CH660468A5

CH660468A5 - Impianto avvisatore di prossimita di suolo per un aereo.

Info

Publication number: CH660468A5
Application number: CH3290/84A
Authority: CH
Inventors: Charles Donald Bateman
Original assignee: Sundstrand Data Control
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1987-04-30
Also published as: US4684948A; FI842728A0; SE8403473D0; FR2548788A1; JPS6025469A; GR82241B; NL8402135A; GB2142891B; AU547328B2; NL190982B; DE3424957C2; CA1240384A; GB8417455D0; IT8448514A0; FI842728A; JPH043835B2; BE900113A; FR2548788B1; NL190982C; GB2142891A

Description

La presente invenzione si riferisce in generale ad impianti avvisatori di prossimità di suolo e più in particolare ad un impianto avvisatore di prossimità di suolo avente mezzi per avvisare il pilota di un aereo di una eccessiva velocità di avvicinamento al terreno secondo un prestabilito gruppo di criteri di avviso e mezzi per rivelare un radiosentiero di piano di planata.

Sono noti sistemi di prossimità di suolo includenti sistemi di avviso di prossimità di suolo che forniscono avvisi quando la velocità di avvicinamento al terreno di un aereo è eccessiva e quando l'aereo è al di sotto di un radiosentiero di piano di planata. Tipici sistemi che forniscono un avviso quando la velocità di avvicinamento al terreno è eccessiva sono descritti nei brevetti U.S.A. n° 3 715 718, 3 934 221, 3 934 222, 3 944 968 e 3 958 219. Esempi di sistemi che sono sensibili ad un radiosentiero di piano di planata per generare un avviso quando l'aereo scende eccessivamente al di sotto del piano di planata sono descritti nei brevetti U.S.A. n° 3 925 751 e 3 947 809. Un esempio di sistema che fornisce avvisi di varie condizioni di volo pericoloso includenti eccessiva velocità di avvicinamento ed eccessiva discesa al di sotto del piano di planata è descritto nel brevetto U.S.A. n° 3 946 358. Tutti i brevetti summenzionati sono assegnati allo stesso assegnatario della presente invenzione ed incorporati qui per riferimento.

Benché i dispositivi descritti nei riferimenti summenzionati forniscano prestazioni soddisfacenti nella maggior parte delle situazioni, vi è tutt'ora la tendenza per quanto riguarda i sistemi avvisatori di eccessivo avvicinamento al terreno di generare falsi avvisi o di disturbo in talune circostanze, come in normali avvicinamenti con sistema di atterraggio strumentale (ILS) a certi aereoporti che sono circondati da montagne, come, per esempio gli aereoporti di St. Johns (New Foundland), Zurigo (Svizzera), Lisbona (Portogallo) e Madrid (Spagna).

Sebbene siano stati fatti grandi sforzi nel tentativo di risolvere il summenzionato problema di avvisi di disturbo, tali sforzi si sono accentrati su modifiche dell'inviluppo di avviso e su modifiche dei circuiti di elaborazione dei segnali come modifiche a limitatori di velocità e a filtri destinati ad impedire che il sistema generi falsi avvisi negli avvicinamenti a particolari aereoporti. Tuttavia, non è stata trovata alcuna soluzione soddisfacente poiché tali modifiche tendono a ridurre il tempo di avviso previsto dal sistema in situazioni potenzialmente pericolose.

Di conseguenza, è uno scopo della presente invenzione fornire un impianto avvisatore di prossimità di suolo che ovvia a molti degli svantaggi dei sistemi avvisatori della tecnica antecedente.

È un altro scopo della presente invenzione fornire un impianto avvisatore di prossimità di suolo che riduce sostanzialmente il numero di avvisi di disturbo di eccessivo avvicinamento al terreno i quali vengono generati in avvicinamenti ad attcrraggi senza ridurre i tempi di avviso previsti dal sistema durante reali condizioni di eccessiva velocità di avvicinamento al terreno.

