PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE602004002642T2 30.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001517211
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Bodenkollisionsvermeidung eines Flugzeuges
Anmelder Airbus France, Toulouse, FR
Erfinder Jourdan, Christophe, 31400 Toulouse, FR;
Foucart, Vincent, 31520 Ramonville Saint Agne, FR
Vertreter Meissner & Meissner, 14199 Berlin
DE-Aktenzeichen 602004002642
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 04.08.2004
EP-Aktenzeichen 042919852
EP-Offenlegungsdatum 23.03.2005
EP date of grant 04.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.08.2007
IPC-Hauptklasse G05D 1/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bodenkollisionsvermeidung eines Flugzeuges.

Es ist bekannt, dass zahlreiche Flugzeuge, insbesondere Ziviltransportflugzeuge, mit einer Vorrichtung zum Kollisionsalarm ausgestattet sind, die ermöglicht, im Falle einer Kollisionsgefahr des Flugzeugs mit dem Gelände ein Alarmsignal abzugeben. Hinsichtlich der Vorrichtung für einen Kollisionsalarm kann es sich insbesondere handeln um eine Vorrichtung des Typs TAWS ("Terrain Awareness and Warning System" in Englisch, das heißt, "Systeème d' alerte et de prise de conscience du terrain" in Französisch), des Typs EGPWS ("Enhanced Ground Proximity Warning System" in Englisch, das heißt, "Système amélioré d' alerte de proximité du sol" in Französisch) oder des Typs GCAS ("Ground Collision Avoidance System" in Englisch, das heißt, "Système d' évitement de collision avec le sol" in Französisch).

Eine solche Vorrichtung zur Kollisionswarnung ist im Allgemeinen so ausgebildet, dass sie zwei Warnsignale in Bezug auf unterschiedliche Warnstufen erzeugt, nämlich einen Hinweis (oder "caution" in Englisch) und eine Warnung (oder "warning" in Englisch). Im Allgemeinen wird ein Hinweis ungefähr 60 Sekunden vor einer potentiellen Kollision des Flugzeugs mit dem Boden gesendet, wenn die Gefahr einer solchen Kollision erfasst wird. Wenn diese Kollisionsgefahr immer noch ungefähr 30 Sekunden vor dem vorgesehenen Aufprall des Flugzeugs am Boden besteht, sendet die Vorrichtung für Kollisionswarnung eine Warnung. Natürlich muss der Pilot im Falle einer Warnung sofort reagieren. Im Gegensatz wird im Falle eines Hinweises von dem (den) Piloten des Flugzeugs erwartet, die Realität der potentiellen Gefahr einer Kollision mit dem Boden zu verifizieren und die Flugbahn zu modifizieren, wenn die Gefahr erwiesen ist, um eine solche Kollision zu vermeiden. Jedenfalls kann es passieren, dass die Piloten nicht in zufriedenstellender Weise auf die von einer Vorrichtung zur Kollisionswarnung abgegebenen Warnsignale reagieren, mit der Gefahr, die Zerstörung des Flugzeugs bei einer Kollision mit dem Boden herbeizuführen.

Das Patent US-4,924,401 schlägt eine Lösung vor, welche eine Kollision des Flugzeugs mit dem Boden vermeidet. Diese Lösung besteht darin, eine minimale Höhe zu definieren, unter welcher das Flugzeug nicht fallen darf, und das Flugzeug mit Hilfe des Autopiloten automatisch zu steuern, wenn diese minimale Höhe nach unten überschritten wird, um so einen Wiederanstieg des Flugzeugs zu steuern und auf diese Weise eine Kollision mit dem Boden zu verhindern.

Diese bekannte Lösung ist jedoch ganz auf den Fall ausgelegt, bei welchem der Pilot ohne Bewusstsein ist, während sich das Flugzeug im Sturzflug befindet. Daher hat sie den Nachteil, sehr spät auf die Bewegungsbahn des Flugzeugs einzuwirken, und die Wirkung auf diese Bewegungsbahn ist natürlich um so stärker, je später sie erfolgt. Folglich führt das im Falle eines zivilen Transportflugzeuges zu einer unangenehmen Situation und sogar einer potentiellen Gefahr für die Passagiere.

Ferner ist bei dieser Aktion auch die Gefahr groß, dass diese Wirkung auf die Bewegungsbahn das Flugzeug aufgrund dieser späten Aktion nicht vor einer Kollision mit dem Boden schützen kann.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden. Sie betrifft ein Verfahren zur Bodenkollisionsvermeidung eines Flugzeugs, das besonders effektiv ist.

