BR112021003690A2

BR112021003690A2 - sistema e método de evasão de aeronave e esteira de aeronave durante voo e veículos relacionados

Info

Publication number: BR112021003690A2
Application number: BR112021003690-3A
Authority: BR
Inventors: Thomas Landers; Kevin Prosser
Original assignee: Gulfstream Aerospace Corporation
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2021-05-18
Also published as: IL281010B; CN112602131B; IL281010A; US20200064866A1; JP7170847B2; EP3844732B1; WO2020046998A1; CA3109864C; US11144071B2; BR112021003690B1; JP2021536394A; CA3109864A1; EP3844732A1; CN112602131A

Abstract

SISTEMA E MÉTODO DE EVASÃO DE AERONAVE E ESTEIRA DE AERONAVE DURANTE VOO E VEÍCULOS RELACIONADOS Sistemas aviônicos, aeronaves e métodos são fornecidos. Um sistema aviônico para uma aeronave alvo inclui um dispositivo de detecção de aeronave intrusa e um processador. O processador é programado para: identificar uma aeronave intrusa usando o dispositivo de detecção de aeronave intrusa; prever um percurso futuro da aeronave intrusa; estimar as características de força, tamanho e localização de um vórtice de esteira criado pela aeronave intrusa em pontos futuros no tempo ao longo do percurso futuro; calcular uma trajetória potencial com posições potenciais da aeronave alvo em cada um dos pontos futuros no tempo; comparar as posições potenciais com as características de força, tamanho e localização do vórtice da esteira em cada um dos pontos futuros no tempo para identificar um conflito da esteira; e manobrar a aeronave alvo com base no conflito de esteira.

Description

“SISTEMA E MÉTODO DE EVASÃO DE AERONAVE E ESTEIRA DE AERONAVE DURANTE VOO E VEÍCULOS RELACIONADOS” CAMPO DE APLICAÇÃO

[0001] A presente divulgação, de modo geral, se refere a evitar vórtices de turbulência de esteira de aeronave e, mais particularmente, se refere a sistemas de aeronaves que preveem vórtices de turbulência de esteira futura e avaliam os vórtices como obstáculos potenciais ao voo.

ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Esta seção fornece informações básicas relacionadas à presente divulgação que não são necessariamente técnicas anteriores.

[0003] Aeronaves modernas incluem uma variedade de sistemas de proteção diferentes, como o sistema de evasão e alerta de terreno (TAWS). O TAWS é um exemplo de um sistema de proteção a bordo projetado para detectar e alertar quando a aeronave está dentro de uma proximidade predeterminada de objetos físicos estáticos (por exemplo, ao solo, ou uma estrutura montada no solo, como um edifício ou torre de comunicação).

[0004] Uma aeronave normalmente terá vários sistemas capazes de avaliar a altitude, a partir dos quais a altura acima do solo pode ser calculada ou inferida. O arranjo TAWS típico emprega um sistema de banco de dados a bordo que correlaciona a posição latitude-longitude (lat-lon) da aeronave com uma elevação do solo armazenada. Um sistema GPS (ou outro sistema de referência de navegação) fornece a posição lat-lon atual da aeronave, que é usada para acessar o banco de dados para pesquisar a elevação do solo na posição da aeronave ou na trajetória de voo da aeronave. Se a trajetória de voo da aeronave for muito próxima ao solo (ou uma estrutura erguida no solo), o TAWS alerta o piloto e também pode invocar outros sistemas de segurança ou sistemas de piloto automático que fazem parte do sistema de proteção da aeronave.

[0005] Outro obstáculo potencial ao voo é a turbulência de esteira criada por outra aeronave em voo. A turbulência da esteira inclui vários componentes que perturbam o ar na esteira da aeronave em voo. Dentre os componentes, os vórtices de ponta de asa ou vórtices de esteira normalmente dissipam os mais lentos e permanecem perigosos para o voo de outra aeronave por mais tempo após a aeronave geradora de esteira ter partido.

[0006] Os vórtices de esteira resultam das forças que levantam a aeronave. O ar de alta pressão da superfície inferior das asas flui ao redor das pontas das asas para a região de baixa pressão acima das asas. O movimento do ar de alta pressão para a região de baixa pressão gera um par de vórtices contra-rotativos que se desprendem das asas. Visto de trás da aeronave, o vórtice da asa direita gira no sentido anti-horário e o vórtice da asa esquerda gira no sentido horário. Essa região de ar em rotação atrás da aeronave é onde ocorre a turbulência da esteira. A força do vórtice (por exemplo, velocidade de rotação e tamanho) é geralmente determinada pela configuração, peso, envergadura e velocidade da aeronave de geração de vórtice.

