在旋翼飛機(jī)的大角度進(jìn)場期間生成垂直速度警報的駕駛艙顯示系統(tǒng)和方法
【專利摘要】提供在旋翼飛機(jī)上部署的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)的實施例，其是由駕駛艙顯示系統(tǒng)執(zhí)行的方法的實施例。在一個實施例中，駕駛艙顯示系統(tǒng)包括可操作地耦合到座艙顯示設(shè)備（16）的控制器（14）?？刂破髋渲贸桑海╥）在包括垂直速度指示符（54）的座艙顯示設(shè)備上生成主飛行顯示(PFD(30))；（ii）建立第一垂直速度警報閾值；（iii）將第一垂直速度警報閾值與旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度進(jìn)行比較；以及(iv)如果旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度超過第一垂直速度警報閾值，則通過以第一預(yù)定方式變更垂直速度指示符的外觀來在PFD上產(chǎn)生第一垂直速度警報。
【專利說明】
在旋翼飛機(jī)的大角度進(jìn)場期間生成垂直速度警報的駕駛艙顯示系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]下面的公開大體上涉及駕駛艙顯示系統(tǒng)，并且更特別地涉及用于在旋翼飛機(jī)的大角度進(jìn)場(steep approach)期間生成垂直速度警報的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]旋翼飛機(jī)能夠執(zhí)行對固定翼飛機(jī)不適合的非常大角度進(jìn)場。對飛行員重要的是，在非常大角度進(jìn)場期間密切監(jiān)控旋翼飛機(jī)的垂直速度。這種情況的一個原因是能夠?qū)е嘛w機(jī)的向下垂直速度的突然和迅速增加的所謂的“渦環(huán)狀態(tài)”狀況或“帶動力下沉(settlingwith power)”的潛在發(fā)生。渦環(huán)狀態(tài)(VRS)狀況發(fā)生在旋翼飛機(jī)的主轉(zhuǎn)子被擾動空氣包圍時，這顯著地削弱飛機(jī)生成升力的能力。如果旋翼飛機(jī)相對緊密接近地平面并且飛行員被提供很少時間用于從VRS狀況恢復(fù)，則不安全場景因此可能產(chǎn)生。已花費相當(dāng)大的努力來發(fā)展改進(jìn)的駕駛艙顯示系統(tǒng)和進(jìn)場導(dǎo)引系統(tǒng)(例如，具有垂直導(dǎo)引系統(tǒng)的定位器執(zhí)行)，以在執(zhí)行大角度進(jìn)場中協(xié)助飛行員。然而，即使在這樣的系統(tǒng)就位的情況下，旋翼飛機(jī)的飛機(jī)員也繼續(xù)在非常大角度進(jìn)場期間遭遇VRS狀況，為了允許著陸在密集的城市地區(qū)以及出于其他原因，非常大角度進(jìn)場越來越需要滿足噪聲消減規(guī)則。
[0003]因此，存在對提供改進(jìn)的系統(tǒng)和方法用于在旋翼飛機(jī)的大角度進(jìn)場期間增強飛行員感知過度垂直速度的持續(xù)需要。特別期望的是，提供下述駕駛艙顯示系統(tǒng):該駕駛艙顯示系統(tǒng)能夠生成顯著和直觀的視覺報警，其向飛行員警報在旋翼飛機(jī)的大角度進(jìn)場期間的過度垂直速度以及因此在進(jìn)場期間可能發(fā)生VRS狀況。本發(fā)明的其他期望特征和特性根據(jù)隨后的【具體實施方式】和所附權(quán)利要求結(jié)合附圖和前述【背景技術(shù)】理解將變得明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供部署在旋翼飛機(jī)上的駕駛艙顯示系統(tǒng)的實施例。在一個實施例中，駕駛艙顯示系統(tǒng)包括可操作地耦合到座艙顯示設(shè)備的控制器?？刂破鞅慌渲贸?(i)在包括垂直速度指示符的座艙顯示設(shè)備上生成主飛行顯示(pro); (ii)建立第一垂直速度警報閾值；(iii)將第一垂直速度警報閾值與旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度進(jìn)行比較；以及(iv)如果旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度超過第一垂直速度警報閾值，則通過以第一預(yù)定方式變更垂直速度指示符的外觀來在PFD上產(chǎn)生第一垂直速度警報。