Zu diesem Zweck ist das Verfahren, gemäß welchem eine Warnvorrichtung vor einer Kollision verwendet wird, die senden kann:

  • – eine Mitteilung, wenn das Flugzeug am Ende einer ersten vorbestimmten Zeitdauer gerade Gefahr läuft, mit dem Boden zu kollidieren, wenn es seine aktuellen Flugeigenschaften (Neigung, Geschwindigkeit, ...) beibehält; und
  • – eine Warnung, wenn das Flugzeug an dem Ende einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer gerade Gefahr läuft, mit dem Boden zu kollidieren, wenn es seine aktuellen Flugeigenschaften beibehält, wobei die zweite vorbestimmte Zeitdauer kürzer als die erste vorbestimmte Zeitdauer ist,
gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass:
  • a) wenn die Warnvorrichtung vor einer Kollision einen Hinweis abgibt, das Flugzeug automatisch wenigstens einem Wiederanstiegsbefehl mit einer ersten Neigung entsprechend einem vorbestimmten Wert unterzogen wird; und
  • b) wenn die Warnvorrichtung vor einer Kollision eine Warnung abgibt, ein Autopilot des Flugzeugs, der automatisch eingeschaltet wird, wenn er im Augenblick der Abgabe der Warnung ausgeschaltet ist, das Flugzeug automatisch und ausschließlich zu einem Wiederanstieg mit einer zweiten Neigung entsprechend der maximal möglichen Neigung unter den aktuellen Flugbedingungen (Masse, Höhe, ...) des Flugzeugs zwingt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil, frühzeitig auf die Bewegungsbahn des Flugzeugs einzuwirken, um so eine Kollision desselben mit dem Gelände zu vermeiden. Denn dieses Verfahren ermöglicht, das Flugzeug in eine Steigung (Anstieg) zu bringen, sobald ein Hinweis abgegeben wird, selbst wenn der Pilot nicht auf diesen Hinweis reagiert. Auf diese Weise wird schon auf die Abgabe eines Hinweises hin so reagiert, dass die Situation des Flugzeugs im Bezug zum Gelände verbessert wird, indem seine Höhe vergrößert wird (oder indem das Fallen seiner Höhe verringert wird).

Ferner entspricht diese Aktion einer ersten Neigung, die vorzugsweise moderat ist, im Wesentlichen in der Größenordnung von einigen Grad (zum Beispiel 2°), deren Auswirkung somit den Komfort der Passagiere nicht beeinträchtigt.

Wenn ferner der Pilot nicht auf eine Warnung reagiert und/oder wenn der Wiederanstieg des Flugzeugs, der sich auf des Verfahrens gemäß der Erfindung infolge dieser Warnung ergibt, nicht ausreicht, um jede Kollisionsgefahr mit dem Boden zu vermeiden, gibt die Vorrichtung für einen Kollisionsalarm einen Alarm ab (zum Beispiel etwa 30 Sekunden vor dem erwarteten Aufprall des Flugzeugs am Boden). In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ende einer dritten vorbestimmten Zeitdauer (zum Beispiel 5 Sekunden) abgewartet, um dem Piloten die Möglichkeit zu belassen, dann eine Aktion durchzuführen, die dazu bestimmt ist, eine Kollision mit dem Boden zu vermeiden. Wenn am Ende dieser dritten vorbestimmten Zeitdauer der Pilot keine Aktion durchgeführt hat, um die Kollision zu vermeiden (oder wenn er den durch die Vorrichtung für einen Kollisionsalarm erzeugten Alarm nicht abgeschaltet hat, in dem Fall, in welchem ihm dieser Alarm irrtümlich erscheint), nimmt der Autopilot automatisch einen Wiederanstieg des Flugzeugs mit maximaler Steigung vor.

Im Übrigen wird in vorteilhafter Weise, in dem Fall, in welchem der Pilot eine Aktion auf ein Steuerorgan des Flugzeugs ausübt, am Schritt a), der Wiederanstiegsbefehl dem Befehl zugefügt, der durch die Aktion des Piloten auf das Steuerorgan erzeugt wird.

Auch kann das Flugzeug nur im Falle einer freiwilligen Aktion und durch Festhalten des Piloten am Steuerorgan (zum Beispiel einem Steuerknüppel) im Sinkflug (negative Steigung) gehalten werden. Im Falle einer Warnung hat das Flugzeug daher eine Tendenz wieder anzusteigen, außer, wenn es eine freiwillige Aktion des Piloten gibt, um dieses sinken zu lassen. Ferner hat die Tatsache, dass das Flugzeug ohne freiwillige Wirkung des Piloten wieder ansteigt, den Vorteil, zu einer Bewusstwerdung des Piloten hinsichtlich der Gefahr einer Kollision mit dem Boden beizutragen (da in üblicher Weise das Flugzeug nicht ohne freiwillige Aktion des Piloten steigt).