[0007] Como esses vórtices existem atrás da aeronave geradora, as técnicas convencionais de prevenção de esteira contam com o piloto para considerar onde a aeronave geradora esteve no passado para saber quais áreas podem conter vórtices de esteira e tentar evitar essas áreas. Embora esta evasão de esteira reativa possa funcionar, depende do piloto estar ciente de onde as outras aeronaves estão e para onde seus vórtices de esteira provavelmente viajarão.

[0008] Consequentemente, há espaço para melhorias. Além disso, outras funcionalidades e características desejáveis da presente invenção tornar-se-ão aparentes a partir da descrição detalhada subsequente e das reivindicações anexas, tomadas em conjunto com os desenhos anexos e o campo técnico anterior e antecedentes.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0009] Sistemas aviônicos, aeronaves e métodos são fornecidos.

[0010] Em uma configuração, um sistema aviônico para uma aeronave alvo inclui um dispositivo de detecção de aeronave intrusa e um processador. O processador é programado para: identificar uma aeronave intrusa usando o dispositivo de detecção de aeronave intrusa; prever um percurso futuro da aeronave intrusa; estimar as características de força, tamanho e localização de um vórtice de esteira criado pela aeronave intrusa em pontos futuros no tempo ao longo do percurso futuro; calcular uma trajetória potencial com posições potenciais da aeronave alvo em cada um dos pontos futuros no tempo; comparar as posições potenciais com as características de força, tamanho e localização do vórtice da esteira em cada um dos pontos futuros no tempo para identificar um conflito da esteira; e manobrar a aeronave alvo com base no conflito de esteira.

[0011] Em outra configuração, uma aeronave alvo inclui um dispositivo de detecção de aeronave intrusa e um processador. O processador é programado para: identificar uma aeronave intrusa usando o dispositivo de detecção de aeronave intrusa; prever percurso futuro da aeronave intrusa; estimar as características de força, tamanho e localização de um vórtice de esteira criado pela aeronave intrusa em pontos futuros no tempo ao longo do percurso futuro; calcular uma trajetória potencial com posições potenciais da aeronave alvo em cada um dos pontos futuros no tempo; comparar as posições potenciais com as caraterísticas de força, tamanho e localização do vórtice da esteira em cada um dos pontos futuros no tempo para identificar um conflito da esteira; e manobrar a aeronave alvo com base no conflito de esteira.

[0012] Em ainda outra configuração, um método de evasão de turbulência de esteira em uma aeronave alvo inclui: identificar uma aeronave intrusa usando o dispositivo de detecção de aeronave intrusa; prever um percurso futuro da aeronave intrusa; estimar as características de força, tamanho e localização de um vórtice de esteira criado pela aeronave intrusa em pontos futuros no tempo ao longo do percurso futuro; calcular uma trajetória potencial com posições potenciais da aeronave alvo em cada um dos pontos futuros no tempo; comparar as posições potenciais com as caraterísticas de força, tamanho e localização do vórtice de esteira em cada um dos pontos futuros no tempo para identificar um conflito de esteira; e manobrar a aeronave alvo com base no conflito de esteira.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] Os desenhos descritos neste documento são apenas para fins ilustrativos de configurações selecionadas e não todas as implementações possíveis. Assim, a escolha particular dos desenhos não se destina a limitar o escopo da presente divulgação.

[0014] FIG. 1 é um diagrama esquemático que ilustra uma aeronave voando perto de um obstáculo de esteira, de acordo com várias configurações; e

[0015] FIG. 2 é um diagrama simplificado que ilustra um sistema aviônico da aeronave da FIG. 1;

[0016] FIG. 3 é um diagrama esquemático que ilustra a operação do sistema aviônico da FIG. 2, de acordo com várias configurações; e

[0017] FIG. 4 é um diagrama de fluxo que ilustra um método executado pelo sistema aviônico da FIG. 2, de acordo com várias configurações.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0018] A seguinte descrição detalhada é de natureza meramente exemplificava e não se destina a limitar a aplicação e os usos. Além disso, não há intenção de limitação por qualquer teoria expressa ou implícita apresentada no campo técnico anterior, histórico, breve resumo ou a seguinte descrição detalhada.

