一种固定翼飞机的救援系统的制作方法

本发明涉及飞机救援系统，尤其涉及一种固定翼飞机的救援系统。

背景技术：

1、固定翼飞机救援系统的构想源于提升航空安全并有效应对飞行过程中可能出现的各类紧急状况的需求。这种救援系统的作用在于监控飞行状态，自动执行紧急程序，以及协调与执行搜救工作。

2、现阶段的救援系统在系统故障时往往依赖于飞行员的经验和技能进行故障诊断与处理，然而，人的反应在高压力环境下可能会受限，尤其是飞机上的乘客很多都是没有接受过规范的逃生救援的；

3、此外，传统飞行中环境感知依赖于飞行员视觉、飞行仪表以及有限的自动化辅助；而在恶劣天候或者复杂飞行环境中，人的感知受限，决策可能会出错；

4、以及传统的救援系统在速度和效率上不足，不能快速准确地进行定位和沟通，影响救援时效，并且飞行过程中若遇到突发性健康问题，现有设备没有足够的医疗支持功能。

5、基于此，本领域技术人员就提出了一种固定翼飞机的救援系统。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种固定翼飞机的救援系统。

2、本发明的技术方案是这样的：一种固定翼飞机的救援系统，包括硬件组件和软件组件，所述硬件组件由紧急自动控制系统、多功能通信系统、传感器组合套件、生命支撑系统和ai辅助系统组成；

3、所述软件组件由环境感知单元、数据分析单元、救援操作管理单元、实时监测单元、紧急航迹计算单元和紧急通信单元组成。

4、通过上述技术手段，救援系统的设计融合了先进的硬件和软件组件，共同协作以确保飞机在遇到不同类型的紧急情况时能以最佳方式反应，硬件部分包括用于执行实际动作的紧急自动控制系统、通信系统、传感器套件，负责维持生命支持的生命系统，以及采用ai技术增强决策和监控能力的ai辅助系统，软件组件则包括多个专职单元，负责环境的感知与分析、数据处理、实时监控、航迹的计算，以及紧急通信，确保飞机在关键时刻能够快速而准确地反应。

5、作为一种优选的实施方式，所述紧急自动控制系统内部包括自动飞行管理系统、失速防护系统、紧急躲避系统、自动着陆系统；

6、所述自动飞行管理系统用于负责飞机的导航、飞行计划管理和自动引导，自动飞行管理系统允许飞行员预先规划飞行任务，包含通过预定的飞行航路点，在飞行过程中，自动飞行管理系统会监测飞机的位置，自动执行飞机引导，调整飞机航向、速度和高度以遵循预设的飞行路径，还可以做出燃料效率和时间最优的调整，并在必要时协助飞行机组完成航路的修改；

7、所述失速防护系统通过感测飞机的空速、攻角、飞行姿态以及其他动态参数来决定升力足够还是不足以维持飞行，系统在检测到接近失速条件时，会自动采取调俯仰角度、增加引擎功率等操作，避免失速发生；

8、所述紧急躲避系统用于响应可预见的危险情况，并通过自动机动飞机来避免碰撞或紧急情况，紧急躲避系统可以自动执行飞行控制操作以使飞机远离碰撞威胁或不安全的飞行环境；

9、所述自动着陆系统用于在飞机在最终进近和降落过程中实现高精度的自动控制，系统依赖于机场的仪表着陆系统、微波着陆系统以及其他导航辅助设备来引导飞机精确地飞向跑道，并在正确的位置和姿态着陆。

10、通过上述技术手段，本系统内部集成了数个自动化子模块，专注于确保飞行安全性的提高和飞行过程中的自动化控制，自动飞行管理系统通过微处理器和感应器，实现了飞行的导航和自动引导功能，最大化地减轻了飞行员的负担，失速防护系统通过测量关键的航空参数并自动调整飞行姿态来预防丧失升力的情况，紧急躲避系统能够自动地探测潜在的威胁并迅速对飞机进行机动，以防止碰撞，自动着陆系统与机场的精密导航系统协同工作，确保飞机能在最理想的状态和位置降落。

11、作为一种优选的实施方式，所述多功能通信系统包括卫星通讯、高频无线电、超高频无线电和应急定位信标；

12、所述卫星通讯用于提供飞行员与地面控制中心以及其他飞机之间的通讯连接，卫星通讯可以在远程或无线电信号不佳的区域保持通讯，确保飞机与地面之间的信息传递和联系；

13、所述高频无线电用于飞机本体与外界控制台之间的长距离语音通讯以及短波数据传输；

14、所述超高频无线电用于飞机本体与地面塔台和其他飞机通讯；

15、所述应急定位信标用于在飞机遭遇紧急情况时发送紧急信号和飞机位置信息，以协助搜救人员快速定位飞机并展开救援行动，应急定位信标会在飞机遇险时自动激活，并通过无线电信号向搜救机构发送紧急信号和飞机位置数据，以便及时展开搜救行动。

