ES2226890T3 - Procedimiento y sistema de gestion de altitud para aerodino que utiliza la captura automatica de una altitud barometrica o de una altura radiosonda. - Google Patents
Procedimiento y sistema de gestion de altitud para aerodino que utiliza la captura automatica de una altitud barometrica o de una altura radiosonda.Info
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Abstract
Sistema de gestión de altitud de un aerodino que recibe al menos una altitud de evolución en la modalidad barométrica a partir de al menos un captador de altitud barométrica o al menos una altitud de evolución en modalidad radiosonda a partir de al menos un captador de altitud radiosonda, que comprende medios para seleccionar una altitud de consigna, medios para representar la indicada altitud de consigna, medios para hacer converger la altitud de evolución barométrica o radiosonda a la altitud de consigna, caracterizado porque comprende medios para bascular la altitud de consigna de una modalidad barométrica a una modalidad radiosonda o de una modalidad radiosonda a una modalidad barométrica cuando la altitud de consigna es inferior o respectivamente superior a una altitud umbral definida en la modalidad radiosonda.
Description
Procedimiento y sistema de gestión de altitud
para aerodino que utiliza la captura automática de una altitud
barométrica o de una altura radiosonda.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un sistema de gestión de altitud para aerodinos
(aviones, helicópteros...) adaptado tanto a una fase llamada de
crucero cuando el aerodino sobrevuela a altitud elevada un relieve,
como una fase llamada táctica cuando el aerodino realiza la
vigilancia a baja altura particularmente en operaciones de patrulla
marítima (en lo que sigue de la descripción se hablará la mayoría de
las veces de avión). En efecto en un reconocimiento marítimo los
aviones son llevados típicamente a volar alturas que pueden ser
inferiores a 200 pies (60,96 metros) con el fin de escapar a la
vigilancia del radar.
Actualmente los aviones están equipados con
diferentes tipos de captadores de altitud adaptados a las altitudes
a las cuales se encuentran los indicados aviones.
Típicamente, para medir altitudes de crucero del
orden de varios millares de pies típicamente entre 4 000 y 40 000
pies (1219,20 y 12.192 metros) el captador de altitud es un captador
barométrico que a partir de una medición de presión y de
correcciones atmosféricas proporciona una altitud medida a partir
del nivel del mar. Cuando por el contrario se trata de medir
altitudes mucho más bajas del orden del algunos cientos de pies se
utilizan radiosondas muy precisas que proporcionan una altura que
separa el avión, del relieve sobrevolado. Existen particularmente
procedimientos de mantenimiento de altitud tales como los descritos
en la patente US 3 092 356 que funcionan con medición de una
altitud barométrica o de una altura radiosonda, o bien también de
los procedimientos de activación de la alarma de colisión con el
suelo, utilizando mediciones precisas de altura radiosonda y de
altitud barométrica tales como las descritas en la patente US 5 585
791. El contexto de la invención es diferente y se refiere a la
captura automática de altitud barométrica o por radio.
De forma general el avión está equipado con un
sistema de piloto automático, que a partir de una altitud de
consigna dada, adapta la altitud de evolución del avión para
alcanzar la indicada altitud de consigna. A altura elevada, la
altitud de consigna es una altitud barométrica, a baja altura, la
altitud de consigna es una altura radiosonda. En la fase de
transición sin llegar a una cierta altitud por razones de seguridad,
ya no se utiliza la altitud barométrica de consigna, el piloto debe
entonces intervenir para manualmente pasar de un modo llamado
barométrico a un modo llamado radiosonda para poder fijar una
altitud de consigna radiosonda. La figura 1 representa
esquemáticamente un aparato de control y de representación visual
para el tablero de instrumentos de un avión equipado con un sistema
de gestión de altitud según la técnica conocida. Una parte 1 del
tablero de instrumentos se refiere a la altitud de consigna
representada en un visualizador 2, pudiendo la altitud de consigna
ser ajustada gracias a medios de selección 3 de tipo órgano rotativo
o mando estriado que el piloto puede girar. Dos botones BARO y RAD
permiten al piloto seleccionar una altitud de consigna
respectivamente de tipo barométrico o de tipo radiosonda, llamado a
continuación modo BARO y modo RAD. Por otro lado, un indicador de
altitud barométrica 4 y un indicador de altitud radiosonda 5
proporcionan las indicaciones de altitud obtenidas respectivamente
por captadores barométrico y radiosonda.
