用于优化飞行器在跑道上着陆的方法和装置的制造方法_2

文档序号:8487345阅读:来源:国知局
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[0066]A)稳定进场需要飞行器AC在最终进场坡度的截获点处、在其最终着陆配置中稳定,即起落装置放下,着陆配置中的高升力系统(缝翼和襟翼)以及最终进场速度。这些参数保持恒定直至跑道2的入口 ;以及
[0067]B)减速进场需要飞行器AC最迟在有关跑道2的参考点之上的给定高度处、在其最终着陆配置中稳定,该给定高度取决于要求通过仪器飞行或允许通过视线飞行的天气条件而通常在1000英尺和500英尺之间。在通常的减速进场中,飞行器AC在最终进场坡度的截获点(通常位于在跑道2之上的3000和5000英尺之间的高度)之前开始减速,并且在中间空气动力配置中截获最终进场坡度。到最终进场速度的减速、高升力系统和起落装置的最终伸开因而在最终进场坡度上被引导。然后,从到跑道入口 2的1000英尺或500英尺的最小高度开始恒定地保持这些参数。
[0068]执行稳定进场还是减速进场的选择通常取决于本地约束(公布的进场类型)、空中交通管制约束(强制速度)、飞行器AC的能力和航线政策。
[0069]在图2示意性示出的情况下,飞行器AC尤其运输机在进场阶段中将着陆在位于高度Zp处的跑道2上。通过持续下降在中间进场之后或者在高度Za的进场水平上飞行之后,飞行器AC截获最终进场轴A,其中进场轴A在点Pa (其对应于水平Za或持续下降进场段和进场轴A的交叉点)处具有以下文所述方式确定的优化坡度YpOTf,并且沿所述轴A向跑道2下降以在约1000英尺(点Ps)处的稳定高度Zs处减速到稳定进场速度,从而然后在点Po处达到相对于恒定地面的目标垂直速度Vzo。该最终点标志着进场阶段之后的拉平R的开始。
[0070]为此,装置I包括:
[0071]-计算单元3,其被配置成根据先前从所述飞行器AC特有的性能水平和特性中限定的目标垂直速度Vzo和至少一个外部参数来确定与要遵循的进场轴A相关联的至少一个优化坡度Yci;以及
[0072]-引导单元4,其被配置成根据飞行器AC截获(点Pa)进场轴A来引导飞行器AC,以使其遵循由如下指定的计算单元3确定的、与所述进场轴A相关联的坡度,以及使其达到先前在发起拉平阶段时限定的目标垂直速度Vzo。
[0073]在特定实施方式中,由计算单元3用于确定优化坡度Ytl的一个或多个外部参数属于以下的组:
[0074]-飞行器AC 的传统空气速度(CAS,convent1nal air speed);
[0075]-标准高度处的外部温度;
[0076]-水平风速;
[0077]-跑道2相对于水平面的任何倾斜;以及
[0078]-跑道2的压力高度。
[0079]如图1所示,通常,计算单元3包括:
[0080]-计算元件5,其用于计算标准高度ho(点Po)处的空气密度。为此,计算元件5接收外部温度和跑道2的压力高度。计算元件5能够在输出处递送在高度ho处的空气密度;
[0081]-计算元件6,其用于计算飞行器AC的真实空气速度TAS。为此,计算元件6(通过连接7)接收由计算元件5确定的空气密度和经校正的空气速度CAS。计算元件6能够在输出处递送真实空气速度TAS ;以及
[0082]-计算元件8,其用于计算优化坡度γρ计算元件8(通过连接9)接收由计算元件6确定的真实空气速度TAS、目标垂直速度Vzo、水平风速和跑道2的倾斜。计算元件8能够在输出处递送优化坡度Y”
[0083]此外,如图1所示,根据本发明,所述计算单元3还包括:
[0084]-计算元件10,如下文中指明的,其被配置成确定取决于与飞行器AC的减速能力相关的性能标准的极限坡度Y1,极限坡度丫工是飞行器AC可飞行的;
[0085]-比较元件11,其经由连接12和13分别连至计算元件8和10,并且被配置成比较(从计算元件8接收的)优化坡度γ (!和(从计算元件10接收的)所述极限坡度γ U以及
[0086]-选择元件14,其经由连接15连至所述比较元件11,并且被配置成选择优化坡度γ。和极限坡度γ工中的较低的坡度,飞行器AC由引导单元4引导以使其遵循适当选择的坡度(表示为γ perf)。
[0087]为此,引导单元4包括以下常用装置(附图中未示出):
[0088]-辅助计算装置,其用于以通常的方式、根据经由连接16从计算单元3(尤其从选择元件14)接收的信息来确定引航设定点,所述信息尤其是由选择元件14选择的坡度;
