ES2264006T3 - Sistema de avionica y estacion en tierra para gestion de fuera de ruta de una aeronave y para comunicaciones de alarma. - Google Patents

Abstract

Un sistema de aviónica para gestión de fuera de ruta de una aeronave y para comunicación de alarma, que comprende al menos una unidad de aviónica, situada a bordo de una aeronave, dotada de una unidad de memoria para almacenar información predefinida, medios de procesamiento electrónico para procesar la información recibida y compararla en tiempo real con valores preestablecidos, interfaces para recibir información desde los sistemas de a bordo y enviar comandos hasta el piloto automático de una aeronave para tomar el control de la aeronave y devolver a ésta hasta los niveles de vuelo o posiciones espaciales preestablecidos, sensores para obtener datos sobre la situación de a bordo de la aeronave, un sistema de comunicación para transmitir la situación de a bordo en tiempo real hasta una estación de control en tierra y recibir desde la estación de control en tierra, o desde otra aeronave, instrucciones apropiadas cuando ocurran eventos predeterminados, en el que la unidad de aviónica está capacitada para realizar una función de evitación de colisión, para evitar colisiones durante el vuelo, el aterrizaje o el despegue de la aeronave, en el que la función de evitación de colisión se lleva a cabo a través de una fase de monitorización respectiva, durante la cual está la unidad de aviónica comparando constantemente la posición de la aeronave con los límites autorizados preestablecidos y almacenados, y a través de una fase de control, en la que cuando la aeronave se desvía de los límites autorizados, el sistema de aviónica interviene automáticamente sobre el piloto automático, a través de dichas interfaces, para llevar de nuevo la aeronave hasta dentro de su límite espacial, que se caracteriza porque la unidad de aviónica está capacitada para realizar una función de alarma, en la que la función de alarma se lleva a cabo a través de una fase de monitorización respectiva, durante la cual, la situación a bordo de la aeronave se almacena en la unidad de memoria y no es transmitida automáticamente a la estación de control en tierra, y a través de una fase de alarma que se activa en casos de alarma, en la que la información generada a bordo de la aeronave por la unidad de aviónica es transmitida hasta la estación de control en tierra para su evaluación apropiada.

Description

Sistema de aviónica y estación en tierra para gestión de fuera de ruta de una aeronave y para comunicaciones de alarma.

Esta invención se refiere a un sistema de aviónica y a una estación en tierra para gestión de fuera de ruta de una aeronave y para comunicaciones de alarma. Más en particular, se refiere a un sistema para manejar eventos en caso de desviación de las rutas de vuelo autorizadas y de la altitud o del nivel de vuelo o de los límites espaciales preestablecidos, y para transmitir automáticamente la situación de a bordo en tiempo real hasta las estaciones de control en tierra cuando ocurran eventos potencialmente peligrosos.

Técnica anterior

Las salidas de ruta de una aeronave han sido causa de eventos particularmente graves, incluyendo la pérdida de vidas. Esta situación ha sido manejada tradicionalmente equipando al avión con instrumentos de vuelo capaces de mostrar la situación en tiempo real al piloto, y transmitir a tierra los códigos de seguridad introducidos por los pilotos. Dada la insuficiencia de dichos medios para manejar situaciones complejas, el sistema de aviónica mencionado anteriormente y la estación en tierra, permiten que una aeronave civil opere temporalmente de manera independiente del piloto, con el fin de proteger a la población civil. Este sistema permite que la aeronave reaccione automáticamente respecto a desviaciones de las trayectorias de vuelo autorizadas y de la altitud o el nivel de vuelo o de los límites espaciales que se hayan establecido previamente, y está capacitado para comunicar la situación exacta de a bordo, en tiempo real, hasta las estaciones de control en tierra cuando se produzcan eventos potencialmente peligrosos tales como errores del piloto, condiciones atmosféricas particulares, fallos, caos, piratería, etcétera.

