DE102006043568A1 - Anti-G-protective system for airplane passenger, has control unit determining control requirements to be estimated with control power of change of movement based on changes of flight attitude and sets control signals for compensation device - Google Patents

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Abstract

The system has a protective clothing (20) i.e. anti-G-trouser, with a device for automatic compensation of accelerations caused by flight movements by changing pressure exerted by suit on a passenger body. A control unit (15) connected with the device controls the function of the device. The unit is connected to a flight processor (12) and/or an ejector seat device (21) of an airplane (10) to determine control requirements to be estimated with control power of change of the movement based on the changes of flight attitude of the airplane for the device and sets control signals for the device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schutzsystem für die Besatzung von Flugzeugen, bestehend aus einem von den Insassen getragenen Schutzanzug, der eine Einrichtung zur automatischen Kompensation von durch Flugbewegungen hervorgerufenen Beschleunigungen durch Änderung des von dem Anzug auf den Körper des Insassen ausgeübten Drucks aufweist.The Invention relates to a protective system for the crew of aircraft, consisting of a protective suit worn by the occupants, which is a Device for automatic compensation of flight movements accelerations caused by change of the suit on the body of the occupant Pressure has.

Ein derartiges Schutzsystem mit einem als Anti-G-Hose ausgebildeten Schutzanzug ist aus der EP 0 479 981 B1 bekannt. Die darin beschriebene Anti-G-Hose ist zur Ausbildung der Kompensationswirkung über ein Anti-G-Ventil mit der bordseitigen Druckluftversorgung des Flugzeuges verbunden. Treten entsprechende Flugbewegungen mit einer Änderung der Fluglage ein, die es aufgrund der damit verbundenen Beschleunigungen erforderlich machen, die Anti-G-Hose aufzublasen und somit einen auf den Körper beziehungsweise die entsprechenden Körperteile des Insassen einwirkenden Gegendruck zu erzeugen, um so ein Abströmen des Blutes aus den betroffenen Körperteilen zu verhindern, so öffnet sich das Anti-G-Ventil bei einem eingestellten Schwellwert und lässt entsprechend Druckluft in den Schutzanzug beziehungsweise Teile davon einströmen.Such a protective system with a designed as anti-G pants protective suit is from the EP 0 479 981 B1 known. The anti-G pants described therein is connected to form the compensation effect via an anti-G valve with the aircraft's on-board compressed air supply. Enter appropriate flight movements with a change in attitude, which make it necessary due to the associated accelerations to inflate the anti-G pants and thus generate a force acting on the body or the corresponding body parts of the occupant back pressure, so a flow of blood To prevent the affected body parts, so the anti-G valve opens at a set threshold and can be according to compressed air in the protective suit or parts thereof flow.