Actualmente en operaciones tácticas de patrulla
llamadas modo táctico, para asegurar un máximo de seguridad el
control de visualización de la altitud no puede ya ser realizado en
la modalidad BARO y debe imperativamente ser realizado en la
modalidad RAD sin llegar a una altitud umbral ALT umbral. El piloto
debe por consiguiente activar la modalidad RAD con la ayuda del
botón RAD para poder fijar una altitud de consigna inferior a la
altitud umbral. Típicamente esta altitud umbral está situada en los
alrededores de 4 000 a 5 000 pies (1219,20 a 1524 metros).
Para paliar el problema de intervención manual
del piloto en la zona de transición, la invención propone un
procedimiento de gestión de altitud que utiliza el paso automático
de la captura de una altitud barométrica a la captura de una altitud
radiosonda y viceversa.
Más precisamente la invención tiene por objeto un
procedimiento de gestión de altitud de un aerodino que consiste
particularmente:
- -
- en seleccionar y representar una altitud de consigna;
- -
- en adquirir la altitud de evolución del aerodino a partir particularmente de primeros medios de medición barométrica que corresponden a un modo barométrico y de segundos medios de medición radiosonda que corresponden a un modo radiosonda;
- -
- en llevar la altitud de evolución del aerodino a la altitud de consigna correspondiente a una etapa de captura de altitud automática,
caracterizado porque consiste además en bascular
la altitud de consigna del modo barométrico al modo radiosonda o del
modo radiosonda al modo barométrico cuando la indicada altitud de
consigna es inferior o respectivamente superior a una altitud
límite, definida a partir de una altitud barométrica.
Ventajosamente el procedimiento según la
invención puede prever bascular la altitud de consigna del modo
radiosonda al modo barométrico cuando la altitud de consigna es
inferior a la altitud umbral definida en la modalidad radiosonda. En
efecto, en algunos contextos puede resultar importante regular la
altitud de un avión con relación a la de otro avión y esto de forma
absoluta sin medición de altitud relativa por radiosonda con
relación a un obstáculo sobrevolado. Así incluso a baja altitud en
la modalidad radiosonda, es posible volver a la modalidad
barométrica. De igual modo en ciertas misiones tácticas se puede
buscar realizar una medición radiosonda más allá del valor de
altitud umbral (no obstante dentro de los límites aceptables para
los cuales la altura radiosonda es todavía fiable) y por
consiguiente bascular de una modalidad BARO a una modalidad RAD.
La invención tiene también por objeto un sistema
de gestión de altitud de un aerodino que recibe al menos una altitud
de evolución en la modalidad barométrica a partir de al menos un
captador de altitud barométrica o al menos una altitud de evolución
en la modalidad radiosonda a partir de al menos un captador de
altitud radiosonda, que comprende medios para seleccionar una
altitud de consigna, medios para fijar la indicada altitud de
consigna, medios para hacer converger la altitud de evolución
barométrica o radiosonda a la altitud de consigna, caracterizado
porque comprende medios para bascular la altitud de consigna de una
modalidad barométrica a una modalidad radiosonda o de una modalidad
radiosonda a una modalidad barométrica cuando la altitud de consigna
es inferior o respectivamente superior a una altitud umbral.
Los medios para hacer converger la altitud de
evolución a la altitud de consigna pueden comprender medios de tipo
de regulación automática de la velocidad vertical del avión o de
tipo de regulación automática del "nivel de cambio" modalidad
en la cual el control de profundidad (columna) controla la
velocidad aerodinámica del avión y el control de gas (manecilla)
controla el empuje preconizado para la elevación o el descenso.
El sistema de gestión de altitud puede igualmente
ventajosamente comprender medios de mantenimiento de altitud cuando
la altitud de evolución es igual a la altitud de consigna.
La invención se comprenderá mejor y otras
ventajas aparecerán con la lectura de la descripción que sigue dada
a título no limitativo y gracias a las figuras adjuntas entre las
cuales:
La figura 1 representa esquemáticamente un
ejemplo de aparato de control y de representación para el tablero de
instrumentos de un avión, según la técnica conocida.