[0005]在另一實施例中，駕駛艙顯示系統(tǒng)包括座艙顯示設(shè)備和機(jī)載數(shù)據(jù)源，座艙顯示設(shè)備和機(jī)載數(shù)據(jù)源被配置成監(jiān)控旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度和當(dāng)前高于地平面(AGL)高度?？刂破骺刹僮鞯伛詈系阶擄@示設(shè)備和機(jī)載數(shù)據(jù)源?？刂破鞅慌渲贸山⒆鳛樾盹w機(jī)的當(dāng)前AGL高度的函數(shù)的垂直速度警報閾值，將垂直速度警報閾值與旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度進(jìn)行比較，如果旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度超過垂直速度警報閾值，則在座艙顯示設(shè)備上產(chǎn)生垂直速度警報。
[0006]進(jìn)一步提供用于在旋翼飛機(jī)的座艙顯示設(shè)備上生成過度垂直速度警報的方法。該方法由部署在旋翼飛機(jī)上并且包括可操作地耦合到座艙顯示設(shè)備的控制器的駕駛艙顯示系統(tǒng)執(zhí)行。在一個實施例中，該方法包括在座艙顯示設(shè)備上生成包括垂直速度指示符的PFD。第一垂直速度警報閾值在控制器處被建立或通過控制器建立，該控制器然后確定旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度是否超過第一垂直速度警報閾值。如果旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度超越第一速度警報閾值，則通過以第一預(yù)定方式變更垂直速度指示符的外觀來在Pro上產(chǎn)生視覺警報。
【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的至少一個示例將在下文中結(jié)合下面的附圖進(jìn)行描述，其中類似數(shù)字表示類似元素，以及:
圖1是在旋翼飛機(jī)上部署并且根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例圖示的駕駛艙顯示系統(tǒng)的框圖；
圖2是示范性主飛行顯示(PFD)的截圖，主飛行顯示(PFD)可以由圖1中示出的駕駛艙顯示系統(tǒng)生成并且包括垂直速度指示符(以報告或非警報的狀態(tài)示出)；
圖3是圖2中示出的示范性ΡΠ)的截圖，其中垂直速度指示符的外觀已經(jīng)以指示低級別過度垂直速度警告警報的第一預(yù)定方式被變更;以及
圖4是圖2-3中示出的示范性ΡΠ)的截圖，其中垂直速度指示符的外觀已經(jīng)以指示高級別過度垂直速度報警警報的第二預(yù)定方式被變更。
【具體實施方式】
[0008]下面的【具體實施方式】在性質(zhì)上僅僅是示范性的并且不旨在限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。此外，沒有意圖要受前述【背景技術(shù)】或下面的【具體實施方式】中提出的任何理論限制。
[0009]如在題為“【背景技術(shù)】”的前述部分中指示的，對飛行員重要的是，在非常大角度進(jìn)場(諸如，具有大約9°或更高的下滑角的進(jìn)場)期間密切監(jiān)控旋翼飛機(jī)的垂直速度。特別期望的是，增強對在向下方向上的飛機(jī)的垂直速度的任何突然增加的飛行員感知，因為該突然增加可能指示需要飛行員的立即注意的渦環(huán)狀態(tài)(VRS)狀況。此外，對飛行員期望的是，盡可能迅速地得到這樣的感知，以便最大化可用于執(zhí)行糾正動作的時間段和飛機(jī)與地平面之間的現(xiàn)有垂直間隔兩者。通常生成旋翼飛機(jī)的常規(guī)主飛行顯示(PFD)，以包括垂直速度指示符，垂直速度指示符指示或視覺表示旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度。然而，本發(fā)明人已經(jīng)確定飛行員的焦點在執(zhí)行進(jìn)場時經(jīng)常被引導(dǎo)到與垂直速度指示符偏移的ΡΠ)的區(qū)域。這可以降低下述可能性:飛行員在進(jìn)場期間即時注意到在向下或朝向地球的方向上旋翼飛機(jī)的垂直速度的非期望迅速增加，無論垂直速度的增加是由VRS狀況還是不同的潛在狀況引起。