Mit dem bekannten Schutzsystem ist der Nachteil verbunden, dass ihre Kompensationswirkung jeweils nur in Reaktion auf bereits eingetretene Änderungen der Flugbewegungen beziehungsweise der Fluglage eintritt. Somit wird die jeweilige Kompensationseinrichtung zeitlich immer nach dem Eintritt des die Kompensationswirkung erforderlich machenden Ereignisses wirksam, wobei gegebenenfalls noch ein gewisser Zeitraum für die spezifische beziehungsweise angepasste Einregelung der Kompensationswirkung benötigt wird. Der damit einhergehende Zeitbedarf bis zu vollständigen Kompensation der von den geänderten Flugbewegungen ausgehenden Rahmenbedingungen bedeutet, dass häufig schon nachteilige Folgen in den Körpern der betroffenen Insassen von Flugzeugen zu verzeichnen sind, bevor die entsprechenden Kompensationseinrichtungen an den Schutzanzügen wirksam sind.With the known protection system has the disadvantage that their Compensation effect in each case only in response to changes already occurred the flight movements or the attitude occurs. Consequently is the respective compensation device always in time the occurrence of the compensatory effect necessitating Event effective, where appropriate, a certain period of time for the specific or adjusted adjustment of the compensation effect needed becomes. The associated time required for complete compensation the one of the changed Flight movements outgoing framework means that often already adverse Consequences in the bodies of the affected occupants of aircraft are recorded before the corresponding compensation devices on the protective suits effective are.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein Schutzsystem zur Verfügung zu stellen, welches einen möglichst zeitnahen Schutz der Flugzeuginsassen ermöglicht.Of the The invention is therefore based on the object, the aforementioned disadvantages to avoid and to provide a protection system, which one preferably timely protection of the aircraft occupants allows.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.The solution This object is achieved including advantageous embodiments and further developments of the content of the claims, which read this description.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass die Kompensationseinrichtung des Schutzanzuges mit einer ihre Funktion ansteuernden Steuereinheit verbunden ist, die an den Flugrechner und/oder die Schleudersitzeinrichtung des Flugzeuges angeschlossen ist und den bei einer eigen beeinflussten Einleitung einer Änderung der Flugbewegung zu erwartenden oder den aufgrund von eintretenden Änderungen der Fluglage des Flugzeuges erforderlichen Steuerungsbedarf für die Kompensationseinrichtung ermittelt und in entsprechende Steuersignale für die Kompensationseinrichtung umsetzt.The The invention provides in its basic idea that the compensation device the protective suit with a controlling their function control unit connected to the flight computer and / or the ejection seat device of the aircraft is connected and influenced by a self Initiation of a change the flight movement expected or due to changes occurring the attitude of the aircraft required control needs for the compensation device determined and in corresponding control signals for the compensation device implements.

Soweit also in einer ersten Alternative eine eigenbeeinflusste, dass heißt vom Piloten durch entsprechende Steuerbefehle herbeigeführte Einleitung einer Änderung der Fluglage erfolgt, ist mit der Erfindung der Vorteil verbunden, dass bereits parallel zur Einleitung der Änderung der Flugbewegungen die entsprechenden Signale vom Flugrechner an die Steuereinheit weitergegeben und in der Steuereinheit bereits die Auswirkungen der beabsichtigten Fluglagenänderungen und der dadurch erforderlich werdende Regelungsbedarf hinsichtlich der Kompensationseinrichtung ermittelt wird. Damit steht die Kompensationswirkung bereits zur Verfügung, wenn das Flugzeug aufgrund der gegebenen Steuerbefehle die entsprechende Änderung der Flugbewegungen ausführt.So far So in a first alternative, a self-influenced, that is called by the pilot initiation of a change brought about by corresponding control commands the attitude is, is associated with the invention of the advantage that already parallel to the initiation of the change of flight movements the corresponding signals from the flight computer to the control unit passed and in the control unit already the effects the intended attitude changes and the need for regulation in this regard the compensation device is determined. This is the compensation effect already available, if the aircraft due to the given control commands the corresponding change the flight movements.

