用于计算飞机性能的系统和用于执行该计算的方法与流程

本发明涉及一种用于确定用于至少一个飞行阶段的飞机性能的系统和方法。

背景技术：

在航空工业中，术语飞机性能主要指的是飞机在起飞、着陆和巡航的飞行阶段期间在特定环境和负荷条件下安全地操作的能力。飞机性能主要涉及到一组速度和相应动力或推力设置的计算，其将基于诸如环境条件、飞机负荷等一组输入参数在不同的飞行阶段期间保证飞机的安全操作。例如，针对起飞飞行阶段，飞机性能可以(除其它的之外)包括起飞滑跑期间的决策点处的飞机的速度v1、指示飞机在跑道上的旋转速度的速度vr以及指示飞机在起飞之后的速度的速度v2。为了增强飞机性能的准确度和因此的安全性，可以用与诸如机翼和推力或动力设置之类的飞机配置有关的附加输入参数来补充该计算。因此，需要不仅相对于精确的机型、而且考虑到飞机唯一配置设置来计算飞行性能以便在不同的飞行阶段期间确保飞机的安全操作。飞机性能计算可以由飞行员或者其它经过非常训练有素的人员使用称为飞行员的飞行包的一组文档来执行。飞行员的飞行包(除其它文档之外)包括由飞行制造商提供的飞机飞行手册(afm)，其详述了用于在不同飞行阶段期间执行正常、异常和紧急操作的推荐飞机操作程序以及当飞机根据这些程序操作时应实现的飞机性能。本质上，afm为逐步的指导提供指示执行给定飞机性能计算所需的参数的信息、包含所需参数的关联文档(采取纸质或数字格式)以及涉及到的计算步骤。为了减少在飞机座舱中携带的文书工作的量，传统的飞行员飞行包慢慢地被数字版本(称为电子飞行包(efb))取代，其可以采取用以帮助机组人员更容易地且高效地且用较少的纸张来执行飞行管理任务的电子信息管理装置。

飞行员基于在afm中指定的飞机配置和适当的输入参数来计算飞机性能，从而生成飞机性能简档，其指示用于针对给定飞行阶段安全地操作飞机的速度和相应动力或推力设置的集合。该计算可以手动地指定或者是自动化的，例如使用飞机的飞行管理系统(fms)或便携式电子装置。例如，scap模块可以被用于自动地执行飞机性能计算。scap(标准计算机化飞机性能)是飞机制造商用来呈现其飞机性能的iata标准化方法。scap模块取两个预定义矢量作为输入并返回两个预定义矢量作为输出。在每种情况下，一个矢量是字母数字的且一个是数字的。scap模块一般地是用称为fortran的程序设计语言编写的。当被用一组输入参数调用时，scap模块返回错误标志‘a’以及结果得到的性能数据或者为nottv的错误标志。在not‘a’返回的情况下，错误标志可以是‘b’(输入错误)、‘c’(计算错误)或‘e’(性能限制)’。

然而，用于使用afm文档手动地或者使用scap模块自动地计算飞机性能的上述方法非常易于产生人为错误。例如，飞行员可能在scap模块中输入用于某些参数(例如压力、温度或重量)的错误数据，从而导致飞机性能的不正确计算。在另一示例中，在使用纸质afm程序来计算飞机性能的情况下，飞行员可能将错误的性能图用于该机型，选择性能图中的错误表格或列/行，当参考性能图时使用不正确的值或者未能将该值转换成所需测量单位。此外，当考虑到不同的航空公司使用且不同的机型要求不同的方法以便计算和输入飞机性能参数时，要确保防止或捕捉到此类错误变得非常困难。

此外，不同的航空公司对操作其飞机具有不同的要求，并且可能要求在不同的使用情形下计算飞机性能。例如，航空公司可能要求飞机性能始终朝着燃料效率优化，无论天气条件如何，从而降低飞机的操作成本。此类优化可能要求在短时间量内生成许多飞机性能简档，其可以通过改变某些输入参数来执行，从而识别满足由航空公司设定的优化目标的飞机性能。当前，上述性能计算方法不适合于处理短时间量内的多个性能简档的生成，因为其要求用户手动地输入该输入参数及其后续变型以便生成不同的使用情形。此外，scap模块不具有根据航空公司的要求适应不同使用情形的生成的灵活性。这是因为scap模块是由初始设备制造商制造和提供的独立模块，意味着其软件代码在安装之后是航空公司不可访问以便修改的。结果，航空公司不能控制计算飞机性能并针对此类计算将输入参数考虑在内的方式，这可能导致飞机在非最佳飞机性能下操作，导致在维护和燃料消耗方面的飞机操作成本的增加。