El documento US-5.714.948 describe un sistema de control de tráfico aéreo basado en satélite, con una unidad de aeronave en una aeronave que transmite información de identificación de la aeronave, datos de GPS, información de estado de la aeronave, y transmite un código detectado hasta la instalación ATC, para permitir a la ATC rastrear la aeronave e identificar la comunicación de la aeronave con radio de dos vías. El sistema de control de tráfico y el sistema de control de vuelo que utilizan GPS, pueden ser utilizados para la aeronave en el aire y en tierra. Se pueden utilizar también en embarcaciones, barcos, automóviles, trenes o ferrocarriles, y en aeronaves. Este sistema, sin embargo, no ha teniendo en cuenta los actos terroristas o de piratería con objetivos suicidas.

El principal objeto de esta invención consiste en proporcionar un sistema de aviónica y de estación en tierra para la gestión de fuera de ruta de una aeronave y de comunicaciones de alarma, que está capacitado para controlar activamente la ruta de la aeronave y transmitir la situación de a bordo hasta estaciones en tierra en caso de alarma, incrementando de manera efectiva la seguridad de la aeronave y la seguridad de los pasajeros y protegiendo las zonas residenciales.

Otro objeto de la invención consiste en proporcionar un sistema que pueda ser instalado y usado fácilmente en aeroplanos, cumpliendo con las regulaciones de la aviación comercial.

Estos y otros objetos que se pondrán fácilmente de manifiesto a partir de la descripción que sigue, se han alcanzado de acuerdo con un primer aspecto de la invención, mediante un sistema de aviónica para la gestión de fuera de ruta de una aeronave y de comunicaciones de alarma, con las características de la reivindicación 1 y, de acuerdo con otro aspecto de la invención, mediante un procedimiento para la gestión de fuera de ruta de una aeronave de acuerdo con la reivindicación 9.

Estas funciones anteriores se llevan a cabo mediante un dispositivo de aviónica (que estará certificado a efectos de vuelo), y que son adecuadas para mejorar la seguridad de vuelo día a día, incrementando la seguridad de los pasajeros y de la población civil. La implementación de la solución de acuerdo con los objetos de la invención que se exponen en lo que sigue, tiene ventajas significativas: la máxima seguridad posible para los pasajeros; detección de alarmas en tiempo real y reacciones apropiadas; manejo apropiado de emergencias; detección automática del evento con independencia de la intervención humana; procesamiento fiable de las señales de alarma y comunicación segura con las estaciones de control en tierra; interfaces estandarizadas para permitir su instalación en el mayor número posible de aeroplanos.

Las funciones y objetivos anteriores, han sido alcanzados mediante un sistema que consiste en diferentes elementos: un dispositivo de aviónica, que lleva a cabo funciones de "evitación de colisión" y de "alarma"; sensores y transmisores de a bordo adecuados; un sistema compuesto de computación de estación de control en tierra. El dispositivo se instala en un alojamiento protegido específico de la aeronave; éste no es accesible y no puede ser desmontado de la
cabina.

La primera función, "evitación de colisión", se realiza en el dispositivo e interviene temporalmente y de manera independiente del piloto tan pronto como la aeronave se desvía de la trayectoria de vuelo preestablecida, con independencia de las causas. Esto podría ocurrir, por ejemplo, si la aeronave vuela en direcciones no permitidas o desciende por debajo de la altitud/niveles de vuelo autorizados por las normas de control del tráfico. La segunda función, "alarma", también se realiza en el dispositivo y permite que todas las estaciones de control en tierra mencionadas anteriormente, reciban la información necesaria desde la aeronave (por ejemplo, datos de las rutas e imágenes) para llevar a cabo evaluaciones apropiadas cuando ocurran eventos potencialmente peligrosos.

Otras ventajas de la invención, se pondrán fácilmente de manifiesto a partir de la descripción más detallada de una realización particular de la invención, dada como ejemplo no limitativo con referencia a los siguientes dibujos que se acompañan:

Las Figuras 1 y 2 muestran un diagrama esquemático de una aeronave que utiliza el sistema de la invención, y

La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de una senda, que muestra límites de aproximación de aeroplano y que proporciona una indicación del entorno relacionado con el sistema de la invención.