[0019] Em geral, as configurações descritas neste documento fornecem algoritmos pelos quais uma aeronave alvo pode prever conflitos futuros com vórtices de esteira que podem ou não já ter sido gerados por uma aeronave intrusa. Os algoritmos podem prever um percurso e localização futura dos vórtices de esteira gerados pela aeronave intrusa. Ao então modelar uma trajetória potencial que a aeronave alvo pode voar, os algoritmos podem prever se a trajetória potencial entra em conflito com os vórtices de esteira ainda a serem gerados. Prever o conflito permite que a aeronave alvo desfavorece a trajetória potencial e favorece uma trajetória potencial diferente no qual a turbulência experimentada pela aeronave alvo é reduzida.

Exemplo de sistema no qual a previsão de vórtice de esteira pode ser implementada

[0020] O sistema de previsão de vórtice de esteira divulgado pode ser implementado como parte de técnicas preditivas de trajetória de voo para fornecer proteção unificada de envelope completo, trabalhando em todo o espectro das condições de voo da aeronave para abordar um espectro completo de diferentes tipos de perigos. As previsões do percurso de voo são calculadas continuamente a partir da situação atual da aeronave usando um modelo de energia cinemática. As trajetórias plurais previstas são calculadas, cada uma representando uma rota de fuga diferente que evitará um perigo quando o limite ou ponto de disparo para esse perigo for atingido. O sistema respeita diferentes tipos de perigos, alguns lidando com propriedades inatas da aeronave, como velocidade e limites de altitude, e alguns lidando com questões externas, como terreno e evasão de objetos. O sistema de proteção de envelope de voo da aeronave divulgado é projetado para funcionar em todos os limites do envelope de ameaça.

[0021] Embora trajetórias plurais sejam calculadas, o sistema de proteção de envelope avalia continuamente e desaprova trajetórias que não são viáveis na situação atual da aeronave. Uma trajetória reprovada é tratada pelo sistema como inviável, a menos que a situação da aeronave mude de modo que a trajetória reprovada novamente se torne viável. O sistema de proteção divulgado funciona em segundo plano e não anula ou usurpa a autoridade do piloto até que apenas uma trajetória prevista viável permaneça

(todas as outras trajetórias previstas tenham sido reprovadas) e uma ameaça seja acionada. Nesse caso, o sistema de proteção ativa automaticamente um mecanismo de piloto automático para tomar uma ação evasiva e evitar a condição de perigo. O sistema de proteção também pode gerar avisos para o piloto, mas de preferência não depende do piloto para tomar uma ação de recuperação, uma vez que a trajetória viável restante atinge o ponto de disparo.

[0022] De preferência, o sistema de proteção de envelope preditivo é configurado para fornecer um espectro não binário de ações de recuperação, incluindo uma recuperação segura para o passageiro, de deslocamento suave em uma extremidade do espectro e uma recuperação difícil na outra extremidade do espectro. Quando necessário, o sistema aciona uma recuperação difícil para evitar uma ameaça iminente. Em situações menos extremas, onde há mais tempo para se recuperar, o sistema aciona uma recuperação suave - uma recuperação segura e suave para o passageiro. Quando essa recuperação suave é acionada, o sistema irá opcionalmente combinar a entrada do piloto no algoritmo de recuperação, permitindo que o piloto modifique a agressividade de recuperação com base na habilidade e experiência do piloto.

Predição de condição futura de vórtice de esteira

[0023] Com referência agora à FIG. 1, um cenário 90 com um exemplo de uma aeronave alvo 100 é ilustrado de acordo com algumas configurações. A aeronave 100 está voando na proximidade de uma aeronave intrusa 210 e vórtices de esteira 212 gerados pela aeronave intrusa 210. Conforme usado neste documento, o termo "alvo" é um nome usado apenas para diferenciar a aeronave 100 da aeronave intrusa 210 para clareza de descrição e implica nenhuma configuração específica nas reivindicações além da configuração aí citada. Embora a aeronave 100 seja descrita nesta descrição como um avião, deve ser apreciado que os sistemas descritos neste documento podem ser utilizados em outras aeronaves, veículos terrestres, veículos aquáticos, veículos espaciais ou outras máquinas sem se afastar do escopo da presente divulgação. Por exemplo, os algoritmos aqui descritos podem ser aplicados para proteger um transporte vertical de decolagem e pouso (VTOL) da esteira de um trem de alta velocidade ou para proteger uma espaçonave frágil da exaustão de alta velocidade de outra espaçonave.

