ES2222044T3 - Procedimiento de enrutado horizontal de una aeronave entre dos puntos de paso obligados. - Google Patents
Procedimiento de enrutado horizontal de una aeronave entre dos puntos de paso obligados.Info
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Abstract
Procedimiento de enrutado horizontal de una aero nave entre dos puntos de paso obligados (I, F) respetando limitaciones impuestas por consignas de radio de viraje y por consignas de orientación en ruta o rumbo (rI, rF) a mantener en los puntos de paso obligados (I, F) que definen una trayectoria formada por dos arcos de círculo unidos por un segmento de recta.
Description
Procedimiento de enrutado horizontal de una
aeronave entre dos puntos de paso obligados.
La presente invención concierne a la
determinación de una trayectoria horizontal a seguir por una
aeronave para ir de un punto de paso obligado a otro, respetando al
propio tiempo limitaciones impuestas por consignas de radio de
viraje y consignas de dirección de aproximación en ruta a mantener
en los puntos de paso obligados.
Hasta el presente, como se indica en la patente
norteamericana US 5,774,818, que se interesa más particularmente en
una toma en consideración de la redondez de la tierra en el
seguimiento por una aeronave de una fase de vuelo de rumbo
constante a lo largo de grandes distancias, la trayectoria
horizontal a seguir en el curso de una misión se construye a partir
de una línea quebrada que pasa por los puntos de paso obligados,
con porciones de viraje entre los segmentos rectilíneos de
trayectoria recorridos según una ruta o un rumbo constante. Esta
línea quebrada no se elige al azar, sino en función de criterios
clásicos de optimización de la longitud de la traza en el suelo y de
las posibilidades maniobreras de la aeronave. Esta elección y, por
tanto, la construcción de la trayectoria horizontal a seguir en el
curso de una misión necesitan actualmente medios de cálculo
importantes que no se encuentran aún a bordo de las aeronaves. Por
tanto, la trayectoria horizontal a seguir es calculada por medios
situados en el suelo, en el momento de la preparación de una
misión.
Una vez definida en el suelo, la trayectoria
horizontal a seguir en el curso de una misión tiene sus elementos,
a saber, la sucesión de segmentos rectilíneos y de porciones de
viraje que la componen, así como las velocidades de consigna
impuestas para los recorridos de cada uno de los elementos
rectilíneos y de las porciones de viraje, puestos en forma para
poder ser explotados por el sistema de gestión de vuelo de la
aeronave.
Un segmento rectilíneo está definido por las
coordenadas geográficas de sus extremos y eventualmente por una
dirección de orientación en ruta o rumbo, mientras que las
porciones de viraje están definidas por un centro y un radio de
curvatura.
Para el seguimiento de la trayectoria horizontal
de consigna, el sistema de gestión de vuelo de una aeronave compara
permanentemente la posición geográfica real de la aeronave, tal
como resulta de las medidas de localización provenientes del
tratamiento de las informaciones que proceden de su central
inercial y/o de aparatos de localización, tales como sistemas de
localización por satélites u otros, con la posición geográfica que
se percibe tener sobre la trayectoria horizontal de consigna.
Deduce de estas comparaciones una desviación lateral y una
desviación de ruta, y traduce estas dos desviaciones por medio de
una tabla de equivalencia de dos entradas: desviación lateral y
desviación de ruta, en órdenes de control aplicadas a los mandos
por intermedio del sistema de controles de vuelo de la
aeronave.
Esta forma de actuar presenta inconvenientes en
la medida en que, en el curso de una misión, no es raro que una
aeronave tenga que modificar su plan de vuelo como consecuencia de
eventos imprevistos, por ejemplo una avería o la aparición de una
zona peligrosa en la trayectoria seguida. La nueva trayectoria a
seguir, que es diferente de la inicialmente prevista, no ha sido
preparada previamente ni puesta en forma para ser tratada por el
sistema de gestión de vuelo de la aeronave, que no puede ser
entonces utilizado. Por tanto, el piloto debe retomar el control de
los mandos de vuelo para seguir él mismo una nueva trayectoria que
permita resolver el problema resultante de la aparición del
evento.
