SISTEMA DE CONTROL DE VUELO.

Sistema de control de vuelo asistido por ordenador para instalación en la cabina de pilotaje de un avión,

que evalúa continua y automáticamente los datos de parámetros de vuelo obtenidos a bordo y comprende una pantalla para indicar informaciones para el piloto obtenidas a partir de la evaluación, en donde el sistema de control de vuelo comprende un ordenador que se implementa en el avión y que funciona simultáneamente en paralelo con la regulación de vuelo del avión, en donde el ordenador, empleando una lógica difusa (2) y recurriendo a bases de conocimientos implementadas en el sistema de control de vuelo (1), realiza continuamente valoraciones de riesgos con respecto a parámetros de vuelo y de sistemas actuales, y en donde los resultados de estas valoraciones de riesgos se presentan sobre la pantalla (4), caracterizado porque el sistema de control de vuelo determina riesgos individuales relevantes para el estado de vuelo y, a partir de éstos, establece un riesgo total (5) que se visualiza continuamente como barras luminiscentes sobre la pantalla (4), deter- minándose el riesgo total (5) según el método de suma Sugeno

La invención concierne a un sistema de control de vuelo según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los aviones con modernos sistemas de control de vuelo se cuentan entre las prestaciones técnicas pioneras de nuestro tiempo. Pocas tecnologías albergan tal complejidad y perfección para la conversión de conocimientos de ingeniería en la materialización de nuevos sistemas.

Por el documento US 5,983,161 y el artículo de HUNGENAHALLY S. K.: “Virtual cockpit:fuzzy neural networks in visual perception”, 1995 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE IN NEURAL NETWORKS PROCEEDINGS, PERTH, WA, AUSTRALIA, vol. 1, 27.11.1995, páginas 27-31 XP002317802, Nueva York, USA, se conocen sistemas de control que le dan recomendaciones de actuación al piloto de un avión.

Sin embargo, a pesar de toda la perfección, se producen una y otra vez caídas de aviones. Después de un análisis total del avión se detectan entonces las causas del accidente de aviación producido y se sacan consecuencias de las caídas para poder excluir estas causas mediante procedimientos modificados y variaciones de sistemas para vuelos futuros. Estos resultados han hecho ciertamente más seguro el tráfico aéreo, pero se seguirán produciendo así también nuevos accidentes debido a nuevas causas y a causa de accidente no eliminadas. Las consecuencias de las causas son ya parcialmente conocidas, pero se pueden presentar de nuevo, puesto que no es posible con las técnicas convencionales reaccionar de nuevo correctamente a la combinación de causas de accidente.

Esto significa que se pueden repetir sucesos de accidente, ya que el conocimiento obtenido sobre accidentes no se ha implementado suficientemente en los aviones.

Por otro lado, se originan nuevos accidentes debido a nuevas combinaciones de causas imprevistas. Éstas son combinaciones que solo grosso modo pueden ser estimadas de antemano por especialistas, ya que se poseen solamente ideas aproximadas del comportamiento de los sistemas.

Asimismo, el comportamiento de los sistemas puede no haber sido incorporado con amplitud suficiente en los análisis, ya que un evento no ha sido considerado como posible hasta que el accidente de aviación debido a que no se han analizado previamente las conexiones transversales de funciones erróneas de los sistemas y del comportamiento de mando humano. Este comportamiento de los sistemas no se ha implementado al menos en un sistema de protección o de aviso y en el mejor de los casos existen informes sobre las repercusiones de las funciones erróneas.

En sistemas de control de vuelo conocidos asistidos por ordenador se efectúa un dictamen de las consecuencias de combinaciones de parámetros de vuelo y de sistema obtenidos por medio de una implementación de análisis de seguridad existentes, pero éstos no están integrados activamente en el algoritmo de los sistemas del control de vuelo.

Con estos sistemas de control de vuelo es frecuente que el piloto no sea consciente en el momento crítico de la peligrosidad de una situación de vuelo. Y cuando se le avisa al piloto, no se tiene entonces la seguridad de que éste reconozca y ejecute a su debido tiempo la acción que esté adaptada a la situación y que evite el accidente.

Cuando se le avisa al piloto en el momento decisivo, éste recibe entonces un torrente de informaciones – importantes y no importantes -, del cual tiene que sacar las consecuencias correctas en una situación de estrés bajo máxima presión de tiempo, a veces con consecuencias fatales.

El problema de la invención consiste en crear un sistema de control de vuelo que se instale en la cabina de pilotaje, reconozca automáticamente estados de vuelo críticos para la seguridad y le transmita al piloto a su debido tiempo indicaciones de asesoramiento para corregir estos estados de vuelo.

Este problema se resuelve según la invención con las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican perfeccionamiento de la invención.

La idea básica de la solución según la invención consiste en implementar adicionalmente en el avión un ordenador que funciona simultáneamente en paralelo con la regulación de vuelo y que, como observador atento, vigila los parámetros de vuelo y de sistemas. En contraste con el registrador de choque, una evaluación de los datos captados se efectúa por expertos en tierra no solo semanas después de un accidente de aviación, sino que, durante el vuelo, se realizan automática y continuamente estimaciones de riesgos con el ordenador y se emiten recomendaciones de actuación para el piloto.

