[发明专利]用于防止高度变化操作期间飞机的机载防碰撞系统发出警报的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于防止飞机的机载防碰撞系统在高度变化操作期间发出警报的方法和装置，以及设有此类装置的飞机。

背景技术

如已知的，大多数飞机设有防碰撞系统(通常称为TCAS，即交通碰撞避免系统Traffic Collision Avoidance Systems)，其允许确保空中交通的安全性，防止飞行碰撞的风险。

因此，当两架飞机彼此交会时，它们的防碰撞系统计算碰撞时间的估计值，并发出提醒每架飞机的机组成员可能的未来碰撞的警报：此类警报通常称为第一类型的“交通通知”或“TA警报”。如果适合的话，所述防碰撞系统还为引起机组成员的注意而进一步发出在竖直面中的避免操作指令，以便摆脱碰撞可能性情形：此类避免操作指令通常称为第二类型的“解除通知”或“RA警报”。第一类型TA和第二类型RA的警报通过语音信息并通过显示在飞机驾驶舱中的信息而被具体化。

在实践中，飞机的机载防碰撞系统计算水平面中的碰撞时间(隔开两架飞机的水平距离与它们的相对水平速度之间的比值)和竖直面中的碰撞时间(两架飞机的竖直高度与它们的相对竖直速度之间的比值)。所述由此计算的碰撞时间与对于TA警报和对于RA警报的警报阈值进行比较(所述警报阈值为最高的飞机的高度的函数)，并且当计算的碰撞时间低于对应的警报阈值时触发警报。

此外，如已知的，一架飞机常应该截获(爬升或下降)接近分配给另一架飞机的另一高度水平的稳定高度水平(称为高度设定水平)，并且根据空中交通规则，两个接近的稳定高度水平仅隔开300 m(1000英尺)。

因此，由于稳定高度水平之间的如此低的高度差，现代飞机的高竖直速度以及大量的空中交通，防碰撞系统发出大量的TA和RA警报，而竖直移动以改变高度的飞机正确地操作而没有与另一架飞机的任何碰撞风险。当高度变化操作是正确的时，此类警报对于飞行员造成大量的压力，并且被飞行员认为操作上是无用的，并且在大多数情况下，考虑此类警报导致空中交通被干扰。

此外，高度截获操作期间第二类型的RA警报是非常大量的，并且被认为当前占欧洲空域中此类警报总数的50%以上，这样的百分比在未来由于空中交通的发展还会上升。

因此，为了克服此类缺陷，在2009年9月18日由申请人提交的美国专利申请US 12/562808中描述了用于限制由飞机机载的防碰撞系统发出的警报数量的装置。更具体的，此类装置能够通过控制飞机的竖直速度而适应高度变化操作，从而将由飞机的机载TCAS防碰撞系统计算的竖直面中的碰撞时间维持在TA和/或RA警报的触发阈值之上。

然而，在适应高度变化操作时实施的飞机的竖直速度的降低导致延长了该适应操作的执行时间，且因而增加了飞机在两个高度水平之间耗费的时间。

此外，在一些情况下，这样的竖直速度的降低也会加速或导致TA和/或RA警报的发出。因此，例如，当两架飞机处在爬升阶段时，在高度变化操作期间，以及在彼此交汇时，竖直速度的降低会使得两架飞机彼此更加靠近，导致由机载的防碰撞系统发出警报。

发明内容

本发明旨在改善上述用于适应高度变化操作的装置。

为此，根据本发明，用于在高度变化操作期间防止由飞机的机载防碰撞系统发出的至少一些警报的方法包括用于截获基准高度的水平的阶段，所述机载防碰撞系统能够检测位于所述飞机的空中环境中的至少一架侵入飞机，能够计算所述飞机和所述侵入飞机之间的理论碰撞时间，并在此类理论碰撞时间分别低于第一阈值和第二阈值时发出第一类型的警报和第二类型的警报，所述方法能够实施步骤，其中所述高度变化操作通过控制所述飞机的竖直速度而适应，以便防止发出至少其中一些所述警报，

其特征在于：

A/　在所述高度变化操作期间，首先检测第一类型的警报的发出；

B/　所述第一警报阈值由发出所述第一类型的警报时所述飞机的高度以及所述高度设定水平确定；以及

C/　由所述第一确定的警报阈值以及发出所述第一类型的警报时所述飞机的竖直速度确立启动高度阈值，以便：

　　　　·　当发出所述第一类型的警报时隔开所述飞机与所述高度设定水平的高度最大程度地等于所述确定的高度阈值时，能够实施所述适应步骤以便防止发出新的警报；以及

　　　　·　当发出所述第一类型的警报时隔开所述飞机与所述高度设定水平的高度严格高于所述高度阈值时，其中适应高度变化操作的所述步骤被禁止。