Sistema para evitar la colisión entre una aeronave y un obstáculo.

Un aparato para detectar y advertir a una aeronave acerca de un obstáculo aéreo

, que comprende:

una unidad de campo situada, en uso, en la proximidad de un obstáculo aéreo para advertir a una aeronave del obstáculo aéreo, incluyendo dicha unidad de campo:

un sistema de radar para determinar si la aeronave está dentro del área de cobertura del radar en la proximidad del obstáculo aéreo;

estando el aparato caracterizado por:

el área de cobertura del radar, en uso, incluyendo una primera zona de advertencia y una segunda zona de advertencia;

incluyendo adicionalmente la unidad de campo una unidad central de procesamiento para identificar cuando la aeronave está dentro de la primera zona de advertencia y la segunda zona de advertencia, estando configurada la unidad central de procesamiento para procesar información del sistema de radar para determinar un rumbo, altura y velocidad de una aeronave, y para determinar que la aeronave tiene un rumbo y altura que pueden dar como resultado que la aeronave colisione con el obstáculo aéreo si se mantienen el rumbo y la altura, en el que se proporciona una primera señal de advertencia a la aeronave cuando la aeronave entra en la primera zona de advertencia, y se proporciona una segunda señal de advertencia a la aeronave cuando la aeronave entra en la segunda zona de advertencia.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E04013503.

Solicitante: VESTAS WIND SYSTEMS A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: Hedeager 44 8200 Aarhus N DINAMARCA.

Inventor/es: BAKKEN,ROLF, MORK,MORTEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/93 (para anticolisión)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Sistemas o redes de antenas (disposiciones para cambiar... > H01Q21/06 (Redes de unidades de antenas, de la misma polarización, excitadas individualmente y espaciadas entre ellas)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Detalles de dispositivos asociados a las antenas... > H01Q1/12 (Soportes; Medios para el montaje)
  • SECCION G — FISICA > SEÑALIZACION > SISTEMAS DE CONTROL DE TRAFICO (control de tráfico... > Sistemas del control del tráfico aéreo > G08G5/04 (Sistemas anticolisión)
  • SECCION G — FISICA > SEÑALIZACION > SISTEMAS DE CONTROL DE TRAFICO (control de tráfico... > G08G5/00 (Sistemas del control del tráfico aéreo)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > G01S7/00 (Detalles de sistemas según los grupos G01S 13/00, G01S 15/00, G01S 17/00)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/02 (Sistemas que utilizan la reflexión de ondas radio p. ej. sistemas de radar primario; Sistemas análogos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Sistemas o redes de antenas (disposiciones para cambiar... > H01Q21/28 (Combinaciones de unidades o sistemas de antenas sustancialmente independientes y sin interacción entre ellas)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Sistemas o redes de antenas (disposiciones para cambiar... > H01Q21/20 (estando las unidades espaciadas a lo largo de un trayecto curvilíneo o adyacente a éste)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/91 (para el control de tráfico (G01S 13/93   tiene prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Detalles de dispositivos asociados a las antenas... > H01Q1/42 (Envolturas que no están asociadas mecánica e íntimamente con los elementos radiantes, p. ej. cúpula)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Detalles de dispositivos asociados a las antenas... > H01Q1/06 (Medios para el alumbrado o indicación luminosa de antenas, p. ej. para señalización)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/94 (para evitar el terreno)

PDF original: ES-2523646_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema para evitar la colisión entre una aeronave y un obstáculo

La invención se refiere a sistemas que evitan la colisión entre una aeronave y un obstáculo sobre el terreno, y se refiere en particular a sistemas de este tipo que comprenden un dispositivo de radar para la detección de una aeronave en vuelo y un dispositivo para advertir al operario de la aeronave acerca de un posible obstáculo de colisión que está cerca de la aeronave.