Im Übrigen wird in vorteilhafter Weise, in dem Fall, in welchem sich das Flugzeug im Steigflug befindet, insbesondere bei Nichtvorhandensein einer Aktion des Piloten auf ein Steuerorgan des Flugzeugs, im Schritt a), der Befehl zum Wiederaufstieg mit der Steigung entsprechend diesem Steigflug beigefügt.

Gemäß der Erfindung:

  • – Wenn der Autopilot bei der Abgabe einer Warnung eingeschaltet ist, steuert der Autopilot (mit Hilfe einer ersten integrierten Funktion) eine Steigung entsprechend dem vorbestimmten Wert;
  • – wenn der Autopilot bei der Emission eines Warnsignals ausgeschaltet ist, wenn das Flugzeug elektrische Flugbefehle aufweist, wird die Steigung des Flugzeugs bei Abwesenheit einer Aktion des Piloten durch einen Rechner, der die Steuergesetze der elektrischen Flugbefehle unterstützt, auf dem vorbestimmten Wert gehalten; und
  • – im Falle einer Aktion des Piloten auf ein Steuerorgan des Flugzeugs wird der Befehl oder die Anweisung zur Steigung entsprechend dieser Aktion des Piloten durch den Rechner (der die durch Betätigung des Steuerorgans erzeugten Befehle unterstützt) dem vorbestimmten Wert hinzugefügt.

Es sei angemerkt, dass es eine Kontinuität von Steuermodi gibt, gemäß welcher der Autopilot eingeschaltet oder ausgeschaltet wird. Dies ermöglicht eine Kohärenz der Verhaltensweise des Flugzeugs, wie auch immer der vom Piloten gewählte Steuermodus ist.

Darüber hinaus zwingt in vorteilhafter Weise im Schritt b) der Autopilot das Flugzeug zu einem Wiederanstieg mit einem durch die Motoren des Flugzeugs erzeugten Schub, der dem maximal möglichen Schub unter den aktuellen Flugbedingungen des Flugzeugs entspricht.

Es seit angemerkt, dass das Verfahren gemäß der Erfindung eine progressive Reaktion entsprechend der Alarmstufe ermöglicht: eine erste moderate Reaktion im Falle einer Warnung, dann eine stärkere Reaktion im Falle eines Alarms. Dies ermöglicht, so früh wie möglich einen Wiederanstieg voraus zu sehen, ohne merklich den Komfort der Passagiere zu beeinflussen, und einen plötzlichen Anstieg nur dann zu veranlassen, wenn dies unvermeidlich wird, um das Flugzeug vor der Gefahr einer Kollision zu bewahren.

Ferner erzwingt am Schritt b) vorteilhaft der Autopilot den Anstieg des Flugzeugs unter Beibehaltung eines Neigungswinkels des Flugzeugs, der kleiner ist als ein maximal zugelassener Wert, je nach Schutz in Bezug auf den Absturz.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Bodenausweichvorrichtung für ein Flugzeug.

Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung der Bauweise mit einer Vorrichtung zum Kollisionsalarm, die dazu geeignet ist, zu senden:

  • – eine Warnung, wenn das Flugzeug Gefahr läuft, mit dem Boden am Ende einer ersten vorbestimmten Zeitdauer zu kollidieren, wenn es seine Kennwerte des aktuellen Fluges beibehält; und
  • – einen Alarm, wenn das Flugzeug Gefahr läuft, mit dem Boden am Ende einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer zu kollidieren, wenn des seine Kennwerte des aktuellen Fluges beibehält, wobei die zweite vorbestimmte Zeitdauer kleiner als die erste vorbestimmte Zeitdauer ist,
dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Steuerungssystem für das Flugzeug umfasst, mit wenigstens:
  • – einem Steuermittel, das ermöglicht, das Flugzeug automatisch wenigstens einem Befehl zum Wiederanstieg mit einer ersten Steigung entsprechend einem vorbestimmten Wert zu unterziehen, wenn die Vorrichtung zum Kollisionsalarm eine Warnung abgibt; und
  • – einem Autopiloten, der automatisch eingreift, wenn er im Augenblick der Abgabe eines Alarms durch die Vorrichtung zum Kollisionsalarm ausgeschaltet ist, und der automatisch und ausschließlich das Flugzeug zu einem Wiederanstieg mit einer zweiten Steigung entsprechend der maximal möglichen Steigung unter den aktuellen Flugbedingungen des Flugzeugs bei Abgabe eines solchen Alarms durch die Vorrichtung zum Kollisionsalarm zwingt.

