SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA TRANSFERIR UN AVION DE UN ESTADO DE VUELO SITUADO FUERA DE UN INTERVALO DE ESTADOS DE VUELO ADMISIBLES A UN ESTADO DE VUELO SITUADO DENTRO DEL INTERVALO DE ESTADOS DE VUELO ADMISIBLES.

Sistema para transferir un avión de un estado de vuelo situado fuera de un intervalo de estados de vuelo admisibles a un estado de vuelo situado dentro del intervalo de estados de vuelo,

cuyo sistema puede asociarse a una sensórica y a un dispositivo de control del avión, comprendiendo el sistema:

- un módulo de intervención de control (A) para asumir o restituir la autoridad de control sobre el avión basándose en una señal de asunción de control (a) y para alimentar consignas de control (c) cuando se ha establecido la señal de asunción de control (a);

- un módulo de selección de maniobra (M) para proporcionar y almacenar al menos una estrategia de transferencia con información de maniobra correspondiente (i) y para seleccionar una estrategia de transferencia en función de magnitudes de medida (b) de la sensórica (S);

- un generador de valores límite (G) para calcular el límite (g) del área de vuelo basándose en magnitudes de medida (b) de la sensórica (S);

- un módulo de decisión (E) que está unido funcionalmente con el generador de valores límite (G) y la sensórica (S) y que recibe del primero el límite de área de vuelo calculado (g) y de la última las magnitudes de medida (b), y que, basándose en una comparación del límite de área de vuelo (g) con las magnitudes de medida (b), genera una señal de asunción de control (a) y la envía al módulo de intervención de control (A), al generador de órdenes (K) y al módulo de selección de maniobra (M);

- un generador de órdenes (K) que está unido funcionalmente, por un lado, con el módulo de decisión (E) y el módulo de selección de maniobra (M) y, por otro lado, con el módulo de intervención de control (A), y que, habiéndose establecido la señal de asunción de control (a), calcula sobre la base de la información de maniobra (i) las consignas de control (c) y las envía al módulo de intervención de control (A),

caracterizado porque

el generador de valores límite (G) comprende, además, unas funciones con las que se puede calcular un límite de cambio de estrategia (w) y se puede suministrar éste al módulo de decisión (E), y el módulo de decisión (E) está unido funcionalmente, además, con el módulo de selección de maniobra y envía a éste una señal de cambio de estrategia (v) sobre la base de la comparación del límite de cambio de estrategia (w) con magnitudes de medida (b) de la sensórica (S), con lo que la estrategia de transferencia almacenada es sustituida por otra y adaptada a la información de maniobra (i)

Sistema y procedimiento para transferir un avión de un estado de vuelo situado fuera de un intervalo de estados de vuelo admisibles a un estado de vuelo situado dentro del intervalo de estados de vuelo admisibles.

La invención concierne a un sistema y un procedimiento para transferir un avión de un estado de vuelo situado fuera de un intervalo de estados de vuelo admisibles a un estado de vuelo situado dentro del intervalo de estados de vuelo admisibles.

En aviones convencionales la realización de maniobras seguras en la zona situada fuera de los límites de la área de vuelo es de la exclusiva responsabilidad del piloto. Según el tipo de avión y la frecuencia de utilización, se conocen diferentes tasas de pérdida de aviones a consecuencia de rebasamientos de los límites (por ejemplo, debido a una velocidad demasiado pequeña).

En la mayoría de los aviones de alas rígidas y de alas pivotantes las fuerzas para la estabilización y control de la posición de vuelo y la trayectoria de vuelo son generadas por flujo de aire en superficies de control móviles, tales como el timón de altura, el timón lateral y el timón transversal. Además, si la dinámica propia del avión es inestable, se necesitan en cada posición de vuelo fuerzas de control para estabilizar el movimiento del avión. Si disminuye la velocidad de vuelo por debajo de un mínimo técnicamente prefijado típico del avión, las fuerzas que se producen en las superficies del control del avión son demasiados pequeñas para poder controlar aún de forma estable la posición de vuelo y la trayectoria de vuelo. Se origina el riesgo de que se produzca una caída del avión, por ejemplo por entrada en barrena, la cual, en muchos casos, ya no puede ser enderezada por el piloto.