[0024] Com referência agora à FIG. 2, e com referência contínua à FIG. 1, um sistema de aviônicos e de controle de voo 200 é ilustrado de acordo com algumas configurações. O sistema de aviônica e controle de voo 200 está disposto na aeronave 100 e inclui um processador 110, um sistema de detecção de aeronave 112 e atuadores 114. O processador 110 está programado para operar a aeronave 100 e para avaliar pelo menos uma trajetória potencial 116, como será descrito em mais detalhes abaixo. O processador 110 tem um circuito de memória associado 118 que é configurado de acordo com uma estrutura de dados de ameaça predeterminada 120a que armazena uma pluralidade de diferentes tipos de ameaças associadas à aeronave 100. Embora o formato da estrutura de dados 120a seja predeterminado, os dados armazenados na estrutura de dados 120a é dinâmico. A estrutura de dados 120a inclui todas as informações necessárias para determinar um tamanho e posição do vórtice de esteira 212 em vários pontos no tempo. No exemplo fornecido, a estrutura de dados 120a armazena um valor de tempo 132, um tipo de aeronave ou peso e envergadura 119, uma posição da aeronave intrusa 210 e uma velocidade da aeronave intrusa 210. A estrutura de dados pode compreender uma tabela, lista ou matriz de registros, cada um correspondendo a um tipo diferente de ameaça. No exemplo fornecido, o tipo de ameaça é a presença de um obstáculo de vórtice de esteira.

[0025] O circuito de memória 118 também está configurado para suportar uma estrutura de dados de coordenadas de trajetória 120b que armazena trajetórias potenciais da aeronave alvo 100 em termos das variáveis de espaço 130 e tempo 132. Para fins de ilustração, as variáveis de coordenadas do espaço-tempo foram identificadas usando um sistema de coordenadas retangular (x, y, z, t). Outros sistemas de coordenadas (por exemplo, esféricos) também podem ser usados.

[0026] Em cada ponto no tempo 132, a estrutura de dados 120b também armazena variáveis de estado da aeronave 134 que correspondem ao estado da aeronave alvo 100 em cada ponto futuro listado como variável de tempo 132. Por exemplo, as variáveis de estado da aeronave 134 podem incluir a aeronave altitude, energia específica, velocidade do ar, atitude de inclinação etc. Em algumas configurações, o processador 110 pode considerar as variáveis de estado 134 para determinar se a aeronave 100 pode suportar voar através de uma porção do vórtice de esteira 212 com um nível aceitável de perturbação para a aeronave 100. Em algumas configurações, o vórtice de esteira 212 é tratado como um obstáculo difícil a ser totalmente evitado até que um nível aceitável de dissipação seja previsto.

[0027] O sistema de detecção de aeronaves 112 inclui um ou mais dispositivos configurados para detectar aeronaves intrusas 210. No exemplo fornecido, o sistema de detecção de aeronaves 112 inclui um rádio Aircraft Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) e um sistema Traffic Collision Avoidance System (TCAS). ADS-B e TCAS recebem sinais gerados pela aeronave intrusa 210 indicando a presença da aeronave intrusa 210. Por exemplo, o sistema de detecção de aeronave 112 pode receber dados de posição e velocidade gerados como uma transmissão ADS-B da aeronave intrusa 210. Adicionalmente ou alternativamente, o sistema de detecção de aeronave 112 pode receber um sinal de transponder de um sistema TCAS a bordo da aeronave intrusa 210. Em algumas configurações, o sistema de detecção de aeronaves 112 inclui LIDAR, RADAR, câmeras ópticas, câmeras térmicas, sensores ultrassônicos e/ou outros sensores e outros sistemas configurados para detectar aeronave intrusa 210, mesmo quando a aeronave intrusa 210 não está gerando um sinal ADS-B ou TCAS.

[0028] O sistema atuador 114 inclui um ou mais dispositivos atuadores que controlam uma ou mais características do veículo. Por exemplo, o sistema atuador 114 pode incluir atuadores que manipulam superfícies de controle na aeronave 100, estendem ou retraem o trem de pouso da aeronave 100 e/ou movem outros componentes da aeronave 100. O sistema atuador 114 pode ser usado para controle de piloto automático da aeronave alvo

100.

Configurações de processador

[0029] Em geral, os algoritmos descritos neste documento preveem a trajetória de movimento da esteira da aeronave intrusa. A esteira se move no tempo, então é um problema quadridimensional. Além de prever onde a esteira estará no espaço, os algoritmos preveem quando no tempo a esteira estará naquele local. Qualquer segmento da esteira tem cinco características: largura e altura, que aumentam com o tempo; intensidade, que se dissipa com o tempo; e posição lateral e vertical, que segue o vento e desce abaixo do percurso original. Existem duas frentes para essa previsão. A primeira é propagar no tempo a esteira que já foi criada. A segunda frente é prever o percurso futuro da aeronave intrusa para que a esteira que ainda não foi criada possa ser modelada.