Para descargar al piloto de la tarea de pilotaje,
incluso en el caso de situaciones imprevistas, se ha propuesto ya
equipar las aeronaves con un ordenador suplementario capaz de
proponerle nuevas trayectorias que permitan resolver el problema
planteado. Sin embargo, tal equipo se revela como muy costoso y no
responde totalmente a las necesidades del piloto debido a que
presenta un tiempo de respuesta importante, a menudo incompatible
con los tiempos de reacción que se imponen a un piloto de aeronave.
Además, las trayectorias propuestas responden frecuentemente mal al
problema planteado, carecen de precisión y no son directamente
ejecutables por el sistema de gestión de vuelo, debiendo asegurar
el propio piloto el control de los mandos de vuelo, siguiendo las
instrucciones relativas a la trayectoria propuesta que le son
suministradas.
Además, la recuperación del curso normal de la
misión supone que el piloto se reintegre a la trayectoria de
consigna inicialmente prevista, sin la ayuda del sistema de gestión
de vuelo, que no puede corregir automáticamente más que una pequeña
desviación de posición.
Las modificaciones de trayectoria en curso de
misión, durante un cambio de ruta no previsible, que pueden ser muy
variables para una misma situación, puesto que se dejan enteramente
a la iniciativa del piloto, y que no se presentan bajo una forma
directamente explotable por el sistema de navegación de la aeronave,
perjudican a la precisión del minutaje de la misión, ya que
provocan avances o retardos difícilmente apreciables con precisión
por el piloto, que no puede entonces más que compensarlos
imperfectamente. Además, la fuerte eventualidad de modificaciones
imprevistas de la trayectoria seguida en curso de misión obliga a
tomar un importante margen de seguridad sobre la cantidad de
carburante embarcado, lo que se hace en detrimento de la capacidad
de transporte de la aeronave.
La presente invención tiene por objeto suprimir
estos inconvenientes.
Tiene igualmente por objeto facilitar la tarea
del piloto descargándole de los problemas de navegación ligados a un
cambio de ruta imprevisto en beneficio del sistema de gestión de
vuelo de la aeronave. A este efecto, se propone un procedimiento de
enrutado poco exigente en potencia de cálculo, que puede ser
ejecutado por el sistema de gestión de vuelo de la aeronave en cada
cambio de ruta para poner al día la trayectoria a seguir e integrar
inmediatamente en el plan de vuelo las modificaciones aportadas a
la trayectoria a fin de que el sistema de navegación pueda tenerlas
en cuenta en tiempo real y mantener por sí mismo la precisión del
minutaje de la misión después de la reunión con la trayectoria de
consigna, jugando sobre la velocidad de la aeronave en el período
precedente a esta reunión.
La invención tiene por objeto un procedimiento de
enrutado horizontal de una aeronave entre dos puntos de paso
obligados respetando las limitaciones impuestas por consignas de
radio de viraje y por consignas de orientación en ruta o rumbo a
mantener en los puntos de paso obligados.