Accidentes en los que aviones o helicópteros chocan con líneas de energía eléctrica se producen una o dos veces al año en Noruega y casi cada semana en los Estados Unidos. Con frecuencia, estos accidentes dan como resultado la pérdida de vidas humanas y sustanciales daños materiales. Los accidentes son una clara indicación de que la señalización actual de las líneas de energía eléctrica y otros obstáculos aéreos no es lo suficientemente buena. La señalización de obstáculos aéreos usando un sistema que evita la colisión entre una aeronave y un obstáculo, denominado en lo sucesivo OCAS, puede reducir considerablemente el número de accidentes de este tipo.

El documento US 5.351.032 da a conocer un sistema de radio de corto alcance, en el que el sistema proporciona al piloto de una aeronave advertencias sonoras y visuales acerca de una línea de energía eléctrica próxima. El sistema comprende un pequeño transmisor de banda estrecha que utiliza energía de la línea de energía eléctrica, donde el transmisor de banda estrecha puede estar Instalado encima de una torre de línea de energía eléctrica o dentro de bolas de advertencia ya existentes de la línea de energía eléctrica. El transmisor de banda estrecha proporciona una señal de advertencia continua a la aeronave que se aproxima al transmisor de banda estrecha implantado, y un receptor Instalado a bordo de la aeronave capaz de recibir la señal de advertencia procedente del transmisor de banda estrecha activará, tras recibir la señal de advertencia, una alarma sonora y visual para alertar al piloto de la aeronave sobre el peligro potencial. Por tanto, el sistema requiere que una parte del mismo, en este caso un receptor adaptado al sistema, esté ubicada en la aeronave, y solo será eficaz a la hora de advertir a una aeronave que tenga una parte del sistema instalada en la misma. Por lo tanto, una aeronave que no tenga un receptor de este tipo instalado no podrá beneficiarse de la posible advertencia que pueda emitir el transmisor de banda estrecha. Además, el sistema no incluye ningún medio para determinar la distancia entre la aeronave y el obstáculo, siendo por tanto cuestión de suerte que el receptor de la aeronave capture la señal de advertencia a una corta o a una larga distancia, lo que puede dar como resultado una advertencia tardía o una advertencia innecesaria para una aeronave que esté a gran distancia pero, no obstante, dentro del alcance máximo determinado por la propagación potencial de las ondas de radio, la presencia o ausencia de fuentes de ruidos y la sensibilidad del receptor en cuestión.

La patente de EE. UU. 5936552 describe un formato de presentación visual para un sistema de conocimiento de la situación del suelo que se basa en una aeronave equipada con un receptor capaz de recibir y procesar una señal de posicionamiento desde un sistema de posicionamlento por satélite. La patente de EE. UU. US5892462 describe un sistema de evitación de colisión con el terreno adaptatlvo que usa sensores a bordo de la aeronave para generar un mensaje de evitación de colisión con el terreno. La solicitud de patente europea EP 0526052 describe un sistema de advertencia de colisión que se basa en una señal transmitida a un receptaren una aeronave, que en respuesta a la señal obtiene el valor de la altitud de la aeronave y transmite esta Información, junto con un código de Identificación, a un receptor establecido en el terreno para un procesamiento subsiguiente por un comparador. La solicitud Internacional WO01/25725 describe un procedimiento y aparato para alertar a embarcaciones submarinas de condiciones peligrosas, en el que un sistema de navegación a bordo compara la información relativa a la posición y profundidad del suelo y obstáculos para diferentes ubicaciones en la tierra frente a varios Indicadores de la posición de la embarcación. El documento US6133867 describe un sistema de gestión de tráfico aéreo y de evitación de colisión Integrado en el que un ordenador a bordo utiliza un sistema de navegación por satélite para determinar de forma continua parámetros de movimiento de objeto y calcular la posibilidad de colisión. El documento US5157615 describe un dispositivo de alerta de tráfico de aeronaves y de evitación de colisión que usa un dispositivo a bordo para localizar y responder a réplicas de transpondedor de otra aeronave.

Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar una solución que pueda dar una advertencia al operario de una aeronave con el fin de evitar una colisión entre una aeronave y un obstáculo, que supere las desventajas de las soluciones conocidas anteriores.

La presente invención proporciona un sistema que evita la colisión entre una aeronave y un obstáculo, caracterizada por las características expuestas en las reivindicaciones de patente independientes adjuntas.