[0030] Com referência agora às FIGS. 3-4, e com referência contínua às FIGS. 1-2, um cenário operativo 300 é ilustrado no qual um método 400 é executado pelo processador

110. O processador 110 executa instruções e tarefas para evitar a aeronave intrusa 210 e a esteira 212 da aeronave intrusa 210. As instruções podem incluir um ou mais programas separados, cada um dos quais compreende uma lista ordenada de instruções executáveis para implementar funções lógicas. As instruções, quando executadas pelo processador, recebem e processam sinais do sistema de detecção de aeronaves, executam lógica, cálculos, métodos e/ou algoritmos para controlar automaticamente os componentes da aeronave 100 e geram sinais de controle para o sistema atuador 114 para controlar automaticamente os componentes da aeronave 100 com base na lógica, cálculos, métodos e/ou algoritmos. Embora apenas um processador 110 seja ilustrado, as configurações podem incluir qualquer número de processadores 110 ou subdivisões do processador 110 que se comunicam através de qualquer meio de comunicação adequado ou uma combinação de meios de comunicação e que cooperam para processar sinais de sensor, executar lógica, cálculos, métodos e/ou algoritmos e gerar sinais de controle para controlar automaticamente as características da aeronave 100. Em várias configurações, uma ou mais instruções, quando executadas pelo processador, modelam possíveis recuperações da aeronave e testam essas recuperações quanto a conflitos com as posições previstas do vórtice de esteira 212.

[0031] Conforme usado neste documento, o termo "aeronave intrusa" significa qualquer aeronave dentro de um intervalo predeterminado. O alcance pode ser expresso como uma distância física, um alcance de comunicação de sinal de Aircraft Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B), um alcance associado a um sistema de Traffic Collision Avoidance System (TCAS), um alcance visual associado a uma câmera óptica, ou qualquer outro intervalo adequado para detectar uma aeronave que pode se tornar um obstáculo ou cujo vórtice de esteira pode se tornar um obstáculo.

[0032] O processador 110 avalia uma primeira trajetória potencial 310 e uma segunda trajetória potencial 312 para conflitos com um vórtice de esteira previsto 320 gerado pela aeronave intrusa 210 em uma posição prevista 322, como ilustrado na FIG. 3. No exemplo ilustrado, o processador 110 está avaliando as trajetórias potenciais 310 e 312 em um tempo específico t em que a aeronave alvo 100 está prevista para estar na posição 330 ao longo da primeira trajetória potencial 310 e estar na posição 332 ao longo da segunda trajetória potencial 312. No tempo t, o processador 110 prevê que a aeronave intrusa 210 estará na posição prevista 322 e o vórtice de esteira previsto 320 terá uma porção recém estimada 340 e múltiplas porções de vórtice de esteira estimadas anteriormente 342, 344 e 346, como será descrito abaixo.

[0033] No exemplo fornecido, o processador 110 executa tarefas associadas ao método 400. Por exemplo, o processador 110 determina uma provável magnitude e localização de vórtices de esteira, aplicando compensação para vento local e prevendo localização futura de vórtices e aeronaves intrusas. Em algumas configurações, o processador 110 considera uma localização de tempo de vórtice de esteira quadridimensional, bem como uma localização de tempo 4-D de aeronave como um obstáculo a ser evitado. Por exemplo, a aeronave intrusa 210 e a esteira 320 podem ser tratadas da mesma forma que o terreno ou outros obstáculos a serem evitados durante o voo para ações de evasão.

[0034] O processador 110 identifica uma aeronave intrusa 210 na tarefa 410. No exemplo fornecido, o processador 110 identifica a aeronave intrusa 210 usando o sistema de detecção de aeronave intrusa 112. Por exemplo, o dispositivo de detecção de aeronave intrusa pode ser um sistema cooperativo de comunicação de evasão configurado para receber dados de intenção do percurso da aeronave intrusa. O sistema cooperativo de comunicação de evasão pode utilizar o Traffic Collision Avoidance System (TCAS), Aircraft Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) ou outros sistemas que fornecem a posição da aeronave intrusa. Em algumas configurações, as informações obtidas incluem tipo, velocidade e rastreamento da aeronave intrusa 210.

