专利名称：在航空器上的机载飞行策略评价系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在航空器上的机载系统的领域并且更特别地涉及一种用于评价不同的潜在飞行策略的、关联到(linked to)飞行计划的机载评价系统。
背景技术：
航空器通常提供有允许机组人员在飞行之前提交由一系列航点(waypoint)构成的飞行计划的飞行管理系统(FMS)。根据这个飞行计划，飞行管理系统计算不同的飞行参数并且将其显示在屏幕上，所述飞行参数包括在整个飞行计划中的时间、燃料数量、高度和速度的参数。当前飞行管理系统提供通过允许机组人员要么改变飞行路径的参数(速度和高度)要么规定在整个飞行计划中的约束(高度、速度或者计划的到达时间)而评价在飞行的剩余部分上的策略变化的可能性。这些变化是在主动飞行计划的副本(被称为“临时”或者“二级”飞行计划)上执行的，并且飞行管理系统重新计算对这个新飞行计划中的点的预测(估计的渡越时间和剩余燃料)。这允许机组人员评价由在飞行管理系统中如此建模的策略变化对关于在目的地处的到达时间和剩余燃料的目标所产生的效果。所述变化可能是相对复杂的，包括若干在飞行计划上的不同点处潜在地具有若干约束的高度和/或速度变化。然而，在飞行计划中建模这些变化引起若干限制。第一个限制涉及机组人员一次能够评价仅仅一个策略的事实。如果机组人员要比较若干策略以识别最有利的一个，则这迫使机组人员对其飞行计划执行若干修改并且在存储器中存储或者记下对应于经测试的每一个策略的效果从而能够作出比较。这些效果例如涉及在目的地处的剩余燃料数量或者“EF0B”(估计机载燃料)和到达目的地的时间或者 “ETA”(估计到达时间)。另一限制涉及根据所作出的变化对在整个经修正的飞行计划中的预测的计算可能花若干分钟的事实，倘若飞行员希望评价若干策略，这尤其在机组人员必须作出快速决定的情况下可能变得令人望而却步。此外，当前飞行管理系统不允许输入关于在飞行计划中的点处可用的燃料数量的约束。最后，当机组人员希望评价约束对速度或者对用于渡越飞行计划中的航点的时间、对在目的地处的剩余燃料数量或者到达时间的目标的效果时，当前飞行管理系统允许仅仅基于所考虑的高度剖面(profile)来计算满足该约束的策略，这未必代表最佳解决方案。本发明的目的在于提出一种简单的且准确的特别地通过允许机组人员在不要求改变当前飞行计划的情况下快速地评价若干可能的飞行策略而改正前述缺点的机载系统。
发明内容
本发明由关联到航空器飞行计划的、在航空器上的机载飞行策略评价系统限定， 该系统包括
一用于通过根据不同的速度和高度剖面在所述飞行计划的航点处的渡越时间和燃料数量之间建立相关性而确定在包括时间、燃料数量、高度和速度的参数的飞行参数之间的关系的计算装置，
一用于提供在所述航点之中的至少一个参考点处的所述飞行参数的值的至少一个包络(envelope)的接口装置，值的所述包络代表多个飞行策略的定义域，
一用于提供通过由在该至少一个参考点处的飞行参数假定的确定值限定的至少一个确定策略的接口装置，
一用于允许在所述飞行参数之中选择和设定第一参数的值从而产生和提供所述飞行参数的值的另一包络以允许考察另外多个可能的策略的接口装置，和