La Figura 2 representa esquemáticamente un
ejemplo de aparato de control y de representación para el tablero de
instrumentos de un avión equipado con un sistema de gestión de
altitud según la invención. Las entradas/salidas del sistema de
gestión según la invención. Las entradas/salidas del sistema de
gestión se materializan.
La Figura 3 ilustra las diferentes transiciones
posibles en un sistema de gestión de altitud según la invención.
La superficie delantera comprende una primera
parte 10 que permite seleccionar el tipo de misión, control 101
misión llamada de crucero, control 111 en misión denominada táctica.
En misión de crucero la altitud es una altitud siempre barométrica,
en misión táctica la altitud varía de un modo barométrico a un modo
radiosonda y viceversa.
Hay que notar que en misión de crucero la altitud
barométrica mínima indicada es de 0 pies (0 metros), en misión
táctica la altitud barométrica mínima puede típicamente ser fijada
en 1 500 pies (457,20 metros) y la altitud radiosonda mínima fijada
en 50 pies (15,24 metros).
La superficie delantera del aparato comprende una
segunda parte 11 relativa al control del sistema de gestión de
altitud en misión táctica. Medios 13 permiten regular la altitud de
consigna cuyo valor se representa en un visualizador 12. Este
visualizador de preferencia de consumo de corriente puede ser por
ejemplo de filamento o de diodos electroluminiscentes.
Los medios de regulación 13 pueden ser de forma
clásica un órgano rotativo o mando estriado que el piloto puede
girar. Cuando la altitud de consigna es superior a un valor umbral
predeterminado típicamente igual a 4 000 pies (1219,20 metros), la
altitud de consigna es una altitud en la modalidad barométrica y un
indicador denominado BARO se ilumina para indicar al piloto que la
altitud de consigna es una altitud barométrica. A la inversa cuando
la altitud de consigna es inferior a la altitud de umbral de 4 000
pies (1219,20 metros), un indicador llamado RAD se ilumina para
indicar al piloto que la altitud de consigna es una altitud
radiosonda. La segunda parte 11 comprende igualmente diferentes
botones relacionados con las consignas automáticas de vuelo. Un
primer botón ALT está relacionado con un control de mantenimiento
de altitud cuando la altitud de evolución ha alcanzado la altitud de
consigna, el modo de mantenimiento de altitud se activa
automáticamente y un indicador luminoso 14 situado en la parte
superior del botón ALT se ilumina. Por otro lado, es posible en todo
momento capturar al vuelo la altitud actual del avión presionando el
botón ALT. A uno y otro lado del botón ALT, están situados un botón
LVL CHG y un botón VS relacionado respectivamente con los modos de
captura automática de altitud por regulación de la velocidad del
avión a plena potencia de los gases del avión (en ascenso) o
reducida en descenso o por regulación de la velocidad del avión
ajustando la potencia de los gases controlando la velocidad vertical
(VS).
Por encima de cada uno de estos botones, unos
indicadores luminosos indican cual de los modos está activado.
Cuando la altitud de consigna es prácticamente
alcanzada los indicadores luminosos 15 ó 16 se apagan y el indicador
14 se ilumina indicando que se entra en régimen de mantenimiento de
altitud.
La parte 11 comprende igualmente un botón C/O que
permite bascular manualmente de una modalidad radiosonda a una
modalidad barométrica cuando la altitud de evolución del avión se
encuentra por debajo de la altitud umbral radiosonda impuesta (en
este caso 4 000 pies) (1219,20 metros) la altitud radiosonda dada
por encima del mar se obtiene con una gran precisión, no obstante en
algunos casos de cifras se puede imponer al avión mantener una
altitud denominada absoluta y particularmente con relación a la
altitud mantenida por otros aviones. Manualmente el piloto puede en
todo momento rebascular a la modalidad radiosonda presionando de
nuevo sobre el botón C/O si las condiciones coinciden (validez de
las informaciones).
La superficie delantera del aparato comprende una
tercera parte 21 de control respecto a los diferentes captadores de
datos proporcionados al piloto.
En efecto, por razones de seguridad máxima los
datos de inercia, velocidad, altitud, etc...son sistemáticamente
duplicados para ser comparados, en caso de diferencia el sistema de
piloto automático puede interrumpirse, el piloto debe entonces
recuperar manualmente el control del avión. Sin embargo en algunas
condiciones es posible mantener el piloto automático no obstante del
fallo de uno de los captadores entre los dos captadores de altitud
barométrica y los dos captadores de altitud radiosonda, y esto, para
no interrumpir la misión.