[0010]下面描述了駕駛艙顯示系統(tǒng)的實施例，該駕駛艙顯示系統(tǒng)提供指示何時旋翼飛機(jī)的垂直速度超過一個或多個垂直速度警報閾值的過度垂直速度警報。如以下描述的，(一個或多個)垂直速度警報閾值優(yōu)選地是動態(tài)的并且基于飛機(jī)與地平面的接近度調(diào)整。在某些實施例中，(一個或多個)垂直速度警報閾值也可以基于任何數(shù)目的次要因素來調(diào)整或精細(xì)調(diào)諧，任何數(shù)目的次要因素進(jìn)一步已知對VRS狀況的潛在發(fā)生有貢獻(xiàn)。當(dāng)確定飛機(jī)的垂直速度已超越垂直速度警報閾值時，視覺警報被產(chǎn)生在座艙顯示設(shè)備上生成的圖形顯示上。更具體地說，過度速度警報優(yōu)選地通過警報在顯示設(shè)備上生成的pro中包括的垂直速度指示符的外觀來產(chǎn)生。如果需要的話，產(chǎn)生在pro上的其他鄰近圖形元素也可能在警報期間在視覺上被變更和/或可能同時生成其他補充警報，諸如觸覺和/或可聽見的警報。例如，在PFD上產(chǎn)生的視覺警報可以是被包括在垂直速度指示符中的圖形元素的顏色、尺寸、動畫、符號體系和/或形狀的變化的任何組合。進(jìn)一步優(yōu)選的是，建立多個過度垂直速度閾值，使得可以生成一系列的警報，如果過度速度狀況變得越來越嚴(yán)重，則一系列的警報在視覺突出方面提升。通過以該方式在垂直速度指示符的區(qū)域中產(chǎn)生視覺警報，駕駛艙顯示系統(tǒng)的實施例可以向飛行員提供旋翼飛機(jī)的過度垂直速度和VRS狀況的可能發(fā)生的直觀和突出的視覺提示。這進(jìn)而給飛行員提供最大時間段來執(zhí)行任何需要的糾正動作。
[0011]圖1是在旋翼飛機(jī)上部署的駕駛艙顯示系統(tǒng)10的框圖，如根據(jù)本發(fā)明的示范性和非限制的實施例圖示的那樣。在圖示的示范性實施例中，顯示系統(tǒng)?ο包括下述部件，每個部件可以由多個設(shè)備、系統(tǒng)或元件組成:(i)控制器14; (ii)座艙顯示設(shè)備16; (iii)聲音發(fā)生器18; (iv)機(jī)載數(shù)據(jù)源20;以及(vi)存儲器21?？刂破?4包括至少第一和第二輸入，第一和第二輸入分別操作地耦合到機(jī)載數(shù)據(jù)源20和存儲器21。此外，控制器14進(jìn)一步包括至少第一和第二輸出，第一和第二輸出分別操作地親合到座艙顯不設(shè)備16和聲音發(fā)生器18。在駕駛艙顯示系統(tǒng)10不包括聲音發(fā)生器18的進(jìn)一步實施例中，控制器14可以僅包括操作地耦合到座艙顯示設(shè)備16的單個輸出。在進(jìn)一步實施例中，顯示系統(tǒng)10可以包括更多或更少數(shù)目的部件，這些部件可以以各種不同方式互連。
[0012]座艙顯示設(shè)備16可以采取適合于產(chǎn)生諸如pro的圖形顯示(包括本文中描述的類型的過度垂直速度警報)的任何監(jiān)控器或圖像生成設(shè)備的形式。座艙顯示設(shè)備16通常將固定到飛機(jī)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，但也可以是可移動的顯示設(shè)備(例如，頭戴式顯示設(shè)備)或帶到座艙中的無線顯示設(shè)備，諸如電子飛行包(EFB)?？刂破?4幫助驅(qū)動顯示設(shè)備16，并且能夠采取用于在其上生成圖形顯示(例如，pro)以及用于執(zhí)行本文中描述的其他功能的任何形式。在這方面，控制器14可以包括任何適合數(shù)目的下述各項或與任何適合數(shù)目的下述各項相關(guān)聯(lián):個體微處理器、飛行控制計算機(jī)、導(dǎo)航裝備、存儲器(包括存儲器21或附加于存儲器21)、電源、存儲設(shè)備、接口卡和本領(lǐng)域中已知的其他標(biāo)準(zhǔn)部件。此外，控制器14可以包括下述項或與下述項協(xié)作:被設(shè)計成執(zhí)行以下描述的各種方法、過程任務(wù)、計算和控制/顯示功能的任何數(shù)目的軟件程序(例如，航空電子設(shè)備顯示程序)或指令。雖然在圖1中被圖示為單獨塊，但是存儲器21在某些實施例中可以集成到控制器14中。
[0013]機(jī)載數(shù)據(jù)源20可以包括任何數(shù)目的機(jī)載傳感器、數(shù)據(jù)鏈路等，用于直接監(jiān)控或無線接收在執(zhí)行本文中描述的過程中有用的數(shù)據(jù)。由機(jī)載數(shù)據(jù)源20收集并且然后提供到控制器14的特定類型的數(shù)據(jù)將在駕駛艙顯示系統(tǒng)10的不同實施例之間發(fā)生變化。通常，在最低程度上，機(jī)載數(shù)據(jù)源20將提供描述旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度的數(shù)據(jù)以及指示飛機(jī)與地平面的當(dāng)前接近度(本文中也稱為“高于地平面”或“AGL”高度)的數(shù)據(jù)到控制器14。在這方面，如在圖1中指示的，機(jī)載數(shù)據(jù)源20可以包括:許多飛行參數(shù)傳感器22，提供描述旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度的數(shù)據(jù);和近地數(shù)據(jù)源24，提供指示當(dāng)前AGL高度的數(shù)據(jù)。例如，近地數(shù)據(jù)源24可以是直接測量飛機(jī)和地表面之間的垂直距離的傳感器或系統(tǒng)，諸如被包括在增強型近地警告系統(tǒng)(EPGffS)中的雷達(dá)高度計。