一用于允许选择和设定除了所述第一参数之外的第二参数的值从而产生和提供另一确定策略的接口装置。本发明允许快速地提供(相对于航空器性能计算的)多个可能的飞行策略而不必改变当前飞行计划或者二级或临时飞行计划。因而，航空器机组人员能够通过比较不同的潜在策略的效果(参数值)而快速地且容易地选择最佳策略。更特别地，通过评价呈现的不同可能性以选择最适用于飞行继续的策略，本发明允许向机组人员提供他们为了决定飞行策略中的变化而需要的信息，从而例如考虑到他们在飞行的第一部分期间已处理的事件来弥补(retrieve)发现的延迟或者最好地利用可用燃料供应。例如，机组人员能够快速地评价若干高度剖面并且选择允许对在航点处的速度或者渡越时间或者在目的地处的剩余燃料的规定约束的飞行策略。应当注意，参考点能够对应于例如默认由在线系统选择的航空器的目的地，或者对应于在由机组人员选择的路线上的任何点。有利地，该计算装置根据航空器沿着飞行计划的进度而动态地确定所述飞行参数的值的包络。因而，值的包络不是固定的而是随着时间演化以当航空器逐渐地接近它的目的地时对潜在策略的限制加以考虑。根据第一实施例，计算和接口装置被配置为根据飞行计划的细节而自动地选择和设定所述第一飞行参数。根据第二实施例，接口装置被配置为允许航空器的机组人员选择和设定所述第一和/或所述第二飞行参数。有利地，接口装置被配置为使得被选择和设定的第一参数对应于与航空器沿着所述飞行计划的高度和速度对应的参数中的任何一个参数，并且接口装置进一步被配置为使得被选择和设定的第二参数对应于与高度和速度对应的所述参数中的任何另一参数，从而允许在所述至少一个参考点处供应一种满足沿着所述飞行计划的高度和速度的设定值的、 针对渡越时间和剩余燃料数量的策略。再次有利地，接口装置被配置为使得被选择和设定的第一参数对应于与在所述至少一个参考点处的渡越时间和剩余燃料数量对应的参数中的任何一个参数，并且接口装置进一步被配置为使得被选择和设定的第二参数对应于与在同一参考点处或者在另一点处的所述渡越时间和所述剩余燃料数量对应的所述参数中的任何另一参数，从而允许提供一种满足在所述至少一个参考点处的渡越时间和剩余燃料数量的设定值的、针对对应于航空器的速度和高度的参数的剖面的策略。将会注意，规定针对渡越时间的一个参考点和针对剩余燃料数量的另一参考点是可能的。根据特定实施例，接口装置被配置为允许预先限定的策略的选择，在该预先限定的策略中，第一和第二参数的值的选择和设定是预定的，所述预先限定的策略选自以下预先限定的策略
一根据预定成本指数最小化操作成本的第一策略， 一根据机载可用燃料最小化飞行时间的第二策略， 一最大化行程(range)的第三策略， 一将行程和燃料节约折衷的第四策略，和一最小化每海里燃料消耗的第五策略。有利地，接口装置包括用于选择所述至少一个参考点的选择装置和与对应于在所述至少一个选定参考点处的高度、速度、渡越时间和剩余燃料数量的飞行参数相关联的输入-输出装置，每一个所述输入-输出装置包括对应参数的值的区间和被配置为设定或者标记在所述区间内的值的光标，对应参数的区间形成所述参数的值的所述包络，使得当操作光标以设定第一参数的值时，与其它参数相关联的区间被相应地修改以限定能够由其它参数假定的值的所述其它包络。作为一种变型，所述输入-输出装置中的两个包括双刻度，在所述双刻度上，指针 (index)被配置为标记/显示在参考点处的渡越时间并且显示/标记对应于被确定为最佳的速度-高度策略的燃料数量。本发明还涉及一种与在航空器上的飞行计划关联的飞行策略评价过程，该过程包括以下步骤
一通过根据不同的速度和高度剖面在所述飞行计划的航点处的渡越时间和燃料数量之间建立相关性而确定在包括时间、燃料数量、高度和速度的参数的飞行参数之间的关系， 一供应在所述航点之中的至少一个参考点处的所述飞行参数的值的至少一个包络，值的所述包络代表多个飞行策略的定义域，
一供应通过由在所述至少一个参考点处的飞行参数假定的确定值限定的至少一个确定策略，
一在所述飞行参数之中选择和设定第一参数的值，从而产生和供应所述飞行参数的值的另一包络以允许考察另外多个可能的策略，和
一选择和设定除了所述第一参数之外的第二参数的值，从而产生和供应第二确定策略。
图1代表根据本发明的机载评价系统；