In vorteilhafter Weise:

  • – umfasst das Steuermittel eine erste Funktion, die in dem Autopiloten integriert ist, und die erste Funktion unterzieht das Flugzeug dem Befehl zum Wiederanstieg, wenn der Autopilot bei der Abgabe einer Warnung eingeschaltet ist; und/oder
  • – umfasst das Steuersystem ferner wenigstens ein Steuerorgan, das dazu geeignet ist, von einem Piloten des Flugzeugs betätigt zu werden, wobei das Steuermittel eine zweite Funktion umfasst, die in einem Rechner integriert ist, der die durch Betätigung des Steuerorgans erzeugten Befehle erzeugt, und die zweite Funktion unterzieht das Flugzeug dem Wiederanstiegsbefehl, wenn der Autopilot bei der Abgabe einer Warnung ausgeschaltet ist.

Die Figuren der beigefügten Zeichnung werden gut verständlich machen, wie die Erfindung realisiert werden kann. In diesen Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen ähnliche Elemente.

1 ist die schematische Übersicht einer Vorrichtung zur Bodenkollisionsvermeidung gemäß der Erfindung.

2 ist eine grafische Darstellung, die es ermöglicht, die wesentlichen Schritte eines Verfahrens gemäß der Erfindung darzustellen.

Die 3 und 4 sind zwei schematische Ansichten, welche zwei unterschiedliche Flugsituationen eines Flugzeugs zeigen, an welchen das Verfahren gemäß der Erfindung angewendet wird.

Die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung und schematisch in 1 dargestellt, ist eine Vorrichtung zum Ausweichen des Geländes (oder Bodens) S für ein Flugzeug A, insbesondere ein ziviles Transportflugzeug.

Gemäß der Erfindung umfasst die Vorrichtung 1:

  • – eine Vorrichtung zum Kollisionsalarm 2 üblicher Bauart, die geeignet ist zu senden:

    • eine Warnung, wenn das Flugzeug A Gefahr läuft, mit dem Gelände S am Ende einer ersten vorbestimmten Zeitdauer, zum Beispiel 60 Sekunden seit der Abgabe der Warnung, zu kollidieren, wenn es seine aktuellen Flugkennwerte (Steigung, Geschwindigkeit, ...) beibehält; und

    • einen Alarm, wenn das Flugzeug A Gefahr läuft, mit dem Gelände S am Ende einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer, zum Beispiel 30 Sekunden nach der Abgabe des Alarms, zu kollidieren, wenn es seine aktuellen Flugkennwerte beibehält; und
  • – ein Steuerungssystem 3 des Flugzeugs A, das über eine Verbindung 2A mit der Vorrichtung zum Kollisionsalarm 2 verbunden ist.

Betreffend die Vorrichtung zum Kollisionsalarm 2, kann es sich dabei insbesondere handeln um eine Vorrichtung des Typs TAWS ("Terrain Awareness and Warning System" in Englisch, das heißt, "système d'alerte et de prise de conscience du terrain" in Französisch), des Typs EGPWS ("Enhanced Ground Proximity Warning System" in Englisch, das heißt, "systeme amélioré d'alerte de proximité du sol" in Französisch) oder des Typs GCAS ("Ground Collision Avoidance System" in Englisch, das heißt, "systeme d'évitement de collision avec le sol" in Französisch).

Ferner umfasst gemäß der Erfindung das Steuerungssystem 3 des Flugzeugs A:

  • – ein Steuermittel 4, welches ermöglicht, das Flugzeug A automatisch wenigstens einem Wiederanstiegsbefehl mit einer ersten moderaten Steigung entsprechend einem vorbestimmten Wert, zum Beispiel 2°, zu unterziehen, wenn die Vorrichtung zum Kollisionsalarm 2 eine Warnung abgibt; und
  • – einen Autopilot 5, der automatisch eingreift, wenn er im Augenblick der Abgabe eines Alarms durch die Vorrichtung zum Kollisionsalarm 2 ausgeschaltet ist, und der automatisch und ausschließlich das Flugzeug A zu einem Wiederanstieg mit einer zweiten Steigung entsprechend der maximal möglichen Steigung unter den aktuellen Flugbedingungen (Masse, Höhe, ...) des Flugzeugs A bei der Abgabe eines solchen Alarms zwingt.

Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das Steuerungssystem 3 ferner:

  • – wenigstens ein Steuerorgan 6, zum Beispiel ein Steuerknüppel oder ein Mini-Knüppel, der dazu geeignet ist, von einem Piloten des Flugzeugs A betätigt zu werden, wenigstens um eine Modifikation der Steigung des Flugzeugs A zu befehlen;
  • – einen Rechner 7, der durch eine Verbindung 8 mit dem Steuerorgan 6 verbunden ist und der dazu bestimmt ist, die durch die Betätigung des Steuerorgans 6 erzeugten Befehle zu unterstützen. Wenn das Steuerungssystem 3 in der Bauart vorliegt, dass es elektrische oder optische Flugbefehle verarbeitet, ist der Rechner 7 ein üblicher Rechner, der die Steuerungsgesetzte des Steuerungssystems 3 durchführt; und
  • – ein Umschaltmittel 9, das durch die Verbindung 10 bzw. 11 mit dem Rechner 7 und dem Autopiloten 5 verbunden ist und dass entsprechend der Schaltposition P1 oder P2 mit Hilfe einer Verbindung 12 an die üblichen, nicht dargestellten Steuerflächen des Flugzeugs A als Befehle für einen Lenkungsausschlag dieser Steuerflächen entweder vom Rechner 7 erzeugten Befehle oder die vom Autopiloten 5 erzeugten Befehle überträgt.

Gemäß der Erfindung umfasst das Steuerungsmittel 4:

  • – eine erste Funktion 13, die in dem Autopiloten 5 integriert ist. Die erste Funktion 13 unterzieht das Flugzeug A dem Wiederanstiegsbefehl, wenn der Autopilot 5 bei der Abgabe einer Warnung eingeschaltet ist; und
  • – eine zweite Funktion 14, die in den Rechner 7 integriert ist, der die durch Betätigung des Steuerorgans 6 erzeugten Befehle unterstützt. Die zweite Funktion 14 unterzieht das Flugzeug A dem Wiederanstiegsbefehl, wenn der Autopilot 5 bei der Abgabe einer Warnung ausgeschaltet ist.

Die 2 zeigt schematisch das Verfahren gemäß der Erfindung, dass durch die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 durchgeführt wird.

Wie oben angegeben, sind, wenn die Vorrichtung zum Kollisionsalarm 2 eine Warnung abgibt (Schritt E1), zwei Lösungen möglich, je nachdem, ob der Autopilot 5 im Augenblick der Abgabe dieser Warnung eingeschaltet ist (Verbindung L1) oder ausgeschaltet ist (Verbindung L2).

Wenn der Autopilot 5 eingeschaltet ist (Schritt E2A), steuert der Autopilot 5 eine Steigung entsprechend dem vorbestimmten Wert. Wenn demgegenüber der Autopilot 5 nicht eingeschaltet ist (Schritt E2B) und wenn das Flugzeug A elektrische Flugbefehle aufweist, wird die Steigung des Flugzeugs A durch die Funktion 14 des Rechners 7, die in diesem Falle die Steuergesetzte der elektrischen Flugbefehle unterstützt, auf dem vorbestimmten Wert gehalten, ganz ohne eine Aktion des Piloten (auf das Steuerorgan 6). In dieser Situation wird ein Befehl (oder eine Anweisung zur Steigung) entsprechend einer Aktion des Piloten auf das Steuerorgan 6 gegebenenfalls dem vorbestimmten Wert durch den Rechner 7 hinzu gefügt. Es sei angemerkt, dass eine Kontinuität der Steuerungsmodi vorliegt, gemäß welcher der Autopilot 5 ein- oder ausgeschaltet ist. Denn die Funktionen 13 und 14 führen den gleichen Typ von Steuerungsgesetz durch. Dies erlaubt eine Kohärenz in der Verhaltensweise des Flugzeugs A, ganz gleich, welcher Steuerungsmodus vom Piloten gewählt wird.

In 2 ist dargestellt:

  • – eine Verbindung L3, die eine Wiederannahme des Flugzeugs A per Hand durch den Piloten darstellt, das heißt, eine Ausschaltung des Autopiloten 5; und
  • – eine Verbindung L4, welche eine Einschaltung des Autopiloten 5 (anfänglich ausgeschaltet) durch den Piloten darstellt.