Características ventajosas adicionales de la invención se exponen en las reivindicaciones de patente dependientes adjuntas.

En la siguiente descripción se explicará con mayor detalle la presente invención con la ayuda de ejemplos y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1 es una representación estructural que muestra los elementos principales de un sistema OCAS según la invención;

la Fig. 2 es una Ilustración de un ejemplo de una unidad OCAS según la invención;

la Fig. 3 muestra una unidad OCAS según la invención y una realización de un mástil que será una parte integrante de un sistema OCAS;

la Fig. 4 es una ilustración esquemática de un ejemplo de la determinación de una frontera de advertencia vertical para una solución OCAS según la invención;

la Fig. 5 es una ilustración esquemática de un ejemplo de zonas de detección y de advertencia en un ejemplo de la utilización de un sistema OCAS según la invención para advertir acerca de un obstáculo de línea de energía eléctrica a una aeronave que se desplaza a una velocidad inferior a 200 nudos;

la Fig. 6 es una ilustración esquemática de un ejemplo de zonas de detección y de advertencia en un ejemplo de la utilización de un sistema OCAS según la invención para advertir acerca de un obstáculo de línea de energía eléctrica a una aeronave que se desplaza a una velocidad superior a 200 nudos;

la Fig. 7 es una ilustración esquemática de un ejemplo de zonas de detección y de advertencia en un ejemplo de la utilización de un sistema OCAS según la invención para advertir acerca de un punto fijo a una aeronave que se desplaza a una velocidad inferior a 200 nudos;

la Fig. 8 es una ilustración esquemática de un ejemplo de zonas de detección y de advertencia en un ejemplo de la utilización de un sistema OCAS según la invención para advertir acerca de un punto fijo a una aeronave que se desplaza a una velocidad superior a 200 nudos;

la Fig. 9 indica, en principio, dos posibles tipos de advertencia que pueden ser componentes de un sistema OCAS según la invención;

la Fig. 10 es un esquema genérico de un posible escenario que implica una instalación de un sistema OCAS según la invención en una línea de energía eléctrica y zonas de detección y de advertencia para una aeronave que se desplaza hacia la instalación del sistema;

la Fig. 11 muestra una configuración de antena para un radar en un sistema... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Un aparato para detectar y advertir a una aeronave acerca de un obstáculo aéreo, que comprende:

una unidad de campo situada, en uso, en la proximidad de un obstáculo aéreo para advertir a una aeronave del obstáculo aéreo, incluyendo dicha unidad de campo:

un sistema de radar para determinar si la aeronave está dentro del área de cobertura del radar en la proximidad del obstáculo aéreo;

estando el aparato caracterizado por:

el área de cobertura del radar, en uso, incluyendo una primera zona de advertencia y una segunda zona de advertencia;

incluyendo adicionalmente la unidad de campo una unidad central de procesamiento para identificar cuando la aeronave está dentro de la primera zona de advertencia y la segunda zona de advertencia, estando configurada la unidad central de procesamiento para procesar información del sistema de radar para determinar un rumbo, altura y velocidad de una aeronave, y para determinar que la aeronave tiene un rumbo y altura que pueden dar como resultado que la aeronave colisione con el obstáculo aéreo si se mantienen el rumbo y la altura, en el que se proporciona una primera señal de advertencia a la aeronave cuando la aeronave entra en la primera zona de advertencia, y se proporciona una segunda señal de advertencia a la aeronave cuando la aeronave entra en la segunda zona de advertencia.

2.- El aparato de la reivindicación 1, en el que la unidad central de procesamiento está configurada para definir la primera zona de advertencia y la segunda zona de advertencia para estar verticalmente limitadas a una altura predeterminada desde el punto más alto del obstáculo aéreo.

3.- El aparato de la reivindicación 1, en el que el sistema de radar incluye:

una antena de radar que incluye una pluralidad de elementos de antena en comunicación con la unidad central de procesamiento; y

componentes electrónicos de radar;

en el que la antena de radar está en comunicación con componentes electrónicos de radar para la detección con radar sintetizada de la aeronave en el área de cobertura del radar, en el que la pluralidad de elementos de antena proporcionan hasta un área de cobertura del radar de 360 grados en la proximidad del obstáculo aéreo.

