INSTRUMENTOS COMBINADOS DE EMERGENCIA PARA AERONAVE.

Instrumentos combinados de emergencia para aeronave para proporcionar indicaciones sobre la velocidad convencional,

la altitud convencional y la posición de la aeronave e incluyendo para ello:

- dos entradas neumáticas (3, 4) de medición de presión, una (3) para la presión total, y la otra (4) para la presión estática, - una cadena electrónica (6) de medición de presión total equipada con un sensor electrónico de presión conectado con la entrada neumática (3) de presión total, - una cadena electrónica (7) de medición de presión estática equipada con un sensor electrónico de presión conectado con la entrada neumática (4) de presión estática, - una cadena electrónica (5) de mediciones de inercia equipada con sensores de inercia girométricos y sensores de inercia acelerométricos o inclinométricos, - un calculador electrónico (8) que deduce una indicación de velocidad convencional de las informaciones de presión total y de presión estática proporcionadas por las cadenas electrónicas de medición (6, 7) de presión total y de presión estática, una indicación de altitud estándar de información de presión estática, proporcionada por la cadena electrónica de medición (7) de presión estática y de las indicaciones sobre la posición de la aeronave, ángulo de cabeceo ? y ángulo de rollido varphi, con relación a una dirección de referencia vertical, informaciones proporcionadas por la cadena electrónica de mediciones de inercia (5), y - medios optoelectrónicos de visualización (2) de las indicaciones de velocidad convencional, de altitud estándar y de posición proporcionadas por el calculador electrónico (8), caracterizándose estos instrumentos combinados de emergencia porque el calculador electrónico (8) comprende además:

- medios electrónicos de elaboración del ángulo de incidencia aerodinámico a de la aeronave que opera a partir de la indicación de posición en cabeceo, ángulo de cabeceo ? de la aeronave, indicación de velocidad convencional e indicación de altitud estándar proporcionadas por el calculador electrónico (8) propiamente dicho, y

- medios electrónicos de corrección de información de presión estática proporcionada por la cadena electrónica (7) de medición de presión estática tomando en cuenta un coeficiente de corrección función de la indicación de ángulo de incidencia aerodinámico a de la aeronave proporcionada por los medios electrónicos de elaboración de ángulo de incidencia aerodinámico

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR99/02418.

Solicitante: THALES AVIONICS S.A.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: AERODROME DE VILLACOUBLAY, BO TE POSTALE 200 ZONE AERONAUTIQUE LOUIS BREGU,78141 VELIZY VILLACOUBLAY CEDE.

Inventor/es: LEBLOND,HENRI THOMSON-CSF PROP. INTEL. DEPT. BRE, CHEVALIER,JEAN THOMSON-CSF PROP. INTEL. DEP. BRE, ESCOBAR,EDOUARD THOMSON-CSF PROP. INT. DEPT. BRE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 25 de Noviembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01C21/00 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01C MEDIDA DE DISTANCIAS, NIVELES O RUMBOS; TOPOGRAFIA; NAVEGACION; INSTRUMENTOS GIROSCOPICOS; FOTOGRAMETRIA O VIDEOGRAMETRIA (medida del nivel de líquidos G01F;   radio navegación, determinación de la distancia o velocidad mediante la utilización de efectos de propagación, p. ej. efecto Doppler, tiempo de propagación, de ondas de radio, disposiciones análogas que utilicen otras ondas G01S). › Navegación; Instrumentos de navegación no previstos en los grupos G01C 1/00 - G01C 19/00 (medida de la distancia recorrida sobre el suelo por un vehículo G01C 22/00; control de la posición, curso, altitud o actitud de vehículos G05D 1/00; sistemas de control de tráfico para vehículos rodados incluyendo transmisiones de tráfico de instrucciones de navegación para vehículos controlados   G08G 1/0968).
  • G01C23/00 G01C […] › Instrumentos combinados que indican más de un valor de navegación, p. ej. para aeronaves; Dispositivos de medida combinados para la medida de dos o más variables de movimiento, p. ej. distancia, velocidad, aceleración.

