用于飞机上的增强通信的布置和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求2019年1月17日提交的美国临时专利申请62/793,530的所有可用权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域总体上涉及飞机的通信和/或降噪，并且更具体地，涉及例如在降低驾驶舱和/或飞机客舱中的噪声的同时增强飞机驾驶舱中的通信的布置，以及飞机和用于制造包括这种布置的飞机的方法。

背景技术：

飞机驾驶舱区域通常在飞行期间可能相对嘈杂，并且飞机操作员(例如，驾驶员、副驾驶员等)通常佩戴头戴式耳机以在这种环境中与例如空中交通控制进行通信、接收警报消息等。此外，佩戴头戴式耳机允许飞机操作员以正常说话音量水平进行通信，该音量水平不太可能传输到客舱区域，以帮助为乘客保持安静或不打扰的环境。

然而，飞机操作员驾驶飞机的时间相对较长，并且长时间佩戴头戴式耳机可能会变得笨重和/或不舒服。此外，佩戴头戴式耳机可能会使驾驶员与副驾驶员和/或其他飞机操作员之间的通信有些笨拙或不舒服。

因此，期望为飞机操作员提供便于以正常或降低的音量水平进行通信的无头戴式耳机的布置，以及飞机和用于制造包括这种布置的飞机的方法。此外，结合附图和该背景技术，根据随后的详细描述和所附的权利要求，本文描述的各种实施例的其他期望的特征和特性将变得显而易见。

技术实现要素：

本文提供了用于飞机内的通信和/或噪声衰减的布置、飞机和用于制造包括这种布置的飞机的方法的各种非限制性实施例。

在第一非限制性实施例中，该布置包括但不限于第一麦克风阵列，其被协作地配置为引导朝向当设置在第一驾驶舱座位中时的第一飞机操作员，以从第一飞机操作员接收第一通信输入。该布置还包括但不限于第一扬声器阵列，其被协作地配置为引导朝向当设置在第一驾驶舱座位中时的第一飞机操作员，以向第一飞机操作员提供第一通信输出。

在另一非限制性实施例中，该飞机包括但不限于具有内部的机身。机身包括设置在内部中的驾驶舱和客舱区域，驾驶舱和客舱区域由包括客舱隔板或幕帘中的至少一个的一个或多个屏障隔开。该飞机还包括但不限于第一驾驶舱座位，其设置在驾驶舱中并被配置用于支撑第一飞机操作员。该飞机还包括但不限于用于飞机内的通信和噪声衰减中的至少一种的布置。该布置包括但不限于设置在驾驶舱中的第一麦克风阵列。第一麦克风阵列协作地引导朝向第一驾驶舱座位，以从第一飞机操作员接收第一通信输入。该布置包括但不限于设置在驾驶舱中的第一扬声器阵列。第一扬声器阵列协作地引导朝向第一驾驶舱座位，以向第一飞机操作员提供第一通信输出。

在另一非限制性实施例中，该方法包括但不限于将布置引入到飞机的机身。机身具有内部并包括设置在内部中的驾驶舱和客舱区域，驾驶舱和客舱区域由包括客舱隔板或幕帘中的至少一个的一个或多个屏障隔开。该方法还包括但不限于将该布置安装到机身中以用于飞机内的通信和噪声衰减中的至少一种。安装该布置包括但不限于在飞机的驾驶舱中设置第一麦克风阵列。第一麦克风阵列被协作地配置为引导朝向当设置在第一驾驶舱座位中时的第一飞机操作员，以从第一飞机操作员接收第一通信输入。安装该布置还包括但不限于在飞机的驾驶舱中设置第一扬声器阵列。第一扬声器阵列被协作地配置为引导朝向当设置在第一驾驶舱座位中时的第一飞机操作员，以向第一飞机操作员提供第一通信输出。

附图说明

在下文中，将结合以下附图描述各种实施例，其中相同的标号表示相同的元件，并且其中：

图1示出了根据示例性实施例的包括飞机内部和用于通信和/或噪声衰减的布置的飞机的一部分的示意性表示的俯视图；

图2示出了根据另一示例性实施例的包括飞机内部和用于通信和/或噪声衰减的布置的飞机的一部分的示意性表示的俯视图；

图3示出了根据示例性实施例的用于通信和/或噪声衰减的布置的示意性表示；以及

图4示出了根据示例性实施例的用于制造飞机的方法。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是示例性的，而且并不旨在限制各种实施例或其应用和使用。此外，并不旨在受到在前述背景技术或以下详细描述中提出的任何理论的约束。