Se conocen sistemas de asistencia al piloto que, por medio de una señal acústica, llaman la atención sobre el peligro amenazante de un rebasamiento del límite del área de vuelo (por ejemplo, la llegada a una velocidad mínima). El piloto tiene entonces que iniciar y realizar manualmente sin demora una maniobra de enderezamiento.

Se conoce por los documentos WO 2004/102296 A1 y US 2004/0215372 A1 un sistema de control para un avión que supervisa la trayectoria de vuelo del avión respecto de una trayectoria de vuelo prefijada. El sistema de control asume el control del avión tan pronto como éste se encuentra en rumbo de colisión con otro avión o con un sector que no debe ser sobrevolado.

Se conoce por el documento WO 00/77586 A2 un sistema de control por piloto automático para controlar el movimiento de un avión dentro de un medio en una zona anterior al desprendimiento de flujo, en una zona de desprendimiento de flujo o en una zona posterior al desprendimiento de flujo. Están presentes unos dispositivos de control que transfieren el avión de un estado de vuelo situado fuera de un intervalo de estados de vuelo admisibles a un estado de vuelo situado dentro del intervalo de estados de vuelo admisibles.

Asimismo, se conocen en general sistemas de piloto automático que pueden ser conectados por el piloto para hacerse cargo de determinadas tareas de control o regulación, por ejemplo la regulación de la altitud o la regulación del viaje.

Se conocen por el documento US 2004/044444 A1 un sistema y un procedimiento según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 3, respectivamente.

La invención se basa en el problema de reducir notablemente o evitar por completo el riesgo de caída de aviones a causa del rebasamiento de un límite del área de vuelo típico del avión.

La idea general de la invención prevé que se instale en el avión un sistema de guía de vuelo que supervise los límites del área de vuelo y que, al rebasarse los límites del área de vuelo, asuma el control del avión, realice una maniobra del vuelo y transfiera así nuevamente el avión al área de vuelo admisible.

El avión deberá poder moverse sin restricciones hasta el límite del intervalo de estados de vuelo admisibles. Si se rebasa el límite, se tiene que realizar una maniobra de enderezamiento que haga que el avión retorne nuevamente al intervalo de estados de vuelo admisibles. Es de hacer notar a este respecto que el avión puede seguir perdiendo también considerable velocidad durante la maniobra de enderezamiento más favorable. Por tanto, la maniobra de enderezamiento tiene que comenzarse a velocidades netamente superiores a la velocidad mínima de vuelo típica del avión. Por tanto, la velocidad límite del intervalo de estados de vuelos admisibles no se obtiene como un número fijo, sino que ha de calcularse continuamente en función del estado de vuelo actual.

Dado que el piloto se debe concentrar en el enemigo durante el combate aéreo, es recomendable una selección y realización automáticas de la maniobra de enderezamiento.

Un ejemplo de realización especial de la invención es el sistema de enderezamiento de vuelo lento. Este sistema hace posible que se reduzca notablemente o se evite por completo el riesgo de caída de aviones a causa de que se sobrepase por abajo la velocidad mínima de vuelo típica del avión.

Según la invención, se ha previsto un sistema de guía de vuelo para transferir un avión de un estado de vuelo situado fuera de un intervalo de estados de vuelo admisibles a un estado de vuelo situado dentro del intervalo de estados de vuelo, cuyo sistema puede asociarse a una sensórica y a un dispositivo de control del avión, comprendiendo el sistema:

- un módulo de intervención de control (A) para asumir o restituir la autoridad de control sobre el avión basándose en una señal de asunción de control (a) y para alimentar consignas de control (c) cuando se ha establecido la señal de asunción de control (a);