Selbst in dem weiteren Fall, dass es aufgrund eventueller Fremdeinwirkung zu einer Änderung der Fluglage des Flugzeuges kommt, die also nicht durch den Piloten eingeleitet ist, erfasst der Flugrechner frühzeitig diese Änderungen, so dass auch in diesem Fall über die an den Flugrechner angeschlossene Steuereinheit der Kompensationsbedarf ermittelt und die Kompensationseinrichtung entsprechend angesteuert wird. Auch in diesem Fall gewährleistet die Erfindung in vorteilhafter Weise immer noch ein frühzeitigeres Wirksamwerden der Kompensationseinrichtung, bevor die Auswirkungen der eingetretenen Änderungen der Fluglage auf den Körper der Flugzeuginsassen spürbar sind. Zusätzlich kann die Steuereinheit auch mit dem Auslösegriff des Schleudersitzes verbunden sein und bei einem Schleudersitzausschuss bereits bei Betätigung des Auslösegriffes den Schutzanzug auf den erforderlichen, von der jeweiligen vom Flugrechner ermittelten Fluglage abhängigen Gegendruck einstellen.Even in the further case that it is due to possible external influence to a change the attitude of the aircraft is coming, so not by the pilot initiated, the flight computer detects these changes early, so that too in this case over the control unit connected to the flight computer the compensation requirement determined and the compensation device controlled accordingly becomes. Also guaranteed in this case the invention advantageously still a premature one Take effect of the compensation device before the effects the changes that have occurred the attitude to the body of the Airplane occupants noticeable are. additionally The control unit can also use the trigger handle of the ejection seat be connected and at an ejection seat committee already at activity the trigger handle the protective suit to the required, from the respective of the flight computer determined attitude Set backpressure.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Kompensationseinrichtung aus einer von einem Ventil gesteuerten Druckluftbeaufschlagung des Schutzanzuges, wobei das Ventil zu seiner Steuerung an die Steuereinheit angeschlossen ist.According to one embodiment According to the invention, the compensation device consists of one of a valve controlled pressurization of the protective suit, the valve being connected to the control unit for its control is.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kompensationseinrichtung ein aus einem Formgedächtniswerkstoff bestehendes und von der Steuereinheit über ein elektrisches Signal ansteuerbares Gewebe zur Ausbildung des Schutzanzuges ist, welches bei einer entsprechenden Ansteuerung eine gewünschte beziehungsweise vorgegebene Form einnimmt, sich beispielsweise um das von dem Gewebe umschlossene Körperteil des Insassen zusammenzieht und so den entsprechenden Druck erzeugt.In an alternative embodiment it is provided that the compensation device a consisting of a shape memory material and can be controlled by the control unit via an electrical signal tissue to form the protective suit, which assumes a desired or predetermined shape with a corresponding control, for example, contracts around the enclosed tissue of the body part of the occupant and thus generates the corresponding pressure ,

Soweit ein Schutzanzug eine getrennte Ansteuerung von einzelne Körperteile des Insassen umschließenden Bereichen zur Einstellung der Kompensationswirkung ermöglicht, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass die Steuereinheit zur sequenziellen Ansteuerung von auf unterschiedliche, verschiedenen Körperteilen des Insassen zugeordnete Bereiche des Schutzanzuges einwirkenden Kompensationseinrichtungen eingerichtet ist.So far a protective suit a separate control of individual body parts enclosing the inmate Areas for adjusting the compensation effect, can according to an embodiment be provided the invention that the control unit for sequential Control of different, different body parts Occupy the occupant associated areas of the protective suit Compensation facilities is set up.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit einen dreiachsigen Beschleunigungsaufnehmer umfasst, dessen den Ist-Zustand aufnehmende Signale im Rahmen eines Vergleiches mit dem Ergebnis der Vorausberechnung der Fluglagenänderung in der Steuereinheit verarbeitet werden.Farther can be provided that the control unit has a three-axis Accelerometer comprises, whose the actual state receiving Signals in the context of a comparison with the result of the prediction the attitude change be processed in the control unit.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Die einzige Figur zeigt ein Schutzsystem in einer schematischen Darstellung seiner einzelnen Bestandteile.In the drawing is an embodiment of Invention, which is described below. The single figure shows a protection system in a schematic representation its individual components.

Ein mit 10 bezeichnetes Flugzeug wird in seinen Flugbewegungen über eine Betätigung eines schematisch angedeuteten Steuerknüppels 11 gesteuert, wobei der Steuerknüppel 11 mit einem Flugrechner 12 verbunden ist. Von dem Flugrechner 12 führt eine Datenleitung 13 zu den die über den Steuerknüppel 11 eingegebenen Flugbefehle umsetzenden Steueraggregaten des Flugzeuges, wie beispielsweise Steuerklappen; eine weitere Datenleitung 14 führt von dem Flugrechner 12 zu einer Steuereinheit 15 für die Ansteuerung der Kompensationswirkung der Kompensationseinrichtung eines schematisch dargestellten Schutzanzuges 20. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht diese Kompensationseinrichtung aus einer Aufblasmöglichkeit des Schutzanzuges 20, wozu die Steuereinheit 15 über eine Datenleitung 16 mit einem Ventil 17 verbunden ist, welches einerseits über eine Anschlussleitung 18 an das flugzeugseitige Druckluftversorgungssystem angeschlossen und andererseits über eine Druckluftleitung 19 mit dem Schutzanzug 20 verbunden ist.One with 10 designated aircraft is in its flight movements via an operation of a schematically indicated joystick 11 controlled, with the joystick 11 with a flight computer 12 connected is. From the flight computer 12 leads a data line 13 to those over the joystick 11 entered flight commands implementing control units of the aircraft, such as control valves; another data line 14 leads from the flight computer 12 to a control unit 15 for the control of the compensation effect of the compensation device of a protective suit shown schematically 20 , In the illustrated embodiment, this compensation device consists of a Aufblasmöglichkeit the protective suit 20 What the controller is for 15 via a data line 16 with a valve 17 is connected, which on the one hand via a connecting line 18 connected to the aircraft-side compressed air supply system and on the other hand via a compressed air line 19 with the protective suit 20 connected is.