图2图示在飞行计划中的一个点处的不同飞行参数之间的关系的一个实例； 图3图示图1的系统的接口装置的一个实例； 图4图示图1的系统的接口装置的另一实例；以及图5是图示能够由图1的系统的处理装置执行的不同步骤的流程图。
具体实施例方式图1示意性地图示根据本发明的机载飞行策略评价系统1，该机载飞行策略评价系统1能够被用于提供并且快速地评价多个可能的策略，从而允许机组人员通过比较不同策略的效果而选择最佳策略。还将注意，图1也是根据本发明的评价过程的图示。机载评价系统1包括处理装置3以及接口装置9，该处理装置3包括计算装置5和存储装置7。接口装置9能够对应于在航空器上已经存在的交互显示屏幕。将会注意，机载评价系统1能够由与航空器的其它系统分离的实体构成。作为一种变型，它可以被完全地或者部分地包括于另一机载系统中。例如，机载评价系统1能够被包括于航空器的飞行管理系统(FMS) 11中。有利地，机载评价系统1被耦合到飞行管理系统11从而与指示航空器的路线的飞行计划13关联。飞行管理系统11沿着飞行计划限定不同的飞行阶段以及时间、燃料数量、 高度和速度的参数。机载评价系统1被配置为通过评价向他们提供的不同可能性而确定机组人员为决定飞行中的策略变化而需要的信息并且将其呈现给机组人员，从而例如考虑到他们在飞行的第一部分期间必须处理的事件来弥补发现的延迟或者最好地利用对其可用的燃料供应。本发明提出的解决方案的原理包括考虑到选定路线中的特定点处航空器的当前状况、将遵循的路线、可用燃料数量、不同的可能飞行策略和可能的约束而动态地计算飞行参数(例如，在目的地处或者在飞行计划中的任何参考点处的渡越时间和剩余燃料数量)的值的包络。对应于不同飞行策略的信息被以如下方式综合地呈现给机组人员无需在飞行管理系统中修改主动飞行计划(依据其引导航空器)以选择最适用于飞行继续的策略。依照本发明，机载评价系统1的计算装置5被配置为通过根据不同的速度和高度剖面在飞行计划中的航点处的渡越时间和燃料数量之间建立相关性而确定在时间、燃料数量、高度和速度的参数之间的关系。图2图示在飞行计划中的特定航点处的不同飞行参数之间的关系的一个实例。更特别地，这个实例示出由不同的速度和高度剖面参数化的对应于燃料数量和时间之间的相关性的特性的阵列。根据这个实例，纵轴对应于在到达时消耗的以kg为单位的燃料数量，而横轴对应于以分钟为单位的剩余渡越时间。这个实例示出时间位于223分钟和262分钟的值之间， 并且消耗的燃料数量位于20，100 kg和24，700 kg的值之间。水平曲线代表由以英尺(ft)为单位的高度数量参数化的剩余燃料数量和时间之间的特性的阵列。因而，水平曲线Al到A7分别对应于32，000 ft(9, 753.6 m);33，000 ft (10,058.4 m) ；34, 000 ft (10,363.2 m) ；35, 000 ft (10,668 m) ；36, 000 ft (10,972.8 m) ；37，000 ft (11，277. 6 m)；和 38，000 ft (11，582. 4 m)的高度。垂直曲线代表由表达为马赫数(Ma)的速度量参数化的剩余燃料数量和时间之间的特性的阵列。因而，垂直曲线Vl到V9分别对应于Ma 0. 76 ；Ma 0. 77 ；Ma 0. 78 ；Ma 0. 79 ； Ma 0. 80 ；Ma 0. 81 ；Ma 0. 82 ；Ma 0. 83 ；禾口 Ma 0. 84 的速度。