É stato riscontrato che in molti aereoporti, particolarmente in quelli circondati da montagne, l'angolo del radiosentiero del piano di planata del sistema di atterraggio strumentale è tale che un normale avvicinamento nel radiosentiero del piano di planata dà luogo a velocità di avvicinamento che oltrepassano l'inviluppo di avviso del sistema avvisatore di eccessiva velocità di avvicinamento al terreno anche se l'avvicinamento nel piano di planata prevede una distanza sufficiente al di sopra del terreno tale da evitare una condizione di volo pericoloso. Così, finché l'aereo rimane nel radiosentiero del piano di planata esso si trova in un avvicinamento sicuro ed un sistema avvisatore di eccessiva velocità di avvicinamento al terreno molto sensibile destinato a fornire avvisi durante altre fasi di volo non è necessario. Conseguentemente, è possibile desensibilizzare il sistema avvisatore di eccessiva velocità di avvicinamento al terreno finché l'aereo rimane nel radiosentiero del piano di planata senza comprometterne la sicurezza.

Pertanto, secondo l'invenzione l'impianto avvisatore di prossimità di suolo è caratterizzato da ciò che esso comprende mezzi sensibili a detti mezzi rivelatori di radiosentiero di piano di planata per modificare detto gruppo prestabilito di criteri di avviso quando viene rivelato detto radiosentiero del piano di planata.

Preferibilmente, l'impianto avvisatore di prossimità di suolo ha un sistema avvisatore di eccessiva velocità di avvicinamento al terreno che è mantenuto normalmente in una condizione sensibile di funzionamento in modo da assicurare tempi massimi di avviso in fasi di volo diverse da quelle in cui l'aereo è in un avvicinamento o in un atterraggio sotto il controllo di un radio-sentiero di piano di planata di ILS. L'impianto inoltre può essere provvisto di circuito che rivela la presenza del radiosentiero del piano di planata di ILS e serve a desensibilizzare il sistema avvisatore di velocità di avvicinamento al terreno quando viene rivelato il radiosentiero del piano di planata e l'aereo non è notevolmente al di sotto del piano di planata.

Questi ed altri scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno facilmente evidenti in seguito alla considerazione della descrizione dettagliata seguente e dei disegni annessi in cui:

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la figura 1 è uno schema funzionale a blocchi dell'impianto avvisatore di prossimità di suolo secondo l'invenzione;

la figura 2 è un diagramma che illustra come i criteri di avviso di eccessiva velocità di avvicinamento possono venire modificati cambiando la limitazione di velocità del segnale di velocità di radioaltitudine quando l'aereo è sul piano di planata; e le figure 3 e 4 sono diagrammi che illustrano come vengono modificati gli inviluppi di avviso modificando le velocità come i limiti mostrati in figura 2.

Con riferimento ora ai disegni, con particolare attenzione alla figura 1, viene illustrato un impianto avvisatore di prossimità di suolo secondo l'invenzione indicato genericamente con il numero 10 di riferimento. Il sistema 10 secondo l'invenzione è illustrato nella figura 1 sotto forma di schema funzionale o logico a blocchi come una serie di porte, comparatori e simili a scopo di illustrazione; tuttavia, va inteso che l'effettiva esecuzione della logica può essere diversa da quella mostrata nella figura 1 essendo possibili varie esecuzioni digitali ed analogiche. I segnali usati dal sistema avvisatore descritto include segnali rappresentativi di radioaltitudine e velocità, altitudine barometrica e velocità (non mostrati in figura 1), un segnale rappresentativo della deviazione dell'aereo del radiosentiero del piano di planata e segnali indicanti la posizione delle alette dell'aereo nonché vari segnali di validità. Poiché la velocità di avvicinamento al terreno si può ottenere dalla velocità di radioaltitudine da sola (figura 1) o dalla velocità di radioaltitudine come modificata dalla velocità di altitudine barometrica (h nel brevetto U.S.A. 3 934 221 su menzionato), va compreso che con il termine velocità di avvicinamento si intende comprendere sia una velocità di avvicinamento di radioaltitudine che una velocità radio modificata da un segnale di velocità barometrica. In relazione al tipo di aereo in cui è installato il sistema avvisatore, i segnali si possono ottenere da singoli strumenti come un ricevitore 12 di piano di planata (figura 1), un radioaltimetro 14, un circuito 16 di velocità di radioaltitudine e da un elemento circuitale discreto indicante la posizione delle alette, oppure da un canale di dati digitali (non mostrato) in alcuni aerei più recenti.

