BRPI1102189A2 - dispositivo a bordo de uma aeronave - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO A BORDO DE UMA AERONAVE. A invenção se refere a um dispositivo a bordo de uma aeronave compreendendo dispositivos de saída (3) configurados para restaurar informação relativa ao estado de aeronave a partir de sistemas de aeronave (7a-7c), o dispositivo incluindo um módulo um módulo (5, 5a) provendo interface entre os ditos dispositivos de saída (3) e os ditos sistemas de aeronave (7a-7c), o dito módulo (5, 5a) sendo configurado para sintetizar informação a partir dos sistemas de aeronave na dependência de regras de comportamento predeterminadas e para transmitir a dita informação assim sintetizada para os ditos dispositivos de saída.
Description
"DISPOSITIVO A BORDO DE UMA AERONAVE"
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção se refere ao campo de dispositivos a bordo de uma aeronave e, mais particularmente, a um dispositivo a bordo compreendendo dispositivos de saída para restaurar informação relativa ao estado de aeronave. A invenção também se refere a um dispositivo a bordo compreendendo dispositivos de entrada para transmitir dados de controle para a aeronave.
ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR
Atualmente, a cabine de comando de uma aeronave inclui dispositivos ou interfaces homem-máquina HMI principalmente para prover funções de visualização, controle e alerta.
A figura 11 mostra um tal dispositivo a bordo que inclui dispositivos de interface que correspondem a três funções distintas, de controle 131, de visualização 133 e de advertência 135, conectadas aos sistemas de aeronave 107a e 107b.
Esses dispositivos de interface 107a e 107b são providos com telas de visualização, tela interativas, luzes de advertência, emissores de som, painéis de controle, teclados, controladores, etc.
Os sistemas de aeronave 131-135 incluem fontes de informação que correspondem, por exemplo, a computadores que transmitem dados acerca de diferentes componentes da aeronave para os dispositivos de controle 131, visualização 133 e alerta 135. Mais particularmente, uma porção de dados pode ser enviada para todos os dispositivos de interface 131-135, enquanto outra porção pode somente ser enviada para um dispositivo de interface específico. Por exemplo, dados acerca do estado de disposição do sistema de frenagem são enviados para todos os dispositivos de interface 131- 135, enquanto as temperaturas de freio são somente enviadas, para finalidades de exibição, para a interface de visualização 133, a menos que as temperaturas estejam acima de algum limite considerado como anormal e, neste caso, os dados de temperatura serão também enviados para outros dispositivos de interface 131 e 135.
Além disso, os sistemas de aeronave 107a e 107b recebem dados de controle enviados pelos pilotos via a interface de controle 131 para configurar, controlar ou atuar sobre as diferentes funções da aeronave.
Será geralmente notado que dado ou informação pode provir de fontes paralelas ou complementares. As fontes paralelas provêem a mesma peça de informação, mas em maneiras diferentes, ou via trajetos diferentes (por exemplo, de acordo com detectores, recursos de computação ou diferentes ligações de comunicação). Por outro lado, as fontes complementares provêem diferentes peças de informação que permitem que uma peça mais global de informação seja extraída.
A figura 12 mostra um exemplo de um dispositivo a bordo que inclui dispositivos de interface controle 131, visualização 133 e advertência 135, conectados a um sistema de aeronave 107 compreendendo duas fontes paralelas que correspondem a dois computadores redundantes 121a e 121b.
A interface de controle ICPS (Sistema de Painel de Controle Integrado) recebe dados a partir de dois computadores 121a e 121b. Primeiros dados a partir do primeiro computador 121a e segundos dados a partir do segundo computador 121b são separadamente exibidos pela interface de controle 131 em relação com dispositivos de entrada-saída separados 141a e 141b. Esses dados indicam para a tripulação se ou não uma função de controle está pronta para ser controlada.
Assim, a interface de controle 131 permite que a tripulação transmita controles para qualquer um ou ambos os computadores 121a e 121b para controlar componentes e/ou membros da aeronave. Ela é usada para qualquer operação de controle normal, como a configuração de aeronave de acordo com a fase de vôo e a situação global do aparelho. Ela é também usada em todas as situações anormais para reconfigurar os componentes e/ou membros da aeronave, responsáveis pelos alertas de mau funcionamento. Além disso, ela provê a tripulação com a disponibilidade de cada elemento de aeronave sob seu controle.
Será notado que, em uma operação de controle, o piloto é forçado a selecionar, por exemplo, o primeiro computador 121a, para armazenar a informação relativa a este primeiro computador, para selecionar o próximo, o segundo computador 121b, para armazenar a informação relativa a este segundo computador, e para comparar as duas peças de informação a fim de escolher a mais válida para executar o controle, dado que ambas as peças de informação podem ser válidas.
Por outro lado, a interface de visualização CDS (Sistema de Controle e Exibição) 133 gere a visualização de dados acerca do estado ou configuração de equipamentos, componentes e membros da aeronave, nas telas da cabina de comando.
Primeiros dados de exibição a partir do primeiro computador 121a e segundos dados de exibição a partir do segundo computador 121b são primeiro recebidos pelos dispositivos de seleção 134 na entrada da interface de visualização 133. Esses dispositivos de seleção 134 podem selecionar dados de acordo com um ajuste de critério pré-definido, antes de eles serem exibidos nas interfaces de visualização 133 de acordo com exibidores separados 143a, 143b que se relacionam a cada um de ambos os computadores 121a e 121b.
A interface de advertência FWS (Sistema de Advertência de Vôo) gere os alertas de som e/ou visuais para informar a tripulação acerca de maus funcionamentos, configurações errôneas, ou geralmente qualquer situação anormal que pode ter conseqüências sobre a segurança ou desempenho da aeronave.
