(57)【要約】  本発明は、ロック可能なドアを備えた与圧キャビンと、電気エネルギー供給ネットワークと、自律警告システムエネルギー供給装置(４,６,８)を有するキャビン差圧警告システム(２)とを具備してなる航空機に関するものであり、自律警告システムエネルギー供給装置(４,６,８)は電気エネルギー供給ネットワークから独立している。
2008514491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロック式のドアを備えた与圧キャビンと、電気エネルギー供給ネットワークと、自律警告システムエネルギー供給装置(４,６,８)を有するキャビン差圧警告システム(２)と、を具備してなる航空機であって、前記自律警告システムエネルギー供給装置(４,６,８)は、前記電気エネルギー供給ネットワークから独立したものであることを特徴とする航空機。
【請求項２】
前記自律警告システムエネルギー供給装置(４,６,８)は、エネルギー発生装置(４)、特に電気エネルギー発生装置(４)を具備してなることを特徴とする請求項１に記載の航空機。
【請求項３】
前記エネルギー発生装置(４)は、前記ドア、特に航空機の前記ドアの外面に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の航空機。
【請求項４】
前記自律警告システムエネルギー供給装置は、エネルギー中間貯蔵装置(８)、特に電気エネルギー中間貯蔵装置(８)を具備してなり、このエネルギー中間貯蔵装置(８)は前記エネルギー発生装置(４)に接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項５】
前記キャビン差圧警告システム(２)は、前記独立した、自律警告システムエネルギー供給装置(４,６,８)に接続された差圧制御装置(１０)を有すると共に、キャビン差圧センサーユニット(１４)および警告信号発生装置(１６)を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項６】
前記警告信号発生装置(１６)は、視覚的警告信号発生器と、聴覚的警告信号発生器と、これら警告信号発生装置の組み合わせとからなる警告信号発生装置の群から選択されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項７】
前記キャビン差圧警告システム(２)はセンサーユニット(１８)を有し、このセンサーユニット(１８)は前記差圧制御装置(１０)に接続されてなると共に、前記ドアの状態を検出するようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項８】
前記ドアと関係付けられた非常用スライドを有する、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の航空機であって、前記キャビン差圧警告システム(２)はセンサーユニット(２２)を有し、このセンサーユニット(２２)は前記差圧制御装置(１０)に接続されてなると共に、前記エネルギー中間貯蔵装置の状態を検出するようになっていることを特徴とする航空機。
【請求項９】
前記ドアと関係付けられた非常用スライドを有する、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の航空機であって、前記キャビン差圧警告システム(２)はセンサーユニット(２０)を有し、このセンサーユニット(２０)は、前記非常用スライドの状態を検出するために前記差圧制御装置(１０)に接続されていることを特徴とする航空機。
【請求項１０】
前記差圧制御装置(１０)はデータ処理ユニット(１２)を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項１１】
前記キャビン差圧警告システム(２)は前記ドアと一体化されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキャビン差圧警告システムを備えた航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い飛行高度で運転される航空機は、通常、ロック可能なドアを経て出入り可能な与圧キャビンを備えている。飛行中、与圧キャビンによって、キャビンの内圧が基本的に一定となることが保証されるが、この内圧は、特定の飛行高度および支配的な周囲大気圧とはほとんど無関係であって、かつ航空機の乗客にとっては許容できるものであり、キャビン内のこの内圧は、最大でも約8,000フィートないし10,000フィートの高度での大気圧に概ね対応するものである。飛行高度が増すにつれて大気圧が低下するので、10,000フィートを超える飛行高度において与圧キャビン内では、周囲大気圧に対して高められた圧力(「超過圧力」)が支配的となる。キャビンの内圧は、通常、内部圧力調整装置と共に、いわゆる航空機の飛行マネジメントシステムによって調整される。航空機が飛行後に地上に再び駐機するときには、ドアを確実に安全に開くことができるよう、キャビン内圧を再び周囲大気圧と釣り合わせる必要がある。つまり、キャビン内部と外部環境との間には圧力差が存在してはならない。この圧力差を以下ではキャビン差圧と呼ぶ。