Descripción de una realización preferida

La Figura 1 muestra una aeronave que hace uso del sistema de la invención. La trayectoria de vuelo autorizada es la más alta; los límites permisibles para dicha trayectoria de vuelo han sido también representados; si la aeronave desciende por debajo de esos límites, el sistema interviene automáticamente de forma temporal, haciendo que la aeronave ascienda hasta por encima de dicho límite de altitud, e informando a las estaciones de control en tierra sobre la condición de alarma (Figura 2).

La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de una senda de aeropuerto. Los conos virtuales establecen los límites espaciales para contener la aeronave que está en vuelo; si la aeronave desciende por debajo de esos límites, el sistema interviene temporalmente de forma automática, haciendo que la aeronave ascienda hasta una altitud límite definida, e informando a las estaciones de control en tierra respecto ala condición de alarma. Para optimizar la seguridad, el sistema considera apropiadamente la orografía del terreno, las edificaciones, la aeronave próxima, los volúmenes de aproximación que faltan, y las áreas autorizadas para vuelo en círculo.

El sistema, de acuerdo con la invención, está compuesto por un dispositivo de aviónica instalado a bordo de una aeronave de aviación comercial y general, varios sensores y transmisores instalados en puntos apropiados de la aeronave, y conexiones entre los citados sensores y el dispositivo de aviónica. El sistema intercambia información con las estaciones de control en tierra diseñadas específicamente para manejar los datos transmitidos desde la aeronave y realizar una comunicación segura con el dispositivo de
aviónica.

El dispositivo de aviónica comprende una CPU (Unidad de Procesador Central), adecuada para manejar todos los datos a la velocidad de procesamiento que se requiere, software específico, componentes electrónicos; también posee dispositivos de memoria adecuados para almacenar los datos de las trayectorias de vuelo y los límites relevantes, las posiciones de los aeropuertos del mundo y los límites relevantes, y cualesquiera otros datos necesarios; interfaces de entrada y salida adecuadas para intercambiar la información los datos que se requieran entre la aeronave, otras aeronaves próximas y las estaciones de control en tierra.

La función de "evitación de colisión", que es una de las funciones llevadas a cabo por el dispositivo de aviónica, no sólo se utiliza para evitar colisiones cuando la aeronave está en vuelo, sino también durante el aterrizaje y el despegue. Cuando está controlando la ruta de la aeronave, la unidad opera en base a las altitudes de crucero mínimas autorizadas y a los niveles de vuelo, los llamados "límites", que cubren cada área del globo, siempre cumpliendo con todas las normas de la aviación civil, incluyendo las ICAO. Como ejemplo no limitativo, cuando la aeronave está fuera de ruta o desciende por debajo de dichos límites (véase la Figura 1), la unidad interviene temporalmente de forma automática a través de conexiones apropiadas con la propia unidad, con el piloto automático y con el sistema de navegación.

Durante el despegue y el aterrizaje, la unidad opera creando conos virtuales que delimitan el espacio aéreo y que toman en consideración la orografía del terreno, los obstáculos de vuelo y en tierra, y todos los demás datos de interés (como se muestra esquemáticamente en la Figura 3); estos datos para cada zona del globo, se almacenan en la unidad de almacenamiento del sistema, según sea necesario. La función de "evitación de colisión" se lleva a cabo por medio de dos etapas. En la primera etapa, conocida como "etapa de monitorización", la unidad compara constantemente la posición de la aeronave con los límites autorizados predefinidos y almacenados. La unidad recibe continuamente los datos a través de su interconexión con el sistema de navegación de la aeronave y de sus sensores. Los límites dependen de las áreas de vuelo, de las normas aplicables, de las construcciones realizadas por el hombre, de los obstáculos, y de otros muchos factores. Por ejemplo, los datos almacenados incluyen las coordenadas de los aeropuertos del mundo y de todos los procedimientos de aterrizaje y despegue establecidos en cumplimiento de las normas ICAO. Toda la información necesaria se mantiene actualizada en tiempo real, de modo que, cualquier cambio en los parámetros anteriores, es considerado en cuanto las autoridades o las corporaciones aeronáuticas lo cambian, y esto se realiza mediante procedimientos apropiados de actualización automática llevados a cabo al conectar la unidad con las estaciones de control en tierra a través de enlaces de datos (enlaces descritos en la función de alarma).