- un módulo de selección de maniobra (M) para proporcionar y almacenar al menos una estrategia de transferencia con información de maniobra correspondiente (i) y para seleccionar una estrategia de transferencia en función de magnitudes de medida (b) de la sensórica (S);

- un generador de valores límite (G) para calcular el límite (g) del área de vuelo basándose en magnitudes de medida (b) de la sensórica (S);

- un módulo de decisión (E) que está unido funcionalmente con el generador de valores límite (G) y la sensórica (S) y que recibe del primero el límite de área de vuelo calculado (g) y de la última las magnitudes de medida (b), y que, basándose en una comparación del límite de área de vuelo (g) con las magnitudes de medida (b), genera una señal de asunción de control (a) y la envía al módulo de intervención de control (A), al generador de órdenes (K) y al módulo de selección de maniobra (M);

- un generador de órdenes (K) que está unido funcionalmente, por un lado, con el módulo de decisión (E) y el módulo de selección de maniobra (M) y, por otro lado, con el módulo de intervención de control (A), y que, habiéndose establecido la señal de asunción de control (a), calcula sobre la base de la información de maniobra (i) las consignas de control (c) y las envía al módulo de intervención de control (A).

El generador de valores límite comprende adicionalmente, según la invención, unas funciones con las que se puede calcular un límite de cambio de estrategia y se puede suministrar éste al módulo de decisión, estando el módulo de decisión unido funcionalmente, además, con el módulo de selección de maniobra y enviando a éste una señal de cambio de estrategia sobre la base de la comparación del límite de cambio de estrategia con magnitudes de medida de la sensórica, con lo que la estrategia de transferencia almacenada es sustituida por otra y adaptada a la información de maniobra.

El generador de órdenes puede estar unido funcionalmente, además, con la sensórica y comprender una unidad de regulación de posición que calcule las consignas de control con ayuda de magnitudes de medida de la sensórica de tal manera que el avión respete una trayectoria de vuelo prefijada por la información de maniobra.

Asimismo, se ha previsto según la invención un procedimiento para transferir un avión de un estado de vuelo situado fuera de un intervalo de estados de vuelo prefijados a un estado de vuelo situado dentro del intervalo de estados de vuelo sobre la base de magnitudes de medida de una sensórica, cuyo procedimiento comprende el desarrollo siguiente:

a. selección de una estrategia de transferencia con información de maniobra correspondiente (i) en función de las magnitudes de medida (b) de la sensórica...

1. Sistema para transferir un avión de un estado de vuelo situado fuera de un intervalo de estados de vuelo admisibles a un estado de vuelo situado dentro del intervalo de estados de vuelo, cuyo sistema puede asociarse a una sensórica y a un dispositivo de control del avión, comprendiendo el sistema:

- un módulo de intervención de control (A) para asumir o restituir la autoridad de control sobre el avión basándose en una señal de asunción de control (a) y para alimentar consignas de control (c) cuando se ha establecido la señal de asunción de control (a);

- un módulo de selección de maniobra (M) para proporcionar y almacenar al menos una estrategia de transferencia con información de maniobra correspondiente (i) y para seleccionar una estrategia de transferencia en función de magnitudes de medida (b) de la sensórica (S);

- un generador de valores límite (G) para calcular el límite (g) del área de vuelo basándose en magnitudes de medida (b) de la sensórica (S);

- un módulo de decisión (E) que está unido funcionalmente con el generador de valores límite (G) y la sensórica (S) y que recibe del primero el límite de área de vuelo calculado (g) y de la última las magnitudes de medida (b), y que, basándose en una comparación del límite de área de vuelo (g) con las magnitudes de medida (b), genera una señal de asunción de control (a) y la envía al módulo de intervención de control (A), al generador de órdenes (K) y al módulo de selección de maniobra (M);