【０００３】
周囲大気圧よりも低い内部キャビン圧力(すなわち「過小圧力」)は航空機の構造体にとって極めて危険なものであるので、与圧キャビンを備えた航空機は、通常、負の差圧(「過小圧力」)が生じるのを抑止する一方向弁を備えた特別な保護機構を有している。にもかかわらず、飛行後には、ある程度のキャビン差圧が存在するという状況がたいてい生じ得る。一般に、これは「超過圧力」である(だが、わずかな「過小圧力」もまた生じ得る)。もし、この状態でドアがロック解除されて開けられると、それは瞬時に制御できないまま吹き飛ぶように開き、相応の吸引作用を及ぼす強い気流を発生させる。これは、ドアを操作している人員またはその直ぐ近くにいる人員をかなりの危険にさらす。さらに、これは、航空機に構造的なダメージを引き起こすことがある。
【０００４】
こうした理由から、与圧キャビンを持つ航空機はキャビン差圧警告システムを備えており、これは、たとえば、ドアがまさに開けられようとしているときにキャビン差圧の存在を検出し、警告信号を発するようになっている。航空機の乗員は、その場合、まず、ドアを開けるのに先立って与圧キャビンを通気させることができ、これによってキャビンと外部環境との圧力は釣り合い、その結果、ドアを安全に開くことが可能となる。
【０００５】
たとえば警告ライトによってキャビン差圧の存在を知らせる従来型のキャビン差圧警告システムは、航空機の電気エネルギー供給ネットワークにつながっており、これはシステムに電気エネルギーを供給する。この電気エネルギー供給ネットワークが停止しているとき、キャビン差圧警告システムはもはや機能しない。この結果、ドアを操作している人員は、もはやキャビン差圧に関して警告を受けることはなく、上記リスクが依然として残る。航空機の電気エネルギー供給システムが利用できず、しかもキャビンが圧力下にあるならば、メンテナンス作業時も、これに匹敵する潜在的危険が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術の全般的状態に関連する欠点を広く回避し、そして与圧キャビンと、より信頼性および安全性が高い改善されたキャビン差圧警告システムとを有する航空機を創出するという目的すなわち技術的課題に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、請求項１に記載の特徴を有する、本発明による航空機によって達成される。
【０００８】
この航空機は、ロック式のドアを備えた与圧キャビンと、電気エネルギー供給ネットワークと、自律警告システムエネルギー供給装置を有するキャビン差圧警告システムとを具備してなり、自律警告システムエネルギー供給装置は電気エネルギー供給ネットワークから独立したものである。
【０００９】
本発明による解決策の場合には、キャビン差圧警告システムのエネルギー供給装置は、航空機の電気エネルギー供給ネットワークから完全に独立した、別個の、自律システムとなるよう構成されるので、たとえ航空機の電気エネルギー供給ネットワークが正常に機能していなくとも、あるいはたとえそれが完全に故障するかあるいは操作できなくても、このシステムは確実に機能することができる。さらにキャビン差圧警告システムは実質的に衰耗することなく機能する。上記利点に鑑みると、与圧キャビンのドアが開放される際の安全性を著しく改善できる。さらに、航空機の電気エネルギー供給ネットワークは、その通常稼動時(非故障または無欠陥状態)、キャビン差圧警告システムによって負荷が加えられることはない。キャビン差圧警告システム(これはその別個の、自律電気エネルギー供給装置を含む)を、別個の、独立した、自律的かつモジュール式の単一ユニットとして構成することも可能であり、そしてたとえば、それをドアと完全に一体化することも可能である。航空機の電気エネルギー供給ネットワークに対する、あるいは航空機の搭載電気システムに対するインターフェースは、もはや必要ないか、さもなければ限定された程度のものでよくなる。最後に一つ重要なことを言うと、従来の航空機は本発明によるシステムを収容するために簡単に改修でき、コンポーネントおよびユニットの多くが既に適所に配される方法を利用できる。
【００１０】
上述した好ましい特性によって、システム全体の一部に関する複雑さおよびその誤作動の可能性を低減することができ、この結果、モジュール式の、搭載しやすい、そして費用効率の高い装置が提供され、この装置は設計および製造が一層容易でありかつ必要なときには保守または交換が簡単であり、これによって航空機の安全性および費用効果が向上する。
【００１１】
本発明による航空機の付加的な好ましくかつ有利な実施形態の特徴は、従属請求項の対象事項である。