Mais particularmente, alertas a partir do primeiro computador 121a põem ser combinados por um "E" lógico 136 com aqueles a partir do segundo computador a fim de prover um alerta somente quando existe uma perda a partir do sistema de ambos os computadores 121a e 121b.
Os diferentes dispositivos de interface 131-135 são parcialmente interdependentes e o piloto deve verificar uma consistência dentre as diferentes mensagens providas por esses diferentes dispositivos de interface e então interpretar todas essas mensagens a fim de inferir o estado atual da aeronave. A interpretação de mensagens requer que o piloto seja implicado e, por conseguinte, impõe uma significante carga de trabalho.
A título de exemplo, no caso de mau funcionamento em uma situação de fontes paralelas de informação, uma fonte pode prover a tripulação com uma peça de informação que outras fontes não provêem. Isto gera uma carga de trabalho adicional para a interpretação e/ou utilização deste evento a fim de gerir o mau funcionamento.
Por outro lado, em uma situação de fontes complementares de informação, um mau funcionamento pode ter conseqüências sobre várias partes ou componentes da aeronave, fazendo com que elas provejam diferentes peças de informação. Por exemplo, em um circuito de fornecimento de combustível que inclui dois fluxímetros providos em um mesmo ramal, se os dispositivos de interface 131-135 indicarem que a vazão medida a jusante é inferior àquela medida a montante, a tripulação pode provavelmente inferir a existência de uma fuga de combustível no ramal posicionado entre ambos os fluxímetros. De acordo com outro exemplo, se os dispositivos de interface 131-135 indicarem que a temperatura de motor está mais alta que a temperatura usual e que o consumo de motor aumenta dramaticamente, então a tripulação pode finalmente concluir que é provável que o motor esteja com fogo (naturalmente, outra informação é requerida para determinar a verdadeira natureza do mau funcionamento).
Esses exemplos ilustram o fato de que a tripulação deve freqüentemente interpretar diferentes dados para extrair uma peça consistente de informação acerca do estado atual da aeronave e ajustar e configurar as diferentes configurações da aeronave.
O objetivo da presente invenção é o de prover um dispositivo inteligente que soluciona os problemas acima mencionados, em particular por permitir que a tripulação tenha um conhecimento rápido e racional acerca do estado de aeronave e controle rapidamente e efetivamente as funções da aeronave.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção é definida por um dispositivo a abordo de uma aeronave compreendendo: dispositivos de saída configurados para restaurar informação relativa ao estado de aeronave a partir de sistemas de aeronave), e dispositivos de entrada configurados para transmitir dados de controle para os ditos sistemas de aeronave, e um módulo provendo interface entre os dispositivos de entrada e saída, por um lado, e ditos sistemas de aeronave, por outro lado, dito módulo sendo configurado para sintetizar informação proveniente dos sistemas de aeronave na dependência de regras de comportamento predeterminadas e para transmitir a dita informação assim sintetizada para os ditos dispositivos de saída, o dito módulo sendo ainda configurado para prover transmissão dos dados de controle a partir dos dispositivos de entrada para os sistemas de aeronave que são os mais apropriados para executar esses controles.
Assim, a informação a partir dos sistemas de aeronave é provida para a tripulação uma vez quando eles são sintetizados, de forma a prover uma visualização consistente e completa do estado de aeronave de modo que a tripulação não tem que interpretar ou ligar conjuntamente as diferentes mensagens providas pelos dispositivos de saída para poder extrair o estado de aeronave a partir das mesmas. O módulo também provê a boa transmissão de controles executados pela tripulação por transmitir cada controle para o sistema de aeronave que são os mais apropriados para a realização deste controle. Além disso, o módulo pode ser facilmente inserido entre os sistemas de aeronave e dispositivos de saída sem o últimos serem modificados. Isto permite que os custos de desenvolvimento sejam recozidos, o treinamento do piloto seja feita de forma mais fácil, a integração de novas funções sejam simplificadas e a pós-compatibilidades da aeronave sejam asseguradas.
De acordo com uma modalidade, o módulo inclui:
- primeiros dispositivos de controle de qualidade para controlar a qualidade de informação proveniente dos sistemas de aeronave,
- primeiros dispositivos de processamento para correlacionar a informação validada pelos primeiros dispositivos de controle de qualidade a fim de inferir informação sintetizada usando as ditas regras de comportamento predeterminadas; e
- primeiros dispositivos de transmissão para transmitir a dita informação sintetizada para os ditos dispositivos de saída.
Assim, os primeiros dispositivos de controle de qualidade coletam toda a informação a partir dos sistemas de aeronave a fim de assegurar uma validação global, robusta e homogênea antes de os primeiros dispositivos de processamento desenvolverem ou correlacionarem as diferentes peças de informação assim validadas para formar informação sintetizada ou mensagens apropriadas para a restauração e, finalmente, os primeiros dispositivos de transmissão identificam os dispositivos de saída apropriados para receber a mensagem correta. Isto permite ajustar uma consistência confiável entre as diferentes peças de informação de uma maneira simples e rápida.
Os sistemas de aeronave podem incluir dispositivos de computação, sensores, e atuadores, os ditos dispositivos de computação sendo adaptados para computar a dita informação relativa ao estado da aeronave na dependência de medidas providas por ditos sensores e/ou para computar os controles de aeronave na dependência dos ditos dados de controle a partir dos dispositivos de entrada e para transmiti-los para os atuadores a fim de operar equipamentos e/ou membros da aeronave.