[0014]在某些實施例中，機(jī)載數(shù)據(jù)源20可以進(jìn)一步提供描述其他參數(shù)或次要因素的附加數(shù)據(jù)給控制器14，該附加數(shù)據(jù)可能對VRS狀況的發(fā)生有貢獻(xiàn)。這樣的次要因素可以包括(但不限于)下滑角、空速、氣象狀況(例如，風(fēng)速和風(fēng)向)、飛機(jī)俯仰角和地表面特性。在這樣的情況下，空速和飛機(jī)俯仰角可以被圖1中示出的飛行參數(shù)傳感器22監(jiān)控?？梢杂蓺庀髷?shù)據(jù)源26提供或經(jīng)由氣象數(shù)據(jù)源26接收描述當(dāng)前氣象狀況的數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)源26能夠包括機(jī)載數(shù)據(jù)傳感器(例如，機(jī)載氣象雷達(dá))和/或用于從遠(yuǎn)程源無線接收氣象信息的數(shù)據(jù)鏈路。在一個實施例中，氣象數(shù)據(jù)源26是通過銥衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)全球氣象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鏈路。能夠從由儀表著陸系統(tǒng)(ILS)接收機(jī)28接收的信息計算下滑角，儀表著陸系統(tǒng)(ILS)接收機(jī)28在一些實施例中可以進(jìn)一步被包括在機(jī)載數(shù)據(jù)源20中。最后，能夠直接由機(jī)載傳感器監(jiān)控和/或從存儲在存儲器21中的地形數(shù)據(jù)庫25重新調(diào)用涉及地表面特性的信息。在后者的情況下，地形數(shù)據(jù)庫25可以存儲描述針對地理區(qū)域的地形拓?fù)浜捅砻骖愋偷男畔?，該信息可以與當(dāng)前飛機(jī)位置相關(guān)，以確定在進(jìn)場地區(qū)處的地形拓?fù)浜捅砻骖愋汀?br>[0015]圖2是示范性PFD30的截圖，示范性PFD 30可以在駕駛艙顯示系統(tǒng)10(圖1)的操作期間由控制器14生成在座艙顯示設(shè)備16上。如可以看到的，pro 30是包括地形的圖形呈現(xiàn)和表示在理想能見度狀況下從座艙看到的視圖(所謂“玻璃座艙”視圖)的其他地理特征的合成視覺系統(tǒng)(SVS)顯示。PFD 30進(jìn)一步包括各種不同的圖形元素和符號體系，它們視覺上涉及在其上部署有顯示系統(tǒng)10的旋翼飛機(jī)的當(dāng)前飛行參數(shù)。在圖2中示出的圖形元素通常在航空電子設(shè)備行業(yè)內(nèi)公知并且將在本文中不進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，為了完整性，簡要地指出圖示的PFD 30包含下面的圖形元素:(i)羅盤32，以直升機(jī)圖標(biāo)34(位于PFD 30的底部中心)為中心；(ii)空速指示符或者“空速帶”36，以精確讀數(shù)窗口 38(位于PFD 30的左上角)為特征；(iii)地面速度讀數(shù)40(位于空速帶36下方)；高度指示符或者“高度帶”42，以精確讀數(shù)窗口44(位于PFD 30的右上角)為特征；(iv)氣壓設(shè)置讀數(shù)46(位于高度帶42下方)；(V)無線電高度指示符48，以精確讀數(shù)窗口50(位于PFD 30的右下角)為特征；以及(vi)飛行路徑矢量圖標(biāo)52，跨PFD 30移動以反映旋翼飛機(jī)的飛行路徑的改變。
[0016]除了以上列出的元素以外，PFD30進(jìn)一步包括專用于視覺表達(dá)或表示旋翼飛機(jī)的垂直速度的許多圖形元素。這樣的圖形元素在本文中被統(tǒng)稱為“垂直速度指示符”并且通過參考數(shù)字“54”標(biāo)識在圖2中。在圖2中，垂直速度指示符54包括:(i)垂直速度刻度56，位于高度帶42的左邊；(i i )精確讀數(shù)窗口 58，提供飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度的放大文本讀數(shù);和(i i i)指針圖標(biāo)60，在垂直速度刻度56上標(biāo)識旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度。