【００１２】
以下、図面を参照して、付加的細部構成およびさらなる利点を有する本発明の好ましい実施形態について詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による航空機は、ロック式ドアおよびドアロッキング装置を有する与圧キャビンを具備してなる。ドアはハンドルおよびその他の好適な要素を有するが、これを用いて、ロッキングおよびロッキング解除用のドアロッキング装置を動作させることができ、しかもそれを用いて、開閉のために、手動であるいは自動ドア機構の助けを借りて、ドアを移動させることができる。この実施形態では、ドアは非常用スライドを有するような形態となっている。非常時には、非常用スライドを素早く展開できることが望ましい。これを可能とするために、非常用スライドはまず操作要素によって安全装置を外す必要がある。その後、ドアが続いて開放されたとき、非常用スライドはトリガー装置によって直ちに動作させられ、自動的に展開させられる。対照的に、通常運転時(平時)、たとえば航空機が駐機状態となって乗客がドアから与圧キャビンを出て行こうとするときには、非常用スライドの安全装置を外しはならず、そしてそれを展開させてはならない。航空機はまた、一般によく知られた電気エネルギー供給ネットワークを備えている。分かりやすくするため、その上記コンポーネントを備えた航空機は図面には示していない。
【００１４】
さらに、本発明による航空機は、キャビン差圧警告システム(以下ではＫＤＷＳと言う)２を有するが、これは図１に概略ブロック図で示されている。ＫＤＷＳ２は完全にあるいはほぼ完全にドアに一体化されており、しかも航空機の電気エネルギー供給ネットワークから独立した(この供給ネットワークに依存しない)自律警告システムエネルギー供給装置を有する。本実施形態では、この装置は電気エネルギー発生器、すなわち一つ以上の太陽電池４の形態の光起電エネルギー発生器を具備してなる。
【００１５】
この例では、太陽電池４は航空機のドアの外面に配置されており、空力的理由から、好ましくは外面と面一となっている。だが、それをドアの内側(たとえば、いわゆる窓ウェル内)に搭載して、光が太陽電池４に達することを可能にする光透過性要素によって覆うこともできる。さらに、与圧キャビンの内部への設置も同様に考えられる。やはり図１から分かるように太陽電池４は、充電調整器６を介して、電気エネルギー中間貯蔵装置として機能するアキュムレーター(蓄電池)８に接続されている。アキュムレーター８は、ＫＤＷＳ２のエネルギー要求に適応した十分な容量を有し、この結果、夜間さえ確実に橋渡しするのに十分な蓄積が存在する。
【００１６】
ＫＤＷＳ２が具備してなる他のコンポーネントは中央差圧制御装置１０(以下、制御装置と言う)であり、このものはアキュムレーター８に接続されている。図１に破線で示すように、アキュムレーター８が存在しない場合、制御装置１０は充電調整器６に直に接続することもできる。さらに、欠陥のためにあるいは充電状態が不十分過ぎるためにアキュムレーターが機能しない場合に、アキュムレーター８を適当な様式(以下で説明する)で跨いで(ブリッジして)、充電調整器６を介して直に制御装置１０用のエネルギーを得ることも可能である。制御装置１０はデータ処理ユニット１２を有することができ、あるいはそうしたユニットに対して機能的に接続することができる。データ処理ユニット１２は自由にプログラムでき、かつ／または必要とあれば、(たとえば固定または置換可能な制御モジュールの形態の)恒久的に事前プログラムされたコンポーネントを備えることができる。データ処理ユニット１２は好ましくは、それを用いて外部データ処理ユニット(図示せず)に接続できるインターフェースを有し、これによってデータをデータ処理ユニット１２から出し入れでき、この結果、このようにして制御装置１０は、異なる運転条件、制御ルーチン、機種および追加装置に対して任意に適応可能となる。
【００１７】
ＫＤＷＳ２はまた、制御装置１０に接続されたキャビン差圧センサーユニットを有する。このセンサーユニットはキャビン差圧センサー１４すなわち差圧スイッチ(以下では、差圧センサー１４と言う)を有し、この差圧センサー１４はキャビン差圧ΔＰを検出し、そして所定の差圧閾値ΔＰｓに達すると制御装置１０に信号すなわちスイッチング信号を送信するようになっている。差圧センサー１４あるいは差圧スイッチは好ましくは調整可能であり、これによって、必要に応じて、さまざまな差圧閾値ΔＰｓを事前に指定しておくことができる。たとえば±２.５ミリバールの値が差圧閾値ΔＰｓとしてプリセット(事前設定)される。
【００１８】