Según la invención, este procedimiento se
caracteriza porque consiste en:
- determinar dos círculos llamados de reunión,
tangentes al puntos de paso obligado de partida llamado punto
inicial según la dirección de la consigna de orientación en ruta o
rumbo en este punto inicial llamada sentido de la ruta inicial,
orientados, por tanto, según esta dirección con sentidos de
recorrido inversos y teniendo un radio correspondiente a una
consigna de radio de viraje en el punto inicial,
- determinar dos círculos llamados de captura,
tangentes al punto de paso obligado de llegada llamado punto final
según la dirección de la consigna de orientación en ruta o rumbo en
este punto final llamada sentido de la ruta final, orientados, por
tanto, según esta dirección con sentidos de recorrido inversos y
teniendo un radio correspondiente a una consigna de radio de viraje
en el punto final,
- referenciar aquél de los dos círculos de
captura, llamado primer círculo de captura, que está situado en el
mismo lado de la ruta que -parte del punto final y orientada según
una consigna de orientación de ruta a mantener en el punto final de
dicha ruta final- que el punto inicial,
- seleccionar uno de los círculos de reunión y
uno de los círculos de captura como soportes de la trayectoria en
función de la posición del punto inicial con respecto al primer
círculo de captura,
- definir una trayectoria que incluye tres
porciones:
- una primera porción constituida por un viraje
circular inicial de reunión de la dirección general del punto
final, iniciado partiendo del punto inicial con la dirección de la
consigna de orientación de ruta inicial y proseguido describiendo
una parte del contorno del círculo de reunión seleccionado
respetando su sentido de recorrido,
- una segunda porción constituida por una línea
recta de reunión de ruta constante según una tangente al círculo de
reunión seleccionado para el viraje circular inicial y al círculo
de captura seleccionado, estando dicha tangente orientada en la
dirección del punto final y en el sentido de cada uno de los
círculos en los puntos de tangencia, y
- una tercera porción constituida por un viraje
circular de captura final que sigue el contorno del círculo de
captura seleccionado alcanzado al final de la línea recta de
reunión, respetando su sentido de recorrido, hasta el punto final
alcanzado con la dirección de la consigna de orientación de ruta
final, y
- hacer que la aeronave siga la trayectoria así
definida.
Gracias a estas disposiciones, la trayectoria
buscada es obtenida con un número mínimo de cálculos, teniendo en
cuenta las situaciones posibles de posiciones de los puntos inicial
y final y de ruta. Además, este procedimiento permite seleccionar
la trayectoria más corta antes de calcularla. Resulta de ello que
este procedimiento puede ser aplicado enteramente a la determinación
de trayectoria en tiempo real. La trayectoria así calculada es
obtenida teniendo en cuenta las posibilidades de maniobra de la
aeronave. Por tanto, permite el sobrevuelo preciso de los puntos
inicial y final con los rumbos previstos.
Generalmente, los dispositivos de pilotaje
automático están concebidos para ejecutar fases de líneas rectas y
virajes de radio constante y, por tanto, la trayectoria obtenida
con este procedimiento está enteramente adaptada para alimentar un
dispositivo de esta clase.
Según una particularidad de la invención, el
procedimiento aplica el convenio según el cual el primer círculo de
reunión es el que tiene el mismo sentido de recorrido que el primer
círculo de captura. Gracias a este convenio, se seleccionará el
círculo de captura C1 en la mayoría de los casos.
El procedimiento comprende la selección del
primer círculo de reunión si el punto inicial se encuentra en el
primer círculo de captura, y la selección del primer círculo de
captura si el primer círculo de reunión no intercepta la ruta final
que pasa por el punto final, o intercepta el segundo círculo de
captura, y la selección del segundo círculo de captura si el primer
círculo de reunión intercepta la ruta final, pero no el segundo
círculo de captura.
El procedimiento según la invención permite
satisfacer así las condiciones de ruta y de punto de paso incluso si
el punto final está muy próximo al punto inicial, habida cuenta de
las posibilidades de maniobra de la aeronave.
Es de hacer notar que en este caso la selección
de los círculos de reunión y de captura se efectúa recurriendo a
cálculos geométricos simples y poco costosos en tiempo de
cálculo.
Según otra particularidad de la invención, el
procedimiento comprende la selección a priori del primer
círculo de captura si el punto inicial no se encuentra en el primer
círculo de captura.
Según otra particularidad de la invención, el
procedimiento comprende la selección del primer círculo de reunión y
del primer círculo de captura si se cumple la condición
siguiente:
- el punto inicial no se encuentra en el primer
círculo de captura y
- el segundo círculo de reunión intercepta el
primer círculo de captura.
En el caso en el que el punto inicial no se
encuentre en el primer círculo de captura y el segundo círculo de
reunión no intercepte el primer círculo de captura, se selecciona
el círculo de reunión en función de la ruta inicial y de la ruta
dirigida según la tangente al primer círculo de captura, pasando por
el punto inicial.