4 - El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, Incluyendo adlclonalmente la unidad de campo un sistema de luces montado en el obstáculo aéreo;

en el que la unidad central de procesamiento está configurada para controlar el sistema de luces, Incluyendo activar el sistema de luces como la primera señal de advertencia cuando la aeronave es detectada dentro de la primera zona de advertencia.

5.- El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha unidad central de procesamiento está configurada para proporcionar dicha segunda señal de advertencia controlando un sistema radiotransmisor.

6.- El aparato de la reivindi

cación 5, en el que la unidad de campo incluye un sistema radiotransmisor conectado a y controlado por la unidad central de procesamiento para proporcionar una señal de advertencia audible por radiofrecuencia, siendo activado el sistema radiotransmisor por la unidad central de procesamiento tras la detección de la aeronave en la segunda zona de advertencia.

7.- El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que uno cualquiera del sistema de luces y sistema radiotransmisor está en un modo de reposo hasta que es activado por la unidad central de procesamiento.

8.- El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la unidad de campo es una de una pluralidad de unidades de campo, la pluralidad de unidades de campo en comunicación para intercambiar información sobre los movimientos de la aeronave dentro de las áreas de cobertura e Información del estado operativo.

9.- El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1, y 3 a 8, caracterizado adicionalmente porque la unidad central de procesamiento está configurada para dejar de proporcionar nuevas advertencias después de que la aeronave entre por primera vez en una zona de advertencia cuando la aeronave permanece en la zona de advertencia.

10.- Un procedimiento para advertir a una aeronave de un obstáculo aéreo, que Incluye las etapas de:

supervisar un área de cobertura del radar en la proximidad de un obstáculo aéreo usando una unidad de campo que incluye un sistema de radar, situada la unidad de campo en la proximidad del obstáculo aéreo; caracterizado por las etapas de:

procesar información del sistema de radar para determinar un rumbo, altura y velocidad de la aeronave; determinar si una aeronave tiene un rumbo y altura en el área de cobertura del radar que pueden dar como resultado que la aeronave colisione con el obstáculo aéreo si se mantienen el rumbo y la altura; calcular una primera y una segunda zonas de advertencia dentro del área de cobertura del radar en función del rumbo y velocidad de la aeronave;

proporcionar una primera advertencia a la aeronave, cuando la aeronave entra en la primera zona de advertencia, proporcionar una segunda advertencia a la aeronave, cuando la aeronave entra en la segunda zona de advertencia.

11.- El procedimiento de la reivindicación 10, caracterizado adicionalmente por:

limitar verticalmente la primera zona de advertencia y la segunda zona de advertencia a una altura predeterminada desde el punto más alto del obstáculo aéreo.

12.- El procedimiento de la reivindicación 10 u 11, caracterizado adicionalmente por:

proporcionar al menos primera y segunda unidades de campo en comunicación para intercambiar información sobre los movimientos de la aeronave dentro de áreas de cobertura respectivas e información del estado operativo; e,

intercambiar información entre las unidades de campo relativas a la aeronave detectada dentro de las áreas de cobertura.

13.- El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado adicionalmente por:

controlar al menos una luz de advertencia visible montada sobre el obstáculo aéreo con un sistema central de procesamiento de la unidad de campo; y

activar el sistema de luces como la primera advertencia cuando la aeronave es detectada dentro de la primera zona de advertencia.

14 - El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado adicionalmente por:

controlar un sistema radiotransmisor con un sistema central de procesamiento de la unidad de campo; y activar el sistema radiotransmisor para proporcionar una señal sonora como la segunda advertencia cuando la aeronave entra en la segunda zona advertencia.

15.- El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado adicionalmente por:

dejar de emitir nuevas advertencias cuando la aeronave permanece en una zona de advertencia después de que se proporciona a la aeronave una primera advertencia correspondiente.