[0035] O processador 110 prevê um percurso futuro da aeronave intrusa 210 na tarefa

412. Por exemplo, o processador 110 pode usar uma velocidade atual e uma posição atual da aeronave intrusa 210 para prever para onde a aeronave intrusa 210 irá no futuro. Em algumas configurações, o processador 110 é programado para prever o percurso futuro da aeronave intrusa com base nos dados de intenção do percurso do sistema cooperativo de comunicação de evasão.

[0036] O processador 110 incrementa um valor de tempo de um modelo preditivo na tarefa 414. Por exemplo, o processador 110 pode avançar um valor de tempo para o tempo t para cálculo da posição e variáveis de estado da aeronave que podem existir no tempo t. O processador 110 calcula uma trajetória potencial com posições potenciais da aeronave alvo em cada um dos pontos futuros no tempo na tarefa 418. Por exemplo, o processador 110 pode calcular que a aeronave alvo 100 estará na posição futura 330 no tempo t ao seguir a trajetória potencial 310 e/ou pode calcular que a aeronave alvo 100 estará na posição futura 332 no tempo t ao seguir a trajetória potencial 312.

[0037] O processador 110 prevê uma próxima posição da aeronave intrusa 210 na tarefa 418. Por exemplo, o processador 110 pode usar uma velocidade atual e uma posição atual da aeronave intrusa 210 para prever que a aeronave intrusa 210 estará na posição prevista 322 no tempo t.

[0038] O processador 110 gera uma porção recém estimada do vórtice de esteira na aeronave intrusa no valor de tempo atual ao longo do percurso futuro na tarefa 420. Em combinação com a tarefa 414, a tarefa 420 faz com que o processador gere porções recém estimadas em cada um dos pontos futuros no tempo conforme o valor do tempo aumenta. Por exemplo, o tamanho, a intensidade e a localização de uma porção do vórtice de esteira 340 criada pela aeronave intrusa 210 com características de peso e velocidade da aeronave intrusa 210 podem ser recuperados por uma pesquisa de tabela de intensidades de vórtice de esteira conhecidas que foram previamente determinadas.

[0039] Porções de vórtice de esteira de valor de tempo anterior aumentaram em tamanho e diminuíram em força na tarefa 422. Por exemplo, a "porção recém estimada" calculada em t-1 pode ser aumentada em tamanho e diminuída em força por taxas de dissipação predeterminadas para resultar na porção de vórtice de esteira 342. Da mesma forma, a "porção recém estimada" calculada em t-2 pode ser aumentada em tamanho e diminuída em força para resultar na porção do vórtice de esteira 344 e a "porção recém- estimada" calculada em t-3 pode ser aumentada em tamanho e diminuiu em força para resultar na porção de vórtice de esteira 346. No exemplo fornecido, as porções de vórtice de esteira 340, 342, 344 e 346 são armazenadas na estrutura de dados de obstáculo 120a para definir posições associadas a cada um dos pontos futuros no tempo nos dados de obstáculo estrutura.

[0040] Métodos alternativos de ajuste do vórtice de esteira 320 com o tempo podem ser utilizados sem se afastar do escopo da presente divulgação. Por exemplo, o processador 110 pode calcular uma forma prevista do vórtice de esteira 320 e mover a forma prevista dentro de um banco de dados de terreno com base na velocidade da aeronave intrusa 210 para prever a posição do vórtice de esteira 320.

[0041] O processador 110 é programado para estimar, pelo menos parcialmente, as características de localização do vórtice de esteira ajustando uma posição de uma porção previamente estimada do vórtice de esteira com base em um vetor de vento na tarefa

423. Por exemplo, o processador 110 pode mover cada um dos vórtices de esteira porções de vórtice 342, 344 e 346 por uma quantidade correspondente a um vetor de vento medido. O vetor de vento pode ser obtido por sensores a bordo da aeronave alvo 100,

obtidos por dados meteorológicos recuperados de serviços meteorológicos ou obtidos por outros métodos adequados.

[0042] O processador 110 compara as posições potenciais com as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira em cada um dos pontos futuros no tempo para identificar um conflito de esteira na tarefa 424. Por exemplo, o processador 110 pode determinar que não há conflito de esteira na posição 332 se a aeronave alvo 100 seguir a trajetória potencial 312 porque o vórtice de esteira atualmente existente 212 se dissipou e o vórtice de esteira futuro 320 não se estende (ou seja, terá se dissipado no tempo t) na posição 332. Inversamente, esteira atualmente existente o vórtice 212 não existia na posição 330, mas será identificado como um conflito de vórtice de esteira porque a posição 330 existe entre as porções de vórtice de esteira futura 342 e 344.