Vantajosamente, os dispositivos de entrada e saída consistem de dispositivos de controle, dispositivos de restauração, e dispositivos de advertência, os dispositivos de controle compreendendo uma porção interativa comum a uma porção de ditos dispositivos de entrada e saída.
Vantajosamente, os primeiros dispositivos de transmissão são configurados para distribuir a dita informação sintetizada provida por ditos primeiros dispositivos de processamento para os ditos dispositivos de controle, restauração e advertência.
De acordo com uma característica vantajosa da invenção, o dispositivo é caracterizado pelo fato de que:
- o módulo é configurado para operativamente sintetizar informação a partir dos sistemas de aeronave de acordo com as funções de vôo de aeronave a fim de formar informação sintetizada operacional,
- os ditos dispositivos de controle são configurados para receber a partir de dito módulo uma porção de dita informação sintetizada operacional e/ou para transmitir para o dito módulo dados de controle operacionais e
- os ditos dispositivos de restauração são configurados para receber a partir de dito módulo outra porção de dita informação sintetizada operacional.
De acordo com esta modalidade, a informação é provida para a tripulação não apenas de uma maneira sintetizada e consistente, mas também com um nível de abstração operacional que fornece as funções de aeronave, de forma que elas não têm que tratar com os diferentes componentes específicos que provêem essas funções. Neste caso, os dispositivos de controle e restauração têm uma arquitetura simplificada com relação a um do Estado da técnica e são respectivamente configurados para permitir que a tripulação transmita controles operacionais simplificados e receba mensagens operacionais consistentes. Isto torna as tarefas da tripulação ainda mais fáceis.
Vantajosamente, os dispositivos de restauração incluem dispositivos de visualização e/ou dispositivos de realimentação de som e/ou dispositivos de realimentação de força.
A invenção também tem como objetivo um dispositivo a bordo de uma aeronave compreendendo dispositivos de entrada configurados para transmitir dados de controle para os sistemas de aeronave, incluindo um módulo provendo interface entre os ditos os dispositivos de entrada e ditos sistemas de aeronave, dito módulo sendo configurado para sintetizar os dados de controle a partir de dispositivos de entrada na dependência de regras de controle predeterminadas e para transmitir os ditos dados de controle assim sintetizados para os ditos sistemas de aeronave.
Assim, os controles realizados pela tripulação são consistentemente transmitidos para os sistemas de aeronave.
De acordo com uma modalidade, o módulo inclui:
- segundos dispositivos de controle de qualidade para controlar a qualidade de dados de controle a partir dos ditos dispositivos de entrada,
- segundos dispositivos de processamento para correlacionar os dados de controle validados pelos segundos dispositivos de controle de qualidade a fim de inferir dados de controle sintetizados usando as ditas regras de controle predeterminadas; e
- segundos dispositivos de transmissão para transmitir cada dado de controle sintetizado para os sistemas de aeronave que são os mais apropriados para executar este controle.
Assim, o módulo permite que os controles realizados pela tripulação sejam validados, sintetizados e transmitidos para os sistemas de aeronave que são os mais apropriados para a realização dos controles.
A invenção também tem como objetivo um dispositivo a bordo de uma aeronave, incluindo:
- dispositivos de entrada configurados para transmitir dados de controle para os sistemas de aeronave, e
- dispositivos de saída configurados para restaurar informação relativa ao estado de aeronave a partir de ditos sistemas de aeronave,
- um módulo provendo interface entre os ditos sistemas de aeronave, por outro lado, e ditos dispositivos de entrada e saída, por outro lado, o dito módulo sendo configurado para sintetizar informação proveniente dos sistemas de aeronave na dependência de regras de comportamento predeterminadas e para transmitir a dita informação assim sintetizada para os ditos dispositivos de saída, o dito módulo sendo ainda configurado para sintetizar os dados de controle a partir dos dispositivos de entrada na dependência de regras de controle predeterminadas e para transmitir os ditos dados de controle assim sintetizados para ditos sistemas de aeronave.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 mostra esquematicamente um dispositivo a bordo de uma aeronave que compreende dispositivos de saída e um módulo de interface, de acordo com a invenção;
a figura 2 ilustra uma modalidade do módulo de interface, de acordo com a invenção;
a figura 3 mostra esquematicamente um dispositivo a bordo de uma aeronave que compreende dispositivos de entrada e um módulo de interface, de acordo com a invenção;
a figura 4 ilustra uma modalidade do módulo de interface da figura 3;
a figura 5 mostra esquematicamente um dispositivo a bordo de uma aeronave que compreende dispositivos de saída, dispositivos de entrada, e um módulo de interface, de acordo com a invenção;
a figura 6 mostra esquematicamente um sistema de aeronave de exemplo que inclui dispositivos de computação, sensores e atuadores;
a figura 7 ilustra esquematicamente uma modalidade particular do dispositivo da figura 5;
a figura 8 ilustra esquematicamente um dispositivo de exemplo de acordo com a figura 7, em conexão com um sistema de aeronave que compreende dois computadores redundantes;
a figura 9 ilustra esquematicamente outro dispositivo de exemplo de acordo com a figura 7;
a figura 10 é um exemplo particular que ilustra processamento de informação pelo módulo, de acordo com a invenção;
as figuras 11 e 12 mostram esquematicamente dispositivos a bordo de aeronave de acordo com o estado da técnica.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PARTICULARES
A figura 1 mostra esquematicamente um dispositivo a bordo de uma aeronave que compreende dispositivos de saída 3 e um módulo de interface 5a, de acordo com a invenção. Será notado que a figura 1 é também uma ilustração do método para sintetizar peças de informação de acordo com a invenção.