In 3 ist ein Beispiel dargestellt, welches die Schritte E1, E2A und E2B zeigt. Das Beispiel trifft einen anfänglichen Steigflug des Flugzeugs A entlang einer Flugbahn T0. Das Flugzeug A ist im Augenblick der Abgabe einer Warnung (Schritt E1) dargestellt. Denn es läuft Gefahr, in Kollision mit dem Gelände S (Berg 15) zu geraten, wenn es den Flug so fortsetzt, wie durch eine Flugbahn T1 (in gestrichelter Linie) als Verlängerung der aktuellen Flugbahn T0 dargestellt ist. In diesem Augenblick unterzieht die Vorrichtung 1 das Flugzeug A automatisch einem zusätzlichen, eine Steigung &ggr;1 präsentierenden Wiederanstiegsbefehl, der der Steigung entsprechend der aktuellen Flugbahn T0 derart hinzu gefügt wird, dass das Flugzeug A dann nicht mehr der Flugbahn T1 in Verlängerung der aktuellen Flugbahn T0 folgt, sondern einer Flugbahn T2 mit zusätzlichem Anstieg.

Wie durch dieses Beispiel dargestellt ist, fügt, wenn der Pilot eine Aktion auf das Steuerorgan 6 des Flugzeugs A ausübt (die Steigung der Flugbahn T0 erzeugend), die Funktion 14 des Rechners 7 den Wiederanstiegsbefehl (Steigung &ggr;1) dem Befehl hinzu, der durch die Aktion des Piloten auf das Steuerorgan 6 erzeugt wird.

Die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung hat den Vorteil, vorzeitig auf die Flugbahn des Flugzeugs A einzuwirken, um so eine Kollision desselben mit dem Gelände S zu vermeiden.

Denn die Vorrichtung 1 ermöglicht, das Flugzeug A auf eine positive Steigung (Anstieg) zu bringen, und zwar schon dann, wenn eine Warnung abgegeben wird, selbst dann, wenn der Pilot nicht auf diese Warnung reagiert. So wird schon mit dieser Warnung bewirkt, dass sich die Situation des Flugzeugs A in Bezug zu dem Gelände S verbessert wird, indem sich seine Flughöhe vergrößert.

Ferner entspricht diese Aktion einer ersten Steigung &ggr;1, die vorzugsweise moderat ist, im Allgemeinen in der Größenordnung von einigen Grad (zum Beispiel 2°), deren Effekt somit nicht den Komfort der Passagiere des Flugzeugs A beeinträchtigt.

Es sei angemerkt, dass das Flugzeug A nur im Falle einer freiwilligen Aktion und einem Festhalten des Steuerorgans 6 durch den Piloten in einem Sinkflug (negative Steigung) gehalten werden kann. Die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung ist somit gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft, weil das Flugzeug A bei der Abgabe einer Warnung die Tendenz hat, zu steigen, außer dann, wenn es eine freiwillige Aktion des Piloten gibt, um dieses sinken zu lassen. Schafft die Tatsache, dass das Flugzeug A ohne freiwillige Aktion des Piloten steigt, den Vorteil, zu einer Bewusstwerdung des Piloten der Kollisionsgefahr mit dem Untergrund S beizutragen (während normalerweise das Flugzeug A nicht ohne freiwillige Aktion des Piloten steigt).

Wenn der Pilot nicht auf eine Warnsituation reagiert und/oder wenn der Anstieg des Flugzeugs A entsprechend dem vorgenannten Schritt E2A, E2B nicht ausreicht, um die Gefahr einer Kollision mit dem Untergrund S zu verhindern (wie das in 4 dargestellt ist), gibt die Vorrichtung zum Kollisionsalarm 2 in üblicher Weise einen Alarm ab (Schritt E3).

In diesem Fall wird in einer bevorzugten Ausführungsform während einer vorbestimmten Zeitdauer (zum Beispiel 5 Sekunden) abgewartet (Schritt E4), um dem Piloten die Möglichkeit zu belassen, eine geeignete Aktion auszuführen. Der Pilot kann also eine Aktion ausführen, mit dem Ziel, diese Kollision zu vermeiden (Verbindung L5), wenn er den Alarm als berechtigt einstuft. Er kann den Alarm auch übergehen (Verbindung L6), wenn er diesen als irrtümlich oder ungerechtfertigt einstuft. Wenn am Ende dieser vorbestimmten Zeitdauer der Pilot keine Aktion durchgeführt hat, mit dem Ziel, diese Kollision zu vermeiden, und wenn er diesen Alarm nicht gelöscht hat, erzwingt der Autopilot 5 automatisch (Verbindung L7) einen Anstieg des Flugzeugs mit einer maximalen Steigung (Schritt E6), wenn er eingeschaltet ist, wie dies vorher angegeben wurde.