Según otra particularidad de la invención, si se
cumple la condición siguiente:
- el punto inicial se encuentra aguas arriba del
punto final y por fuera del primer círculo de captura, y
- el primer círculo de reunión intercepta la ruta
final, pero no el segundo círculo de captura, el procedimiento
comprende la selección del primer círculo de reunión y del segundo
círculo de captura, o del segundo círculo de reunión y el primer
círculo de captura.
En este caso, se efectúa la selección de una u
otra combinación según que el primer círculo de reunión haya sido o
no precedentemente seleccionado.
De esta manera, mediante ensayos poco costosos en
potencia de cálculo, el procedimiento según la invención permite
seleccionar el círculo de reunión y el círculo de captura a
utilizar para determinar la trayectoria buscada. Además, permite
limitar los casos en los que se deben efectuar cálculos de tangente
más costosos.
Se describirá seguidamente un modo de realización
del procedimiento según la invención, a título de ejemplo no
limitativo, con referencia a los dibujos anejos, en los que:
la figura 1 representa esquemáticamente el equipo
electrónico embarcado a bordo de una aeronave y que permite poner
en práctica el procedimiento según la invención;
la figura 2 muestra dos objetivos o puntos de
paso forzados en ruta entre los cuales el procedimiento según la
invención determina una trayectoria;
las figuras 3a a 3i ilustran diferentes casos de
posiciones respectivas de los objetivos inicial y final y de
dirección de rutas inicial y final, tomados en cuenta por el
procedimiento según la invención; y
la figura 4 representa en forma de un organigrama
las diferentes etapas del procedimiento según la invención.
El procedimiento según la invención está
particularmente adaptado para ser puesto en práctica por los equipos
electrónicos embarcados a bordo de una aeronave. Tal como se
representa en la figura 1, estos equipos comprenden un ordenador 1
conectado a una o varias pantallas de visualización 2 y una memoria
de masa 9. Este ordenador 1 está unido, por ejemplo por una red de
transmisión de datos 8, los buses de la aeronave, a los captadores
e instrumentos de vuelo 6 embarcados, a los mandos de pilotaje 4, a
un dispositivo de pilotaje automático 5 y a un dispositivo de
transmisión de datos digitales 7, por ejemplo del tipo de "enlace
de datos". De esta manera, el ordenador 1 puede adquirir en
tiempo real los datos que emanan de los demás equipos electrónicos
embarcados, a saber, especialmente la posición geográfica de la
aeronave, su altitud, su velocidad y su estado.
El dispositivo de pilotaje automático comprende
una memoria en la cual está registrada la trayectoria en curso
seguida por la aeronave, estando constituida esta trayectoria por
una sucesión de segmentos de recta entre un punto de partida y un
punto de destino, estando unidos estos segmentos por arcos de
círculo.
La memoria de masa 9 contiene las características
de la aeronave y en particular los datos que definen sus
posibilidades de maniobra, tales como el radio mínimo de viraje en
función de la velocidad, así como todos los datos relativos a la
misión. El radio mínimo de viraje puede venir dado también por el
factor de carga máxima admisible por el piloto en modo de pilotaje
automático.
Los datos de emisión comprenden
especialmente:
- datos cartográficos que permiten que el
ordenador 1 presente sobre la pantalla 2 la imagen de un mapa
geográfico de la zona sobrevolada durante la misión,
- datos relativos a la navegación, por ejemplo la
posición geográfica y las características de las radiobalizas y de
los aeródromos accesible por la aeronave durante la misión,
- los datos relativos a la trayectoria prevista,
que permiten que el ordenador presente sobre la pantalla esta
trayectoria en sobreimpresión sobre la imagen del mapa,
- la posición y la extensión eventual de zonas
peligrosas a evitar, y
- las condiciones meteorológicas previstas
durante la misión en la zona sobrevolada.
Los datos relativos a la trayectoria prevista
comprenden la posición de los puntos de paso impuestos asociados a
una hora de encuentro y una altitud de sobrevuelo.