En la segunda etapa, conocida como "etapa de control", cuando la aeronave se desvía de los límites autorizados, la unidad interviene automáticamente sobre el piloto automático, a través de las interfaces mencionadas anteriormente, para llevar la aeronave a sus límites espaciales.

La versión preferida del sistema de gestión de fuera de ruta de una aeronave, es como sigue: en estado de monitorización, permite que todo el vuelo de la aeronave a altitudes o niveles de vuelo más altos que el límite preestablecido (establecido por las normas ICAO para las diferentes trayectorias de vuelo), se mantengan bajo el control directo del piloto, permitiendo también cambios de la trayectoria de vuelo por encima de la altitud límite o del nivel de vuelo (las alarmas se generarán solamente en caso de grandes cambios en la trayectoria de vuelo). La transición al estado de control solamente se produce si la aeronave abandona su ruta para volar en direcciones no autorizadas, o si desciende por debajo del límite preestablecido. En este caso, la unidad toma temporalmente el control de la aeronave, a través de la función de evitación de colisión, para hacer que la aeronave ascienda hasta el límite preestablecido. Una vez que se han restablecido los límites de seguridad, el sistema entrega de nuevo el control al piloto.

La versión preferida de la función de evitación de colisión durante el aterrizaje y el despegue, es como sigue: para cada aeropuerto se designan dos conos virtuales (uno en la dirección de aterrizaje y otro en la dirección de despegue), a través de software, que cumplen con el procedimiento de aproximación por instrumentos, el procedimiento de aproximación frustrada y las áreas virtuales de vuelo en círculo para las sendas consideradas. Cuando la aeronave está inmersa en fases de aterrizaje o de despegue, la unidad puede comandar también el piloto automático y tomar temporalmente el control de la aeronave para situarla en una posición predeterminada a una altura de seguridad.

Por ejemplo, esto puede ocurrir en los siguientes casos:

-

si durante el procedimiento de aproximación, la nave vuela de repente en el cono de aterrizaje por debajo de los límites del cono (se generarán alarmas si vuela fuera del cono por encima de los límites);

-

si la aeronave vuela a una velocidad considerada incompatible con el aterrizaje y con los procedimientos de aterrizaje y de aproximación frustrada;

-

si durante el ascenso o el vuelo posterior sobre la senda, la aeronave vuela repentinamente por debajo de los límites de cono (se generarán alarmas si vuela fuera del cono por encima de los límites).

La función de evitación de colisión está constantemente habilitada para computar la trayectoria óptima de vuelo ascendente y la velocidad para evitar estrellarse con un obstáculo en tierra o de aire. Esto se realiza utilizando su otra velocidad y posición de la aeronave, las áreas de protección, la orografía del terreno, los obstáculos artificiales colocados cerca de los aeropuertos, y cualquier otra información necesaria disponible a bordo a través de las interfaces mencionadas anteriormente.

Adicionalmente, se han previsto otras interfaces en la unidad; interfaces con sensores para recibir señales de alineación con el fin de calcular automáticamente una posición actual independiente, interfaces con el sistema de navegación para obtener señales de la posición actual ya computadas por otro equipo con el fin de comprobar la exactitud de los datos.

El sistema de evitación de colisión puede estar opcionalmente duplicado, con el fin de que el sistema sea incluso más fiable.

La segunda función principal llevada a cabo por el sistema de aviónica, conocida como "función de alarma", se destina a permitir la comunicación entre la aeronave y las estaciones de control en tierra o con otra aeronave. La "función de alarma" también se lleva a cabo mediante dos etapas.

La primera, la denominada "fase de monitorización", consiste en recopilar información sobre la situación de a bordo de la aeronave, y almacenarla en la unidad de memoria. Esta información no se transmite automáticamente a las estaciones de control en tierra. En la segunda fase, denominada "fase de alarma", la cual se activa en casos de alarma, la unidad transmite la información generada a bordo de la aeronave hasta las estaciones de control en tierra para su evaluación apropiada.