In dem Fall, in welchem dieser nicht eingeschaltet ist, wird der Autopilot 5 automatisch eingeschaltet (Schritt E5, Verbindungen L8A und L8B), bevor er automatisch einen Anstieg des Flugzeugs A mit maximaler Steigung erzwingt (Schritt E6).

In 4 ist ein Beispiel dargestellt, welches die vorgenannten Schrittes des Verfahrens gemäß der Erfindung in dem besonderen Fall eines Horizontalfluges zeigt. Trotz eines Anstiegs mit einer Steigung &ggr;1 bei Abgabe der Warnung (Schritt E1) besteht die Kollisionsgefahr mit dem Untergrund S (Berg 15) weiter, derart, dass am Schritt E6 der Autopilot 5 einen Anstieg mit maximaler Steigung &ggr;3 durchführt.

Es sei angemerkt, dass die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung eine progressive Reaktion nach Alarmstufen ermöglicht: eine erste moderate Reaktion im Falle einer Warnung, dann eine stärkere Reaktion im Falle eines Alarms. Dies ermöglicht, so früh wie möglich einen Anstieg des Flugzeugs A vorzunehmen, ohne den Komfort der Passagiere merklich zu beeinflussen, und dann nur einen abrupten Anstieg auszuführen, wenn dies unvermeidlich ist, um das Flugzeug A vor einer Kollision zu bewahren.

In einer bevorzugten Ausführungsform zwingt der Autopilot 5 das Flugzeug A zu einem Anstieg mit einem Schub der Motoren (nicht dargestellt) des Flugzeugs A entsprechend dem maximal möglichen Schub unter den aktuellen Flugbedingungen des Flugzeugs A.

Ferner kann gemäß der Erfindung mit Hilfe eines üblichen Mittel 16, das durch eine Leitung 17 mit dem Autopiloten 5 verbunden ist, ein Pilot des Flugzeugs A den Autopiloten 5 (jederzeit) ausschalten, wenn er eingeschaltet ist, und das Flugzeug A manuell steuern.

Ferner erzwingt gemäß der Erfindung der Autopilot 5 den Anstieg des Flugzeugs A unter Beibehaltung des Anstellwinkels des Flugzeugs A unter einem maximal zulässigen Wert in Bezug auf den Schutz gegenüber einem Absturz.

Wenn die beiden Alarme (Warnung und Alarm) inaktiv werden, ist das Flugzeug A wieder in einen Bereich der Betriebsgeschwindigkeiten (das heißt, auf eine Geschwindigkeit zwischen den vom Piloten auswählbaren minimalen und maximalen Werten, weil die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ausnahmsweise eine Geschwindigkeit unterhalb des minimalen Wertes mit sich bringen kann) und in die gewöhnlichen Betriebsmodi (nämlich den gleichen Modi, wie denjenigen, die Hinzusetzen des Gases mit Hilfe des Autopiloten 5 folgen) zurückgeführt worden.


Anspruch[de]
Verfahren zur Bodenkollisionsvermeidung (S) für ein Flugzeug (A), wobei verfahrensgemäß eine Vorrichtung zum Kollisionsalarm (2) verwendet wird, die senden kann:

– eine Warnung, wenn das Flugzeug (A) Gefahr läuft, mit dem Gelände (S) am Ende einer ersten vorbestimmten Zeitdauer zu kollidieren, wenn es seine aktuellen Flugkennwerte beibehält; und

– einen Alarm, wenn das Flugzeug (A) Gefahr läuft, mit dem Gelände (S) am Ende einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer zu kollidieren, wenn es seine aktuellen Flugkennwerte beibehält, wobei die zweite vorbestimmte Zeitdauer kleiner ist als die erste vorbestimmte Zeitdauer,

dadurch gekennzeichnet, dass:

a) wenn die Vorrichtung zum Kollisionsalarm (2) eine Warnung abgibt, das Flugzeug (A) automatisch wenigstens einem Befehl zum Anstieg mit einer ersten Steigung (&ggr;1) entsprechend einem vorbestimmten Wert unterzogen wird; und