Clasificación PCT:

  • G01C23/00 G01C […] › Instrumentos combinados que indican más de un valor de navegación, p. ej. para aeronaves; Dispositivos de medida combinados para la medida de dos o más variables de movimiento, p. ej. distancia, velocidad, aceleración.
  • G01P13/02 G01 […] › G01P MEDIDA DE VELOCIDADES LINEALES O ANGULARES, DE LA ACELERACION, DECELERACION O DE CHOQUES; INDICACION DE LA PRESENCIA, AUSENCIA DE MOVIMIENTO; INDICACION DE DIRECCION DE MOVIMIENTO (midiendo la velocidad angular utilizando efectos giroscópicos G01C 19/00; dispositivos de medida combinados para medir dos o más variables de un movimiento G01C 23/00; medida de la velocidad del sonido G01H 5/00; medida de la velocidad de la luz G01J 7/00; medida de la dirección o de la velocidad de objetos sólidos por reflexión o reradiación de ondas radio u otras ondas basada en los efectos de propagación, p. ej. el efecto Doppler, el tiempo de propagación, la dirección de propagación, G01S; medida de la velocidad de radiaciones nucleares G01T). › G01P 13/00 Indicación o registro de la existencia, ausencia o de la dirección de un movimiento; Indicación o registro de la dirección del movimiento. › Indicación de la dirección solamente, p. ej. con una veleta.

Clasificación antigua:

  • G01C23/00 G01C […] › Instrumentos combinados que indican más de un valor de navegación, p. ej. para aeronaves; Dispositivos de medida combinados para la medida de dos o más variables de movimiento, p. ej. distancia, velocidad, aceleración.
  • G01P13/02 G01P 13/00 […] › Indicación de la dirección solamente, p. ej. con una veleta.
INSTRUMENTOS COMBINADOS DE EMERGENCIA PARA AERONAVE.

Fragmento de la descripción:

Instrumentos combinados de emergencia para aeronave.

La presente invención se refiere a instrumentos de emergencia que proporcionan a los pilotos de una aeronave, en caso de avería de los instrumentos principales, un mínimo de tres informaciones críticas que son: la velocidad de la aeronave con relación al aire o velocidad convencional deducida de una medición de presión dinámica, la altitud de la aeronave deducida de una medición de presión estática y la posición de la aeronave obtenida a partir de informaciones procedentes de sensores de inercia.

La velocidad convencional es la imagen de la presión dinámica de la cual depende la fuerza de sustentación. La misma permite particularmente al piloto de un avión decidir el instante del despegue y estimar su margen de seguridad con relación al riesgo de estrellamiento o pérdida brusca de sustentación.

La altitud se utiliza de forma diferente según las fases del vuelo. En la velocidad de crucero, el avión debe respetar el pasillo aéreo que le ha sido asignado y, para ello, mantener un nivel de vuelo dado definido en altitud convencional o altitud-presión. La altitud convencional o altitud-presión es una altitud teórica deducida de la medición de la presión estática y traducida en altura teórica después de haber realizado un cierto número de hipótesis sobre las propiedades físicas de la atmósfera por la cual evoluciona la aeronave. La misma es muy diferente de la altitud real con relación al suelo o al nivel del mar. Las diferencias pueden llegar a varios millares de pies pero la indicación proporcionada en valor relativo para un mismo lugar es muy precisa y conduce a una definición muy segura de los pasillos aéreos pues todas las aeronaves utilizan el mismo modelo de atmósfera.

Los pasillos o niveles de vuelo asignados a las aeronaves por los controladores de la navegación aérea tienen una altura que tiene en cuenta la precisión de medición de la altitud convencional o altitud-presión. Por ejemplo, por encima del nivel 290 correspondiente a 29000 pies, un pasillo aéreo tiene una altura de 1000 pies mientras que la precisión de medición de la altitud convencional o altitud-presión es mejor que 100 pies. El riesgo de colisión es por consiguiente casi nulo.

En caso de visibilidad insuficiente, el piloto debe disponer de una referencia de la vertical, facilitada por un indicador de posición, para hacer evolucionar la aeronave con toda seguridad y evitar poner la aeronave en una posición prohibida por las especificaciones de construcción de la máquina.