Para llevar a cabo la función de alarma, adicionalmente a la unidad de aviónica descrita anteriormente, se requiere instalar a bordo dispositivos adicionales tales como videocámaras miniatura de vigilancia, transmisores miniatura que pueden ser portados por la tripulación de vuelo, conmutadores, sistemas de cierre de la cabina, interfaces específicas, y un sistema apropiado de comunicaciones. Estaciones adecuadas de control en tierra, completan el sistema. También pueden ser conectados otros sistemas cuando sea requerido por las normas o por las especificaciones de la línea aérea.

A continuación se proporciona una descripción preferida del proceso llevado a cabo por la unidad de aviónica para cumplir con la función de alarma. En la fase de monitorización, la unidad de aviónica tiene un papel de "mantenimiento" y comunica constantemente con las videocámaras y sensores de a bordo de la aeronave. Aquélla registra las imágenes y la información requerida a intervalos de tiempo predeterminados, y almacena la información y los datos durante una cantidad de tiempo predeterminada. En esta fase, a través de interfaces con la función de evitación de colisión, la unidad compara constantemente la posición de la aeronave con la ruta esperada según el plan de vuelo; además, la unidad comprueba constantemente, de forma automática, sus funciones. El sistema entra en estado de pre-alarma si un acto terrorista o de piratería es detectado por los sensores o por la tripulación de vuelo, si existe una desviación significativa del plan de vuelo, o si las zonas de los conos no son respetadas. En este estado, se envía una petición de validación a la estación de control en tierra más cercana. Si ésta no es validada dentro del intervalo de tiempo predeterminado por medio de la estación de control en tierra, la unidad pasará automáticamente desde el estado de monitorización hasta el estado de alarma. Ésta va directamente al estado de alarma si la aeronave vuela por debajo de los límites de vuelo mencionados anteriormente.

En la fase de alarma, la unidad transmite constantemente datos de navegación de la aeronave y otros datos (por ejemplo, imágenes) a las estaciones de control en tierra, y recibe mensajes para los pasajeros y la tripulación de vuelo. Tanto en estado de monitorización como de alarma, la unidad trabaja independientemente del piloto y, en caso de eventos terroristas confirmados, comunica automáticamente cualquier dato necesario a las estaciones de control en tierra. Se implementarán medios apropiados de modo que, incluso en caso de daño mecánico en los instrumentos de a bordo o en el cableado, la unidad no se vea afectada.

La unidad tiene sus interfaces con los sistemas de a bordo y con el sistema de comunicaciones de la aeronave, con el fin de comunicar todos los datos necesarios a las estaciones de control en tierra.

El sistema comprende un número de videocámaras miniatura de vigilancia, las cuales están instaladas en posiciones apropiadas dependiendo del tamaño de la aeronave, y están conectadas alámbricamente con la unidad de alarma. Durante el estado de monitorización, las videocámaras envían automáticamente una señal si las mismas son inhabilitadas, dañadas o tapadas. Las videocámaras transmiten las imágenes constantemente tanto a la cabina como a la unidad. El sistema comprende varios sensores conectados apropiadamente a la unidad de alarma, instalados en el aeroplano en posiciones apropiadas dependiendo del tamaño de la aeronave. Sensores preferidos son los transmisores miniatura "radio controlados" portables por la tripulación, que pueden ser operados mediante conmutadores. Éstos son monitores "radio controlados" de la frecuencia cardíaca para los pilotos, y conmutadores de a bordo utilizables por la tripulación de vuelo. La tripulación de vuelo puede accionar manualmente los sensores, enviar diferentes impulsos a la unidad de aviónica en caso de piratería o de acto terrorista; estos transmisores están equipados con conmutadores y con mecanismos protectores específicos para su protección frente a falsas alarmas. Además, los conmutadores están situados en lugares a los que también pueden acceder los pasajeros. Opcionalmente, en caso de alarma, la unidad podría cerrar automáticamente el acceso a la cabina.