例如，如果燃料数量被设定为22，600 kg并且时间被设定为243分钟，则到达两条虚线的交点，其将速度设定为Ma 0. 809并且将高度设定为32，400 ft(10, 363.2 m)。如果另一方面，仅仅时间被设定为243分钟，则燃料能够在20，600 kg和22，800 kg之间改变， 高度能够在所有的水平曲线Al到A7之间(即在32，000 ft和38，000 ft的值之间)改变， 并且速度能够大致在曲线V5和V7之间(更加准确地，在Ma 0. 808和Ma 0. 821的值之间) 改变。因而，在飞行中的每一个时刻，如在图2中图示的定义域能够被用于限定和显示四个飞行参数的变化区间。事实上，接口装置9被配置为供应在航点之中的至少一个参考点处的飞行参数的值的至少一个包络。该参考点能够对应于例如默认由机载系统选择的航空器的目的地点， 或者对应于由机组人员选择的路线中的任何点。图3图示代表在参考点处的飞行参数的值的包络的接口装置9的一个实施例。这个实例示出接口装置9包括用于选择参考点的选择装置21和与对应于在选定参考点处的高度、速度、渡越时间和剩余燃料数量的飞行参数相关联的输入-输出装置 23a.23b.23c和23d。输入-输出装置23a到23d中的每一个包括对应参数的值25a到 25d的区间或者范围(spread)以及被配置为设定或者标记在该区间内的值的指针或者光标 27a 到 27d。这个特定实例是在其中参考点对应于航空器的目的地点并且示出能够在28，000 ft (8, 534.4 m)和36，000 ft (10,972.8 m)的值之间改变的高度被设定为值32，000 ft (9, 753.6 m)的情形中给出的。这个固定高度值限制其它参数的变化，使得速度在Ma 0. 76 和Ma 0. 84的值之间改变，ETA (估计到达时间)在17 52和18 16 (在这里以小时为单位指示)的值之间改变，并且在目的地处的剩余燃料数量EFOB (估计机载燃料)在0. 87公吨和3. 75公吨的值之间改变。对应的参数区间构成代表多个飞行策略的定义域的这些参数的值的包络。另外，接口装置9被配置为提供通过由在参考点处的飞行参数假定的确定值限定的至少一个确定策略。事实上，图3的实例示出对应于高度的光标被设定为32，000 ft的值，并且对应于速度、时间和燃料参数的光标分别标记值Ma 0. 78 ；18 10 ；和1. 16公吨。进一步，接口装置9被配置为允许选择和设定在四个飞行参数之中的第一参数的值。作为响应，计算装置5在产生并且允许接口装置9供应这些飞行参数的值的另一包络从而允许考察另外多个可能的策略时对第一参数的值加以考虑。该多个飞行策略是相对于航空器的性能计算的，而不必修改当前飞行计划13或者任何其它飞行计划。根据第一实施例，计算装置5和接口装置9被配置为使得根据飞行计划13的细节自动地选择和设定第一飞行参数。根据第二实施例，计算装置5和接口装置9被配置为使得第一飞行参数由航空器的机组人员选择和设定。机组人员能够通过使用单选按钮(radio button》^到Md之一而选择第一参数并且通过操作对应的光标而设定它的值。当然，机组人员能够在任何时间改变第一参数的值以选择另一值，或者选择和设定另一参数的值。在任何情形中，当操作光标27a到27d以设定第一参数的值时，与其它参数相关联的区间25a到25d被相应地修改以限定能够由其它参数假定的值的另一包络。将会注意，计算装置5根据航空器沿着飞行计划的进度而动态地确定飞行参数的值的包络。换言之，值的包络是以随着时间演化的方式而被确定的以当航空器逐渐地接近它的目的地时对潜在策略的限制加以考虑。接口装置9进一步被配置为允许机组人员选择和设定除了第一参数之外的第二参数的值(例如，通过操作第二光标27a到27d)。第二参数还可以被自动地选择。作为响应，计算装置5对第一和第二参数的值加以考虑以产生并且允许接口装置9提供另一确定策略。事实上，通过设定两个参数的值，无自由度剩余，并且对应于定义域中的点获得了良好确定的策略(见图2)。因而，通过比较不同的潜在策略的效果，航空器的机组人员能够快速地且容易地选择最佳策略。向机组人员提供若干操作模式。