本文考虑的各种实施例涉及用于飞机内的通信和/或噪声衰减的布置，以及飞机和用于制造包括这种布置的飞机的方法。该布置包括第一麦克风阵列，其设置在飞机的驾驶舱中，引导朝向当坐在或以其他方式定位在第一驾驶舱座位中时的第一飞机操作员，例如驾驶员或副驾驶员。第一麦克风阵列被协作地配置为从第一飞机操作员接收第一通信输入。第一扬声器阵列设置在飞机的驾驶舱中，引导朝向当坐在或以其他方式定位在第一驾驶舱座位中时的第一飞机操作员。第一扬声器阵列被协作地配置为向第一飞机操作员提供第一通信输出。

在示例性实施例中，该布置还包括第二麦克风阵列，其设置在飞机的驾驶舱中，引导朝向当坐在或以其他方式定位在第二驾驶舱座位中时的第二飞机操作员，例如副驾驶员或驾驶员。第二麦克风阵列被协作地配置为从第二飞机操作员接收第二通信输入。第二扬声器阵列设置在飞机的驾驶舱中，引导朝向当坐在或以其他方式定位在第二驾驶舱座位中时的第二飞机操作员。第二扬声器阵列被协作地配置为向第二飞机操作员提供第二通信输出。

在示例性实施例中，已经发现，通过朝向第一飞机操作员引导第一麦克风阵列和第一扬声器阵列，第一飞机操作员能够以正常或降低的音量水平有效地进行通信而无需使用头戴式耳机，并且无需来自第二飞机操作员的交叉通信。此外，在示例性实施例中，已经发现，通过朝向第二飞机操作员引导第二麦克风阵列和第二扬声器阵列，第二飞机操作员能够以正常或降低的音量水平有效地进行通信而无需使用头戴式耳机，并且无需来自第一飞机操作员的交叉通信。通过将扬声器输出引导到第一飞机操作员和第二飞机操作员，传输到驾驶舱和飞机内部的其他区域的输出信号可以被最小化。此外，在示例性实施例中，彼此相邻就座且未佩戴头戴式耳机的第一飞机操作员和第二飞机操作员能够以正常或降低的语音音量轻松且舒适地彼此直接通信。

在示例性实施例中并且如将在下面进一步详细讨论的，该布置还包括驾驶舱区域、客舱隔板和/或客舱区域中的主动和/或被动噪声消除和/或监测设备。此外，在示例性实施例中，该布置还包括(多个)控制器(例如，一个或多个控制器或系统，例如它们彼此通信)，该控制器与第一麦克风阵列、第二麦克风阵列、第一扬声器阵列、第二扬声器阵列以及主动和/或被动噪声消除和/或监测设备进行通信，并且可操作为使用算法来控制通信和/或噪声衰减。

图1示出了根据示例性实施例的包括机身11的飞机10的一部分的俯视图，机身11具有飞机内部12和设置在其中的用于通信和/或噪声衰减的布置14。飞机内部12包括由诸如客舱隔板或幕帘20的屏障隔开的驾驶舱16和客舱区域18。

在示例性实施例中，布置14包括麦克风阵列22(例如，定向麦克风阵列)，其设置在飞机10的驾驶舱16中，引导朝向当坐在或以其他方式定位在驾驶舱座位24中时的第一飞机操作员(例如，驾驶员)。麦克风阵列22被协作地配置为从第一飞机操作员接收通信输入。如图所示，麦克风阵列22可以以各种角度(例如，大约-45°至大约45°)被定位为靠近当坐在驾驶舱座位24中时的第一飞机操作员并大体在其前面。在示例性实施例中，麦克风阵列22包括至少2个麦克风，诸如2至6个麦克风，例如2至4个麦克风。

扬声器阵列26(例如，定向扬声器阵列)设置在飞机10的驾驶舱16中，引导朝向当坐在或以其他方式定位在驾驶舱座位24中时的第一飞机操作员。扬声器阵列26被协作地配置为向第一飞机操作员提供通信输出。如图所示，扬声器阵列26可以以各种角度(例如，大约135°至大约225°)被定位为靠近当坐在驾驶舱座位24中时的第一飞机操作员并大体在其后面。在示例性实施例中，扬声器阵列26包括至少2个扬声器，诸如2至6个扬声器，例如2至4个扬声器。