[0043] A tarefa 426 envia o método 400 para a tarefa 430 se houver um conflito ou para a tarefa 432 se não houver conflito. O processador 110 desaprova ou marca como desfavorável as trajetórias potenciais que têm um conflito na tarefa 430. Por exemplo, o processador 110 pode marcar a trajetória potencial 310 como desfavorável, embora não marque a trajetória potencial 312 como desfavorável.

[0044] O processador 110 determina se a trajetória potencial atualmente sendo calculada é realizada sendo calculada na tarefa 432. Por exemplo, a trajetória potencial pode ser calculada a uma distância predeterminada ou a um tempo predeterminado longe da posição atual e tempo da aeronave alvo 100.

[0045] No exemplo fornecido, o processador 110 é ainda programado para manobrar a aeronave alvo com base no conflito de esteira, pelo menos parcialmente, voando a aeronave alvo em resposta à marcação da trajetória potencial como desfavorável quando a trajetória potencial é uma última trajetória de uma pluralidade de trajetórias potenciais a serem marcadas como desfavoráveis. Em algumas configurações, a evasão é uma mudança de velocidade, curva, subida, descida ou combinação das mesmas. Em algumas configurações, a evasão é determinada pelas trajetórias previstas por um algoritmo de previsão de trajetória.

Conclusão

[0046] Embora pelo menos uma configuração exemplar tenha sido apresentada na descrição detalhada anterior, deve ser apreciado que existe um grande número de variações. Também deve ser apreciado que a configuração exemplar ou configurações exemplares são apenas exemplos e não se destinam a limitar o escopo, aplicabilidade ou configuração da divulgação de qualquer forma. Em vez disso, a descrição detalhada anterior fornecerá aos versados na técnica um roteiro conveniente para a implementação da configuração exemplar ou configurações exemplares. Deve ser entendido que várias mudanças podem ser feitas na função e arranjo dos elementos sem se afastar do escopo da divulgação conforme estabelecido nas reivindicações anexas e seus equivalentes legais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema aviônico para uma aeronave alvo, caracterizado pelo fato de que o sistema aviônico compreende: um dispositivo de detecção de aeronave intrusa (210); e um processador (110) programado para: identificar uma aeronave intrusa (210) usando o dispositivo de detecção de aeronave intrusa (210); prever um percurso futuro da aeronave intrusa (210); estimar as características de força, tamanho e localização de um vórtice de esteira (212) criado pela aeronave intrusa (210) em pontos passados, presentes e futuros no tempo ao longo do percurso passado, presente e futuro da aeronave intrusa (210) ; calcular uma trajetória potencial (116) com as posições potenciais da aeronave alvo (100) em cada um dos pontos no tempo passado, presente e futuro; comparar as posições potenciais com as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira em cada um dos pontos do passado, presente e futuro no tempo para identificar um conflito de esteira; e manobrar a aeronave alvo (100) com base no conflito de esteira.

2. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é programado para estimar, pelo menos parcialmente, as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212) gerando uma porção recém estimada do vórtice de esteira (212) na aeronave intrusa (210) em cada um dos pontos no tempo ao longo do percurso passado, presente e futuro da aeronave intrusa (210).

3. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é programado para, pelo menos parcialmente, estimar as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212) aumentando um tamanho e diminuindo uma força de uma porção previamente estimada do vórtice de esteira (212) , e ajustando a posição do vórtice de esteira (212) com base em sua trajetória prevista.

4. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção de aeronave intrusa (210) é um sistema cooperativo de comunicação de evasão configurado para receber dados de intenção de percurso da aeronave intrusa (210), e em que o processador (110) é configurado para prever o percurso futuro da aeronave intrusa (210) com base na intenção de percurso dados.

5. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é adicionalmente programado para marcar a trajetória potencial (116) como uma trajetória desfavorável em resposta à identificação do conflito de esteira.

6. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é adicionalmente programado para manobrar a aeronave alvo (100) com base no conflito de esteira, pelo menos parcialmente, voando a aeronave alvo (100) em resposta à marcação da trajetória potencial (116) como desfavorável quando a trajetória potencial (116) é uma última trajetória de uma pluralidade de trajetórias potenciais a serem marcadas como desfavoráveis.

7. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é programado para estimar, pelo menos parcialmente, as características de localização do vórtice de esteira (212) ajustando uma posição de uma porção previamente estimada do vórtice de esteira (212) com base em um vetor de vento.

8. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma estrutura de dados de obstáculo definindo localizações de obstáculos potenciais para a aeronave alvo (100) , e em que o processador (110) é adicionalmente programado para armazenar as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212) como posições associadas a cada um dos os pontos passados, presentes e futuros no tempo na estrutura de dados de obstáculo.

9. Um veículo alvo, caracterizado pelo fato de que compreende:

um dispositivo de detecção de veículo intruso; e um processador (110) programado para: identificar um veículo intruso usando o dispositivo de detecção de veículo intruso; prever um percurso passado, presente e futuro do veículo intruso; estimar as características de força, tamanho e localização de um vórtice de esteira (212) criado pelo veículo intruso em pontos no tempo ao longo do percurso passado, presente e futuro; calcular uma trajetória potencial (116) com as posições potenciais do veículo alvo em cada um dos pontos no tempo passado, presente e futuro; compare as posições potenciais com as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212) em cada um dos pontos do passado, presente e futuro no tempo para identificar um conflito de vórtice; e manobrar o veículo alvo com base no conflito da esteira.

10. Veículo alvo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é programado para, pelo menos parcialmente, estimar as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212) gerando uma porção recém estimada do vórtice de esteira (212) no veículo intruso em cada um dos pontos no tempo ao longo do percurso passado, presente e futuro do intruso.

11. Veículo alvo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é programado para, pelo menos parcialmente, estimar as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212), aumentando um tamanho e diminuindo a força de uma porção previamente estimada do vórtice de esteira (212).

12. Veículo alvo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção de veículo intruso é um sistema cooperativo de comunicação de evasão configurado para receber dados de intenção de percurso do veículo intruso,

e em que o processador (110) é configurado para prever o percurso passado, presente e futuro do veículo intruso com base nos dados de intenção de percurso.

13. Veículo alvo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é adicionalmente programado para marcar a trajetória potencial (116) como uma trajetória desfavorável em resposta à identificação do conflito de esteira.

14. Veículo alvo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é adicionalmente programado para manobrar o veículo alvo com base no conflito de esteira, pelo menos parcialmente, voando o veículo em resposta em resposta à marcação da trajetória potencial (116) como desfavorável quando a trajetória potencial (116) é uma última trajetória de uma pluralidade de trajetórias potenciais a serem marcadas como desfavoráveis.

15. Veículo alvo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o processador (110) é programado para, pelo menos parcialmente, estimar as características de localização do vórtice de esteira (212) ajustando uma posição de uma porção previamente estimada do vórtice de esteira (212) com base em um vetor de vento.

16. Veículo alvo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma estrutura de dados de obstáculo definindo localizações de obstáculos potenciais ao veículo alvo, e em que o processador (110) é adicionalmente programado para armazenar as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212) como posições associadas a cada um dos os pontos passados, presentes e futuros no tempo na estrutura de dados de obstáculos.

17. Método de evasão de esteira de turbulência em uma aeronave alvo (100) , o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende: identificar uma aeronave intrusa (210) usando o dispositivo de detecção de aeronave intrusa (210) ; prever um percurso futuro da aeronave intrusa (210) ;

estimar as características de força, tamanho e localização de um vórtice de esteira (212) criado pela aeronave intrusa (210) em pontos futuros no tempo ao longo do percurso passado, presente e futuro; calcular uma trajetória potencial (116) com as posições potenciais da aeronave alvo (100) em cada um dos pontos passados, presentes e futuros no tempo; comparar as posições potenciais com as caraterísticas de força, tamanho e localização do vórtice da esteira em cada um dos pontos do passado, presente e futuro no tempo para identificar um conflito da esteira; e manobrar a aeronave alvo (100) com base no conflito de esteira.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente estimar, pelo menos parcialmente, as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212) gerando uma porção recém estimada do vórtice de esteira (212) na aeronave intrusa (210) em cada um dos pontos passado, presente e futuro em tempo ao longo do percurso do passado, presente e futuro.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente estimar, pelo menos parcialmente, as características de força, tamanho e localização do vórtice de esteira (212) aumentando um tamanho e diminuindo a força de uma porção previamente estimada do vórtice de esteira (212).

20. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção de aeronave intrusa (210) é um sistema cooperativo de comunicação de evasão configurado para receber dados de intenção de percurso da aeronave intrusa (210) , e em que o processador (110) é configurado para prever o percurso passado, presente e futuro da aeronave intrusa (210) com base nos dados de intenção do percurso.