與某些常規(guī)固定翼飛機(jī)PFD相比，垂直速度指示符54更可能主要定位在PFD 30的中央?yún)^(qū)域中以駐留在飛行員的主掃描路徑中。該定位強調(diào)將垂直空速與旋翼飛機(jī)的飛行員快速關(guān)聯(lián)的重要性。盡管這樣以及如先前指出的，飛行員的注意力在進(jìn)場期間可能被引導(dǎo)到在空間上偏離垂直速度指示符54的ΡΠ)的區(qū)域;例如，飛行員的注意力可以被引導(dǎo)到飛行路徑矢量圖標(biāo)52，飛行路徑矢量圖標(biāo)52可以在進(jìn)場期間逐漸迀移遠(yuǎn)離垂直速度指示符54。駕駛艙顯示系統(tǒng)10(圖1)通過下述方式來幫助緩解該問題:如果在進(jìn)場期間發(fā)生過度垂直速度狀況，則在PFD 30上選擇性地生成視覺警報以將飛行員的注意力快速引到垂直速度指示符54。
[0017]當(dāng)超越或超過一個或多個垂直速度警報閾值(如考慮在向下方向上利用針對垂直速度閾值和飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度的正值)時，駕駛艙顯示系統(tǒng)10的控制器14(圖1)在PFD 30(圖2)上生成視覺警報?？刂破?4可以建立任何特定數(shù)目的垂直速度警報閾值，并且在PFD30上生成各種不同級別的視覺警報。例如，在簡化的實施例中，控制器14可以建立單個速度改變閾值，并且如果飛機(jī)的垂直速度超越該閾值則生成單個視覺警報。盡管這樣，優(yōu)選的是，控制器14建立多個垂直速度閾值，多個垂直速度閾值在最低程度上包括:(i)第一垂直速度警報閾值(稱為“垂直速度警告閾值”)，其用來確定何時應(yīng)該在PFD 30上生成低級別警告警報；以及(ii)第二垂直速度警報閾值(稱為“垂直速度報警閾值”)，其用來確定何時應(yīng)該在PFD 30上生成高級別報警警報。兩種閾值優(yōu)選都是動態(tài)的，并且關(guān)于旋翼飛機(jī)的當(dāng)前AGL高度來調(diào)整。另外，在至少一些實施例中，垂直速度警報閾值可以進(jìn)一步基于也已知影響VRS狀況的可能性的次要因素來調(diào)整或改善，如以下更充分描述的那樣。
[0018]作為強調(diào)的點，建立動態(tài)垂直速度警報閾值的方式將關(guān)于與在其上部署顯示系統(tǒng)10的特定旋翼飛機(jī)有關(guān)的許多不同因素(諸如，機(jī)身設(shè)計和主轉(zhuǎn)子特性)在駕駛艙顯示系統(tǒng)10(圖1)的實施例之間變化。在給定該文檔的益處的情況下，建立用于確定動態(tài)垂直速度警報閾值的適當(dāng)算法、公式、多維查找表，和/或類似物在航天電子設(shè)備行業(yè)中的普通技術(shù)人員的能力內(nèi)。盡管這樣，垂直速度警報閾值和影響這樣的動態(tài)閾值的因素之間的某些關(guān)系至少在大多數(shù)情況下通?？梢员挥^察到。首先，情況將經(jīng)常是，垂直速度警報閾值將隨著飛機(jī)與地平面之間的距離(AGL高度)減小而在值上減少(S卩，移動得更接近零值)。例如，如果控制器14(圖1)在旋翼飛機(jī)位于200英尺AGL時要建立第一垂直速度閾值為1000英尺每分鐘，則如果飛機(jī)下降至100英尺AGL的話，控制器14可以向下調(diào)整第一垂直速度閾值到750英尺每分鐘，因為機(jī)組人員將有較少時間來阻止下降。垂直速度閾值的該向下調(diào)整反映VRS狀況的可能性的增加，并且進(jìn)一步確保以較低速度閾值觸發(fā)警報，以便如果垂直速度的非期望增加發(fā)生，則給飛行員提供更多的時間來采取糾正動作。
[0019]在許多實施例中，駕駛艙顯示系統(tǒng)10的控制器14(圖1)在確定是否生成過度垂直速度警報時可以僅僅考慮旋翼飛機(jī)的當(dāng)前AGL高度和垂直速度。在更復(fù)雜的實施例中，控制器14在確定是否應(yīng)該生成過度垂直速度警報時可以進(jìn)一步考慮已知對VRS狀況的發(fā)生有貢獻(xiàn)的一個或多個次要因素。通常，這樣的次要因素與當(dāng)前AGL高度相比將對垂直速度閾值提供更少的權(quán)重或影響，并且因此可以被稱為“改善”或“精細(xì)調(diào)諧”動態(tài)閾值。這樣的次要因素的非窮舉列表包括:下滑角、當(dāng)前飛機(jī)航向、當(dāng)前空速、當(dāng)前氣象狀況(例如，風(fēng)速和風(fēng)向)、當(dāng)前飛機(jī)俯仰角和地表面特性。這些次要因素在被考慮時將經(jīng)常對動態(tài)垂直速度閾值有下述的一般影響。垂直速度閾值通常將隨著增加下滑角，隨著增加俯仰角和/或隨著減小空速在值上被向下調(diào)整(即，被調(diào)整為更接近零值)，因為旋翼飛機(jī)較小可能能夠脫離由其主轉(zhuǎn)子造成的擾動空氣并且VRS狀況的概率相應(yīng)地增加。