Este sistema se completa con estaciones adecuadas de control en tierra. Con preferencia, éstas no reciben información durante el estado de monitorización de la unidad. En estado de pre-alarma o cuando se confirma el estado de alarma, las estaciones de control en tierra reciben, desde la nave afectada que vuela en su campo de acción, tanto la información registrada con anterioridad al evento de alarma como la información en tiempo real procedente de la aeronave. Las estaciones de control en tierra realizarán el siguiente procedimiento preferido: proporcionar la información recibida a las autoridades competentes; comprobar continuamente la corrección de los parámetros de vuelo de los aeroplanos que están bajo su control cuando están en estado de pre-alarma y en estado de alarma; comprobar constantemente la situación a bordo del aeroplano durante la acción de piratería y transmitir prontamente la información necesaria. Un número adecuado de estaciones de control en tierra serán localizadas para la gestión apropiada del sistema en las posiciones que se estimen necesarias por parte de las autoridades nacionales. Las estaciones incluirán al menos los siguientes sistemas: ordenadores adecuadamente potentes con especificaciones adecuadas para las funciones que han de realizar, un sistema receptor-transmisor de radio, un sistema de encriptación y codificación, un sistema audio-visual de comunicación de datos. La transmisión de a bordo/tierra/a bordo de la información, se realizará preferentemente a través de una conexión de enlace de datos que gestiona el audio, los datos de radar y las señales de video, y que materializa un sistema de encriptación y codificación capaz de proporcionar una alta resistencia a las interferencias. Los datos transmitidos serán enviados con un formato de datos adecuado a frecuencias de transmisión apropiadas y con formas de onda adecuadas. También podrán ser consideradas las técnicas de amplio espectro (Frequency Hopping or Direct Sequency, Variación de Frecuencia por Impulsos o Secuencia Directa) para mejorar la calidad, la seguridad y la fiabilidad de la transmisión, y para evitar la interferencia con otras transmisiones de radio.

Para evitar posibles colisiones con otros aeroplanos, en la función de evitación de colisión (o en estado de alarma), cuando el piloto automático está llevando la aeronave a la posición espacial preestablecida a una cierta altitud o nivel de vuelo, se proporcionará al sistema la posición de la aeronave vecina. Por ejemplo, para realizar todo esto, la unidad puede recibir información procedente de los sistemas de Aviación General tales como el sistema Automatic Dependent
Surveillance (ADS) (Vigilancia Dependiente Automática), el cual está capacitado para transmitir la posición de la aeronave vía enlace de radio, o puede recibir datos detectados por los radares de tierra, que los transmitirán hasta la aeronave afectada de la manera más apropiada (por ejemplo, a través de la estación de control en tierra mencionada anteriormente).

Para incrementar la capacidad de conexión y minimizar el número de estaciones de control en tierra, el sistema puede operar también a través de una conexión Wide Band Data Link (Enlace de Datos de Banda Ancha) de un satélite específico. Esto permitirá que la aeronave sea monitorizada cuando vuela sobre el océano abierto, y mejorar la transmisión de imágenes en términos de velocidad y tamaño, que podría ser muy lenta si se utilizara la banda de radio.

Opcionalmente, se pueden implementar mediciones apropiadas en la unidad para explorar automáticamente las imágenes de a bordo (por ejemplo, para detectar automáticamente la presencia de armas de fuego). Opcionalmente, se pueden instalar a bordo detectores de gases narcóticos o venenosos.

El sistema proporciona también una función para el manejo de emergencias. Este tiene en cuenta tanto la posibilidad de que el sistema pueda ser inhabilitado bajo la amenaza de las armas, como la necesidad de que el piloto intervenga inmediatamente en las fases críticas de una emergencia real. Para conseguir el primer objetivo, el sistema trabaja siempre automáticamente, y no puede ser inhabilitado por el piloto. En caso de alarma, el sistema envía mensajes, incluyendo códigos de invalidación. El uso de bandas de radio seguras, garantiza una conexión segura con las estaciones de control en tierra, y hace que sea posible que la aeronave envíe automáticamente, si se ha disparado el evento de alarma, mensajes estándar que informan a las autoridades competentes sobre la situación a bordo, y reciba cualquier señal de invalidación desde tierra. Por esta razón, es posible confirmar la invalidación del sistema completo desde una estación de control en tierra o desde otra aeronave después de comprobar los mensajes recibidos (por ejemplo, imágenes). Esto cubre el riesgo de que el sistema pueda ser disparado por accidente, por terroristas "expertos" en telecomunicaciones, o bajo la amenaza de armas.