根据第一操作模式，机组人员能够在全部或者部分巡航上选择预先限定的策略(速度-高度)；接口装置9然后显示对应于该策略的速度和高度，并且计算装置5和接口装置9确定并显示在由机组人员选择的飞行计划中的点处的对应预测(换言之，渡越时间和剩余燃料)。事实上，根据这些第一操作模式，选择和设定的第一参数能够是对应于航空器沿着飞行计划13的高度和速度的参数中的任何一个参数。选择和设定的第二参数然后对应于与高度和速度对应的两个参数中的另一参数。例如，高度能够首先被设定，并且然后设定速度，反之亦然。这使得提供一种满足沿着飞行计划13的高度和速度的设定值的、针对在选定参考点处(例如，在目的地点处)的渡越时间和剩余燃料数量的策略成为可能。因此，机组人员能够例如在目的地点处比较由速度和高度的不同潜在值产生的针对到达时间和剩余燃料数量的不同可能性。仅在机组人员选择了最佳(速度和高度)策略之后，更新主动飞行计划13。根据第二操作模式，机组人员能够选择在飞行计划13中的点处的渡越时间和在飞行计划13中的同一点处或者在另一点处的燃料数量。因此，计算装置5和接口装置9在全部或者部分巡航上确定并且显示最佳速度和高度，从而允许满足由机组人员规定的到达时间或者燃料数量。事实上，根据这些第二操作模式，选择和设定的第一参数对应于与在选定参考点处的渡越时间和剩余燃料数量对应的参数中的任何一个参数。然后选择和设定的第二参数对应于与在同一参考点处或者在另一参考点处的渡越时间和剩余燃料数量对应的参数中的另一参数。这使得提供一种满足在(一个或者多个)选定参考点处的渡越时间和剩余燃料数量的设定值的、针对对应于航空器的速度和高度的参数的剖面的策略成为可能。根据第一可能性，第一参数能够对应于到参考点的渡越时间并且第二参数能够对应于在同一参考点处(或者可能地在另一参考点处)的剩余燃料数量。在该情形中，机组人员能够考察两种类型的情景。第一种情景允许延迟或者超前对剩余燃料数量的效果被视为高度-速度策略的函数。这允许机组人员能够规定对在参考点处的渡越时间的约束并且评价例如为恢复关于起初计划的时间的延迟而必须消耗多少附加燃料数量，或者通过消耗附加燃料数量关于起初计划的时间能够恢复多少时间。第二种情景允许识别使得满足时间约束成为可能的最佳高度-速度策略(其最大化在参考点处的剩余燃料数量)。
根据第二可能性，第一参数能够对应于在参考点处的剩余燃料数量并且第二参数能够对应于在同一参考点(或者可能地在另一参考点处)的渡越时间。在此情形中，能够再次考察两种类型的情景。第一种情景允许燃料数量的“过量”或者“欠量”消耗对渡越时间的的效果被视为高度-速度策略的函数。这允许机组人员能够规定对剩余燃料数量的约束，并且评价如果机组人员有可能延迟在参考点处的渡越时间则能够节约多少燃料或者否则如果机组人员决定增加在所考虑的参考点处的燃料储备则相对于起初计划的时间将引起多少延迟。第二种情景使得识别允许满足对剩余燃料数量的约束的最佳高度-速度策略 (其最小化在参考点处的渡越时间)成为可能。图4图示有利地适用于上述第二操作模式的图3的接口装置的一种变型。图4的实例与图3的实例不同在于如下事实输入-输出装置中的两个23c和23d由双刻度33构成，在该双刻度33上光标37被配置为标记/显示在参考点处的渡越时间并且标记/显示对应于被确定为最佳的速度-高度策略的燃料数量。更特别地，图4的实例代表指示在目的地处的剩余燃料估计和估计到达时间 EF0B/ETA之间的相关性的双刻度。刻度示出由航空器公司基于机队管理目标(乘客联系、机组人员服务小时等)供应的规定公差39a和39b。第一规定范围39a用于ETA而第二规定范围用于EF0B。根据这个特定实例，光标37以大致正或者负两分钟的规定公差显示11 22 的到达时间并且以正二百千克或者负一百千克的规定公差标记0. 8公吨的EF0B。而且，双EF0B/ETA刻度示出燃料的限制值。