专利汇可以提供用于航空器涡流安全的集成系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于防止可能出现不正常情况的系统,其中当航空器可能进入 涡流 发生器尾涡流危险区时。本发明的系统包括信息子系统,用于记录和存储有关预期航空器相对 位置 的信息和根据用户规定危险准则的尾涡流区,它涉及影响航空器的危险 气动 力 和力矩,气动力和力矩是由涡流发生器尾涡流诱发的,并用于传递所述信息到所述用户,他们可以是与航空器之间有保护距离和在预报时刻的机组成员和/或机上服务员。所述信息可以是视觉可读形式,且信息量足以形成指示 信号 ,它可以由航空器实施飞行操作以避开危险的尾涡流区。,下面是用于航空器涡流安全的集成系统专利的具体信息内容。
1.一种用于航空器涡流安全的集成系统,该系统包括:
航空器参数信息子系统,能够接收、保存并给用户提供有关航空器配置、位置、飞行速度、和飞行姿态的信息;
涡流发生器信息子系统,能够为位于航空器邻近的所有涡流发生器,接收、保存并给用户提供从不同可用源来的涡流发生器配置、位置、飞行速度、和飞行姿态的信息;
环境参数信息子系统,能够接收、保存并给用户提供航空器邻近中有关当前和预报时间瞬间的环境条件的信息;
警告子系统,它警告用户,在预报时间航空器遭遇涡流发生器尾涡流的风险;
用户子系统,能够接收、保存并给用户提供来自其他子系统的信息,并形成用于航空器规避动作的指令信号,确保用户在预报时间接收到航空器遭遇涡流发生器尾涡流风险的警告信号之后,在用户选取危险准则的延迟时间内,航空器规避涡流发生器危险区;
通信子系统,用于确保这些子系统集成到联合复合体,且
所述航空器参数信息子系统确保接收、处理、保存、和传输这样的信息到警告子系统,这些信息至少是有关航空器配置、惯性坐标系中的坐标和飞行姿态、有关航空器坐标系中航空器的速度和角速度分量的信息;
所述涡流发生器信息子系统,确保接收、处理、保存、和传输如下的信息到用户,这些信息至少是有关涡流发生器类型、惯性坐标系中的坐标和飞行姿态、速度和角速度分量的信息;
所述环境参数信息子系统确保接收、处理、保存、和传输如下的信息到用户,这些信息至少是有关在存在尾涡流区域的不同高度的惯性坐标系中的风速分量,以及有关环境湍流的信息;
通知用户航空器遭遇涡流发生器危险区的可能性的所述警告子系统,至少执行涡流发生器尾涡流位置、强度、和危险区、预报时间航空器预报位置区的计算,并把航空器在预报时间遭遇涡流发生器尾涡流危险区可能性的信息传输到用户子系统;以及
所述用户子系统接收、处理、保存和指示从警告子系统来的信息,这些信息至少是有关从航空器预报位置区到涡流发生器尾涡流危险区的距离在预报时间变零的信息,并形成指示航空器增大上述距离的位置变化的信号,
其中在预报时间通知用户航空器遭遇涡流发生器尾涡流危险区可能性的所述警告子系统,包含一种系统,该系统包括:
航空器参数跟踪器,能够接收当前时间有关航空器配置、惯性坐标系中的位置、坐标、和飞行姿态的信息;
涡流发生器跟踪器,能够接收有关当前时间惯性坐标系中涡流发生器位置、几何和重量特征、以及运动参数的信息;
存储器单元,能够保存有关惯性坐标系中涡流发生器位置和运动参数的信息;
环境参数检测器,能够接收有关当前时间航空器和涡流发生器的组合空间中的环境参数的信息;
尾涡流跟踪器,能够以惯性坐标系中涡流中心路径的集合的形式,确定涡流发生器尾涡流;
存储器装置,能够以惯性坐标系中涡流区中心和尾涡流强度的集合的形式,存储有关涡流发生器尾涡流路径点坐标的信息;
用于选取延迟时间的装置,能够计算时间周期,航空器在接收到遭遇尾涡流可能性的警告信号之后,在该时间周期内至少有避开涡流发生器尾涡流危险区的飞行规避动作的可能性;
用于模拟控制平面的装置,能够计算延迟距离,该延迟距离等于航空器在该延迟时间内覆盖的距离,对位于航空器之前的控制平面做模型,该控制平面垂直于航空器在该延迟距离上的飞行方向,并确定惯性坐标系中航空器到达该控制平面所必需的预报时间;
用于确定危险区参数的装置,能够以在预报时间发生器涡流区中危险区的集合的形式,确定涡流发生器尾涡流危险区的几何特征;
预报装置,能够以相对于惯性坐标系的发生器涡流区中心和在预报时间发生器尾涡流强度的集合的形式,确定涡流发生器尾涡流的路径;
用于计算相交点的装置,能够确定发生器尾涡流轨迹与在预报时间航空器飞行通过的控制平面的相交点坐标;
区域形成装置,能够以发生器尾涡流危险区的集合的形式,围绕尾涡流路径与尾涡流危险区控制平面的相交点形成这些区域,在发生器尾涡流危险区,进入的航空器可能有超过容许限制的飞行参数;能够在航空器预报位置区的控制平面中形成这些区域,该航空器预报位置是在适当考虑飞行规则下,航空器在预报时间与控制平面相交的位置;能够围绕报警区的航空器预报位置区域形成这些区域;给用户提供有关尾涡流危险区进入警告区的信息;
变换单元,能够计算航空器坐标系中航空器预报位置区、警告区和尾涡流危险区的坐标;
第一相交条件测试单元,能够计算从警告区到尾涡流危险区的距离并标记该距离的变零;
第二相交条件测试单元,能够计算从航空器预报位置区到尾涡流危险区的距离并标记该距离的变零;
第一指示单元,能够形成和传输从航空器预报位置区到涡流发生器尾涡流危险区的距离变零的信号;
第二指示单元,能够指示从警告区到涡流发生器尾涡流危险区的距离的变零。
2.按照权利要求1的系统,其中:
所述航空器信息子系统,是在航空器标准机载设备和/或地面、海上和/或航空航天导航复合体设备的基础上实现的;
所述涡流发生器信息子系统,是在航空器标准机载设备和/或涡流发生器标准设备、和/或用于地面、海上、或航空航天复合体的空中交通管制设备的基础上实现的;
所述环境信息子系统,是在航空器标准机载设备和/或用于空中交通管制系统的标准气象设备或地面、海上和/或航空航天导航复合体设备的基础上实现的;
通知用户航空器遭遇涡流发生器尾涡流危险区可能性的所述警告子系统,是在用户计算机软件和/或机载统一指示系统和/或空中交通管制勤务的指示系统或在海上的地面设备和/或在飞行控制器现场的航空航天导航复合体的基础上实现的;