Soweit der den Steuerknüppel 11 betätigende Pilot auf einem mit 21 bezeichneten Schleudersitz sitzt, dem ein Auslösegriff 22 zugeordnet ist, führt eine Datenleitung 23 von dem Auslösegriff 22 beziehungsweise dem Schleudersitz 21 zu der Steuereinheit 15.As far as the joystick 11 pressing pilot on a with 21 designated ejection seat sits, which a trigger handle 22 is assigned, performs a data line 23 from the trigger handle 22 or the ejection seat 21 to the control unit 15 ,

Wird im Flugbetrieb des Flugzeuges 10 über den Steuerknüppel 11 ein Steuerbefehl an den Flugrechner 12 gegeben, so erfolgt gleichzeitig mit der Ansteuerung der flugzeugseitigen Steuerklappen über den Datenleitung 13 auch eine Übermittlung der Steuerbefehle an die Steuereinheit 15 via Datenleitung 14. Aufgrund der in der Steuereinheit 15 vorgenommenen Berechnung der erforderlichen Anti-G-Schutzmaßnahme kann bereits eine Ansteuerung des Ventils 17 bezüglich eines Drucklufteinlasses über die Druckluftleitung 19 in den Anzug 20 vorgenommen werden, so dass der Anzug 20 bereits in dem erforderlichen Umfang aufgeblasen wird und dadurch der gewünschte Gegendruck auf den Körper des Insassen ausgeübt wird, bevor die flugzeugseitigen Steuerklappen tatsächlich gestellt sind und es somit zu einer Änderung der Fluglage kommt. Aufgrund der von dem Flugrechner 12 übermittelten Daten kennt die Steuereinheit 15 Zeitpunkt, Dauer und Größe der beabsichtigten Änderung der Fluglage und kann somit anhand einer in der Steuereinheit 15 abgelegten Vergleichs- bzw. Entscheidungstabelle die erforderliche Steuerung in dem erforderlichen Umfang vornehmen. In vorteilhafter Weise können die in der Steuereinheit abgelegten Entscheidungstabellen durch Aktualisierung der entsprechenden Software ständig an die bekannt werdenden Einsatz- und Flugbedingungen angepasst werden.Will be in flight operations of the aircraft 10 over the joystick 11 a control command to the flight computer 12 given, it takes place simultaneously with the control of the aircraft-side control flaps over the data line 13 also a transmission of the control commands to the control unit 15 via data line 14 , Because of in the control unit 15 The calculation of the required anti-G protection measure can already control the valve 17 with respect to a compressed air inlet via the compressed air line 19 in the suit 20 be made so that the suit 20 is already inflated to the extent required and thereby the desired back pressure is exerted on the body of the occupant before the aircraft-side control flaps are actually placed and thus there is a change in attitude. Because of the flight computer 12 transmitted data knows the control unit 15 Time, duration and size of the intended change in attitude and can thus on the basis of one in the control unit 15 filed the required control to the required extent. Advantageously, the decision tables stored in the control unit can be constantly adapted by updating the corresponding software to the known operational and flight conditions.