在示例性实施例中，布置14还包括麦克风阵列28(例如，定向麦克风阵列)，其设置在飞机10的驾驶舱16中，引导朝向当坐在或以其他方式定位在驾驶舱座位30中的第二飞机操作员(例如，副驾驶员)。麦克风阵列28被协作地配置为从第二飞机操作员接收通信输入。如图所示，麦克风阵列28可以以各种角度(例如，大约-45°至大约45°)被定位为靠近当坐在驾驶舱座位30中时的第二飞机操作员并大体在其前面。在示例性实施例中，麦克风阵列28包括至少2个麦克风，诸如2至6个麦克风，例如2至4个麦克风。

扬声器阵列32(例如，定向扬声器阵列)设置在飞机10的驾驶舱16中，引导朝向当坐在或以其他方式定位在驾驶舱座位30中时的第二飞机操作员。扬声器阵列32被协作地配置为向第二飞机操作员提供通信输出。如图所示，扬声器阵列32可以以各种角度(例如，大约-135°至大约45°)被定位为靠近当坐在驾驶舱座位30中时的第二飞机操作员并大体在其后面。在示例性实施例中，扬声器阵列32包括至少2个扬声器，诸如2至6个扬声器，例如2至4个扬声器。

还参考图3，在示例性实施例中，已经发现，通过使用定向的麦克风阵列22和28，其中一个麦克风阵列22被引导并聚焦朝向第一飞机操作员，而另一麦克风阵列28被引导并聚焦朝向第二飞机操作员，相应阵列22或28的麦克风中的每一个可以拾取通信输入的相对低的噪声信号，使得相应阵列22或28的麦克风可以共同地将增强的输入信号35或37提供给(多个)控制器36。特别地，增强的输入信号35或37是从相应阵列22或28的麦克风中的每一个计算出的。来自其他驾驶舱区域或其他飞机操作员的噪声输入将被最小化，这是因为麦克风阵列对于第一操作员和第二操作员是最敏感的。在示例性实施例中，使用算法，(多个)控制器36被配置为响应于增强的输入信号，将来自第一飞机操作员和/或第二飞机操作员的通信输入直接或间接地传输和/或通信到例如空中交通控制塔、机载飞机扬声器系统等(经由线路31)。这样，第一飞机操作员和独立的第二飞机操作员可以以正常或降低的语音音量水平进行通信，但仍然安全且舒适地进行通信而无需使用头戴式耳机。

同样，在示例性实施例中，已经发现，通过使用定向的扬声器阵列26和32，其中一个扬声器阵列26被引导并聚焦朝向第一飞机操作员，而另一扬声器阵列32被引导并聚焦朝向第二飞机操作员，相应阵列26或32的扬声器中的每一个可以产生通信输出的相对低的噪声信号，使得相应阵列26或32的扬声器可以共同地将具有最小噪声的清晰可听的、增强的通信输出信号相应地提供给第一飞机操作员和(独立地)提供给第二飞机操作员。特别地，清晰可听的、增强的通信输出信号是来自相应阵列26或32的扬声器中的每一个的所有信号的最佳组合。在示例性实施例中，使用算法，(多个)控制器36被配置为响应于从例如空中交通控制塔等接收到的通信，分别经由线路38和40与阵列26和32的扬声器进行通信，以产生相对低的噪声信号。这样，第一飞机操作员和独立的第二飞机操作员可以接收正常音量水平下的通信，而无需使用头戴式耳机。此外，向其他驾驶舱区域、客舱区域或其他飞机操作员的扬声器输出将被最小化，这是因为大部分输出能量聚焦朝向第一操作员和第二操作员。

此外，在示例性实施例中，第一飞机操作员和第二飞机操作员可以经由使用算法的(多个)控制器36独立地控制他们对应的麦克风阵列22和28以及扬声器阵列26和32，以控制他们周围的声音。也就是说，(多个)控制器36被配置为独立地为第一飞机操作员和第二飞机操作员中的每一个提供适应性控制以创建定制的声学环境。例如，第一飞机操作员和第二飞机操作员可以各自关闭他们对应的麦克风阵列22和28以及可选地关闭扬声器阵列26和32，使得他们可以在相对安静的环境中彼此直接通信。在另一示例中，只有第一飞机操作员或第二飞机操作员中的一个会打开他们的麦克风阵列22或28，同时另一麦克风阵列22或28被关闭，以促进第一飞机操作员或第二飞机操作员之一与空中交通控制塔的清晰可听的通信。