b) wenn die Vorrichtung zum Kollisionsalarm (2) einen Alarm abgibt, ein Autopilot (5) des Flugzeugs (A), der automatisch eingeschaltet wird, wenn er im Augenblick der Abgabe des Alarms ausgeschaltet ist, automatisch und ausschließlich das Flugzeug (A) zu einem Anstieg mit einer zweiten Steigung (&ggr;3) entsprechend der maximal möglichen Steigung unter den aktuellen Flugbedingungen des Flugzeugs (A) zwingt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, in welchem der Pilot eine Aktion auf ein Steuerorgan (6) des Flugzeugs (A) ausübt im Schritt a), der Befehl zum Anstieg dem Befehl hinzugefügt wird, der durch die Aktion des Piloten auf das Steuerorgan (6) erzeugt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall das Flugzeug (A) im Steigflug ist im Schritt a), der Befehl zum Anstieg der diesem Steigflug entsprechenden Steigung hinzugefügt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Schritt b) der Autopilot (5) das Flugzeug (A) zu einem Anstieg mit einem durch die Motoren des Flugzeugs (A) erzeugten Schub zwingt, der dem maximal möglichen Schub unter den aktuellen Flugbedingungen des Flugzeugs (A) entspricht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Schritt b) ein Pilot des Flugzeugs (A) gegebenenfalls den eingeschalteten Autopiloten (5) ausschalten und das Flugzeug (A) manuell steuern kann. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Schritt b) der Autopilot (5) den Anstieg des Flugzeugs (A) unter Beibehaltung des Anstellwinkels des Flugzeugs (A) zwingt, der kleiner ist als ein maximal zulässiger Wert bezüglich des Schutzes gegenüber einem Absturz. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Schritt b) der Autopilot (5) damit beginnt, den Anstieg des Flugzeugs (A) am Ende einer dritten vorbestimmten Zeitdauer nach Abgabe des Alarms zu erzwingen, wenn keine Aktion vorher ausgeführt wurde, um die Kollision mit dem Gelände (S) zu vermeiden. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert der ersten Steigung (&ggr;1) gleich 2° ist. Vorrichtung zur Geländeausweichung (S) für ein Flugzeug (A), wobei die Vorrichtung (1) eine Vorrichtung zum Kollisionsalarm (2) umfasst, die abgeben kann:

– eine Warnung, wenn das Flugzeug (A) Gefahr läuft, mit dem Gelände (S) am Ende einer ersten vorbestimmten Zeitdauer zu kollidieren, wenn es seine aktuellen Flugkennwerte beibehält; und

– einen Alarm, wenn das Flugzeug (A) Gefahr läuft, mit dem Gelände (S) am Ende einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer zu kollidieren, wenn es seine aktuellen Flugkennwerte beibehält, wobei die zweite vorbestimmte Zeitdauer kleiner als die erste vorbestimmte Zeitdauer ist,

dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Steuerungssystem (3) des Flugzeugs (A) umfasst mit wenigstens:

– einem Steuermittel (4), welches ermöglicht, das Flugzeug (A) wenigstens einem Befehl für einen Anstieg mit einer ersten Steigung (&ggr;1) entsprechend einem vorbestimmten Wert automatisch zu unterziehen, wenn die Vorrichtung zum Kollisionsalarm (2) eine Warnung abgibt; und

– einem Autopiloten (5), der automatisch eingeschaltet wird, wenn er im Augenblick der Abgabe eines Alarms durch die Vorrichtung zum Kollisionsalarm (2) ausgeschaltet ist, und der automatisch und ausschließlich das Flugzeug (A) zu einem Anstieg mit einer zweiten Steigung (&ggr;3) entsprechend der maximal möglichen Steigung unter den aktuellen Flugbedingungen des Flugzeugs (A) bei Abgabe eines solchen Alarms durch die Vorrichtung zum Kollisionsalarm (2) zwingt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (4) eine erste Funktion (13) umfasst, die in dem Autopiloten (5) integriert ist, und dass die erste Funktion (13) das Flugzeug (A) dem Befehl zum Anstieg unterzieht, wenn der Autopilot (5) bei der Abgabe einer Warnung eingeschaltet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem (3) ferner wenigstens ein Steuerorgan (6) umfasst, das durch einen Piloten des Flugzeugs (A) betätigt werden kann, dass das Steuermittel (4) eine zweite Funktion (14), die in einen Rechner (7) integriert ist, der die durch Betätigung des Steuerorgans (6) erzeugten Befehle unterstützt, und dass die zweite Funktion (14) das Flugzeug (A) dem Befehl zum Anstieg unterzieht, wenn der Autopilot (5) bei der Abgabe einer Warnung ausgeschaltet ist. Flugzeug, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Vorrichtung (1) umfasst, wie sie in einem der Ansprüche 9 bis 11 spezifiziert ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com