Todos estos datos pueden ser modificados en
cualquier instante, bien directamente por el piloto o los captadores
e instrumentos embarcados, o bien por informaciones recibidas por
el enlace de radio. Por tanto, parece deseable que se pueda
determinar en tiempo real una nueva trayectoria. Esta determinación
puede reducirse a una sucesión de cálculos de segmentos de
trayectoria delimitados por un punto inicial I y un punto final F,
asociados respectivamente a una ruta inicial r_{I} y una ruta
final r_{F}. Las rutas inicial r_{I} y final r_{F} son ejes
orientados que pasan respectivamente por los puntos I y F, y forman
ángulos de ruta inicial \Theta_{I} y final \Theta_{F}
referenciados con respecto a la dirección del Norte N entre -180ºC
y +180º, y son crecientes en el sentido de las agujas de un reloj
(figura 2).
Según la invención, el punto inicial I está
asociado a dos círculos de reunión R1 y R2 tangentes en I a la ruta
inicial r_{I} y que tienen un radio r_{R} correspondiente al
radio de viraje de reunión contemplado de la aeronave. Igualmente,
el punto final F está asociado a dos círculos de captura C1 y C2
tangentes en F a la ruta final r_{F} y que tienen un radio r_{C}
correspondiente al radio de viraje de captura contemplado de la
aeronave. Cada círculo de captura o de reunión está asociado a un
sentido de recorrido determinado por los sentidos respectivos de
las rutas inicial r_{I} y final r_{F}.
Además, se aplica el convenio según el cual el
primer círculo de captura C1 está colocado en el mismo lado de la
ruta final r_{F} -que pasa por el punto final F- que el punto
inicial I, de manera que el círculo C1 será el círculo de captura
preferido. El primer círculo de reunión R1 es el que es recorrido
en el mismo sentido que el primer círculo de captura C1, habida
cuenta de los sentidos respectivos de r_{I} y r_{F}.
Las figuras 3a a 3i representan diferentes
ejemplos de configuración de los puntos I y F y de las rutas
r_{I} y r_{F}. En estas figuras, los círculos de reunión R1, R2
y de captura C1, C2 se muestran en trazos interrumpidos, mientras
que la trayectoria que se escoge y se calcula se indica en trazo
lleno.
En la figura 4, que representa las diferentes
etapas del procedimiento según la invención, ejecutado por el
ordenador 1, la primera etapa 11 consiste en determinar si el punto
inicial I se encuentra o no en el círculo de captura C1.
A este efecto, se calcula la distancia \Delta
entre el punto inicial y el punto de tangencia al círculo C1 de la
tangente T1 a este círculo que pasa por el punto I con ayuda de la
ecuación siguiente:
(1)\Delta^{2} =
(Elm-sgn(Elm)
.r_{C})^{2}+D_{IF}^{2}-r_{C}^{2}
en la
cual:
Elm es la desviación lateral métrica o la
distancia con signo entre el punto inicial I y el eje orientado
r_{F} que pasa por el punto final F y que tiene la dirección de
la ruta final r_{F}, eligiéndose Elm como positivo cuando está
situado a la izquierda del eje r_{F},
sgn(Elm) = 1 cuando Elm \geq 0, y
sgn(Elm) = -1 en el caso contrario,
D_{IF} es la distancia entre el punto I y punto
F, proyectada sobre la ruta final r_{F}, y
r_{C} es el radio de los círculos de
captura.
Si \Delta^{2} es negativo, eso significa que
el punto I se encuentra en el interior del círculo de captura C1.
En este caso, el círculo R1 se elige como círculo de reunión (etapa
12). Se determina seguidamente el círculo de captura según que el
círculo de reunión R1 intercepte o no la ruta final r_{F} que
pasa por el punto F (etapa 13) e intercepte o no el círculo de
captura C2 (etapa 14).
Se verifica la condición de la etapa 13
calculando la cantidad siguiente:
(2)Y1 =
|Elm|-r_{R}.
(1-cos(\Theta_{I}-\Theta_{F}))
en la cual r_{R} es el radio de
los círculos de reunión R1, R2 y |Elm| es el valor absoluto de la
distancia con signo
Elm.