制御装置１０は警告信号発生装置１６に対して接続されているが、これは、この実施形態では、視覚的(光学式)警告信号発生器と共に聴覚的(音響式)警告信号発生器を有する。警告信号発生装置１６の聴覚的警告信号発生器の例としては、拡声器、サイレン、ブザー、ホイッスルなど、あるいは警告を発するために拡声器に接続された音声発生器が挙げられる。音声発生器が採用されるならば、それは好ましくはプログラム可能でありかつ調整可能なものであり、これによって、必要に応じて、異なる言語でアナウンスを行うことができる。警告信号発生装置１６の視覚的警告信号発生器の例としては、警告灯あるいは適当なインジケーターなどを備えたディスプレイが挙げられる。さまざまな警告信号発生器を組み合わせることも可能である。
【００１９】
上記差圧センサー１４に加えて、制御装置１０は、ドアの状態を検出するセンサーユニット１８(以下では、ドアセンサー１８と言う)に接続されている。ドアセンサー１８は、たとえば、ドアのハンドルの操作状態(たとえばハンドルが引かれているか引かれていないか)を認識し、制御装置１０に、対応する信号を発する。ドアセンサー１８に加えて、非常用スライドの状態を検出するための、制御装置１０に接続されたセンサーユニット２０(以下では、非常用スライドセンサー２０と言う)が存在する。非常用スライドセンサー２０は、たとえば、非常用スライドの安全装置が外されたか否かを検出し、そして制御装置１０に、対応する信号を送り出す。
【００２０】
そして最後に、制御装置１０はまた、エネルギー中間貯蔵装置、すなわちこの例ではアキュムレーター８の状態を検出するためにセンサーユニット２２に対して接続されている。このセンサーユニット２２は以下ではaccuセンサー２２と言う。特に、このセンサーはアキュムレーター８の充電状態を検出し、そして所定の閾値(これはたとえば充電が不十分な状態を示す)に達したときに制御装置１０に信号を送信する。accuセンサー２２はまた、アキュムレーター８の充電状態が不十分過ぎるかあるいはアキュムレーター８がシステム誤作動あるいは欠陥のために機能しない場合に上記ブリッジを充電調整器６(図１の破線参照)に切り替えるため、accuセンサースイッチとして構成できる。
【００２１】
本実施形態では、上記センサー１４,１８,２０,２２の全てを制御装置１０に接続したが、基本的に、ドアセンサー１８および／または非常用スライドセンサー２０および／またはaccuセンサー２２に、別個のサブシステムおよび／またはスイッチング回路を付与し、かつ／または別個の警告信号発生器を付与することもできる。だが、これは製造により多くの労力を必要とするので、先に説明した例が好ましい。さらに、たとえば、パイロットおよび／または乗組員に、キャビン差圧、およびドアの状態、アキュムレーター８の状態、充電調整器６の状態あるいは太陽電池４の状態に関する情報を提供するために、制御装置１０を、他のインターフェース(図示せず)を介して、コックピットおよび／または航空機のキャビン内のディスプレイ器機に接続できる。
【００２２】
図２(これは図１に示すＫＤＷＳ２の第１のフローチャートを示す)を参照して、ＫＤＷＳ２の機能について、航空機が地上に駐機され、そして与圧キャビンのドアが開けられようとしているときに制御装置１０内で実施される差圧警告ルーチンに基づいて説明する。
【００２３】
スタート動作(ＳＴＡＲＴ)から始まって、第１のステップＳ１では、差圧センサー１４は差圧ΔＰを検出し、そしてそれを既定の差圧閾値ΔＰｓと比較する。もし検出された差圧ΔＰが差圧閾値ΔＰｓよりも大きい場合、ルーチンはステップＳ２に進み、ここでは、非常用スライドセンサー２０が、非常用スライドが作動状態にされたかどうか(安全装置が外されたかどうか)をチェックする。もしそうならば、差圧警告ルーチンは打ち切られ、そして図２には示していないサブルーチンの範囲内で、ドアを操作する人員には、ドアが依然として作動状態とされており、まずこの状態が効力をなくすようにする必要があるという事実が注意喚起される。もし、対照的に、非常用スライドが作動状態とされていない場合、ルーチンは続いてステップＳ３へと進む。
【００２４】
ステップＳ３においては、ドアセンサー１８はドアハンドルが操作されるかどうかをチェックする。もし、操作されない場合、ルーチンはやはり打ち切られる。もし、対照的に、ドアハンドルが操作される場合、制御装置１０は警告信号発生装置１６を作動させ、そしてステップＳ４にて警告信号を発する。ドアを操作する人員は、その時、容認できないキャビン差圧が存在しており、ドアを開放可能とする前にまず与圧キャビンを、このキャビンと外部環境との圧力を等しくするために通気させる必要があることを知る。
【００２５】
上記差圧警告ルーチンにおいて、カスケードの形態の、一連の連続した試験条件で、別個のルーチンステップが行われる。その結果、ＫＤＷＳ２は自己試験可能である。
【００２６】