Os dispositivos de saída 3, compreendendo, por exemplo, telas de visualização, telas interativas, lâmpadas de advertência, e emissores de som (não representados), são configurados para restaurar informação relativa ao estado da aeronave a partir dos sistemas de aeronave 7a-7c.
Os sistemas de aeronave 7a-7c são sistemas para gerir, controlar ou regular diferentes funções da aeronave, tais como trajetória de aeronave, empuxe de motor, frenagem, etc. A título de exemplo, um sistema de aeronave pode incluir dispositivos de computação em conexão com sensores, e possivelmente atuadores (ver a figura 6). O módulo 5a prove uma interface inteligente entre os dispositivos de saída 3 e os sistemas de aeronave 7a-7c. Este módulo 5a é configurado para sintetizar as mensagens ou informação a partir dos sistemas de aeronave 7a-7c, na dependência de regras de comportamento predeterminadas e para transmitir a informação assim sintetizada para os dispositivos de saída 3 a fim de prover uma visualização consistente e completa do estado de aeronave para a tripulação.
O módulo de interface 5a realiza computações do mesmo com base em todas as informações provenientes dos sistemas de aeronave 7a-7c.
Mais precisamente, a partir de toda essa informação, o módulo 5a primeiro realiza computações antecipadamente para, por exemplo, verificar integridade de dados, enviar uma confirmação, ou possivelmente solicitar ao sistema de emissão a retransmissão de uma mensagem, etc.
Então, o módulo 5a gere as inconsistências que são prováveis que sejam produzidas quando existem fontes de informação paralelas (ou seja, fontes de informação que provêem as mesmas mensagens, mas através de diferentes dispositivos). Em particular, o módulo 5a pode detectar a fonte de informação que é a mais apropriada para cada mensagem dada que a detecção depende da situação atual e do tipo de mensagem. Esta detecção pode ser realizada graças a técnicas de avaliação de mau funcionamento, tais como arquiteturas de COM/MON ou sistemas de eleição.
Então, o módulo 5a é configurado para correlacionar todas as mensagens válidas e consistentes disponíveis para gerar mensagens sintetizadas e robustas são representativas do estado de aeronave ou elementos específicos da aeronave.
Assim, o módulo 5a permite que uma peça consistente de informação seja extraída em cada componente da aeronave bem como uma visualização completa da aeronave por si. Ele também permite que qualquer informação útil acerca de maus funcionamentos seja extraída bem como o estado de disposição e disponibilidades dos sistemas de aeronave, permitindo que o piloto efetivamente atue sobre as funções da aeronave. Portanto, o módulo recupera uma parte total da inteligência de verificação, correlação, e interpretação da informação, ao invés do piloto.
A título de exemplo, consideremos que os sistemas de aeronave 7a-7c correspondem a sistemas elétrico, pneumático e de combustível, respectivamente.
De acordo com este exemplo, o sistema elétrico 7a envia uma peça de informação para o módulo 5a, indicando que a energia elétrica é disponível para o primeiro motor, o sistema pneumático 7b envia uma peça de informação para o módulo 5a indicando que a energia pneumática é disponível para o primeiro motor, e o sistema de combustível 7c envia uma peça de informação para o módulo 5a indicando que o primeiro motor está atualmente municionado de combustível. Então, o módulo 5a combina essas três diferentes peças de informação para enviar para os dispositivos de saída 3 uma única peça de informação que indica para o piloto que o primeiro motor está disponível para a partida.
A figura 2 mostra uma modalidade do módulo de interface da figura 1 incluindo primeiros dispositivos de controle de qualidade 9a, primeiros dispositivos de processamento 1 Ia e primeiros dispositivos de transmissão 13 a.
Os primeiros dispositivos de controle de qualidade 9a são configurados para controlar a qualidade de informação proveniente dos sistemas de aeronave 7a-7c usando um modelo de controle ou uma base de dados de controle armazenada nos dispositivos de armazenamento 15a, que podem ser providos dentro ou fora do módulo 5a.
Os dispositivos de controle de qualidade 9a controlam a integridade de dado a fim de detectar qualquer situação que é provável que tenha ocorrido na transferência de dados. Eles enviam confirmações para indicar para os sistemas de emissão que a informação transmitida foi atualmente recebida. Finalmente, no caso de problemas de recepção, eles enviam para os sistemas de transmissão solicitações de retransmissão de informação.
Assim, informação a partir dos sistemas de aeronave 7a-7c é coletada para ser globalmente e homogeneamente validada pelos primeiros dispositivos de controle de qualidade 9a. O ponto de realização de um controle global é a verificação de toda a informação antes de remover informação não válida.
Os primeiros dispositivos de processamento lia são configurados para correlacionar, pelo uso das regras de comportamento predeterminadas, informação validada pelos primeiros dispositivos de controle 9a para inferir informação sintetizada.
As regras de comportamento predeterminadas são implementadas pelos primeiros dispositivos de processamento lia em conexão com um modelo d comportamento ou uma base de dados de comportamento armazenada nos dispositivos de armazenamento 15a. Será notado que o modelo de comportamento corresponde a um problema de computador que inclui regras de comportamento lógico, que são combinadas na dependência da situação para prover a peça de informação necessária e podem cobrir um número infinito de situações. Por um lado, uma base de dados inclui uma lista de todas as situações possíveis.
Assim, os primeiros dispositivos de processamento 11 a podem desenvolver ou correlacionar a diferente informação validada simplesmente com um número mínimo de etapas de computação para formar mensagens sintetizadas apropriadas que são apropriadas para serem restauradas para a tripulação.
