redan omnämnts tillsammans med sjunkhastighetssignaler på ledningen 40 alstra sjunkhastighetsvarningar.

Kretsanordningen enligt fig. 5 kommer att förskjuta de i fig. l visade var-

Claims (10)

15 30 35 10 7 7900973-4 ningskurvorna ät höger som funktion av radiohöjdändringssignaien. Kretsanordningen eniigt fig. 5 förflyttar emeiiertid närmare bestämt den horisonteiia axein i fig. 1 uppåt för att när radiohöjdändringssignaien är 0 aistra de i fig. 3 visade varnings- kurvorna. När radiohöjdändringssignaien är 0 eiier har positivt värde, adderas ett maximaït värde av 73 m (240 fot) för radiohöjden medeist summeringskretsarna 64 och 70 tiïi radiohöjdsignaien på iedningen 22 och tiiiföres sedan via iedningen 74 tiil komparatorn 52. När radiohöjdändringssignaien hR ökar sitt negativa värde under angivande av att fiygfarkosten närmar sig marken, kommer den summerande kopp- ïingskretsen 64 att verka för att reducera den modifierade höjdsignaien på ied- ningen 68 proportioneiit ända tiiis den skaieniigt förstärkta signaien på iedningen 62 är iika med radiohöjdsignaien på iedningen 22. Begränsaren 66 kommer också att verka för att begränsa den modifierade höjdsignalen pâ iedningen 72 tiïi i huvud- sak positive värden i syfte att förhindra att höjdsignaien minskar, när en negativ signai på iedningen 62 överskrider höjdsignaien på iedningen 22. Det framgår att kretsanordningen eniigt fig. 5 är inrättad att öka den sjunkhastighet, som er- fordras för att aistra en varning, när radiohöjdändringssignaien anger att f1yg~ farkosten ej närmar sig marken. Även om uppfinningen äskâdiiggjorts utifrân anaioga iogiska beräkningskretsar, såsom visas i fig. 4 och 5, torde det inses att dessa funktioner kan utföras medeist en digitai beräkningsanordning eiier dator, som har samma insignaier och är koppiade tiiï varningsanordningar 54 och 56. Exempelvis kan de i fig. 4 och 5 visade eie- mentens 28-32 resp. 40-52 funktioner utföras medeist en digitai dator, där digitaia signaier, som i funktionshänseende hänför sig tiii sjunkhastigheten hß, radiohöjden hR och radiohöjdändringshastigheten hR utnyttjas som insignaier ti11 en digitai dator. PATENTKRAV

1. Anordning för varning om en aïitför hög sjunkhastighet hos en flygfarkost, innefattande en anordning för aïstring av en signai, som representerar fiygfar- kostens sjunkhastighet, en anordning för aistring av en signai, som representerar fiygfarkostens höjd över marken, en anordning för jämförelse av sjunkhastighets- signaien med höjdsignaien och för detektering av ett förutbestämt förháiiande meiian nämnda signaier för att initiera en varning om aiitför hög sjunkhastighet, k ä n n e t 0 c k n a d av en signaiaistrande anordning för aistring av en höjd- ändringssignai, som representerar fiygfarkostens höjdändringshastighet med avseende på marken, en i beroende av höjdändringssignaien pâverkbar signaivarierande anordning för ändring av det förutbestämda förhàiiande meiian sjunkhastighetssignaien och höjdsignaien, som erfordras för att initiera varningen som en funktion av höjd- ändringssignaien.

2. Anordning eniigt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den signaivarieran- l0 l5 20 25 30 35 79009734; de anordningen innefattar en anordning inrättad att verksamt öka den sjunkhastighet, vid vilken en varning initierag som en funktion av en minskning i höjdändrings- signalen, vilken anger en minskning i flygfarkostens hastighet mot marken.

3. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att den signalvarierande anordningen innefattar en sjunkhastighetssignalmodifierande anordning för reducering av storleken av sjunkhastighetssignalen som en funktion av den minskande höjd- ändringssignalen.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att sjunkhastighets- signalmodifieringsanordningen innefattar en första begränsningsanordning för att till ett maximalt värde begränsa den omfattning i vilken sjunkhastighetssignalen kan reduceras.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att sjunkhastighets- signalmodifieringsanordningen innefattar en andra begränsningsanordning inrättad att begränsa modifieringsanordningens funktion för att förhindra att sjunkhastig- hetssignalen ökar.

6. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att modifierings- anordningen innefattar en summerande anordning för summering av sjunkhastighets- signalen med höjdändringssignalen i och för att alstra en modifierad sjunkhastig- hetssignal och subtrahera den modifierade signalen från sjunkhastighetssignalen.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den summerande anordningen innefattar en anordning för begränsning av den modifierade sjunkhastig- hetssignalen till ett förutbestämt maximalt värde.

8. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den summerande anordningen innefattar en första summerande kopplingskrets, vilken är inrättad att summera höjdändringssignalen med sjunkhastighetssignalen för att alstra en modifierad sjunkhastighetssignal, och en andra summerande kopplingskrets, som är inrättad att subtrahera den modifierade signalen från sjunkhastighetssignalen.

9. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att den summerande anordningen innefattar en mellan den första och den andra summerande kopplings- kretsen operativt inkopplad begränsningsanordning, som är inrättad att begränsa den modifierade signalen till ett förutbestämt intervall.

10. l0. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att det förutbe- stämda intervallet är approximativt O till 120 m/min (400 fot/min).