Il sistema 10 secondo l'invenzione include un sistema avvisatore che fornisce un avviso nel caso che la velocità di avvicinamento al terreno sia eccessiva per l'altitudine alla quale l'aereo sta volando. Per fornire questa funzione, è previsto un comparatore 18 di velocità di avvicinamento al terreno che compara la velocità di radioaltitudine dal circuito 16 di velocità di radioaltitudine (e facoltativamente una velocità di altitudine barometrica, non mostrata nella figura 1) con l'altitudine al di sopra del suolo determinata dal segnale proveniente dal radioaltimetro 14 e serve a fornire un segnale di inizio di avviso ogni qual volta la velocità di avvicinamento al terreno è eccessiva per l'altitudine alla quale l'aereo sta volando. Il segnale di inizio di avviso viene applicato ad un generatore 20 di avviso di velocità di avvicinamento al terreno che, preferibilmente, fornisce un avviso vocale ad un trasduttore 22, direttamente o indirettamente, allo scopo di fornire al pilota dell'aereo un avviso vocale indicativo di una condizione di eccessiva velocità di avvicinamento al terreno. Un sistema adatto come comparatore 18 di velocità di avvicinamento al terreno è illustrato nella figura 1 del brevetto U.S.A. nc 3 934 221 prima menzionato che è incorporato per riferimento.

Inoltre, il sistema 10 include un comparatore 24 di piano di planata che compara un segnale dal ricevitore 12 di piano di planata indicativo della deviazione dal piano di planata con il segnale dal radioaltimetro 14 che fornisce un segnale rappresentativo dell'altitudine dell'aereo al di sopra del suolo e genera un segnale di inizio di avviso di piano di planata se l'aereo scende eccessivamente al di sotto del piano di planata. Il segnale di inizio di avviso di piano di planata viene applicato ad un generatore 26 di avviso di piano di planata che genera un avviso vocale indicativo di discesa eccessiva al di sotto del piano di planata al trasduttore 22. Un idoneo sistema utilizzabile come comparatore 24 di piano di planata è illustrato nella figura 2 del brevetto U.S.A. n° 3 947 809 incorporato precedentemente per riferimento il quale serve a fornire un avviso di avvertimento ed un avviso di comando come illustrato nella figura 1 dell'anzidetto brevetto 3 947 809 in relazione al grado di deviazione al di sotto del piano di planata.

Secondo un importante aspetto dell'invenzione, i criteri utilizzati dal comparatore 18 di velocità di avvicinamento al terreno per generare il segnale di inizio di avviso vengono modificati quando l'aereo è nel radiosentiero del piano di planata. Pertanto, è prevista una porta AND 28 che controlla il ricevitore 12 di piano di planata per determinare se si sta ricevendo un segnale di piano di planata valido, nonché altri segnali di abilitazione come un segnale di abilitazione di ILS ed un segnale di «disturbo di piano di planata», che è ottenuto filtrando il segnale di piano di planata, e indica che il segnale di piano di planata non è disturbato. Inoltre, la porta 28 controlla un segnale proveniente dall'uscita del comparatore 24 di piano di planata che viene applicato ad essa attraverso un invertitore 30 per fornire un segnale di «non avviso di piano di planata» alla porta AND 28 che indica che l'aereo non è eccessivamente al di sotto del piano di planata. L'uscita della porta AND 28 viene applicata al comparatore 18 di velocità di avvicinamento al terreno, convenientemente attraverso una porta OR 32, onde modificare i criteri per determinare quando deve essere generato un avviso di eccessiva velocità di avvicinamento al terreno. I criteri vengono modificati ogni qual volta si sta ricevendo un segnale di piano di planata valido, il segnale di piano di planata non è disturbato, il sistema di atterraggio strumentale è abilitato e non si sta generando alcun avviso di piano di planata, come indicato dal segnale di «non avviso di piano di planata». Il segnale dalla porta AND 28 al comparatore 18 di velocità di avvicinamento al terreno (attraverso la porta OR 32) serve a modificare i criteri di avviso richiesti per generare un avviso così che il sistema diviene meno sensibile e riduce la probabilità che venga generato un falso avviso.

