INSTRUMENTO DE EMERGENCIA PARA AERONAVES.

Instrumento de emergencia para aeronave que comprende medios para medir la presión estática (Ps),

la presión total (Pt) de un flujo de aire que rodea la aeronave, medios de medida inercial, medios para calcular y mostrar la altitud (18), velocidad (19) y altitud (14) de la aeronave, caracterizado porque además comprende medios para calcular y mostrar un vector de velocidad (11) de la aeronave, en lo que respecta a sus componentes vertical y lateral en un marco de referencia vinculado a la aeronave, a partir de los datos procedentes de los medios de medida de la presión estática (Ps), de la presión total (Pt) y de la medida inercial

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/059240.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45, RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY-SUR-SEINE FRANCIA.

Inventor/es: Collot,Lionel, LEBLOND,Henri, PAPINEAU,Jérôme.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 15 de Julio de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01C23/00 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). › 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.
  • G01P13/02A

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.
  • G01P13/00 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). › Indicación o registro de la existencia, ausencia o de la dirección de un movimiento; Indicación o registro de la dirección del movimiento.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2373619_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Instrumento de emergencia para aeronaves La presente invención se refiere a un instrumento de emergencia para el pilotaje de aeronaves. Muchos aviones, particularmente los militares, disponen de un sistema de visualización de cabeza alta, que presenta al piloto gran cantidad de información procedente de los sistemas primarios de la aeronave. Esta información se presenta en forma de símbolos que se muestran sobreimpresos sobre el paisaje visible a través de las paredes acristaladas de la cabina de la aeronave.

En caso de avería de dicho sistema de visualización, el piloto debe utilizar una instrumentación de emergencia para completar su misión o volver a su base. El piloto utiliza entonces, bien la instrumentación electromecánica, tradicionalmente presente en el panel de a bordo de la aeronave y que comprende un altímetro, un anemómetro así como un horizonte artificial giroscópico, o bien un instrumento de emergencia combinado que reagrupa los instrumentos electromecánicos anteriormente mencionados.

En los dos casos, la instrumentación de emergencia muestra la información disponible de una forma distinta a como se muestra en un sistema de cabeza alta. El piloto pierde la noción de referencia en el que evolucionaba. Además, cierta información, como la representación del vector de velocidad de la aeronave, ya no existe, lo que obliga al piloto a modificar su forma de integrar los parámetros disponibles para garantizar el correcto pilotaje de su aeronave. Esto puede ser aún más delicado dado que, en una fase de vuelo que se ha vuelto crítica, la pérdida del sistema de visualización principal, muy frecuentemente, se asocia con una avería mayor de la aeronave y por lo tanto un estrés adicional para el piloto.

En un sistema de visualización de cabeza alta, la representación del vector de velocidad se determina a partir de la información proveniente de las sondas de incidencia y de derrape. El vector de velocidad se define particularmente por su dirección según tres ejes, un eje vertical y dos ejes horizontales. Estas sondas, en general, no están conectadas al instrumento de emergencia lo que impide la determinación del vector de velocidad por el instrumento de emergencia.

La invención pretende paliar todos o parte de los problemas citados anteriormente, proponiendo un instrumento de emergencia que permita al piloto conservar una presentación similar a la presentación de cabeza alta.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un instrumento de emergencia para aeronaves que comprende medios para medir la presión estática, la presión total del flujo de aire que rodea la aeronave, medios de medida inercial, medios para calcular y mostrar la altitud, la velocidad y la actitud de la aeronave, caracterizado porque comprende además medios para calcular y mostrar un vector de velocidad de la aeronave, en lo concerniente a sus componentes vertical y lateral, en un marco de referencia vinculado a la aeronave a partir de los datos procedentes de los medios de medida de la presión estática, la presión total y de las medidas inerciales. El cálculo del vector de velocidad se efectúa sin utilizar ninguna medida aerodinámica de derrape ni de incidencia de la aeronave. Las sondas de medida de incidencia y de derrape se encuentran sobre la superficie de la aeronave y las utiliza el sistema primario de la aeronave. La invención permite calcular y mostrar el vector de velocidad de la aeronave incluso si las sondas de incidencia y/o derrape están averiadas o no disponibles.

Dicho de otra manera, el instrumento de emergencia comprende medios para determinar y mostrar un vector de velocidad de la aeronave únicamente con la ayuda de los medios generalmente presentes en un instrumento de emergencia, a saber, medios de medida de las presiones estática y total del flujo de aire que rodea la aeronave así como los medios de medida inercial.

La invención se entenderá mejor y aparecerán otras ventajas tras la lectura de la descripción detallada de un modo de realización que se proporciona a modo de ejemplo. Descripción que ilustra el dibujo adjunto en el que:

La figura 1 representa un ejemplo de presentación en una pantalla de un instrumento de emergencia de conformidad con la invención; La figura 2 representa en forma de sinóptico los medios para determinar diferentes símbolos que se muestran sobre la pantalla representada en la figura 1.

Para mayor claridad, los mismos elementos se denominarán con las mismas referencias en las distintas figuras.

Un instrumento de emergencia que equipa el tablero de a bordo de una aeronave y comprende medios para calcular y mostrar información de vuelo a partir de los datos suministrados por los sensores que pertenecen principalmente al instrumento de emergencia.