Para conseguir el segundo objetivo, es necesario desactivar automáticamente el sistema a través de la unidad de aviónica. Se debe preparar una lista de emergencias graves técnicas-operativas-estructurales, para su almacenaje en la unidad (por ejemplo, un fallo del motor). Las señales reales necesitan ser recibidas por la unidad a través de interfaces específicas con los sistemas de a bordo. Cuando se producen estas emergencias, un software específico reaccionará inmediatamente, proporcionando un control completo al piloto. La unidad empezará entonces a comunicar con la estación de tierra, enviar los datos almacenados y de tiempo real, y a pedir la confirmación del código de invalidación. En caso de confirmación, la unidad se desactiva automáticamente.

Gracias a las características y funciones que anteceden, el sistema de la invención proporciona información en tiempo real sobre la situación a bordo del aeroplano, y permite que la aeronave vuele por debajo de la altitud o nivel de vuelo límites, para el despegue o el aterrizaje, evitando que la aeronave descienda a cualquier punto del globo a menos que exista una emergencia real a bordo. De este modo, el sistema está capacitado para manejar una aeronave fuera de ruta, incrementando la seguridad de vuelo, proporcionando a tierra, mediante una comunicación segura, la situación a bordo en tiempo real. Además, el sistema incrementa la seguridad de vuelo día a día, puesto que proporciona un servicio automático que impide que la aeronave descienda, incluso en caso de error, por debajo de la altura mínima establecida por las normas, evitando posibles accidentes debidos a factores humanos o medioambientales.

El sistema, gracias a las interfaces con los sistemas de a bordo, puede llevar la aeronave a su aterrizaje, dependiendo de la aeronave y de la configuración del equipo del aeropuerto.

Claims (10)

1. Un sistema de aviónica para gestión de fuera de ruta de una aeronave y para comunicación de alarma, que comprende al menos una unidad de aviónica, situada a bordo de una aeronave, dotada de una unidad de memoria para almacenar información predefinida, medios de procesamiento electrónico para procesar la información recibida y compararla en tiempo real con valores preestablecidos, interfaces para recibir información desde los sistemas de a bordo y enviar comandos hasta el piloto automático de una aeronave para tomar el control de la aeronave y devolver a ésta hasta los niveles de vuelo o posiciones espaciales preestablecidos, sensores para obtener datos sobre la situación de a bordo de la aeronave, un sistema de comunicación para transmitir la situación de a bordo en tiempo real hasta una estación de control en tierra y recibir desde la estación de control en tierra, o desde otra aeronave, instrucciones apropiadas cuando ocurran eventos predeterminados, en el que la unidad de aviónica está capacitada para realizar una función de evitación de colisión, para evitar colisiones durante el vuelo, el aterrizaje o el despegue de la aeronave, en el que la función de evitación de colisión se lleva a cabo a través de una fase de monitorización respectiva, durante la cual está la unidad de aviónica comparando constantemente la posición de la aeronave con los límites autorizados preestablecidos y almacenados, y a través de una fase de control, en la que cuando la aeronave se desvía de los límites autorizados, el sistema de aviónica interviene automáticamente sobre el piloto automático, a través de dichas interfaces, para llevar de nuevo la aeronave hasta dentro de su límite espacial, que se caracteriza porque la unidad de aviónica está capacitada para realizar una función de alarma, en la que la función de alarma se lleva a cabo a través de una fase de monitorización respectiva, durante la cual, la situación a bordo de la aeronave se almacena en la unidad de memoria y no es transmitida automáticamente a la estación de control en tierra, y a través de una fase de alarma que se activa en casos de alarma, en la que la información generada a bordo de la aeronave por la unidad de aviónica es transmitida hasta la estación de control en tierra para su evaluación apropiada.

2. Un sistema de aviónica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha información predefinida está relacionada con las trayectorias de vuelo, las rutas del mundo, la orografía del terreno, los obstáculos y valores predefinidos que comprenden las trayectorias de vuelo y altitudes o niveles de vuelo.