Un sistema idoneo come comparatore 18 di velocità di avvicinamento al terreno è illustrato nella figura 1 del brevetto U.S.A. n° 3 934 221 incorporato precedentemente per riferimento. Utilizzando tale sistema, l'uscita della porta OR 32 può venire applicata all'entrata del limitatore 10 di velocità indicata come «alette» nella figura 1 del brevetto 3 934 221 anzidetto. Così, quando l'aereo è in un avvicinamento nel radiosentiero del piano di planata, i criteri richiesti per generare un segnale di avviso di velocità di avvicinamento al terreno vengono modificati dalla configurazione delle alette sollevate illustrata nella figura 2 del brevetto 3 934 221 rispetto ad i criteri illustrati nella configurazione delle alette abbassate del brevetto 3 934 221 in modo da inibire così efficacemente avvisi al di sopra di radioal-titudini di circa 210 fino a 270 metri, o di circa 240 metri nel sistema mostrato nel brevetto 3 934 221. Un segnale indicativo di una configurazione di alette abbassate può anche venire applicato alla porta OR 32 per modificare nella stessa maniera i criteri di avviso. Inoltre, sebbene sia conveniente modificare i criteri richiesti per generare un segnale d'inizio di avviso mediante il comparatore 18 di velocità di avvicinamento al terreno cambiando semplicemente i criteri dai requisiti di avviso con alette sollevate a quelli con le alette abbassate, va notato che i criteri possono venire modificati diversamente da come precedentemente descritto e possono essere ottimizzati onde rendere minimi gli avvisi di disturbo che si verificano in avvicinamenti ad aeroporti circondati da montagne.

Un metodo che è stato trovato particolarmente efficace per modificare i criteri di avviso del modo di avviso di eccessiva velocità di avvicinamento al terreno è di modificare i limiti di velocità del limitatore 10 (brevetto 3 934 221) di velocità di ra-

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dioaltitudine come è illustrato in figura 2. Per esempio, in normali condizioni di crociera, quando le alette dell'aereo sono sollevate e l'aereo non si trova nel radiosentiero del piano di planata, i limiti di velocità sono quali mostrati nel diagramma A con il limitatore di velocità, per esempio il limitatore 10 di velocità del brevetto 3 934 221, che è regolato in modo da limitare il segnale di velocità di altitudine a valori, per esempio, tra 600 metri al minuto e 1250 metri al minuto di velocità discen-zionale. Nel diagramma di figura 2 una velocità di avvicinamento radioaltimetrica positiva è considerata come velocità di-scenzionale.

Se, tuttavia, le alette dell'aereo sono abbassate, o se l'aereo è nel radiosentiero del piano di planata, indipendentemente dalla posizione delle alette, l'uscita del limitatore 10 di velocità viene modificata in modo da limitare il segnale di velocità a valori, per esempio, tra 900 metri al minuto e 280 metri al minuto di velocità discenzionale. Inoltre, le curve C e D mostrano la modifica dei limiti di velocità quando l'aereo è sotto ï 60 metri al di sopra del livello del suolo e per l'aumento della velocità dell'aria con le alette sollevate, rispettivamente. L'aumento della velocità dell'aria, o aumento del numero di Mach, aumenta la sensibilità del sistema avvisatore di velocità di avvicinamento al terreno in funzione della velocità dell'aria, come è evidente dalla figura 3.

La figura 3 illustra l'inviluppo di avviso ovvero i criteri necessari per generare un avviso di velocità eccessiva di avvicinamento quando l'aereo sta effettuando un volo di crociera e le sue alette non sono sollevate e non si trova sul radiosentiero del piano di planata. In tali circostanze, l'avviso di velocità di avvicinamento viene dato al di sotto di 500 metri quando l'aereo sta volando ad un Mach di 0,35 o inferiore se viene penetrato l'inviluppo definito dalle linee 100 e 102. Nella realizzazione illustrata, un avviso vocale come «terreno» viene enunciato due volte sequito da un avviso «richiamata» quando viene penetrato l'inviluppo anzidetto. Al di sopra di una velovità di Mach 0,35 fino ad una velocità di Mach 0,45, l'inviluppo di avviso si estende fino a 750 metri comme illustrato dalla linea 104 per fornire tempi di avviso aumentati in corrispondenza di velocità più alte.