[0089]-至少一个引航辅助装置,例如自动引航装置和/或飞行指引仪,其根据从所述辅助计算装置接收的引航设定点来确定用于引航飞行器AC的指令;以及
[0090]-受控构件致动装置,例如飞行器AC的导向装置(用于方向、深度等),对其应用适当确定的引航指令。
[0091]在本发明的上下文中,(下降)坡度考虑以下约定:
[0092]-更强(或更高)的坡度意味着更负或甚至更陡的坡度;
[0093]-相反地,更低的坡度是较不负或甚至较不陡的坡度;以及
[0094]-当类型未指定时,术语坡度表示几何坡度。
[0095]因此,借助本发明,规定在必要的情况下,根据与基于与飞行器的减速能力有关的性能标准而计算的极限坡度Y1(最大)的比较,使优选A-1GS类型的常用优化坡度Ytl饱和。事实上,如果优化坡度Ytl大于极限坡度γ 并且仅在这种情况下),根据极限坡度Y1引导飞行器。通过限定,该极限坡度Y1是可飞行的,也就是说,极限坡度γ i被限定成使得飞行器尤其根据其能力、特别是取决于飞行器AC的重量和天气条件的减速能力,能够遵循该极限坡度Ti。这使得能够确保飞行器AC能够沿由计算单元3提供的坡度、以其减速能力来飞行。
[0096]计算单元3可以是飞行器AC的FMS类型的飞行管理系统或与飞行管理系统相连的另一机载系统的不可或缺的一部分。作为变型,计算单元3可以在飞行器AC外部并且采取便携式计算机的形式或者甚至被并入能够将坡度传达到飞行器AC的地面站。
[0097]计算单元3通过考虑飞行器AC的怠速发动机速度和传统目标速度、基于飞行器AC的飞行力学方程来执行平衡计算,以利用飞行期间识别的外部条件和飞行器AC的常用性能模型来计算使得能够维持传统目标速度的坡度作为极限坡度。优选地,外部条件包括至少一个以下条件:温度、风、高度。
[0098]在优选实施方式中,如图1所示,计算单元3的计算元件10包括:
[0099]-计算装置18,其被配置成根据第一性能标准Cl来确定第一辅助坡度Y。1;
[0100]-计算装置19,其被配置成根据第二性能标准C2来确定第二辅助坡度Y。2;以及
[0101]-比较装置20,其经由连接21和22分别连至计算装置18和19,并且被配置成确定所述第一辅助坡度Yel和所述第二辅助坡度γ。2中的较低的坡度作为极限坡度γ !O
[0102]因此,随后通过比较元件11将坡度γ。^ γ。2中的较低者与优化坡度γ。进行比较。如果减速受限的最大坡度低于优化坡度γ。则施加饱和。因此获得坡度γ POTf,其使得:
[0103]yperf= min(y 0, min(ycl, yc2))
[0104]根据本发明执行的优化坡度γ。的饱和使得能够包含加速度。
[0105]两个性能标准Cl和C2中的每个都表示飞行器AC的状态和取决于最终进场坡度(进场轴Α)上飞行器AC的位置的外部条件。根据所考虑的标准Cl或C2,施加校正以考虑减速目的。
[0106]在上述优选实施方式中,计算装置18被配置成根据性能模型计算第一辅助坡度γcl,以确保在截获进场轴A时、在中间空气动力配置中的、飞行器AC的升起的起落装置零加速度。
[0107]关于标准Cl,出于操作原因,最终进场坡度在任何时候不应该导致需要来自机组人员的校正动作的飞行器AC的加速度。在最终进场坡度开始处,高度仍然是相对大的(在3000英尺至5000英尺之间),零加速度是足够的。它是在驾驶员的自行判定下(通常驾驶员遵循由制造者适当设置的SOP(标准操作程序)类型的规则)执行的起落装置的放下和高升力系统的伸开的排序,这触发了最终减速阶段以在飞行器AC的最终进场配置中使飞行器AC稳定在最终进场速度。因此,针对标准Cl而获得的辅助坡度丫^被计算成确保在截获最终进场坡度时、中间配置中的升起的起落装置零加速度。
[0108]此外,计算装置19被配置成通过执行以下连续操作来计算第二辅助坡度γε2:
[0109]-计算针对零加速度的坡度;
[0110]-计算满足减速目标的坡度偏差;以及
[0111]_从针对零加速度的坡度减去坡度偏差以获得所述第二辅助坡度
[0112]关于标准C2,当飞行器AC在最终进场坡度(轴Α)上前进时,减速目标是必需的以使飞行器AC能够达到最终进场速度。作为说明,该目标可以被设定在-0.4节每秒。该减速值通常与驾驶员在飞行器AC的通常速度指示器上感知减速的最小值相对应。利用针对标准C2的平衡计算而获得的坡度因而被校正以满足减速目标。减速目标,例如-0.4节每秒,被转换成从以零加速度获得的坡度中减去的坡度
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