Se verifica la condición de la etapa 14
calculando la distancia L1 entre los centros de los círculos R1 y
C2 por las fórmulas siguientes:
(3)X1 =
D_{IF}-sgn(Elm)
.r_{R}.sen(\Theta_{I}-\Theta_{F})
(4)L1^{2} =
X1^{2}+(Y1+r_{R}+r_{C})^{2}
Si el círculo R1 no intercepta la ruta final
r_{F}, es decir, Y1 \geq 0, o intercepta el círculo C2 (y, por
tanto, igualmente la ruta final r_{F}), es decir, L1^{2} \leq
(r_{R} + r_{C})^{2}, el círculo de captura escogido es
el círculo C1 (etapa 15). En el caso contrario, es decir, si el
círculo R1 intercepta la ruta final r_{F} (Y1 < 0), pero no el
círculo C2 (L1^{2} > (r_{R} + r_{C})^{2}), el
círculo de captura escogido es el círculo C2 (etapa 16).
Estos tres casos están ilustrados respectivamente
por las figuras 3a a 3c, en las cuales las trayectorias a calcular
comprenden arcos de círculo que pertenecen al primer círculo de
reunión R1 y respectivamente a los círculos de captura C1 (caso de
las figuras 3a y 3c) o C2 (caso de la figura 3b), así como un
segmento de trayectoria de ruta constante tangente al círculo de
reunión R1 y al círculo de captura C1 o C2 seleccionado.
En la segunda rama del organigrama representado
en la figura 4, correspondiente al caso en el que el punto inicial I
no se encuentra en el primer círculo de captura C1 (\Delta^{2}
> 0), se elige a priori el círculo C1 como círculo de
captura (etapa 17). En la etapa 18 se determina si el segundo
círculo de reunión R2 intercepta o no el primer círculo de captura
C1. A este efecto, se calculan los valores siguientes:
(5)X2 =
D_{IF}+sgn(Elm)
.r_{R}.sen(\Theta_{I}-\Theta_{F})
(6)Y2 =
|Elm|-sgn(Elm) .r_{R}.
(1+cos(\Theta_{I}-\Theta_{F}))
(7)L2^{2} =
X2^{2}+(Y2+sgn(Elm) .
(r_{R}-r_{C}))^{2}
Si el círculo R2 intercepta el círculo C1
(L2^{2} \leq (r_{R} + r_{C})^{2}), se elige el
primer círculo de reunión R1 (etapa 21). Este caso se ilustra, por
ejemplo, por la figura 3 g.
En el caso contrario (L2^{2} > (r_{R} +
r_{C})^{2}), se examina en la etapa 19 el signo de la
desviación (\Theta_{I} - \Theta_{T}), llevado entre -180º
y +180º, entre el ángulo de ruta inicial \Theta_{I} y el ángulo
\Theta_{T} de la ruta T1 tangente al círculo C1, que pasa por el
punto inicial I.
A este efecto, el ángulo de ruta \Theta_{T}
se obtiene en función del ángulo de ruta final \Theta_{F} por
las ecuaciones siguientes:
(8)sen \alpha
= \frac{Elm-sgn(Elm) \ .r_{C}. \
(1-cos \ \alpha)}{
\Delta}
(9)cos \alpha
= \frac{D_{IF}-sgn(Elm) \ .r_{C}.sen \ \alpha}{\Delta}
con \alpha = \Theta_{T}
-\Theta_{F}
Resulta de esto que:
(10)\alpha =
atg \ (\frac{r_{C}.D_{IF}+\Delta.sgn(Elm) \ . \ (Elm-
sgn(Elm) \ .r_{C})}{\Delta.sgn(Elm)\ .D_{IF}-r_{C}. \
(Elm-sgn(Elm).r_{C}})
siendo atg la función arcotangente
y calculándose el ángulo \alpha entre -180º y +180º, teniendo en
cuenta los signos respectivos de sen \alpha y cos
\alpha.