Soweit vorgeschlagen ist, dass die Steuereinheit 15 einen dreiachsigen Beschleunigungsaufnehmer umfasst, soll dieser dazu dienen, die Vorausberechnung der Änderung der augenblicklichen Fluglage mit der „Stellung" der Entscheidungstabelle zu überprüfen. Außerdem hat ein dreiachsiger Beschleunigungsaufnehmer den Vorteil, dass die Beschleunigungen nicht nur in allen drei Achsen, sondern auch in den jeweiligen +/– Richtungen gemessen werden können.As far as it is suggested that the control unit 15 A three-axis accelerometer is intended to be used to verify the projection of the change in instantaneous attitude with the "position" of the decision table, and a three-axis accelerometer has the advantage of accelerating not only in all three axes, but also in the respective ones +/- directions can be measured.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The in the above description, the claims, the Summary and the drawing disclosed features of the subject matter of this Documents can individually and in any combination with each other for realization be essential to the invention in its various embodiments.

Claims (5)

Schutzsystem für die Besatzung von Flugzeugen, bestehend aus einem von den Insassen getragenen Schutzanzug, der eine Einrichtung zur automatischen Kompensation von durch Flugbewegungen hervorgerufenen Beschleunigungen durch Änderung des von dem Anzug auf den Körper des Insassen ausgeübten Drucks aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung des Schutzanzuges (20) mit einer ihre Funktion ansteuernden Steuereinheit (15) verbunden ist, die an den Flugrechner (12) und/oder die Schleudersitzeinrichtung (21) des Flugzeuges (10) angeschlossen ist und den bei einer eigenbeeinflussten Einleitung einer Änderung der Flugbewegung zu erwartenden oder den aufgrund von eintretenden Änderungen der Fluglage des Flugzeuges (10) erforderlichen Steuerungsbedarf für die Kompensationseinrichtung ermittelt und in entsprechende Steuersignale für die Kompensationseinrichtung umsetzt.Protective system for the crew of aircraft, consisting of a protective suit worn by the occupants, which is a device for automatic compensation of accelerations caused by flight movements by changing the suit to the body of the insane Ssen exerted pressure, characterized in that the compensation device of the protective suit ( 20 ) with a control unit controlling its function ( 15 ) connected to the flight computer ( 12 ) and / or the ejection seat device ( 21 ) of the aircraft ( 10 ) and which is to be expected in the event of a self-induced initiation of a change in the flight movement or due to changes in the attitude of the aircraft ( 10 ) required control requirement for the compensation device and converted into corresponding control signals for the compensation device. Schutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung aus einer von einem Ventil (17) gesteuerten Druckluftbeaufschlagung des Schutzanzuges (20) besteht und das Ventil (17) zu seiner Steuerung an die Steuereinheit (15) angeschlossen ist.Protective system according to claim 1, characterized in that the compensation device consists of one of a valve ( 17 ) Controlled compressed air supply of the protective suit ( 20 ) and the valve ( 17 ) for its control to the control unit ( 15 ) connected. Schutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung ein aus einem Formgedächtniswerkstoff bestehendes und von der Steuereinheit über ein elektrisches Signal ansteuerbares Gewebe zur Ausbildung des Schutzanzuges (20) ist.Protection system according to claim 1, characterized in that the compensation device consists of a shape memory material and controllable by the control unit via an electrical signal tissue for forming the protective suit ( 20 ). Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) zur sequenziellen Ansteuerung von auf unterschiedliche, verschiedenen Körperteilen des Insassen zugeordnete Bereiche des Schutzanzuges (20) einwirkenden Kompensationseinrichtungen eingerichtet ist.Protection system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit ( 15 ) for the sequential control of different, different body parts of the occupant associated areas of the protective suit ( 20 ) is set up compensation means. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) einen dreiachsigen Beschleunigungsaufnehmer umfasst, dessen den Ist-Zustand aufnehmende Signale im Rahmen eines Vergleiches mit dem Ergebnis der Vorausberechnung der Fluglagenänderung in der Steuereinheit (15) verarbeitet werden.Protection system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control unit ( 15 ) comprises a triaxial accelerometer, the actual state receiving signals in the context of a comparison with the result of the prediction of the attitude change in the control unit ( 15 ) are processed.
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