所述用户子系统,是在用户计算机和导航系统的基础上实现的,该导航系统属于航空器机载标准设备和/或在飞行控制器现场的地面或海上的导航复合体;
所述通信子系统,是在数据传输通信系统和/或信息交换的机载多路通道的基础上实现的,和
该用户是航空器和/或空中交通管制勤务,而指令信号是在航空器飞行控制系统中实现的。
3.按照权利要求1的系统,其中:
所述航空器参数跟踪器,至少能够接收有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜、偏航和滚转角的信息;
所述涡流发生器跟踪器,至少能够接收有关涡流发生器类型、飞行速度、角速度和发生器路径点坐标的信息;
所述环境参数检测器,至少能够接收有关本地风速幅度和方向、高空风模式、环境湍流强度、和下部地形类型的信息;
所述尾涡流跟踪器,能够以发生器涡流区中心和尾涡流强度的集合的形式,在保存的信息的基础上,确定涡流发生器尾涡流路径,该保存的信息是有关涡流发生器类型、速度、角速度、和发生器路径上各点的坐标的信息;
所述模拟控制平面的装置,能够在有关航空器位置、飞行姿态、速度、和延迟时间的信息的基础上,对控制平面做模型;
所述确定危险区参数的装置,能够在如下信息的基础上,确定发生器尾涡流危险区的几何特征,这些信息是,保存的轨道点坐标和发生器尾涡流强度的集合的信息,以及航空器配置、惯性坐标系中位置、速度和角速度的信息;
所述预报装置,能够在有关尾涡流路径信息的基础上,以惯性坐标系中发生器涡流区中心轨迹和尾涡流强度的集合的形式,确定涡流发生器尾涡流路径和强度;
所述计算相交点的装置,能够在有关惯性坐标系中控制平面的坐标和尾涡流轨迹的信息的基础上,确定在预报时间发生器尾涡流轨迹与航空器飞行通过的控制平面的相交点的坐标;
所述区域形成装置,能够在如下信息的基础上,形成尾涡流危险区、航空器预报位置区、和警报区,这些信息是有关发生器尾涡流路径与控制平面在预报时间的相交点的坐标的信息、有关以发生器涡流危险区的集合的形式表示的危险区几何特征的信息,有关惯性坐标系中在适当考虑飞行规则下航空器位置、飞行姿态、速度和角速度的信息;
所述变换单元,能够在如下信息的基础上,计算航空器预报位置区、警告区和航空器坐标系中尾涡流危险区的坐标,这些信息是有关航空器预报位置区坐标、警告区坐标和尾涡流危险区坐标的信息,以及有关航空器坐标和飞行姿态信息,或是当前时间惯性坐标系中倾斜、偏航和滚转角的信息。
4.按照权利要求1的系统,其中所述警告子系统包括:
涡流发生器跟踪器;
存储器单元;
尾涡流跟踪器;
用于确定危险区参数的装置;
预报装置;
用于计算相交点的装置;
区域形成装置;
测试相交条件的第一和第二单元;及
能够同时对位于航空器邻近处的每个涡流发生器起作用的信号装置。
5.按照权利要求1的系统,其中在警告子系统中用于选取延迟时间的所述装置,是利用延迟时间的当前修正的可能性实现的,所述区域形成装置,是利用航空器预报位置区域坐标的当前修正的可能性和警告区坐标的当前修正的可能性实现的,而所述这些修正是按照人工方式、半自动方式或自动方式进行的。
6.照权利要求1的系统,其中所述用户子系统,包括向用户提供可视信息的装置,这些信息是有关航空器预报位置区定位和控制平面中涡流发生器尾涡流危险区的信息。
7.按照权利要求1的系统,其中所述用户子系统,包括选自由视觉、听觉和触觉指示装置构成的组的指示装置和报警指示装置。
8.照权利要求1的系统,其中选取航空器容许的滚转作为涡流发生器尾涡流的危险准则。
9.照权利要求1的系统,其中选取涡流发生器尾涡流诱发的航空器滚转力矩作为涡流发生器尾涡流的危险准则。
10.照权利要求1的系统,其中所述警告子系统中的所述尾涡流跟踪器和所述预报装置,包括可编程元件,而用于确定危险区参数的所述装置,是在可编程元件的软件中实现的。
11.照权利要求1的系统,其中所述警告子系统和所述用户子系统的各装置和各单元有不同的定位。
12.按照权利要求1的系统,其中所述用户子系统,包括一个系统,用于存储有关延迟时间、控制平面的坐标、航空器预报位置区域、和涡流发生器危险区的信息,这些信息至少是在航空器预报位置区到涡流发生器尾涡流危险区距离变零事件的报警指示时间内。
13.按照权利要求5的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上,计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到航空器给定点上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的尾涡流点路径的保存的信息,有关航空器配置、惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取的准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征.
14.按照权利要求13的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
15.按照权利要求6的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到给定点航空器上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的尾涡流点路径的保存的信息,有关航空器配置,惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征。
16.按照权利要求15的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的所述装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