3. Un sistema de aviónica de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los sensores de la aeronave comprenden videocámaras de vigilancia y transmisores miniatura, portables por la tripulación de vuelo, con el fin de obtener información para la unidad de aviónica.

4. Un sistema de aviónica de acuerdo con la reivindicación 3, en el que las videocámaras comprenden medios para establecer si han sido inhabilitadas, dañadas o tienen un mal funcionamiento.

5. Un sistema de aviónica de acuerdo con la reivindicación 4, en el que los sensores comprenden monitores de frecuencia cardíaca para los pilotos para su conexión a la unidad de aviónica.

6. Un sistema de aviónica de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende conmutadores situados en puntos específicos de la aeronave, disponibles para la tripulación y los pasajeros, para obtener información para la unidad de aviónica, y un sistema de cierre automático de la cabina.

7. Un sistema de aviónica de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende medios adecuados para inhabilitar externamente y/o de manera automática, el sistema de evitación de colisión de acuerdo con normas predefinidas, en caso de emergencia.

8. Un sistema de aviónica según se reivindica en una de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios para encriptar y codificar las señales intercambiadas entre la aeronave y la estación de control en tierra sin que interfieran con las comunicaciones de la banda de radio.

9. Procedimiento de gestión de fuera de ruta de una aeronave, que comprende las siguientes etapas realizadas por un sistema de aviónica de acuerdo con la reivindicación 1:

definir primeros datos, en relación con trayectorias de vuelo, rutas del mundo, orografía del terreno, obstáculos y valores predefinidos, que comprenden trayectorias y altitudes de vuelo o niveles de vuelo, en particular para establecer una función de evitación de colisión y cargar dichos primeros datos en la unidad de aviónica de la aeronave,

definir segundos datos, en relación con la trayectoria de vuelo preestablecida de la aeronave y de los límites autorizados de altitud y de vuelo, para una función de alarma, y cargar dichos segundos datos en la unidad de aviónica de la aeronave,

definir terceros datos para al menos una estación de control en tierra, y cargar dichos terceros datos en la estación,

proporcionar interfaces,

proporcionar canales de comunicación y sus respectivas propiedades,

proporcionar sensores, transmisores, conmutadores, y videocámaras a bordo de la aeronave,

determinar lógicas operativas de la función de evitación de colisión y su implementación en la unidad de aviónica, basadas en la comparación de dichos primeros datos con la posición de la aeronave,

determinar lógicas operativas de la función de alarma y su implementación en la unidad de aviónica, basadas en la comparación de dichos segundos datos con una posición real de la aeronave,

determinar lógicas operativas de la estación de control en tierra y cargarlas en la estación, comparando la posición de la aeronave constantemente con los límites espaciales autorizados predefinidos y cargados, interviniendo automáticamente sobre el piloto automático para llevar la aeronave hasta los límites espaciales autorizados, a través de interfaces, cuando la aeronave se desvía de los límites espaciales autorizados, en particular hasta su altitud de crucero y su nivel de vuelo mínimos, almacenando la situación de a bordo de la aeronave en la unidad de memoria y no transmitiéndola automáticamente a la estación de control en tierra, transmitiendo la citada información generada a bordo hasta la estación de control en tierra para su evaluación apropiada cuando se activa la fase de alarma en casos de alarma.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los medios de procesamiento electrónico procesan la información recibida y la comparan en tiempo real con los datos referentes a las trayectorias de vuelo establecidas y a las altitudes o niveles de vuelo permitidos, y en el que las interfaces reciben información de vuelo desde los sistemas de a bordo y envían comandos hasta el piloto automático de la aeronave para hacerse cargo del control de la aeronave y llevar a ésta de nuevo hasta las altitudes o niveles de vuelo o posiciones espaciales preestablecidos, y en el que los sensores obtienen datos sobre la situación de a bordo de la aeronave, y en el que los medios de comunicación y las interfaces de conexión transmiten la información relativa a la situación de a bordo en tiempo real hasta la estación de control en tierra y reciben instrucciones apropiadas desde la estación de control en tierra o desde otra aeronave cuando se producen eventos predeterminados.