Las informaciones proporcionadas por cada uno de
estos captadores son de forma permanentemente llevadas a
conocimiento del piloto. En caso de fallo de uno de estos
captadores, el piloto puede decidir realizar la medición solo con un
captador del mismo tipo que el que falla (captador barométrico o
captador radiosonda). Es por lo que en funcionamiento normal
duplicado, de cada tipo de captador, los botones EGI, ADC y RADALT
relacionados respectivamente con el captador de central de inercia,
de captadores barométrico y de captador radiosonda, se encuentran en
posición N (normal). En caso de fallo señalado al piloto por uno de
los indicados captadores, el piloto bascula manualmente un botón a
la posición 1 ó 2, con el fin de cortocircuitar el captador que
falla, el calculador del piloto automático puede así continuar
haciendo funcionar el piloto automático, (con un nivel de seguridad
reducido pero conocido del equipo).
El sistema de la invención se describe a
continuación con más detalle con la ayuda de la sinopsis de la
Figura 3 que ilustra el conjunto de transiciones posibles entre los
diferentes modos en funcionamiento del piloto automático, estando
los diferentes modos definidos de la forma siguiente:
- -
- modo MB: modo básico de pilotaje en condiciones convencionales: mantenimiento de equilibrio aerodinámico;
- -
- modo BARO ALT o RAD ALT: modo de mantenimiento de altitud cuando se alcanza una altitud de consigna, ya se trate de una altitud barométrica o radiosonda; la captura de la altitud (o de la altura) actual es por otro lado posible presionando el botón ALT;
- -
- modo BARO ALT ACQ o RAD ALT ACQ: modo de captura de altitud para alcanzar una altitud de consigna.
Las indicaciones BARO o RAD se refieren a la
representación de las altitudes de consigna y por consiguiente del
tipo de captador seleccionado (barométrico o radiosonda). Las
transiciones T_{2a \ 1} o T_{2b \ 1} corresponden a los casos de
símbolos en los cuales a partir de un estado de mantenimiento de
altitud, aparece un fallo a nivel de los captadores de datos de
inercia, barométrica, radiosonda y hace automáticamente bascular el
piloto automático a la modalidad de pilotaje básico.
La transición T_{2a \ 2b} corresponde al caso
de símbolo en el cual el control C/O ha sido accionado a partir de
un modo BARO, se da la posibilidad de bascular a la modalidad RAD
para una altitud superior a 4 000 pies, pero en una fase táctica
para la cual se busca posicionar el avión con relación a una altura
sobrevolada con una altitud visualizada inferior a 4 000 pies
(1219,20 metros).
- La transición T_{2b \ 2a} corresponde a la
situación en la cual, a una altitud inferior a 4 000 pies (1219,20
metros) y gracias al control C/O se bascula de una modalidad RAD a
una modalidad BARO para la cual la altitud mínima de consigna será
de 1 500 pies (457,20 metros) (en táctica). Esta conmutación se
realiza también en caso de avería del radioaltímetro.
- Las transiciones T_{2a \ 3a} y T_{2b \ 3b}
corresponden respectivamente a situaciones de captura de altitud a
partir de un mantenimiento de altitud en una gama de altitud
superior a los 4 000 pies (1219,20 metros) y respectivamente
inferior a los 4 000 pies (1219,20 metros).
- La transición T_{2a \ 4a} corresponde a una
situación en la cual el control C/O es accionado, en fase de misión
táctica para un valor de consigna superior a los 4000 pies 1219,20
metros).
- La transición T_{2a \ 4b} corresponde a una
situación en al cual gracias al control C/O se pasa de un
mantenimiento de altitud barométrica en la modalidad barométrica a
un mantenimiento de altitud radiosonda en la modalidad radiosonda.
En este caso el valor de consigna es inferior a los 4 000 pies
(1219,20 metros).
- La transición T_{3a \ 2a} permite pasar de un
modo de captura de altitud a una modalidad de mantenimiento de
altitud y esto para altitudes de consigna y de evolución superiores
a los 4 000 pies (1219,20 metros).
- La transición T_{3b \ 2b} permite pasar de
una modalidad de captura de altitud a una modalidad de mantenimiento
de altitud y esto para altitudes de consigna y de evolución
inferiores a los 4 000 pies (1219,20 metros).