如图所示，在示例性实施例中，布置14还包括、可选地包括或替代地包括(例如，代替麦克风阵列22和28以及扬声器阵列26和32)驾驶舱16和/或客舱隔板20中的主动和/或被动噪声消除34。在一个示例中，主动和/或被动噪声消除34包括一个或多个被动噪声消除设备，其设置在客舱隔板20中并被配置用于衰减飞机内的噪声。被动噪声消除设备的示例包括隔音、吸音结构等。

在另一示例中并且如下面进一步讨论的，主动和/或被动噪声消除34包括一个或多个主动噪声消除设备42，其与(多个)控制器36进行通信，控制器36使用算法来控制驾驶舱16和/或客舱区域18内的噪声衰减。主动噪声消除设备42的示例包括诸如麦克风、扬声器、放大器和/或类似物的设备，其进行协作以生成例如用于消除和/或衰减(多个)不期望的噪声的异相信号。在示例性实施例中，主动和/或被动噪声消除34确保驾驶舱16中的噪声不被传递到客舱区域18中，除了可以通过客舱扬声器系统路由的警报消息和其他期望的通信以外。

图2示出了包括飞机内部12和布置14的飞机10的一部分的俯视图，如图1中所示并在上面讨论的那样，其包括驾驶舱16、客舱区域18、客舱隔板20、麦克风阵列22、驾驶舱座位24、扬声器阵列26、麦克风阵列28、驾驶舱座位30和扬声器阵列32，但除外的是可以被包括、可选地包括或替代地包括的主动和/或被动噪声消除134代替了图1的主动和/或被动噪声消除34。特别地，主动和/或被动噪声消除134与主动和/或被动噪声消除34类似，但是可以在驾驶舱16、客舱隔板20、客舱区域18中和/或驾驶舱16与客舱区域18之间的任何地方。

在示例性实施例中并且如图2至图3中所示，(多个)主动噪声消除设备42包括与(多个)控制器36进行通信的一个或多个噪声消除扬声器46、一个或多个客舱麦克风48(例如，位于客舱区域18中的(多个)麦克风)和一个或多个驾驶舱麦克风50(例如，位于驾驶舱16中的(多个)麦克风)。(多个)控制器36被配置为接收(多个)麦克风信号52(来自(多个)驾驶舱麦克风50)和/或接收(多个)麦克风信号54(来自(多个)客舱麦克风48)，它们分别指示驾驶舱16和客舱区域18中的噪声水平。使用算法，(多个)控制器16生成(多个)控制信号56，以用于控制(多个)噪声消除扬声器46来消除和/或衰减不期望的噪声。在一个示例中，一个或多个噪声消除扬声器56设置在驾驶舱16中以消除和/或衰减驾驶舱16中不期望的噪声。在另一示例中，一个或多个噪声消除扬声器56设置在客舱隔板20和/或客舱区域18中以消除和/或衰减客舱区域18中不期望的噪声。另外并且如上所述，在示例性实施例中，(多个)控制器36与麦克风阵列22、扬声器阵列26、麦克风阵列28和扬声器阵列32进行通信，以用于控制输入和输出的通信信号。

参考图4，提供了根据示例性实施例的用于制造飞机的方法100。方法100包括将布置引入(步骤102)到飞机的机身，该机身具有内部并包括设置在内部中、由客舱隔板隔开的驾驶舱和客舱区域。

将该布置安装(步骤104)到机身中以用于飞机内的通信和噪声衰减中的至少一种。安装该布置包括在飞机的驾驶舱中设置(步骤106)第一麦克风阵列。麦克风阵列被协作地配置为引导朝向当设置在第一驾驶舱座位中时的第一飞机操作员，以从第一飞机操作员接收第一通信输入。

在示例性实施例中，安装该布置还包括在飞机的驾驶舱中设置(步骤108)第一扬声器阵列。第一扬声器阵列被协作地配置为引导朝向当设置在第一驾驶舱座位中时的第一飞机操作员，以向第一飞机操作员提供第一通信输出。

在示例性实施例中，安装该布置还包括在飞机的驾驶舱中设置((多个)步骤110)第二麦克风阵列和/或第二扬声器阵列。第二麦克风阵列被协作地配置为引导朝向当设置在第二驾驶舱座位中时的第二飞机操作员，以从第二飞机操作员接收第二通信输入。第二扬声器阵列被协作地配置为引导朝向当设置在第二驾驶舱座位中时的第二飞机操作员，以向第二飞机操作员提供第二通信输出。

尽管在本公开的前述详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本公开的示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的范围的情况下，可以在示例性实施例中描述的元件的功能和布置中进行各种改变。