Estas tres informaciones básicas, consideradas como críticas en el sentido de la seguridad, son proporcionadas al piloto y al copiloto de una aeronave bajo una forma redundante para que la probabilidad de pérdida total o de información errónea sea casi nula. Para aviones que deben transportar pasajeros, es requisito indispensable triplicar los instrumentos de a bordo que proporcionan estas informaciones básicas. Existen a bordo, de forma casi-sistemática, tres conjuntos independientes de instrumentos: un primero para el piloto, un segundo para el copiloto y un tercero auxiliar. El piloto y el copiloto disponen cada uno de su propio conjunto de instrumentos con visualizaciones llamadas principales a base de tubos catódicos o de cristales líquidos mientras que el conjunto de instrumentos de emergencia está dispuesto en una consola central que separa los puestos del piloto y del copiloto.

Los instrumentos de emergencia no tienen por qué ser del todo tan precisos como los instrumentos principales destinados para el piloto y para el copiloto ya que solo sirven, en tiempo normal, de referencia para comprobar el buen funcionamiento de los instrumentos principales. Pero deben por el contrario ser de una gran fiabilidad de funcionamiento.

Hasta hace muy recientemente, la fiabilidad de los instrumentos de emergencia se basaba en realizaciones puramente mecánicas o neumáticas no necesitando el recurso de la red de alimentación eléctrica de a bordo ni el montaje por fuera del fuselaje de sondas de medición distintas de las sondas de presión, sin pieza móvil, conectadas por conducciones neumáticas. En oposición, las realizaciones de los instrumentos de los sistemas principales recurren, para mejorar la precisión de las indicaciones proporcionadas, a una parte cada vez más grande de electrónica que implica la utilización de la red de alimentación eléctrica de a bordo y a diversas sondas de medición de las cuales las sondas de incidencia aerodinámica que están montadas por el exterior del fuselaje de la aeronave y comprenden sensores electromecánicos que necesitan un cableado eléctrico de conexión. La fiabilidad de los sistemas de instrumentos principales está afectada por las de la red eléctrica de a bordo y las sondas de medición no puramente estáticas utilizadas en el exterior del fuselaje. La misma está igualmente afectada por una cierta sensibilidad a las agresiones radioeléctricas del entorno de la aeronave tal como la descarga eléctrica producida por el rayo debido a la presencia del cableado eléctrico de conexión que conecta los instrumentos con ciertas sondas de medición situadas en el exterior del fuselaje.

Habida cuenta de estas consideraciones, la búsqueda de la mayor seguridad posible de funcionamiento conducía hasta ahora a utilizar como instrumentos de emergencia: un altímetro neumático, un anemómetro mecánico o Badin y un indicador de posición u horizonte artificial giroscópico.

La evolución actual de las tecnologías ha permitido conseguir ahora para la red de alimentación eléctrica de una aeronave un nivel de seguridad tal que se puede admitir que una fuente de energía eléctrica se encontrará siempre disponible a bordo para un mínimo de instrumentos y equipos sean cuales fueren las condiciones de avería encontradas. Es por lo que, se proyecta desde hace poco tiempo introducir la electrónica en los instrumentos de emergencia con el fin de mejorar sus precisiones y disminuir su coste de mantenimiento, sin que ello afecte por tanto a su seguridad de funcionamiento. Se considera, particularmente, como lo muestra la patente americana US 4.598.292 sustituir los tres instrumentos convencionales auxiliares puramente mecánicos y neumáticos por instrumentos combinados completamente electrónicos que proporcionan sobre una pantalla de cristales líquidos las tres informaciones críticas para la conducción de un vuelo que son: la altitud-presión, la velocidad convencional y la posición de la aeronave. Sin embargo, siempre es necesario, para asegurar un alto nivel de seguridad, mantener una independencia completa entre el sistema de instrumentos de emergencia, y los sistemas de instrumentos principales para el piloto y el copiloto así como evitar recurrir para el sistema de instrumentos de emergencia a sondas de medición montadas en el exterior del fuselaje de la aeronave que no sean puramente estáticas o necesiten una conexión mediante cableado eléctrico. Ello conduce a mantener en el sistema de instrumentos de emergencia, sus propias cadenas de medición y sus sondas de medición habituales. Así, el sistema de instrumentos de emergencia tendrá siempre sus propios medios de inercia para determinar la posición de la aeronave con relación a la vertical y sus propias cadenas de medición conectadas con sondas de medición neumáticas para determinar la velocidad convencional y la altitud-presión.