Si la desviación de ruta (\Theta_{I} -
\Theta_{T}) es del mismo signo que Elm, lo que corresponde, por
ejemplo, a los casos ilustrados por las figuras 3d y 3h, se elige
el círculo de reunión R1 (etapa 21). En el caso contrario, es el
círculo R2 el que se elige (etapa 20), tal como se ilustra en la
figura 3i.
El tratamiento efectuado en las etapas 19 a 21
equivale a seleccionar el círculo de reunión correspondiente a un
viraje a la izquierda si la desviación de ruta (\Theta_{I} -
\Theta_{T}) es positiva, y el círculo de unión correspondiente
a un viraje a la derecha si esta desviación de ruta es negativa. Si
esta desviación de ruta es nula, lo que significa que el ángulo de
ruta tangente \Theta_{T} corresponde al ángulo de ruta inicial
\Theta_{I}, la trayectoria prevista no comprende ningún viraje
inicial de reunión.
En el caso en el que se ha elegido el círculo de
reunión R1 y en el que este círculo intercepta la ruta r_{F},
pero no el círculo C2, y en el que el punto inicial I se encuentra
aguas arriba del punto final F, habida cuenta del sentido de la
ruta final r_{F} (etapa 22), se realiza de nuevo la elección del
círculo de captura C1 para seleccionar el círculo C2 (etapa 23), tal
como se ilustra en la figura 3e.
Una vez que se han determinado los círculos de
viraje de reunión y de captura, el procedimiento recurre a cálculos
enteramente clásicos y simples de determinación de los puntos de
tangencia de la tangente a dos círculos orientados, para obtener
finalmente una trayectoria ejecutable por un dispositivo de
pilotaje automático.
En la descripción que precede el procedimiento
según la invención no recurre más a que a un solo cálculo de arco
tangente, que es costoso en potencia de cálculo, y esto únicamente
en el caso en el que el punto inicial I no se encuentra en el
círculo de captura C1 y en el que el círculo de reunión R2 no
intercepta este último. Por tanto, este procedimiento permite
reducir los casos en los que deba ser utilizada la función
arcotangente.
Claims (9)
1. Procedimiento de enrutado horizontal de una
aeronave entre dos puntos de paso obligados (I, F) respetando
limitaciones impuestas por consignas de radio de viraje y por
consignas de orientación en ruta o rumbo (r_{I}, r_{F}) a
mantener en los puntos de paso obligados (I, F) que definen una
trayectoria formada por dos arcos de círculo unidos por un segmento
de recta, caracterizado porque consiste en:
determinar dos círculos, llamados de reunión (R1,
R2), tangentes al punto de paso obligado de partida llamado punto
inicial (I) según la dirección de la consigna de orientación en
ruta o rumbo, llamada sentido de la ruta inicial (r_{I}),
orientados según esta dirección (r_{I}) y, por tanto, con sentidos
de recorrido inversos, y teniendo un radio correspondiente a la
consigna de radio de viraje en el punto inicial (I),
determinar dos círculos, llamados de captura (C1,
C2), tangentes al punto de paso obligado de llegada llamado punto
final (F) según la dirección de consigna de orientación en ruta o
rumbo final, llamada sentido de la ruta final (r_{F}), orientados
según esta dirección (r_{F}) y, por tanto, con sentidos de
recorrido inversos, y teniendo un radio correspondiente a la
consigna de radio de viraje en el punto final (F),
referenciar aquél (C1 o C2) de los dos círculos
de captura, llamado primer círculo de captura, que está situado en
el mismo lado de la ruta -que parte del punto final (F) y está
orientada según la consigna de orientación en ruta (r_{F}) a
mantener en el punto final (F), llamada ruta final- que el punto
inicial (I),
seleccionar uno (R1 o R2) de los círculos de
reunión y uno (C1 ó C2) de los círculos de captura como soportes de
la trayectoria en función de la posición del punto inicial (I) con
respecto al primer círculo de captura (C1),
definir una trayectoria que comprende tres
porciones:
una primera porción constituida por un viraje
circular inicial de reunión de la dirección general del punto final
(F), iniciado partiendo del punto inicial (I) con la dirección de
la consigna de orientación de ruta inicial (r_{I}) y proseguido
describiendo una parte del contorno del círculo de reunión
seleccionado (R1, R2) respetando su sentido de recorrido,