Os primeiros dispositivos de transmissão 13a são configurados para transmitir a informação sintetizada para os dispositivos de saída 3, enquanto identificam os elementos apropriados dos dispositivos de saída 3 para receber a mensagem correta. Os primeiros dispositivos de transmissão 13a podem também usar uma base de dados ou um modelo de transmissão ou distribuição.
A figura 3 mostra esquematicamente um dispositivo a bordo de uma aeronave compreendendo dispositivos de entrada 17 para transmitir dados de controle para os sistemas de aeronave via um módulo de interface 5b, de acordo com a invenção.
Aqui, novamente, o módulo 5b prove uma interface inteligente entre os dispositivos de saída 17 e os sistemas de aeronave 7a-7c. Mais particularmente, o módulo de interface 5b é configurado para sintetizar dados de controle a partir dos dispositivos de entrada 17 na dependência de regras de controle predeterminadas e para transmitir os dados de controle assim sintetizados para os sistemas de aeronave 7a-7c.
Em particular, o módulo de interface 5b é configurado para gerar o endereçamento dos controles, ou seja, um e único controle será enviado para diferentes membros da aeronave na dependência de sua situação.
Por exemplo, um controle para um sistema de aeronave de gestão de combinação será enviado para o computador primário deste sistema. Por outro lado, se este não for capaz de receber o mesmo (porque ele está fora de serviço, a rede de comunicação está ocupada, ou qualquer outra razão), então o módulo de interface 5b envia o controle para o computador secundário do sistema.
O mesmo é verdadeiro para os controles de configuração do sistema de piloto automático que serão enviados para o computador primário ou secundário na dependência de sua disponibilidade. Portanto, é fácil aconselhar uma gestão simplificada dos membros de aeronave para o piloto. Mais especificamente, a partir de um único controle de reconfiguração, o piloto poderia reconfigurar vários sistemas da aeronave fora de serviço. Por outro lado, o módulo de interface 5b, o qual estará ciente disto, somente enviará este controle para os sistemas de aeronave seguros.
Além disso, o módulo de interface 5b é configurado para gerir a dualidade de dispositivos de entrada de controle, isto é, independentemente dos dispositivos de entrada usados pelo piloto para controlar um sistema de aeronave 7a-7c, um mesmo controle será enviado para o sistema de aeronave receptor de forma que o sistema receptor não precisa conhecer os detalhes para a implementação dos dispositivos de entrada de controle. Por exemplo, assumamos que os dispositivos de entrada 17 propõem para o piloto dois dispositivos para a configuração do sistema de piloto automático: um físico (correspondente, por exemplo, a um conjunto de botões físicos, integrado na cabina de comando), permitindo que um controle seja enviado pela depressão, e outro virtual (correspondendo, por exemplo, a um conjunto de botões, exibidos sobre uma tela), permitindo que um controle seja enviado pelo clique de um periférico de apontar. O módulo de interface 5b recebe os controles a partir desses dois dispositivos de entrada, possivelmente realiza a correlação e a priorização desses controles (se tais não forem completamente compatíveis) e envia para os sistemas de aeronave receptores os controles como se existisse somente um único dispositivo de entrada de controle.
Finalmente, o módulo de interface 5b permite que um assim chamado controle "operacional" seja realizado, ou seja, o piloto pode atuar um controle que corresponde a uma tarefa dada sem ter que conhecer os detalhes para a implementação do(s) sistema(s) de aeronave 7a-7c que irão realizar esta tarefa. Por exemplo, um controle para a transferência combustível da asa direita para a asa esquerda seria transladado pelo módulo de interface 5b para um conjunto de controles que permitem que esta transferência seja realizada, isto é, abrindo a válvula de transferência lateral, ligando as bombas da asa esquerda e ligando as bombas da asa direita. Além disso, é possível definir controles mais complexos, tais como, por exemplo, um controle para o equilíbrio lateral da quantidade de combustível que o módulo de interface 5b transladaria para um primeiro conjunto de controles que visam o início de uma transferência para qualquer direção, e então, quando o equilíbrio é atingido, para um segundo conjunto de controles que visam a paralisação desta transferência.
A figura 4 ilustra uma moda do módulo de interface da figura 3, que inclui segundos dispositivos de controle de qualidade 9b, segundos dispositivos de processamento Ilb e segundos dispositivos de transmissão 13b.
Os segundos dispositivos de controle de qualidade 9b são configurados para controlar a qualidade dos dados de controle a partir dos dispositivos de entrada 17 pelo controle, por exemplo, da integridade desses dados.
Os segundos dispositivos de processamento Ilb são configurados para correlacionar os dados de controle validados pelos segundos dispositivos de controle de qualidade 9b a fim de inferir dados de controle sintetizados pelo uso das regras de controle predeterminadas. Como acima, as regras d controle predeterminadas podem corresponder a um modelo de comportamento de regras de controle ou a uma base de dados de regras de controle armazenada em dispositivos de armazenamento 15b, providos, por exemplo, no módulo 15b.
Os segundos dispositivos de transmissão 13b são configurados para transmitir cada dado de controle sintetizado para os sistemas de aeronave 7a-7c, que são os mais apropriados para a realização deste controle.
A figura 5 mostra esquematicamente um dispositivo a bordo de uma aeronave que compreende dispositivos de saída 3, dispositivos de entrada 17 e um módulo de interface 5 incluindo os elementos de ambos os módulos 5a e 5b ilustrados de acordo com as figuras 2 e 4.