- un generador de órdenes (K) que está unido funcionalmente, por un lado, con el módulo de decisión (E) y el módulo de selección de maniobra (M) y, por otro lado, con el módulo de intervención de control (A), y que, habiéndose establecido la señal de asunción de control (a), calcula sobre la base de la información de maniobra (i) las consignas de control (c) y las envía al módulo de intervención de control (A),

caracterizado porque

el generador de valores límite (G) comprende, además, unas funciones con las que se puede calcular un límite de cambio de estrategia (w) y se puede suministrar éste al módulo de decisión (E), y el módulo de decisión (E) está unido funcionalmente, además, con el módulo de selección de maniobra y envía a éste una señal de cambio de estrategia (v) sobre la base de la comparación del límite de cambio de estrategia (w) con magnitudes de medida (b) de la sensórica (S), con lo que la estrategia de transferencia almacenada es sustituida por otra y adaptada a la información de maniobra (i).

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de órdenes (K) está unido funcionalmente, además, con la sensórica (S) y comprende una unidad de regulación de posición que calcula las consignas de control (c) con ayuda de magnitudes de medida (b) de la sensórica (S) de tal manera que el avión respete una trayectoria de vuelo prefijada por la información de maniobra (i).

3. Procedimiento para transferir un avión de un estado de vuelo situado fuera de un intervalo de estados de vuelo prefijados a un estado de vuelo situado dentro del intervalo de estados de vuelo sobre la base de magnitudes de medida de una sensórica, con el desarrollo de procedimiento siguiente:

a. selección de una estrategia de transferencia con información de maniobra correspondiente (i) en función de las magnitudes de medida (b) de la sensórica (S),

b. cálculo (2) del límite (g) del intervalo de estados de vuelo a partir de las magnitudes de medida (b) de la sensórica (S),

c. comparación (3) de los datos de medida (b) de la sensórica (S) con el límite (g) del intervalo de estados de vuelo,

d. prosecución del procedimiento en el paso a) cuando la comparación del paso c) arroja el resultado de que se ha sobrepasado por abajo el límite (g) del intervalo de estados de vuelo, y en el paso e) cuando la comparación del paso c) arroja el resultado de que se ha rebasado por arriba el límite (g) del intervalo de estados de vuelo,

e. generación de una señal de asunción de control (a) para activar un módulo de intervención de control (A) a fin de asumir el control del avión,

f. generación (4) de una consigna de control (c) y alimentación de ésta al sistema de control del avión de tal manera que este avión ponga en práctica la estrategia de transferencia seleccionada,

g. comparación (3) de los datos de medida (b) de la sensórica (S) con el límite (g) del intervalo de estados de vuelo,

h. prosecución del procedimiento en el paso f) cuando la comparación del paso g) arroja el resultado de que se ha sobrepasado por abajo el límite (g) del intervalo de estados de vuelo, y en el paso i) cuando la comparación del paso g) arroja el resultado de que se ha rebasado por arriba el límite (g) del intervalo de estados de vuelo,

i. generación de una señal de asunción de control (a) para desactivar un módulo de intervención de control (A) a fin de restituir el control del avión y prosecución del procedimiento en el paso a),

caracterizado porque

se sustituye la estrategia de transferencia inicialmente seleccionada y almacenada, como reacción a perturbaciones exteriores (6), por una estrategia de transferencia entonces más favorable, realizándose los pasos siguientes:

- cálculo (7A) del valor límite de cambio de estrategia (w),

- comparación (7B) del valor límite de cambio de estrategia (w) con magnitudes de medida (b) de la sensórica para que, al rebasarse por arriba el valor límite de cambio de estrategia, se genere la señal de cambio de estrategia (v),

- sustitución (7C) de la estrategia de transferencia almacenada por otra con adaptación simultánea de las informaciones de maniobra (i).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque se representa el límite (g) del intervalo de estados de vuelo por una velocidad límite que se calcula en función de magnitudes de medida consistentes en deceleración, ángulo de posición de cabeceo, ángulo de posición de balanceo, ángulo de ataque, ángulo de deslizamiento, altura sobre cero normal y masa del avión.

5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque la consigna de control (c) del generador de órdenes (K) comprende una consigna de ángulo de ataque, una consigna de ángulo de deslizamiento y/o una regulación de posición de balanceo.