16、通过上述技术手段，本系统整合了适应不同通信环境和距离的多种通讯方式，确保飞机能够依靠最合适的方式与地面或其他飞行器进行交流，卫星通讯能在偏远地区提供持续的服务，高频和超高频无线电覆盖了不同的语音通信和数据传输需要，关键的是，应急定位信标在飞机遭遇紧急情况时自动启动，通过无线电发射信号来向救援机构传达飞机位置，加速救援反应。

17、作为一种优选的实施方式，所述传感器组合套件包括风速传感器、气压高度计、温度传感器、加速计、陀螺仪、氧气传感器、液位传感器和振动传感器；

18、所述风速传感器用于测量飞机相对于周围空气的速度，从而判断飞机的升力和机动能力；

19、所述气压高度计用于利用大气压的变化来测量飞机当前的飞行高度，避免与其他同等高度的飞行物体发生冲突；

20、所述温度传感器用于测量周围空气温度和飞机表面温度；

21、所述加速计用于测量飞机沿三个空间轴向的加速度，从而评估飞机的飞行姿态并协助防止飞机过载；

22、所述陀螺仪用于测量或维持飞机的俯仰、横滚和偏航；

23、所述氧气传感器用于监测飞机内部的氧气含量，以确保在高空飞行时机内氧气供应充足；

24、所述液位传感器用于测量飞机油箱的燃油水平、液压系统的液体水平以及水系统的水位；

25、所述振动传感器用于监测飞机的振动水平，通过检测飞机的振动水平的数据可以对飞机进行预防性维护和故障诊断。

26、通过上述技术手段，本系统涵盖了多种类型的传感器，用以追踪和分析飞机与环境参数，这些传感器的引入，使得飞机能够实时感知周围环境，并提供相关数据，以供其他系统进行决策支持，通过这些精准的传感器，可以有效地识别飞行风险，预防事故发生。

27、作为一种优选的实施方式，所述生命支持系统包括供氧系统、空调压力调节系统、空气循环过滤系统、医疗急救包、紧急医疗设备；

28、所述供氧系统用于在必需时为飞机驾驶舱和客舱提供氧气，供氧系统可在紧急情况下保持乘客和机组成员安全；

29、所述空调压力调节系统用于维护舱内适宜的温度和气压条件，通过调节进入客舱和驾驶舱的空气量以及相关的温度控制，保障机舱内的环境；

30、所述空气循环过滤系统用于确保飞机内空气的质量，通过过滤掉循环空气中的尘埃、细菌、病毒和有害气体，提供清洁的呼吸空气；

31、所述医疗急救包包含各类基本的医疗用品和药物，用于处理飞行过程中可能出现的轻微伤害或常见健康问题；

32、所述紧急医疗设备用于处理突发严重医疗状况，如心脏停搏或其他严重创伤。

33、通过上述技术手段，本系统包括多种设备和子系统，维持飞机内持续安全和舒适的生命环境，供给乘客和机组必需的氧气，利用空调压力调节系统保持适宜的温度和气压，空气循环过滤系统维护空气质量，而医疗急救包和紧急医疗设备则为处理飞行中发生的健康紧急情况提供基础设施。

34、作为一种优选的实施方式，所述ai辅助系统包括图像识别模块、障碍物探测模块、语音识别模块；

35、所述图像识别模块用于分析飞机内外的图像，以便检测和识别潜在的异常情况，图像识别模块通过摄像头捕获的实时图像，该模块可以监视机舱内外的情况，包括乘客、设备和飞行环境，帮助飞行员和机组人员快速发现任何可能的安全风险或紧急情况；

36、所述障碍物探测模块用于分析飞行路径中可能存在的障碍物，以提供飞行员有关如何避开这些障碍物的建议或警告，障碍物探测模块通过使用传感器和数据分析，该模块可以识别潜在的障碍物，如其他飞机、山脉、建筑物等，并向飞行员提供及时的警示和指导，确保飞行安全；

37、所述语音识别模块用于理解飞行员口头指令并执行相应操作的关键功能，飞行员可以通过语音识别模块与飞机系统进行语音交互，向系统发出指令、请求信息或执行特定操作。

38、通过上述技术手段，通过图像和声音分析提供辅助功能以增强安全性，图像识别模块能够通过摄像头对内外环境进行监测，并识别异常状况，障碍物探测模块综合分析来自不同传感器的数据，对飞行路径中的潜在障碍给出警告或建议避开方案，语音识别模块允许飞行员通过口令与飞机系统进行交互，实现更直接快捷的控制。

39、作为一种优选的实施方式，所述环境感知单元包括天气感应模块、地形侦查模块和空中交通检测模块；

40、所述天气感应模块用于依据气象雷达数据和附加的传感器信息，实时分析和预测沿途可能遭遇的天气情况，帮助飞行员识别和避开恶劣气象和乱流区域，使得飞行员可以提前规划路径或及时作出路线调整，降低恶劣天气对飞机安全性的威胁；

41、所述地形侦查模块用于结合gps和已知的地形数据库，帮助确定飞机所在的确切位置以及周边的地面特征，地形侦查模块能够提供地形警告，帮助飞行员避免和地面的危险接近或碰撞；