Assim, o módulo de interface 5 inclui primeiros e segundos dispositivos de qualidade de controle 9a e 9b, primeiros e segundos dispositivos de processamento Ilae 1 lb, e primeiros e segundos dispositivos de transmissão 13a e 13b.
O módulo de interface 5 pode então, por outro lado, sintetizar a informação a partir dos sistemas de aeronave 7a-7c para transmiti-la para os dispositivos de saída 3 e, por outro lado, sintetizar o dado de controle provenientes dos dispositivos de entrada 17 para transmiti-lo para os sistemas de aeronave 7a-7c.
A figura 6 mostra esquematicamente um sistema de aeronave de exemplo que pode ser conectado ao módulo 5a, 5b ou 5 das figuras precedentes, e incluindo dispositivos de computação 21a e 21b, sensores 23 a e 23b, e atuadores 25a e 25b.
Os dispositivos de computação podem consistir de computadores redundantes ou complementares 21a e 21b, os quais são adaptados para computar informação relativa ao estado de aeronave na dependência de medidas providas pelos sensores 23a e 23b. Esses dispositivos de computação 21a e 21b são também adaptados para computar os controles de aeronave na dependência de dados de controle a partir do módulo 5 e para transmiti-los para os atuadores 25a e 25 b a fim de operar equipamentos e/ou membros da aeronave.
A figura 7 mostra esquematicamente uma modalidade particular do dispositivo da figura 5.
De acordo com esta modalidade, os dispositivos de entrada 17 e saída 3 consistem de dispositivos de controle de ICPS, dispositivos de restauração de CDS 33 e dispositivos de advertência de FWS 35. Em particular, os dispositivos de controle 31 podem compreender uma porção interativa comum a uma porção dos dispositivos de entrada 17 e saída 3.
0 módulo 5 é configurado para controlar três funções de controle, restauração e advertência e para ligá-las conjuntamente, enquanto permite que os mesmos dispositivos de interface sejam mantidos para os pilotos.
Vantajosamente, graças às características do módulo de interface 5, que provê uma consistência, uma síntese e uma boa distribuição de informação, os dispositivos de restauração 33 podem integrar, além da visualização, todas as outras formas de restauração, aumentando assim a confiabilidade do dispositivo. Por exemplo, os dispositivos de restauração 33 podem incluir dispositivos de realimentação de som e/ou dispositivos de realimentação de força, além de dispositivos de visualização.
Será notado que os dispositivos de controle 31, restauração 33 e advertência 35 bem como o módulo 5 podem ser integrados em uma unidade única.
Por outro lado, a fim de ilustrar a operação do dispositivo de acordo com a invenção, assumamos o exemplo de uma aeronave prestes a pousar e onde o piloto esqueceu-se de operar o trem de pouso para sua posição de extensão. Neste caso, o módulo de interface 5 recebe a partir dos sistemas de aeronave la-lc mensagens de detecção acerca da situação da aeronave (por exemplo, elevação, velocidade, sua posição global, etc.) e a partir das quais ele infere que a aeronave está em uma fase de pouso. Simultaneamente, outros sistemas de aeronave 7a-7c enviam outras mensagens de medidas acerca de outras funções da aeronave (por exemplo, nível de combustível, configurações dos bordos de ataque e flapes de aterrissagem, configuração dos trens de pouco, etc.), a partir das quais ele infere que a aeronave não está completamente em uma configuração de pouso porque os trens de pouso, embora estando seguros, não estão em uma posição de extensão.
Então, o módulo de interface 5 transmite para os dispositivos de restauração 33 informação acerca de elevação, velocidade, posição global, nível de combustível, velocidade de rotação de cada motor, temperaturas dos motores, configurações dos bordos de ataque e flapes de aterrissagem da aeronave. Ele também transmite para os dispositivos de advertência 35, alertas que sinalizam a existência de uma situação perigosa, isto é, os trens de pouso estão em uma posição de vôo e travados durante uma fase de pouso. Ele também transmite para os dispositivos de controle 31 o estado de disposição, a disponibilidade e a configuração dos trens de pouso (travados e na posição para cima) a fim de que o piloto atue sobre esses trens de pouso via os dispositivos de controle 31 para solucionar o problema.
A figura 8 mostra esquematicamente um dispositivo de exemplo de acordo com a figura 7 em conexão com um sistema de aeronave que inclui dois computadores redundantes 21a e 21b.
O módulo 5 provê interface entre ambos os computadores 21a e 21b e os dispositivos de controle 31, restauração 33 e advertência 35. Assim, pela recepção de informação a partir dos computadores 21a e 21b, o módulo 5 controla a validade dessa peças de informação e correlacionam uma com a outra antes de enviar a correta mensagem sintetizada para o receptor correto para restaurá-lo para a tripulação.
De acordo com este exemplo, os dispositivos de controle 31 são configurados para restaurar informação que se relaciona com ambos os computadores. Em particular, exibidores separados 41a e 41b correspondentes à informação relativa a cada computador 21a e 21b são restaurados pelos dispositivos de controle 31 para indicar para a tripulação se ou não o computador correspondente pode ser controlado.
Os dispositivos de advertência 35 indicam informação de advertência sobre o sistema de aeronave.
Os dispositivos de restauração 33 provêem informação sintetizada enquanto fornece informação 43a e 43b relativa a ambos os computadores 21a e 21b.
Os dispositivos de interface de controle 31, restauração 33 e advertência 35 podem ser similares àqueles do estado da técnica, e assim o módulo 5 de acordo com a invenção pode ser facilmente inserido entre esses dispositivos de interface 31-35 e os sistemas de aeronave 7a-7c sem alterar a configuração das interfaces para os pilotos.