17.按照权利要求7的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到给定点航空器上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的尾涡流点路径的保存的信息,有关航空器配置,惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征。
18.按照权利要求17的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
19.按照权利要求8的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到给定点航空器上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的尾涡流点路径的保存的信息,有关航空器配置、惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取的准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征。
20.按照权利要求19的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
21.按照权利要求9的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到给定点航空器上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的尾涡流点路径的保存的信息,有关航空器配置、惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取的准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征。
22.按照权利要求21的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
23.按照权利要求10的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到给定点航空器上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的尾涡流点路径的保存的信息,有关航空器配置、惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取的准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征。
24.按照权利要求23的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
25.按照权利要求11的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到给定点航空器上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的尾涡流点路径的保存的信息,有关航空器配置、惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取的准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征。
26.按照权利要求25的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
27.按照权利要求12的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上,计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到航空器给定点上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的尾涡流点路径的保存的信息,有关航空器配置、惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取的准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征。
28.按照权利要求27的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
29.按照权利要求1的系统,其中所述警告子系统,包括用于确定涡流发生器危险区参数的装置,该装置包括:
用于航空器规划的单元,能够在有关航空器配置、坐标、飞行速度、倾斜角、偏航和滚转的信息的基础上,计算航空器几何特征的集合,该几何特征是评价发生器尾涡流诱发并作用到航空器上的附加气动力和力矩所必需的;
用于评价作用到航空器给定点上并由发生器尾涡流诱发的附加气动力和力矩的单元,该单元能够在如下信息的基础上计算这些气动力和力矩,这些信息是:以惯性坐标系中涡流区中心轨迹和发生器尾涡流强度的集合的形式表示的保存的信息,有关航空器配置、惯性坐标系中位置、飞行速度、角速度的信息,和有关航空器几何结构的信息;
用于估算给定点空气动力扰动危险水平的单元,能够在用户选取的准则的基础上,估算该危险水平;
用于确定发生器尾涡流诱发的航空器气动力和力矩的点是危险点的单元,能够在按用户选定的危险准则选择各点的基础上,确定危险区上各点的坐标;
用于评价尾涡流危险区几何特征的单元,能够在有关危险区各点坐标的信息的基础上,计算这些几何特征。
30.按照权利要求29的系统,其中在所述警告子系统中的用于确定危险区参数的装置内的用于确定尾涡流危险区几何特征的所述单元,能够近似确定危险区边界。
本发明涉及提供用于航空器安全驾驶操作的方法和装置,具体涉及观察预先警告或防止意外情况的发生,该情况是与航空器进入另一个飞行物体造成分布式空气流危险区的风险相联系,这是该物体产生的所谓“尾涡流”或作为飞行物体周围稳定空气流的结果。
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