具有第一种颜色(例如具有琥珀色) 的第一带41a指示其中剩余燃料数量小于在飞行管理系统11中限定的最小值(MIN DEST FOB)的时间值范围。具有另一颜色(例如具有红色)的第二带41b指示其中飞行策略不允许满足调整储备要求的时间值范围。根据图4的实例的接口装置9允许机组人员选择和设定高度23a或者速度2 的第一参数的值并且在双刻度33上移动光标37从而规定给定渡越时间(对于给定的策略，剩余燃料数量对应于此)。因此，接口装置9指示允许获得在双刻度33上标记的渡越时间的最佳速度、高度和燃料数量。因为双刻度33还以剩余燃料数量标上刻度(graduate)，所以机组人员还能够通过将光标37移动到剩余燃料数量的给定值而评价燃料储备的部分使用对渡越时间的效果。接口装置9然后指示渡越时间和允许其满足如此规定的燃料限制的最佳速度-高度策略。另外，如果机组人员改变策略(或者通过选择新确定策略或者通过约束飞行速度和高度)，则计算装置5将内插渡越时间和燃料数量的新值并且光标37将根据新策略在刻度33上移动。根据第三操作模式，接口装置9被配置为允许选择预先限定的策略，在该预先限定的策略中第一和/或第二参数的值的选择和设定是预定的。这个预先限定的策略能够选自多个预先限定的策略。图2图示对应于在定义域上预定的策略的点Sl到S5的位置。第一点(由点Sl引用)对应于根据预定成本指数(例如，由机组人员规定)的操作成本最小化(ECON)的策略。操作成本最小化的这个第一策略Sl能够有利地是由机载系统 1自身默认自动选择的策略。第二点(由点S2引用)是基于机载可用燃料的飞行时间最小化策略(MIN TIME),第三点(由点S3引用)是行程最大化策略(MAX RANGE)。第四点(由点S4引用)是在最大行程和燃料节约之间的折衷策略(Long Range Cruise 或者 LRC)。第五点(由点S5引用)是用于最小化每海里燃料消耗的策略(MAX ENDURANCE)。选择策略允许设定对应于高度和速度的两个对应参数，如在图2中所图示的。如在前所述(第一和第二操作模式)，机组人员还具有将速度、高度、渡越时间或者燃料数量人工设定为恒定值(例如，以满足空中交通控制指令或者航空器公司的要求)的可能性。图5是图示根据本发明能够由机载评价系统1的处理装置3执行的不同步骤的流程图。这些步骤是基于以例如允许针对不同的飞行剖面估计在飞行计划13中的点处的到达时间和燃料数量的经验规则的定义为基础的航空器性能的简化模型。对于经测试的每一个高度剖面，该原理包括通过改变速度(成本指数)而建立在飞行时间和所消耗的(或者在航空器中剩余的)燃料数量之间的关系。根据由机组人员规定的问题，机载评价系统的流程图使用所获得的该组时间-燃料关系来回答该问题。例如，该流程图根据由机组人员限定的飞行策略(约束高度剖面和/或速度)使用时间-燃料关系以在飞行计划13中的点处内插到达时间和剩余燃料数量。反之，该流程图能够使用该组时间-燃料关系以识别用于满足由机组人员规定的渡越时间和/或燃料数量约束的最佳策略。第一步骤El包括计算与爬升阶段有关的数据。例如，在当前位置和爬升阶段末端 (爬升顶部)之间使用制表数据来直接地评价飞行时间(CLB_Time)、行进的距离(CLB_Dist) 和所消耗的燃料数量(CLB_Fuel)是可能的。使用第一运动定律来执行轨迹积分也是可能的。还能够使用分析模型，或者基于当前质量、大气、当前高度以及对应于爬升率的附加参数的简化模型。步骤E2到E5包括计算与巡航阶段有关的数据。巡航阶段能够包括具有不同的速度和/或高度的一个或者多个区段。通过从为到达目的地而行进的剩余总距离(Total_Dist)减去爬升阶段(CLB_ Dist)和降落阶段(DES_Dist)距离，计算巡航距离。然而有必要实施一种迭代过程，因为降落阶段距离是尚未知晓的，并且有必要知晓航空器在巡航阶段末端处的质量，因此有必要知晓巡航阶段的长度，以估计降落阶段的长度。因此，步骤E2包括开始以降落距离默认设定为零(DES_Dist=0)的计算。在步骤E3中，获得由以下公式给出的巡航距离CRZ_Dist的第一估计(或者过量估计)