Se, tuttavia, l'aereo si trova sul radiosentiero del piano di 5 planata, la protezione fornita dal diagramma mostrato nella figura 3 non è necessaria e può anche causare avvisi di disturbo. Conseguentemente, il sistema secondo l'invenzione viene desensibilizzato. Se il sistema viene desencibilizzato modificando i limiti di velocità del limitatore 10 (brevetto 3 934 221), come è ilio lustrato nella figura 2, ne deriva l'inviluppo di avviso illustrato in figura 4. Così, quando l'aereo è sul radiosentiero del piano di planata (ovvero le sue alette sono abbassate) viene generato un avviso, come un avviso vocale di «terreno», ogni qual volta viene penetrato l'inviluppo d'avviso definito dall'area 106 trat-i5 teggiata di figura 4. Pertanto, limitando l'altitudine alla quale viene iniziato l'avviso a non più di circa 210 fino a 270 metri al di sopra del livello del suolo, o 240 metri come è illustrato in figura 4, vengono eliminati, o almeno sostanzialmente ridotti, avvisi di disturbo che si verificano quando in un avvicinamento 20 ad un atterraggio. L'eliminazione degli avvisi sotto altitudini di circa 60 metri al di sopra del livello del suolo, come è mostrato in figura 4, elimina anche avvisi di disturbo quando l'aereo sta per toccare.

Inoltre, è stato trovato utile disabilitare il sistema di avviso 25 di insufficiente distanza dal terreno del tipo comunemente noto come modo 4B e descritto nei brevetti U.S.A. n° 3 936 796, 4 944 968 e 4 030 065 assegnati allo stesso Assegnatario della presente invenzione e qui incorporati per riferimento. In particolare, se l'aereo è nel radiosentiero del piano di planata ed il 30 carrello di atterraggio è abbassato, il modo comunemente noto come modo 4B descritto nei brevetti su menzionati, cioè il modo di insufficiente distanza dal terreno con il carrello di atterraggio abbassato verrebbe disabilitato quando il carrello di at-terragio è abbassato e l'aereo si trova nel piano di planata e 35 non sta deviando eccessivamente al di sotto del radiosentiero del piano di planata.

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1 foglio disegni

Claims

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1. Impianto avvisatore di prossimità di suolo avente mezzi (20, 22) per avvisare il pilota di un aereo di una eccessiva velocità di avvicinamento al terreno secondo, un prestabilito gruppo di criteri di avviso e mezzi (12) per rivelare un radiosentiero di piano di planata, caratterizzato da ciò che esso comprende mezzi (18, 28, 32) sensibili a detti mezzi (12) rivelatori di radiosentiero di piano di planata per modificare detto gruppo prestabilito di criteri dì avviso quando viene rivelato detto radiosentiero del piano di planata.

2. Impianto secondo la rivendicazione 1, comprendente una sorgente (14) di segnali rappresentativi dell'altitudine dell'aereo al di sopra del suolo, caratterizzato da ciò che detti mezzi che modificano i criteri di avviso includono mezzi per limitare l'altitudine massima alla quale può essere dato un avviso di velocità di avvicinamento.

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RIVENDICAZIONI

3. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da ciò che la detta altitudine massima è limitata da essere fra 210 e 270 metri al di sopra del suolo.

4. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da ciò che detti mezzi che alterano i criteri di avviso includono mezzi (24) per determinare se l'aereo devia eccessivamente dal piano di planata e per modoficare detti criteri prestabiliti solo se l'aereo non è sceso eccessivamente al di sotto del piano di planata.

5. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che detti mezzi che modificano i criteri di avviso includono mezzi per modificare la velocità massima di avvicinamento alla quale sono sensibili i mezzi di avviso di eccessiva velocità di avvicinamento.

6. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da ciò che esso comprende mezzi (24) per determinare se l'aereo è deviato eccessivamente dal piano di planata e che i detti mezzi (18, 28, 32) che modificano i creteri di avviso sono operativi soltanto se l'aereo non è deviato eccessivamente dal piano di planata.

7. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che detti mezzi (18, 28, 32) che modificano detto gruppo prestabilito di criteri di avviso includono mezzi per limitare i valori massimo e minimo del segnale di velocità di avvicinamento al terreno e mezzi per modificare almeno uno di detti valori massimo e minimo onde modificare detto gruppo prestabilito di criteri.