una segunda porción constituida por una línea
recta de reunión de ruta constante según una tangente al círculo de
reunión seleccionado (R1 o R2) para el viraje circular inicial y al
círculo de captura seleccionado (C1, C2), estando dicha tangente
orientada en la dirección del punto final (F) y en el sentido de
cada uno de los círculos (R1 o R2 y C1 o C2) en los puntos de
tangencia, y
una tercera porción constituida por un viraje
circular de captura final que sigue el contorno del círculo de
captura seleccionado (C1, C2) alcanzado al final de la línea recta
de reunión, respetando su sentido de recorrido, hasta el punto
final (F) alcanzado con la dirección de consigna de la ruta final
(r_{F}), y
hacer que la aeronave siga la trayectoria así
definida.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque aplica el convenio según el cual el
primer círculo de reunión (R1) es el que tiene el mismo sentido de
recorrido que el primer círculo de captura (C1).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque comprende la selección (12) del primer
círculo de reunión (R1) si el punto inicial (I) se encuentra (11)
en el primer círculo de captura (C1), y la selección (15) del
primer círculo de captura (C1) si, además, el primer círculo de
reunión (R1) no intercepta (13) la ruta final (r_{F}) que pasa
por el punto final (F), o intercepta (14) el segundo círculo de
captura (C2), y la selección (16) del segundo círculo de captura
(C2) si el primer círculo de reunión (R1) intercepta (13) la ruta
final (r_{F}), pero no (14) el segundo círculo de captura
(C2).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque comprende la selección (17) a
priori del primer círculo de captura (C1) si el punto inicial
(I) no se encuentra (11) en el primer círculo de captura (C1).
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque comprende la
selección (21) del primer círculo de reunión (R1) y del primer
círculo de captura (C1) si se cumple la condición siguiente:
el punto inicial (I) no se encuentra (11) en el
primer círculo de captura (C1) y
el segundo círculo de reunión (R2) intercepta
(18) el primer círculo de captura (C1).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque si el punto
inicial (I) no se encuentra (11) en el primer círculo de captura
(C1) y el segundo círculo de reunión (R2) no intercepta (18) el
primer círculo de captura (C1), comprende la selección (20, 21) del
círculo de reunión (R) en función de la ruta inicial (r_{I}) y de
la ruta dirigida según la tangente (T1) al primer círculo de
captura (C1), que pasa por el punto inicial (I).
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque comprende la determinación (19) del
signo de la desviación de ruta (\Theta_{I} - \Theta_{F})
entre la ruta tangente (T1) al primer círculo de captura (C1), que
pasa por el punto inicial (I), y la ruta inicial (r_{I}),
considerándose los valores de ángulo de ruta entre -180º y +180º,
y
- si esta desviación de ruta es positiva,
comprende la selección (20, 21) del círculo de reunión (R)
correspondiente a un viraje a la izquierda,
- si esta desviación de ruta es negativa,
comprende la selección del círculo de reunión correspondiente a un
viraje a la derecha y
- si esta desviación de ruta es nula, la
trayectoria a calcular no comprende ningún viraje inicial de
reunión.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque si se cumple la
condición siguiente:
- el punto inicial (I) se encuentra aguas arriba
del punto final (F) por fuera del primer círculo de captura (C1)
y
- el primer círculo de reunión (R1) intercepta la
ruta final (r_{F}), pero no el segundo círculo de captura
(C2),
comprende la selección (21, 23) del primer
círculo de reunión (R1) y del segundo círculo de captura (C2), o
bien la selección (20, 17) del segundo círculo de reunión (R2) y
del primer círculo de captura (C1).
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque si, además, el primer círculo de
reunión (R1) ha sido anteriormente seleccionado (18, 19), comprende
la selección (23) del segundo círculo de captura (C2), y, si no es
así, comprende la selección (20, 17) del segundo círculo de reunión
(R2) y del primer círculo de captura (C1).
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