Con la solución según la invención todo el conocimiento de los expertos está disponible en tiempo real para el piloto y, por tanto, este conocimiento puede ser el fundamento de decisiones para las importantísimas medidas de prevención de accidentes. El sistema tiene que estar entonces en condiciones de implementar el conocimiento de los expertos. Y ello exactamente en la forma en que está disponible el conocimiento de los expertos para poder dictaminar sobre tales procesos.

De manera ventajosa, el sistema de control de vuelo según la invención utiliza una lógica difusa (fuzzy logic) que se basa en reglas lingüísticas. Los sistemas difusos son muy tolerantes frente a errores y definiciones de rango y, por este motivo, son más adecuados que el empleo de valores umbral precisos, cuando se trata de obtener una visión general de potenciales estados de sistemas buenos y malos. Los valores umbral precisos fallan al mínimo rebasamiento indefinido de sus rangos de definición.

En particular, precisamente con la lógica difusa se pueden vincular los diferentes parámetros de vuelo y de sistemas. Asimismo, se atenúa con ella la problemática de los valores umbral de aviso existente en sistemas de control de vuelo conocidos, pero sin que entonces se pierda la precisión necesaria. La ventaja últimamente citada se consigue según la invención por medio de una ocupación doble de las reglas en forma convencional y en lógica difusa.

El sistema de control de vuelo según la invención tiene una estructura abierta con la que se pueden implementar nuevos conocimientos sobre accidentes de aviación o nuevas experiencias de sistemas con poco gasto y en forma clara.

Ayudándose del dibujo se explican seguidamente con más detalle ejemplos de realización de la invención.

La figura 1 muestra el principio del sistema de control de vuelo y

La figura 2 muestra la pantalla de visualización del sistema de control de vuelo y

La figura 3 muestra un ejemplo para la generación de un aviso de alto nivel en el sistema de control de vuelo.

El sistema de control de vuelo 1 mostrado en la figura 1 está configurado como un sistema de aviso de cabina de pilotaje que, mediante la evaluación de datos de entrada u1 a un empleando una lógica difusa 2, reconoce potenciales combinaciones de riesgos, asigna prioridades a las informaciones de riesgo reconocidas y le proporciona al piloto, críticamente en tiempo, las más importantes informaciones de prevención de accidentes en forma de una instrucción de actuación 3.

El sistema de control de vuelo según la invención consiste en un ordenador que funciona simultáneamente en paralelo con la regulación de vuelo y que, como observador atento, vigila parámetros de vuelo y de sistemas.

Se basa, por un lado, en conocimientos altamente complejos de complicados análisis de simulación realizados en componentes individuales de aviones, así como de análisis de árbol de defectos. La implementación de este conocimiento se puede realizar de manera barata y favorable en tiempo por medio de la lógica difusa empleada en el sistema de control de vuelo.

Por otro lado, el sistema de control de vuelo se basa en un conocimiento extraordinariamente trivial, tal como, por ejemplo, el hecho de que los valores de velocidad negativos en un avión no pueden ser datos de sensor convenientes. Tal conocimiento no está implementado como una función de protección lógica en sistemas de control de vuelo conocidos, aun cuando se constata en ellos una y otra vez la toma en consideración de tales valores no lógicos en accidentes de avión - por ejemplo, en los accidentes A320 de Varsovia, Lauda Air, X-31 y Birgen Air.

El sistema de control de vuelos según la invención saca conclusiones sobre combinaciones de fallos y medidas de prevención adecuadas a partir de tales datos... [Seguir leyendo]

1. Sistema de control de vuelo asistido por ordenador para instalación en la cabina de pilotaje de un avión, que evalúa continua y automáticamente los datos de parámetros de vuelo obtenidos a bordo y comprende una pantalla para indicar informaciones para el piloto obtenidas a partir de la evaluación, en donde el sistema de control de vuelo comprende un ordenador que se implementa en el avión y que funciona simultáneamente en paralelo con la regulación de vuelo del avión, en donde el ordenador, empleando una lógica difusa (2) y recurriendo a bases de conocimientos implementadas en el sistema de control de vuelo (1), realiza continuamente valoraciones de riesgos con respecto a parámetros de vuelo y de sistemas actuales, y en donde los resultados de estas valoraciones de riesgos se presentan sobre la pantalla (4), caracterizado porque el sistema de control de vuelo determina riesgos individuales relevantes para el estado de vuelo y, a partir de éstos, establece un riesgo total (5) que se visualiza continuamente como barras luminiscentes sobre la pantalla (4), determinándose el riesgo total (5) según el método de suma Sugeno.

2. Sistema de control de vuelo según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de control de vuelo genera automáticamente para el riesgo total determinado (5), en caso de peligro, una instrucción de actuación (3) para el piloto, cuya ejecución puede poner fin el estado de vuelo peligroso.

3. Sistema de control de vuelo según la reivindicación 2, caracterizado porque la instrucción de actuación (3) se presenta adicionalmente sobre una pantalla de cabeza alta.