El instrumento de emergencia comprende medios para medir la presión estática y la presión total del flujo de aire que rodea la aeronave. Los medios para medir la presión están conectados a tomas de presión, situadas sobre la superficie de la aeronave. El instrumento de emergencia no comprende ningún medio para medir la incidencia ni el derrape aerodinámicos. El instrumento de emergencia también comprende medios de medida inercial que permiten medir la aceleración de la aeronave según los tres ejes de la aeronave, longitudinal, lateral y vertical. La aceleración longitudinal se denomina Ax, la aceleración lateral se denomina Ay y la aceleración vertical se denomina Az.

El instrumento de emergencia se utiliza, particularmente, en caso de avería de las pantallas de visualización primarias que equipan el tablero de a bordo de una aeronave. El instrumento de emergencia comprende medios de cálculo y una pantalla de cristal líquido, por ejemplo. De forma conocida, el instrumento muestra sobre su pantalla la altitud de la aeronave sobre la parte derecha de la pantalla, la velocidad de la aeronave sobre la parte izquierda de la pantalla, y la actitud de la aeronave en el centro de la pantalla. La actitud de la aeronave se simboliza con sus alas con respecto a una línea de horizonte móvil.

En un sistema de visualización de cabeza alta, el piloto de la aeronave dispone, como en los instrumentos de emergencia conocidos, información sobre la velocidad, altitud y actitud de la aeronave. Dispone además, de una presentación del vector de velocidad de la aeronave, vector que no se muestra sobre la pantalla de los instrumentos de emergencia conocidos. En un sistema de visualización de cabeza alta, el vector de velocidad se calcula particularmente a partir de la información recibida de las sondas de incidencia que se montan sobre la superficie de la aeronave. Estas sondas pertenecen al sistema primario de la aeronave y en general no se replican para el instrumento de emergencia. La invención permite al piloto encontrar la misma información que la presente en un sistema de cabeza alta, particularmente la presentación del vector de velocidad de la aeronave, a pesar de la ausencia de ciertos sensores, como por ejemplo, las sondas de incidencia.

La figura 1 representa un ejemplo de presentación en una pantalla 1 de un instrumento de emergencia de la información habitualmente presente en un sistema de cabeza alta. Sobre esta pantalla aparece una maqueta 10 que representa el eje de la aeronave y que se sitúa en el centro de la presentación. La maqueta 10 está inmóvil sobre la pantalla 1.

Un vector de velocidad 11 de la aeronave, llamado vector de velocidad con respecto al suelo, o “flight path” en la literatura anglosajona, se simboliza en forma de otra maqueta que puede evolucionar por la pantalla en función de la dirección del vector de velocidad 11 de la aeronave con respecto al suelo. La posición de la maqueta que representa el vector de velocidad 11, representa la dirección del vector de velocidad 11 en un plano perpendicular al eje longitudinal de la aeronave.

Ventajosamente, los medios para calcular el vector de velocidad 11 calculan el vector a partir de los datos procedentes de los medios de medida de la presión estática, de la presión total y de la medida inercial sin utilizar medidas aerodinámicas ni de derrape ni de incidencia de la aeronave. Más concretamente, a partir de la diferencia de medida entre la presión total Pt y la presión estática Ps se define el modulo CAS del vector de velocidad convencional de la aeronave, bien conocido en la literatura anglo-sajona con el nombre de “Conventionnel Air Speed”. La presión total Pt y la presión estática Ps las proporcionan los sensores de presión conectados respectivamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instrumento de emergencia para aeronave que comprende medios para medir la presión estática (Ps) , la presión total (Pt) de un flujo de aire que rodea la aeronave, medios de medida inercial, medios para calcular y mostrar la altitud (18) , velocidad (19) y altitud (14) de la aeronave, caracterizado porque además comprende medios para calcular y mostrar un vector de velocidad (11) de la aeronave, en lo que respecta a sus componentes vertical y lateral en un marco de referencia vinculado a la aeronave, a partir de los datos procedentes de los medios de medida de la presión estática (Ps) , de la presión total (Pt) y de la medida inercial.

2. Instrumento de emergencia según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para calcular el vector de velocidad (11) calculan dicho vector sin utilizar ninguna medida de derrape y de incidencia aerodinámica de la aeronave.

3. Instrumento de emergencia según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios para calcular el vector de velocidad (11) calculan un módulo del vector de velocidad con respecto al aire de la aeronave a partir de la diferencia de medida entre la presión total Pt y la presión estática Ps, corrigen el módulo del vector de velocidad con respecto al aire en función de la altitud de la aeronave, que se determina mediante la medida de la presión estática (Ps) y una medida de la temperatura del aire que rodea la aeronave para obtener el módulo del vector de velocidad con respecto al suelo (TAS) .

4. Instrumento de emergencia según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios para calcular el vector de velocidad (11) calculan la dirección del vector de velocidad (11) de la aeronave con ayuda de medios de medida inercial.

5. Instrumento de emergencia según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios para calcular y mostrar un vector de velocidad predictivo (12) de la aeronave.

6. Instrumento de emergencia de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios para calcular y mostrar la energía potencial (13) de la aeronave a partir de la pendiente (P) de la aeronave y del vector de velocidad (11) .

7. Instrumento de emergencia según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios para calcular y mostrar un valor límite de incidencia (15) .

8. Instrumento de emergencia según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios para calcular y mostrar una línea de horizonte (14) inclinada en función del asiento de la aeronave en la que el rumbo (16) que sigue la aeronave se muestra sobre la línea de horizonte (14) .

9. Instrumento de emergencia según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios para calcular y mostrar una caja de aproximación (17) que define una margca guía de la trayectoria de la aeronave durante un aterrizaje.


 

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