図３には図１に示すＫＤＷＳ２の第２のフローチャートを示すが、これは、アキュムレーター８の状態またはその充電状態をモニターするルーチンを含んでいる。スタート動作(ＳＴＡＲＴ)から始まって、ステップＳ５では、accuセンサー２２はアキュムレーター８の状態またはその充電状態をチェックする。accuセンサー２２がアキュムレーター８の機能不全あるいは過度に低い充電状態を検出した場合、警告信号がステップＳ６として発せられる。さらに、必要とあれば、accuセンサー２２(それがaccuセンサースイッチとして構成される場合)は、アキュムレーター８に対する制御装置１０の接続を橋渡しすることができ、しかも制御装置１０を太陽電池４の充電調整器６に切り替えることができ、この結果、制御装置１０には充電調整器６を経て直に電流が供給されるようになる。後者のスイッチング例は図３には示していない。基本的に、このアキュムレーターモニタリング(監視)ルーチンに似ているルーチンを、太陽電池４の稼働状態をテストするために備えることもできる。
【００２７】
この例では、上記アキュムレーターモニタリングルーチンは制御装置１０において実施され、それによって、警告信号がまた、スイッチＳ６で警告信号発生装置１６によって発生させられる。基本的に、もちろん、アキュムレーターモニタリングルーチンはまた、別個の装置において、キャビン差圧のモニタリングとは別個に実施でき、これによってステップＳ６のために別個の警告信号発生器を使用することもできる。他方、アキュムレーターモニタリングルーチンは、図２のルーチンに組み込み、そしてそのカスケード状の構成とすることができる。
【００２８】
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。むしろ、保護範囲の枠組み内で、本発明による航空機は、上で具体的に説明したものとは異なる構造形態を有することもできる。
【００２９】
ゆえに、太陽電池の形態の電気エネルギー発生器の代わりに、例として、他の電気エネルギー発生装置、たとえば、発電機、あるいは化学式、電気化学式、電磁気式、熱電式、電歪式、機械式、空気圧式または液圧式のエネルギー発生装置、ならびにその複合体を用いることもできる。各例において採用されるエネルギー発生器は、ＫＤＷＳの他のコンポーネントと、適当な方式で適切に調和させるべきである。さらに、エネルギー発生器の機能に対応した他のタイプのエネルギー中間貯蔵装置、たとえば化学式、電気化学式、電磁気式、熱電式、電歪式、機械式、空気圧式または液圧式の中間貯蔵装置、ならびにその組み合わせなども使用可能である。
【００３０】
上記実施形態において、太陽電池４および充電調整器６に代えてあるいはそれに加えて、アキュムレーター８は、航空機に対して接続可能な外部充電装置へのインターフェースと接続することができる。同様に、航空機内に配置された充電装置へのインターフェースが考えられ、この充電装置には、航空機の正規の電気エネルギー供給ネットワークを介して電気エネルギーが供給される。
【００３１】
上記実施形態とは異なる、独立した自律警告システムエネルギー供給装置を提供するために、太陽電池４および充電調整器６を省き、たとえばアキュムレーター８のみをあるいはＫＤＷＳ２用のエネルギー源としてのバッテリーを使用することもできる。だが、これらエネルギー源の充電状態は念入りにモニターする必要があり、アキュムレーターの充電状態が不十分な場合には、それは接続可能な外部充電装置によって充電でき、さもなければバッテリーは新しいものと交換できる。基本的に、本発明による航空機のキャビン差圧警告システムは、ドアで閉塞できる与圧キャビンを持つ他のタイプの乗り物または設備、たとえば潜水艦、宇宙船、圧力チャンバー、エアロックなどにおいて利用することもできる。
【００３２】
特許請求の範囲、本明細書および図面で用いた参照数字は、単に、本発明を分かりやすくするためのものに過ぎず、保護範囲を制限するものとして解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による航空機のキャビン差圧警告システムの概略ブロック図である。
【図２】図１に示すキャビン差圧警告システムの第１のフローチャートである。
【図３】図１に示すキャビン差圧警告システムの第２のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
２  キャビン差圧警告システム(ＫＤＷＳ)
４  太陽電池
６  充電調整器
８  アキュムレーター(蓄電池)
１０  差圧制御装置(制御装置)
１２  データ処理ユニット
１４  差圧センサー
１６  警告信号発生装置
１８  センサーユニット(ドアセンサー)
２０  センサーユニット(非常用スライドセンサー)
２２  センサーユニット(accuセンサー)
【図１】
2008514491.tif 000003
【図２】
2008514491.tif 000004
【図３】
2008514491.tif 000005
【国際調査報告】
2008514491.tif 000006
2008514491.tif 000007
2008514491.tif 000008
2008514491.tif 000009
2008514491.tif 000010
2008514491.tif 000011