Los medios de inercia del sistema de instrumentos de emergencia están constituidos, por ejemplo, por un trompo giroscópico servomandado por la vertical aparente por un dispositivo erector que mantiene una referencia de la vertical precisa a algunas décimas de grados aproximadamente, pudiendo este trompo giroscópico sintetizarse por medio de sensores de inercia de velocidad angular y por acelerómetros o inclinómetros.

La cadena de medición de velocidad convencional del sistema de instrumentos de emergencia deduce clásicamente, la velocidad convencional de la presión dinámica que es la diferencia entre la presión total y la presión estática, mediante aplicación de la ley St. Venant o de la ecuación de Rayleigh en supersónica.

La cadena de medición de la altitud-presión del sistema de instrumentos de emergencia deduce clásicamente, la altitud-presión de la presión estática, mediante aplicación de las relaciones normalizadas procedentes de las ecuaciones de Laplace para la atmósfera convencional.

Las mediciones de presión total y presión estática por cuenta del sistema de instrumentos de emergencia se realizan independientemente de los sistemas principales...

 


Reivindicaciones:

1. Instrumentos combinados de emergencia para aeronave para proporcionar indicaciones sobre la velocidad convencional, la altitud convencional y la posición de la aeronave e incluyendo para ello:

- dos entradas neumáticas (3, 4) de medición de presión, una (3) para la presión total, y la otra (4) para la presión estática,
- una cadena electrónica (6) de medición de presión total equipada con un sensor electrónico de presión conectado con la entrada neumática (3) de presión total,
- una cadena electrónica (7) de medición de presión estática equipada con un sensor electrónico de presión conectado con la entrada neumática (4) de presión estática,
- una cadena electrónica (5) de mediciones de inercia equipada con sensores de inercia girométricos y sensores de inercia acelerométricos o inclinométricos,
- un calculador electrónico (8) que deduce una indicación de velocidad convencional de las informaciones de presión total y de presión estática proporcionadas por las cadenas electrónicas de medición (6, 7) de presión total y de presión estática, una indicación de altitud estándar de información de presión estática, proporcionada por la cadena electrónica de medición (7) de presión estática y de las indicaciones sobre la posición de la aeronave, ángulo de cabeceo ? y ángulo de rollido varphi, con relación a una dirección de referencia vertical, informaciones proporcionadas por la cadena electrónica de mediciones de inercia (5), y
- medios optoelectrónicos de visualización (2) de las indicaciones de velocidad convencional, de altitud estándar y de posición proporcionadas por el calculador electrónico (8),
caracterizándose estos instrumentos combinados de emergencia porque el calculador electrónico (8) comprende además:
- medios electrónicos de elaboración del ángulo de incidencia aerodinámico a de la aeronave que opera a partir de la indicación de posición en cabeceo, ángulo de cabeceo ? de la aeronave, indicación de velocidad convencional e indicación de altitud estándar proporcionadas por el calculador electrónico (8) propiamente dicho, y
- medios electrónicos de corrección de información de presión estática proporcionada por la cadena electrónica (7) de medición de presión estática tomando en cuenta un coeficiente de corrección función de la indicación de ángulo de incidencia aerodinámico a de la aeronave proporcionada por los medios electrónicos de elaboración de ángulo de incidencia aerodinámico.

2. Instrumentos combinados de emergencia para aeronave, según la reivindicación 1, caracterizados porque el calculador electrónico (8) comprende además medios electrónicos de elaboración del número de Mach que opera a partir de la relación de la presión total obtenida de la información de presión total proporcionada por la cadena electrónica (6) de medición de presión total sobre la presión estática obtenida de la información de presión estática proporcionada por la cadena electrónica (7) de medición de presión estática, tomando en cuenta los medios electrónicos de corrección de la información de presión estática proporcionada por la cadena electrónica de presión estática un coeficiente de corrección función a la vez, de la indicación de ángulo de incidencia aerodinámico a de la aeronave proporcionada por los medios electrónicos de elaboración de ángulo de incidencia aerodinámico y la indicación del número de Mach proporcionada por los medios electrónicos de elaboración del número de Mach.


 

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