A figura 9 é outra modalidade do dispositivo a bordo que inclui dispositivos de controle 31a, restauração 33a e de advertência 35a, operativamente dirigidos.
Mais particularmente, o módulo 5 é configurado para operativamente sintetizar informação a partir dos sistemas de aeronave ou computadores 21a e 21b na dependência das funções de aeronave a fim de formar informação sintetizada operacional.
Os dispositivos de controle 31a são então configurados para receber a partir do módulo 5 uma porção desta informação sintetizada operacional e/ou para transmitir dados de controle para o módulo operacional. O piloto pode assim controlar uma função específica pela atuação de um correspondente controle 41c sem ter que conhecer os detalhes para a implementação ou o número de computadores 21a e 21b para esta função.
Os dispositivos de restauração 33a são configurados para receber outra porção da informação sintetizada operacional a partir do módulo. O piloto assim tem uma peça de informação 43c acerca de cada função e sua disponibilidade sem ter que conhecer os dados relativos a cada computador.
A figura 10 é um exemplo particular que ilustra processamento de informação pelo módulo de interface 5.
De acordo com este exemplo, o módulo 5 recebe informação acerca da quantidade de combustível da aeronave a partir de dois computadores redundantes 21a e 21b de um sistema de aeronave de gestão de combustível.
Mais particularmente, os primeiros dispositivos de controle de qualidade 9a recebem uma medida da quantidade de combustível por tanque "Fuel_Qtyl", uma medida da quantidade de combustível total em todos os tanques a bordo da aeronave "FOB1" (Combustível a Bordo), o consumo ou vazão de combustível "Fuel Flowl" a partir do primeiro computador 21a bem como os valores "Fuel_Qty2" e "Fuel_Flow2" a partir do segundo computador 21b.
Os primeiros dispositivos de controle de qualidade 9a controlam a qualidade dessas peças de informação para verificar se a informação é válida ou não (ou seja, sua qualidade é suficientemente boa para ser usada) e se ela foi atualmente restaurada pelos computadores 21a e 21b, antes de transmiti-la para os primeiros dispositivos de processamento 11a. A título de exemplo, os primeiros dispositivos de controle de qualidade 9a transmitem para os primeiros dispositivos de processamento informação que indica que os valores de "Fuel_Qtyl", "Fuel_Flowl", "Fuel_Qty2" e "Fuel_Flow2" são válidos ou disponíveis.
Pela recepção da informação transmitida pelos primeiros dispositivos de controle de qualidade 9a, os primeiros dispositivos de processamento 11 a usam as regras de comportamento predeterminadas que são específicas para cada sistema de aeronave para desenvolver ou sintetizar essas peças de informação em uma única peça de informação útil para o piloto.
O programa abaixo ilustra um programa de computador em conexão com o exemplo da figura 10, que pode ser executado pelos primeiros dispositivos de processamento lia para sintetizar a informação a partir dos
computadores 21a e 21b. if FueImQtyI < Fuel__Qty2 then Fuel_Qty = FueLQtyI
e/se
FueLQty = Fuel_Qty2
end
if not(available(FOB 1)) & not(available(FOB2» then
if available(Fuel_Flow1) & available(Fuel_Fiow2) then
Fuet_Ftow = average(Fuel_Flow1, Fuel_Flow2)
else
if avaílable(Fuel_Flow1) then Fuel_Flow - Fuel_Flow1
else
if available(Fuel_Flow2) then
Fuel_Flow = Fuel_Flow2
Fuel_Flow = NULL_DATA FOB = NULL_DATA
end
end
end
if Fuel_Flow <> NULL_DATA then FOB = integral(0, T, Fuel_Flow)
end
ifavailable(FOBI) & available(FOB2) then FOB = average(FOB1, FOB2)
else
ifavailable(FOBI) then
FOB = FOB1
else
FOB = FOB2
end
end
end
Este programa sintetiza as diferentes peças de informação para determinar a quantidade de combustível por tanque Fuel_Qty e a quantidade de combustível total FOB.
A quantidade de combustível Fuel Qty é determinada como o valor mínimo de ambas as quantidades de combustível Fuel Qtyl e Fuel_Qty2.
Por outro lado, se ambas as quantidades FOBl e FOB2 não forem disponíveis, a quantidade de combustível total FOB é computada como a integração de vazão Fuel_Flow entre o instante inicial e o instante corrente. vazão Fuel_Flow é determinada antecipadamente como sendo igual à média das vazões Fuel Flowl e Fuel_Flow2, se ambas as vazões forem disponíveis ou qualquer dessas vazões se somente uma vazão for disponível. Se nenhuma de ambas as vazões Fuel Flowl e FuelJFlow2 for disponível, então a vazão Fuel_Flow e conseqüentemente a quantidade de combustível total não pode ser computada.
Por outro lado, a quantidade de combustível total FOB pode ser determinada como sendo igual à média das quantidades FOBl e FOB2, se essas duas medidas forem disponíveis ou a qualquer uma das duas quantidades, se somente uma única medida for disponível.
Por outro lado, os primeiros dispositivos de transmissão 13a distribuem a informação sintetizada (Fuel_Qty e FOB) provida pelos primeiros dispositivos de processamento llapara os dispositivos de interface 31-35. Em particular, a quantidade de combustível Fuel_Qty é enviada para os dispositivos de advertência 35 e restauração 33, a quantidade de combustível total FOB é enviada para o único dispositivo de restauração 33, e nenhuma informação é enviada para os dispositivos de controle 31.
Na direção de realimentação, o módulo 5 verifica a qualidade do controle a partir dos dispositivos de controle 31 e provê a transmissão deste controle para o computador 21c ou sistema de aeronave que é o mais apropriado para cumprir a tarefa controlada pelo piloto.