CRZ_Dist=Total_Dist - CLB_Dist - DES_Dist。根据算法所期望的性能(准确度-计算时间权衡)，能够或者以传统方式通过飞行力学等式的积分、或者使用制表模型、或者甚至使用分析模型来计算巡航时间(CRZ_Time) 和所消耗的燃料数量(CRZ_Fuel)。
在步骤E4中，在前面的步骤中获得的数据允许执行在巡航阶段末端处的航空器质量和降落阶段的长度(DES_Dist)的第一次迭代。将会注意，降落阶段从巡航高度延伸到10，000 ft (3048 m)。低于10,000 ft的机动性(flexibility)被视为零。事实上，低于这个高度，速度受到限制并且垂直剖面是固定的。因此从飞行管理系统或者FMS的预测中检索距离、时间和燃料消耗数据。对于在巡航高度和10，000 ft之间的计算，该选择再次是飞行力学等式(第1定律)的积分、制表模型或者分析模型。还能够预期混合的解决方案。继续步骤E3和E4的迭代，直至三个阶段的长度之和在到目的地的距离的预定百分比内。事实上，步骤E5是使用以下不等式的测试 CLB_di st+CRZ_di st+DES_di st>Total_Di st。只要三个阶段的长度之和明确地大于到目的地的距离，就重复步骤E3到E5。如果不是，则在步骤E6停止迭代。巡航轨迹的以上计算特别地由在巡航的每一个区段上的高度和速度参数化。同样地，降落轨迹的计算由巡航高度和降落速度配置。正是这些参数使得在结果中获得必要的灵活性成为可能。因而，机载评价系统1的处理装置3能够包括计算机程序(例如被记录于存储装置7中)，该计算机程序包括用于当由处理装置运行该计算机程序时实施根据本发明的过程的、对应于图5的算法的代码指令。
权利要求
1.一种关联到航空器飞行计划(13)的在航空器上的机载飞行策略评价系统，特征在于所述系统包括一用于通过根据不同的速度和高度剖面在所述飞行计划(13)中的航点处的渡越时间和燃料数量之间建立相关性而确定在包括时间、燃料数量、高度和速度的参数的飞行参数之间的关系的计算装置(5);一用于提供在所述航点之中的至少一个参考点处的所述飞行参数的值(2fe-25d)的至少一个包络的接口装置(9)，值的所述包络代表多个飞行策略的定义域；一用于提供通过由在所述至少一个参考点处的飞行参数假定的确定值限定的至少一个确定策略的接口装置(9)；一用于允许在所述飞行参数之中选择和设定第一参数的值从而产生和供应所述飞行参数的值的另一包络以允许考察另外的多个可能的策略的接口装置(9);以及一用于允许选择和设定除了所述第一参数之外的第二参数的值从而产生和供应另一确定策略的接口装置(9)。
2.根据权利要求1的机载系统，其特征在于计算装置(5)根据航空器沿着飞行计划的进度而动态地确定所述飞行参数的值的包络。
3 根据权利要求1或者2的机载系统，其特征在于计算装置(5)和接口装置(9)被配置为根据飞行计划的细节而自动地选择和设定所述第一飞行参数。
4.根据权利要求1到3中任一项的机载系统，其特征在于接口装置(9)被配置为允许航空器的机组人员选择和设定所述第一和/或所述第二飞行参数。
5.根据权利要求1到4中任一项的机载系统，其特征在于一接口装置(9)被配置为使得被选择和设定的第一参数对应于与航空器沿着所述飞行计划的高度和速度对应的参数中的任何一个参数，以及一接口装置(9)被配置为使得被选择和设定的第二参数对应于与高度和速度对应的所述参数中的另一参数，从而允许供应一种满足沿着所述飞行计划的高度和速度的设定值的针对在所述至少一个参考点处的渡越时间和剩余燃料数量的策略。