- La transición T_{3b \ 2a} corresponde a una
avería del captador radiosonda.
- La transición T_{3a \ 3b} corresponde a un
cambio de modalidad gracias al control C/O, típicamente al paso de
una modalidad de mantenimiento de altitud elevada superior a los 4
000 pies (1219,20 metros) en la modalidad BARO, a una modalidad de
captura de altura radiosonda con una altitud de consigna fijada en
la modalidad RAD correspondiente a una "incursión" en la
modalidad táctica.
- La transición T_{3b \ 3a} corresponde a la
transición recíproca de la transición T_{3a \ 3b}.
- La transición T_{3a \ 4a} corresponde al paso
de un modo de captura de altitud a un modo de mantenimiento de
altitud para una altitud inferior o igual a los 4 000 pies (1219,20
metros). (Típicamente una altitud de consigna de 10 000 pies (3048
metros) representada en la modalidad BARO, con un nivel momentáneo
de mantenimiento de altitud de 3 500 pies) (1066,80 metros).
- La transición T_{3b \ 4b} corresponde en una
fase de captura de altitud en la modalidad RAD a un mantenimiento de
altitud en la modalidad RAD.
- La transición T_{3a \ 5} corresponde a una
avería de un captador necesario para una captura de altitud
barométrica o a una captura de altitud radiosonda (transición T_{3b
\ 5}).
- Las transiciones T_{4a \ 1}y T_{4b \ 1}
corresponden a casos de avería de un captador necesario para un
mantenimiento de altitud barométrica o radiosonda.
- Las transiciones T_{4a \ 3a} y T_{4b \ 3b}
son las transiciones en las cuales se deja una modalidad de
mantenimiento de altitud para una captura de altitud.
- Las transiciones T_{4a \ 4b} o T_{4b \ 4a}
corresponden a una situación en la cual el control C/O es accionado
en fase de misión táctica para pasar de una modalidad BARO a una
modalidad RAD, en fase de mantenimiento de altitud.
Claims (9)
1. Sistema de gestión de altitud de un aerodino
que recibe al menos una altitud de evolución en la modalidad
barométrica a partir de al menos un captador de altitud barométrica
o al menos una altitud de evolución en modalidad radiosonda a partir
de al menos un captador de altitud radiosonda, que comprende medios
para seleccionar una altitud de consigna, medios para representar la
indicada altitud de consigna, medios para hacer converger la altitud
de evolución barométrica o radiosonda a la altitud de consigna,
caracterizado porque comprende medios para bascular la
altitud de consigna de una modalidad barométrica a una modalidad
radiosonda o de una modalidad radiosonda a una modalidad barométrica
cuando la altitud de consigna es inferior o respectivamente superior
a una altitud umbral definida en la modalidad radiosonda.
2. Sistema de gestión de altitud según la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende además
medios para bascular la altitud de consigna de la modalidad
radiosonda a la modalidad barométrica, cuando la altitud de consigna
es inferior a la altitud umbral definida.
3. Sistema de gestión de altitud según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque comprende además
medios de representación del modo barométrico o del modo radiosonda
en el cual se representa la altitud de consigna.
4. Sistema de gestión de altitud según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende
igualmente medios de mantenimiento de altitud cuando la altitud de
evolución ha alcanzado la altitud de consigna.
5. Sistema de gestión de altitud según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los medios para
hacer converger la altitud de evolución a la altitud de consigna
comprenden medios para regular automáticamente la velocidad vertical
de la aeronave (VS).
6. Sistema de gestión de altitud según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los medios para
hacer converger la altitud de evolución a la altitud de consigna
comprenden un control de profundidad que controla la velocidad
aerodinámica del aerodino y un control de gas que controla el empuje
necesario para el ascenso o para el descenso del aerodino.
7. Sistema de gestión de altitud según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende la
adquisición de datos de inercia de tipo velocidad vertical,
velocidad angular, aceleración.
8. Sistema de gestión de altitud según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la altitud
umbral es del orden de los 4 000 pies (1219,20 metros).
9. Sistema de gestión de altitud según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la altitud de
consigna es superior a aproximadamente 1 500 pies (457,20 metros) en
la modalidad barométrica y superior a aproximadamente 50 pies (15,24
metros) en la modalidad radiosonda.
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