Claims (10)
1. Dispositivo a bordo de uma aeronave compreendendo dispositivos de saída (3) configurados para restaurar informação relativa ao estado de aeronave a partir de sistemas de aeronave (7a-7c), e dispositivos de entrada (17) configurados para transmitir dados de controle para os ditos sistemas de aeronave (7a-7c), caracterizado pelo fato de que inclui um módulo (5, 5a) que prove interface entre os dispositivos de saída (3) e de entrada (17), por um lado, e ditos sistemas de aeronave (7a-7c), por outro lado, o dito módulo (5, 5a) sendo configurado para sintetizar a informação proveniente dos sistema de aeronave na dependência de regras de comportamento predeterminadas e para transmitir a dita informação assim sintetizada para os ditos dispositivos de saída, o dito módulo sendo ainda configurado para prover a transmissão dos dados de controle a partir dos dispositivos de entrada (17) para os sistemas de aeronave que são os mais apropriados para executar esses controles.
2. Dispositivo a bordo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo inclui: - primeiros dispositivos de controle de qualidade (9a) para controlar a qualidade de informação proveniente dos sistemas de aeronave (7a-7c), - primeiros dispositivos de processamento (11 a) para correlacionar a informação validada pelos primeiros dispositivos de controle de qualidade (9a) a fim de inferir informação sintetizada usando as ditas regras de comportamento predeterminadas; e - primeiros dispositivos de transmissão (13a) para transmitir a dita informação sintetizada para os ditos dispositivos de saída (3).
3. Dispositivo a bordo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os sistemas de aeronave incluem dispositivos de computação (23a, 23b), sensores (23a, 23b), e atuadores (25a, 25b), os ditos dispositivos de computação sendo adaptados para computar a dita informação relativa ao estado da aeronave na dependência de medidas providas por ditos sensores e/ou para computar os controles de aeronave na dependência dos ditos dados de controle a partir dos dispositivos de entrada (17) e para transmiti-los para os atuadores a fim de operar equipamentos e/ou membros da aeronave.
4. Dispositivo a bordo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de entrada (17) e saída (3) consistem de dispositivos de controle (31), dispositivos de restauração (33), e dispositivos de advertência (35), os dispositivos de controle compreendendo uma porção interativa comum a uma porção de ditos dispositivos de entrada e saída.
5. Dispositivo a bordo de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que os primeiros dispositivos de transmissão (13a) são configurados para distribuir a dita informação sintetizada provida por ditos primeiros dispositivos de processamento (Ila) para os ditos dispositivos de controle (31), restauração (33) e advertência (35).
6. Dispositivo a bordo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que: - o módulo (5) é configurado para operativamente sintetizar informação a partir dos sistemas de aeronave (7a-7c) de acordo com as funções de vôo de aeronave a fim de formar informação sintetizada operacional, - os ditos dispositivos de controle (31) são configurados para receber a partir de dito módulo uma porção de dita informação sintetizada operacional e/ou para transmitir para o dito módulo dados de controle operacionais e - os ditos dispositivos de restauração (33) são configurados para receber a partir de dito módulo (5) outra porção de dita informação sintetizada operacional.
7. Dispositivo a bordo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de restauração (33) incluem dispositivos de visualização e/ou dispositivos de realimentação de som e/ou dispositivos de realimentação de força.
8. Dispositivo a bordo de uma aeronave compreendendo dispositivos de entrada (17) configurados para transmitir dados de controle para os sistemas de aeronave, caracterizado pelo fato de que inclui um módulo (5a, 5b) provendo interface entre os ditos os dispositivos de entrada (17) e ditos sistemas de aeronave (7a-7c), dito módulo sendo configurado para sintetizar os dados de controle a partir de dispositivos de entrada (17) na dependência de regras de controle predeterminadas e para transmitir os ditos dados de controle assim sintetizados para os ditos sistemas de aeronave (7a-7c).
9. Dispositivo a bordo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o módulo inclui: - segundos dispositivos de controle de qualidade (9b) para controlar a qualidade de dados de controle a partir dos ditos dispositivos de entrada (17), - segundos dispositivos de processamento (Ilb) para correlacionar os dados de controle validados pelos segundos dispositivos de controle de qualidade (9b) a fim de inferir dados de controle sintetizados usando as ditas regras de controle predeterminadas; e - segundos dispositivos de transmissão (13b) para transmitir cada dado de controle sintetizado para os sistemas de aeronave (7a-7c) que são os mais apropriados para executar este controle.
10. Dispositivo a bordo de uma aeronave, incluindo: - dispositivos de entrada (17) configurados para transmitir dados de controle para os sistemas de aeronave (7a-7c), e - dispositivos de saída (3) configurados para restaurar informação relativa ao estado de aeronave a partir de ditos sistemas de aeronave (7a-7c), caracterizado pelo fato de que inclui um módulo (5) provendo interface entre os ditos sistemas de aeronave (7a-7c), por outro lado, e ditos dispositivos de entrada (17) e saída (3), por outro lado, o dito módulo (5) sendo configurado para sintetizar informação proveniente dos sistemas de aeronave (7a- 7c) na dependência de regras de comportamento predeterminadas e para transmitir a dita informação assim sintetizada para os ditos dispositivos de saída (3), o dito módulo sendo ainda configurado para sintetizar os dados de controle a partir dos dispositivos de entrada (17) na dependência de regras de controle predeterminadas e para transmitir os ditos dados de controle assim sintetizados para os ditos sistemas de aeronave (7a-7c).
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