6.根据权利要求1到4中任一项的机载系统，其特征在于一接口装置(9)被配置为使得被选择和设定的第一参数对应于与在所述至少一个参考点处的渡越时间和剩余燃料数量对应的参数中的任何一个参数；以及一接口装置(9)被配置为使得被选择和设定的第二参数对应于与在同一参考点处或者在另一点处的所述渡越时间和所述剩余燃料数量对应的所述参数中的任何另一参数，从而允许供应一种满足在所述至少一个参考点处的渡越时间和剩余燃料数量的设定值的针对对应于航空器的速度和高度的参数剖面的策略。
7.根据权利要求1到4中任一项的机载系统，其特征在于接口装置被配置为允许预先限定的策略，在所述预先限定的策略中第一和第二参数的值的选择和设定是预定的，所述预先限定的策略选自以下预先限定的策略一用于根据预定成本指数的操作成本最小化的第一策略(Si)； 一用于根据机载可用燃料的飞行时间最小化的第二策略(S2)； 一用于行程最大化的第三策略(S3)； 一使行程和燃料节约折衷的第四策略(S4)；以及一用于最小化每海里燃料消耗的第五策略(S5)。
8.根据权利要求1到7中任一项的机载系统，其特征在于接口装置(9)包括用于选择所述至少一个参考点的选择装置(21)和与对应于在所述至少一个选定参考点处的高度、速度、渡越时间和剩余燃料数量的飞行参数相关联的输入-输出装置(23a到23d)，每一个所述输入-输出装置包括对应参数的值(2 到25d)的区间和被配置为设定或者标记在所述区间中的值的光标(27a到27d)，对应参数的区间构成所述参数的值的所述包络，并且特征在于当操作指针以设定第一参数的值时，相关联的区间因此被修改以限定能够由其它参数假定的值的所述其它包络。
9.根据权利要求8的机载系统，其特征在于所述输入-输出装置中的两个输入-输出装置由双刻度(33)构成，在所述双刻度上光标(37)被配置为标记/显示在参考点处的渡越时间和标记/显示对应于由最佳速度-高度确定的策略的燃料数量。
10.一种与在航空器上的飞行计划关联的用于评价飞行策略的过程，其特征在于包括以下步骤一通过根据不同的速度和高度剖面在所述飞行计划的航点处的渡越时间和燃料数量之间建立相关性而确定在包括时间、燃料数量、高度和速度的参数的飞行参数之间的关系；一提供在所述航点之中的至少一个参考点处的所述飞行参数的值的至少一个包络，值的所述包络代表多个飞行策略的定义域；一提供通过由在所述至少一个参考点处的飞行参数假定的确定值限定的至少一个确定策略；一在所述飞行参数之中选择和设定第一参数的值，从而产生和提供所述飞行参数的值的另一包络以使得考察另外多个可能的飞行策略成为可能，和一选择和设定除了所述第一参数之外的第二参数的值，从而产生和提供另一确定策略。
全文摘要
本发明涉及在航空器上的机载飞行策略评价系统。本发明涉及一种与航空器的飞行计划(13)关联的、用于评价在航空器上的飞行策略的过程和机载系统，包括用于确定在包括时间、燃料数量、高度和速度的参数的飞行参数之间的关系的计算装置(5)；用于提供代表多个飞行策略的定义域的值(25a-25d)的至少一个包络的接口装置(9)；用于提供通过由在参考点处的飞行参数假定的确定值限定的至少一个确定策略的接口装置(9)；用于允许在所述飞行参数之中选择和设定第一参数的值从而产生和供应值的另一包络以允许考察另外多个可能的策略的接口装置(9)；以及用于允许选择和设定第二参数的值从而产生和供应另一确定策略的接口装置(9)。
文档编号G05D1/10GK102163061SQ20111004318
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月23日 优先权日2010年2月24日
发明者J·德拉梅, J-C·梅雷 申请人:空中巴士营运公司