42、所述空中交通检测模块用于识别飞机周围的空中交通，包括其它飞行器的位置和飞行轨迹，以便进行碰撞预防，空中交通检测模块可以警告飞行员潜在的冲突风险，并建议采取回避措施；

43、所述数据分析单元包括风险评估模块和故障诊断模块；

44、所述风险评估模块利用来自飞机传感器和飞行历史记录的数据，通过机器学习算法分析飞行中可能遇到的各种风险，风险评估模块可以预测潜在的飞行问题或系统失效，为飞行员提供提前警示；

45、所述故障诊断模块用于实时监控关键的飞行系统和组件的性能和状态，通过持续收集系统数据，并使用先进的诊断技术进行分析，使得故障诊断模块能够识别并预警潜在的技术故障。

46、通过上述技术手段，环境感知单元集成了天气感应模块、地形侦察模块和空中交通监测模块，它们分别负责监测和回馈飞行中可能遇到的天气变化、地形障碍物和其他空中交通，通过这些模块，飞行员可以基于实时数据进行有效决策，从而规避天气相关的危险和地形碰撞，以及进行空中交通避让，保持空域安全，而数据分析单元则可以将各种感应模块与传感器接收的信息进行分析。

47、作为一种优选的实施方式，所述救援操作管理单元包括流程自动化模块和乘员操作提醒模块；

48、所述流程自动化模块用于在检测到飞行异常或紧急状态时，自动触发标准的紧急流程，流程包括自动启动应急系统、部署救生设备、指导飞机执行迫降程序等；

49、所述乘员操作提醒模块用于在紧急时通过播音设备播放正确的操作步骤和流程，以供乘客进行现场学习；

50、所述实时监控单元包括使用监测模块和乘员状态监测模块；

51、所述使用监测模块用于追踪飞机关键组件的使用情况和健康状况，并通过分析来预测可能出现的维修需求，使用监测模块可以防止意外事故和系统故障，延长设备寿命，并确保飞机进行持续且安全的运行；

52、所述乘员状态监测模块用于监测乘务人员和机组成员在飞行中的生理状态，如心率、血压和氧气饱和度等生命体征。

53、通过上述技术手段，本单元用于在紧急情况自动执行安全程序和向乘员传达紧急指示，确保在关键时刻能够有序地执行救援流程并最大程度保障乘客安全，而实时监控单元则可以监测乘客的状态和飞机组件状态。

54、作为一种优选的实施方式，所述紧急航迹计算单元包括自动航迹生成模块和迫降点分析模块；

55、所述紧急航迹计算单元用于在紧急情况发生时，自动为飞机生成安全航迹，通过评估当前飞机的性能参数、实时天气情况以及目的地或备选基地的状态，计算出一条最优化、避免碰撞和其他潜在威胁的航线；

56、所述迫降点分析模块用于评估和分析飞机周围的地形以及其他环境因素，如风力、天气条件、地面障碍物等，来确定最佳的可能迫降地点。

57、通过上述技术手段，紧急航迹计算单元会在飞机遭遇意外时自动激活，计算确定飞机最安全的航迹，并评估合适的迫降点，以保障飞机及乘客的安全，同样能有效减少对飞行员在紧急决策上的压力。

58、作为一种优选的实施方式，所述紧急通信单元包括救援协调通信模块和失事位置广播模块；

59、所述救援协调通信模块用于在飞机遇到紧急情况时，负责与空中交通管理和搜救机构之间建立和保持通信联系，包括传输飞机的状态信息、紧急情况的具体细节以及所采取的应急措施；

60、所述失事位置广播模块用于在飞机发生紧急着陆或失事时，失事位置广播模块会立即激活，利用飞机上的定位信标发送出准确的地理位置信号。

61、通过上述技术手段，紧急通信单元用于确保飞机在紧急情况下与必要的机构保持通信，协调救援行动，救援协调通信模块确保了信息流传递即时和准确，而失事位置广播模块则能快速准确指引救援部队到达飞机失事位置，极大地提高了搜救效率。

62、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

63、本固定翼飞机救援系统集成了各项技术，用于应对紧急情况下的飞行保护和协助，系统融合了硬件和软件的能力，提供实时的飞行监控、自动导航、多渠道通信、自动处理紧急程序和感知周围环境，本系统配备了自动控制系统，处理飞行中可能出现的风险，并通过通信系统确保与外界的联系始终畅通，传感器确保对飞行条件和乘客健康状况进行持续监测，ai系统通过数据分析提供决策支持，减少操作差错的可能性，生命支持系统负责维护机舱内正常环境和应对医疗紧急情况，软件组件能够在飞行员无法操作的情况下自动进行紧急响应，确保飞行的安全性并在必要时快速定位及协调紧急行动，以加快救援进程并增加存活几率，总得来说，本系统通过将各种技术融为一体，不仅可以极大的提升飞行安全、降低事故风险，并在紧急状态下可以提供有效的解决方案，提高乘员的安全性。