類似地，垂直速度閾值也將隨著增加順風(fēng)(如從當(dāng)前風(fēng)速、風(fēng)向、和飛機(jī)航向數(shù)據(jù)確定)在值上被向下調(diào)整，因為越來越有可能的是，由飛機(jī)造成的擾動空氣將再次朝著主轉(zhuǎn)子被向前攜帶，從而增加VRS狀況的概率。最后，當(dāng)?shù)乇砻嫣匦愿锌赡芟⒅鬓D(zhuǎn)子下風(fēng)氣流從而使得VRS狀況的發(fā)生的可能性較小時，將通常在值上向上調(diào)整垂直速度閾值。下面的一般觀察僅作為示例被做出，并且不必跨駕駛艙顯示系統(tǒng)10的所有實施例適用。在其他實施例中，以上列出的次要因素在建立(一個或多個)垂直速度警報閾值時可以不被考慮或不同組的次要因素可以被考慮。
[0020]駕駛艙顯示系統(tǒng)10的附加描述現(xiàn)在將結(jié)合圖2-4并且在示范性實施方式中被提供，其中顯示系統(tǒng)10基于垂直速度警告和報警閾值生成警報。首先參考圖2，在非警報或報告狀態(tài)下示出PFD 30。在該場景中，旋翼飛機(jī)的AGL高度是相對高的(780英尺)，并且顯示系統(tǒng)10的控制器14(圖1)已建立相應(yīng)地高的垂直速度警報閾值。例如，在圖2中圖示的場景中，控制器14可以分別建立為1500和2000垂直英尺每分鐘的垂直速度警告和報警閾值。因此，即使旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度在圖2中也相對高(在向下方向上是1150垂直英尺每分鐘)，當(dāng)前垂直速度不超過任一垂直速度警報閾值。顯示系統(tǒng)10因此驅(qū)動座艙顯示設(shè)備16生成PFD 30，使得垂直速度指示符54以默認(rèn)格式示出。在默認(rèn)格式下，垂直速度刻度56可以以非警報或報告格式和顏色(諸如，白色)被生成。類似地，精確讀數(shù)窗口 58和指針圖標(biāo)60也可以被產(chǎn)生為不太明顯的外觀和非警報顏色，諸如綠色(在圖2中通過第一樣式的交叉影線表示)。
[0021]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，PFD30在低級別過度垂直速度警告警報的生成期間示出。在該場景中，旋翼飛機(jī)的AGL高度和垂直速度已分別下降至135英尺和750英尺每分鐘。因為旋翼飛機(jī)的AGL高度現(xiàn)在相對低，所以表示地平面的地面元素62現(xiàn)在可以在高度帶42中被看到。響應(yīng)于AGL高度的該降低，駕駛艙顯示系統(tǒng)10的控制器14(圖1)已降低垂直速度警報閾值。例如，控制器14現(xiàn)在可以確定垂直速度警告閾值已從其先前值降低到700英尺每分鐘，而垂直速度報警閾值已降低到900英尺每分鐘。因此，在圖3中示出的場景中，旋翼飛機(jī)的垂直速度現(xiàn)在超過垂直速度警告閾值，并且在PFD 30上生成對應(yīng)的警報?？梢酝ㄟ^以任何數(shù)目的不同方式改變垂直速度指示符54的外觀來產(chǎn)生垂直速度警告警報。例如，如在圖3中指示的，精確讀數(shù)窗口 58中的數(shù)字讀數(shù)可以在尺寸上被增加，并且根據(jù)預(yù)定顏色編碼方案改變?yōu)榫瘓箢伾?本文中更簡單地稱為被“顏色編碼”到警報顏色)，諸如琥珀色(在圖3中通過第二樣式的交叉影線表示)。類似地，也可以生成指針圖標(biāo)60以具有增加的尺寸并且顏色編碼到警報顏色。如果需要的話，也可以在PFD 30上產(chǎn)生指示垂直速度報警警報的附加圖形。例如，可以在與精確讀數(shù)窗口 58相鄰的位置處產(chǎn)生圖形64(本文中稱為“溫度計”)，圖形64視覺上把窗口 58連接到指針圖標(biāo)60。溫度計64也可以被顏色編碼到報警顏色?？梢赃M(jìn)一步做出垂直速度指示符54的外觀的各種附加改變，包括垂直速度刻度56的外觀的變更。例如，垂直速度指示符54附近的其他圖形元素(例如，高度帶42中的地面元素62)的外觀也可以在進(jìn)一步實施例中在警告警報的生成期間被變更。
[0022]最后，關(guān)于圖4，PFD30是在高級別垂直速度報警警報的生成期間示出的。情況如先前的那樣，旋翼飛機(jī)的AGL是135英尺，垂直速度報警閾值可以是700英尺每分鐘，而垂直速度警告閾值可以是900英尺每分鐘。然而，在圖4中圖示的場景中，飛機(jī)的垂直速度現(xiàn)在在向下方向上是1000英尺每分鐘，因此超過垂直速度報警閾值。因此，在PFD 30上生成垂直速度報警警報。在圖示的示例中，垂直速度報警警報包括精確讀數(shù)窗口58、指針圖標(biāo)60和溫度計64的顏色和/或外觀的改變，精確讀數(shù)窗口 58、指針圖標(biāo)60和溫度計64所有都可以被生成為具有更明顯的外觀(例如，更大的尺寸)和被顏色編碼到預(yù)定報警顏色，諸如紅色(在圖4中通過第三樣式的交叉影線表示)。也可以做出垂直速度指示符54的外觀的各種附加改變，包括垂直速度刻度56的外觀的變更。此外，鄰近圖形元素的外觀也可以在報警警報的生成期間被變更;例如，如圖3中示出的，地面元素62的顏色編碼和/或不透明度可以在報警警報的生成期間被增加。其他可能的改變包括(但不限于)使包括在垂直速度指示符54內(nèi)的一個或多個圖形元素閃爍或以其他方式動畫化。
[0023]因此前面已提供用于生成指示何時旋翼飛機(jī)的垂直速度超過一個或多個垂直速度警報閾值的視覺反饋的駕駛艙顯示系統(tǒng)的實施例。如以上描述的，(一個或多個)垂直速度警報閾值優(yōu)選是動態(tài)的，并且基于飛機(jī)與地平面的接近度被調(diào)整，并且在某些實施例中，基于影響VRS狀況的可能性其他次要因素被調(diào)整。換句話說，顯示系統(tǒng)的控制器可以建立作為當(dāng)前AGL高度以及可能的，一個或多個附加參數(shù)(諸如，當(dāng)前順風(fēng)速度的量值)的函數(shù)的(一個或多個)速度警報閾值。過度垂直速度警報可以在視覺上或以圖形方式被表達(dá)為PFD的垂直速度指示符的外觀的變更以及可能表達(dá)為在PFD上產(chǎn)生的其他鄰近圖形元素。在優(yōu)選實施例中，建立多個過度速度閾值，從而根據(jù)過度垂直速度狀況的增加的嚴(yán)重性對警報進(jìn)行分級并且在視覺突出方面增加。通過以該方式在垂直速度指示符的區(qū)域中提供視覺警報，駕駛艙顯示系統(tǒng)的實施例給飛行員提供旋翼飛機(jī)的過度垂直速度的直觀和突出的視覺提示。此外，將領(lǐng)會的是，可以結(jié)合視覺警報生成其他警報，以進(jìn)一步將飛行員的注意力引導(dǎo)到過度垂直速度狀況的發(fā)生。這樣的其他警報可以包括可聽見和觸覺的警報。在實施例中，這樣的補充警報是利用聲音發(fā)生器18(圖1)生成的聽覺警報。例如，當(dāng)高級別垂直速度報警閾值已被超越時，駕駛艙顯示系統(tǒng)10的控制器14可以使下面可聽見的消息經(jīng)由聲音發(fā)生器18被通告:“報警一過度垂直速度”。
[0024]雖然以上在全功能計算機(jī)系統(tǒng)(S卩，圖1中示出的駕駛艙顯示系統(tǒng)10)的情境中描述前述示范性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到本發(fā)明的機(jī)制能夠作為程序產(chǎn)品(即，自動制動控制程序)被分發(fā)，并且此外，本發(fā)明的教導(dǎo)適用于程序產(chǎn)品，不管被用于執(zhí)行其分發(fā)的特定類型的非臨時性計算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，軟盤、硬盤驅(qū)動器、存儲器卡、光盤等)如何。實際上，在某些實施例中并且取決于部署在旋翼飛機(jī)上的現(xiàn)有裝備，提供以上描述的垂直速度警報功能的駕駛艙顯示系統(tǒng)可以在至少一些實施例中通過相對簡單的軟件升級來實現(xiàn)或?qū)嵤?br>[0025]雖然已在前述【具體實施方式】中提出至少一個示范性實施例，但是應(yīng)該領(lǐng)會的是，存在大量的變型。也應(yīng)該領(lǐng)會的是，一個或多個示范性實施例只是示例，并且不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。更確切地說，前述【具體實施方式】將給本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實施本發(fā)明的示范性實施例的方便路線圖。在不脫離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，可以在示范性實施例中描述的元件的功能和布置方面做出各種改變。
【主權(quán)項】
1.一種部署在旋翼飛機(jī)上的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，所述駕駛艙顯示系統(tǒng)包括: 座艙顯示設(shè)備(16);和 控制器(14)，可操作地耦合到座艙顯示設(shè)備，所述控制器配置成: 在包括垂直速度指示符(54)的座艙顯示設(shè)備上生成主飛行顯示(PFD(30)); 建立第一垂直速度警報閾值； 將第一垂直速度警報閾值與旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度進(jìn)行比較;和 如果旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度超過第一垂直速度警報閾值，則通過以第一預(yù)定方式變更垂直速度指示符的外觀來在PFD上產(chǎn)生第一垂直速度警報。2.權(quán)利要求1所述的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，其中第一垂直速度警報閾值是垂直速度警告閾值，并且其中所述控制器(14)進(jìn)一步配置成: 建立垂直速度報警閾值;和 如果旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度超過垂直速度報警閾值，則通過以第二預(yù)定方式變更垂直速度指示符(54)的外觀來在PFD( 30)上產(chǎn)生第二垂直速度警報。3.權(quán)利要求2所述的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，其中所述控制器(14)配置成:當(dāng)生成第一垂直速度警報時將包括在垂直速度元素中的第一圖形元素(58、60、64)的顏色改變?yōu)榫骖伾?，并且?dāng)生成第二垂直速度警報時將第一圖形元素(58、60、64)的顏色改變?yōu)閳缶伾?.權(quán)利要求3所述的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，其中第一圖形元素(58、60、64)包括精確垂直速度讀數(shù)窗口(58)。5.權(quán)利要求4所述的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，其中第一圖形元素(58、60、64)包括指針圖標(biāo)(60)，所述指針圖標(biāo)(60)在垂直速度刻度(56)上指向旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度。6.權(quán)利要求1所述的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，其中垂直速度指示符(54)包括精確垂直速度讀數(shù)窗口(58)，并且其中控制器(14)配置成通過在與精確垂直速度讀數(shù)窗口(58)相鄰的位置處添加新的圖形元素(64)到垂直速度指示符(54)來產(chǎn)生第一垂直速度警報。7.權(quán)利要求1所述的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，進(jìn)一步包括機(jī)載數(shù)據(jù)源，所述機(jī)載數(shù)據(jù)源耦合到控制器(14)并且配置成向控制器(14)提供指示旋翼飛機(jī)的當(dāng)前高于地平面(AGL)高度的數(shù)據(jù)，并且其中控制器配置成建立作為當(dāng)前AGL高度的函數(shù)的第一垂直速度警報閾值。8.權(quán)利要求7所述的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，其中控制器(14)配置成隨著當(dāng)前AGL高度降低而降低第一垂直速度警報閾值。9.權(quán)利要求7所述的駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)，其中控制器(14)進(jìn)一步配置成關(guān)于由下述各項構(gòu)成的組中的至少一個調(diào)整第一垂直速度警報閾值:下滑角、空速、風(fēng)速和風(fēng)向、飛機(jī)俯仰角和地表面特性。10.—種用于在旋翼飛機(jī)的座艙顯示設(shè)備(16)上生成過度垂直速度警報的方法，所述方法由駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)執(zhí)行，所述駕駛艙顯示系統(tǒng)(10)被部署在旋翼飛機(jī)上并且包括可操作地耦合到座艙顯示設(shè)備的控制器(14)，所述方法包括: 在座艙顯示設(shè)備上生成包括垂直速度指示符(54)的主飛行顯示(PFD(30)); 在控制器處建立第一垂直速度警報閾值； 在控制器處確定旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度是否超過第一垂直速度警報閾值；以及 如果旋翼飛機(jī)的當(dāng)前垂直速度超越第一速度警報閾值，則通過以第一預(yù)定方式變更垂直速度指示符的外觀來在PFD上產(chǎn)生視覺警報。
【文檔編號】G05B19/048GK106020076SQ201610189941
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】何剛, J.F.哈維
【申請人】霍尼韋爾國際公司