在m.zontoul在2013年9月的internationaljournalofsoftcomputingandengineering(国际软计算工程杂志(ijsce))处提出的论文中，提供了用于使用飞机的制造商模块(mm)(例如scap模块)来计算飞机性能的efb软件。用户经由efb装置从全局efb数据库中选择所需参数，该全局efb数据库除性能参数之外还包含指示如何可以将参数组合在一起的一组规则。一旦选择了期望的性能参数，efb软件经由预定义接口与制造模块(mm)通信。mm执行计算并将结果传送到efb软件以便显示给用户。在此论文中提出的efb软件的主要限制是仍要求用户选择性能参数，其如前所述易于产生人为错误，并且可以导致飞机性能的不正确计算，导致飞机的不安全操作。此外，efb软件将制造商模块(mm)用于执行计算。如先前所讨论的，mm在计算飞机性能的方式方面提供有限的灵活性，并且不能根据航空公司的要求适应不同使用情形的生成。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于确定用于至少一个飞行阶段的飞机性能的系统，其未显示出现有技术的缺点中的至少一个。

本发明的另一目的是提供一种用于确定用于至少一个飞行阶段的飞机性能的方法，其未显示出现有技术的缺点中的至少一个。

根据本发明，可以用根据独立权利要求所述的系统和方法来达到这些目的。

根据本发明的一方面，提供了一种用于计算用于至少一个飞行阶段的飞机性能的系统。飞行阶段的示例是以下各项，但不限于此：起飞、爬升、巡航和着陆。

根据本发明的实施例，系统可以被提供有包括用于连接到第一、第二和第三储存库模块的装置的第一终端。该连接装置可以包括用于将第一终端连接到远程数据储存库的电子连接或任何已知有线或无线通信装置。储存库模块共同地可以是数据库系统或数据仓库的一部分。替换地，每个储存库模块可以表示单独的数据库系统或数据仓库。此外，第一和第二储存库模块可以是制造商模块(mm)的一部分，诸如scap模块。第一储存库模块包括至少第一组数据文件，每个包括性能查找表，其包含对应于与给定机型和/或变型(例如bombardierdash7,dash8-100,dash8-200,…,airbusa300,a320,a380,…,boeing717,737,757,767,…,等)相关联的飞机飞行手册(afm)的性能值。第二储存库模块包括第二组可执行脚本，每个与来自第一组数据文件的至少一个数据文件相关联，并且还包括用于基于与关联数据文件相同的afm而基于预定义规则来处理所述至少一个数据文件的一系列步骤。这意味着所述至少一个数据文件和关联预定义规则是从同一飞机飞行手册(afm)提取的或者针对同一机型和/或变型提供。第三储存库包括第三组配置文件，每个识别该机型和/或变型的特定飞机的配置设置。

可以在第一终端中提供第一用户界面，其被布置成用于与第一用户、优选地具有用于修改飞机设置等的适当资格的第一用户(例如飞行员或其它非常训练有素的人员)相交互。这意味着第一用户界面优选地在技术上被修改或优化以用于与此类用户交互，并且且优选地是图形用户界面。第一用户界面被布置成用于允许用户查询和/或设定一组输入参数，其至少包括关于环境条件的信息和关于机型和/或变型和飞机设置的信息。可以基于从第三储存库模块进行的配置文件的选择来定义该组输入参数。配置文件可以例如定义哪些输入参数被提供给第一用户界面，为某些参数提供某些预置值并为其它输入参数提供某些可能值或范围。换言之，该配置文件配置第一用户界面或其至少一部分。

可以进一步为系统提供用于经由第二用户界面至少访问在存储于第三储存库中的配置文件中定义的配置设置的第二终端。第二终端可以被布置成用于与第二用户类型、优选地具有用于编写或修改配置文件或设置的适当资格的第二用户(例如性能工程师)相交互。这意味着第二用户界面优选地在技术上被修改或优化以用于与此类用户交互。第二用户界面可以是图形用户界面、命令行界面、文字编辑器或技术人员认为适当的任何其它用户界面。第二终端包括用于连接到至少第三储存库的装置，使得第二用户可以访问配置文件和在其中定义的设置或者存储新配置文件。该连接装置可以包括用于将第一终端连接到远程数据储存库的电子连接或任何已知有线或无线通信装置。

可以在系统中提供调用模块，其可以被布置成操作地耦合到至少第一和第二储存库及第一用户界面。调用模块基于所选择的配置文件及其接收到的输入参数而可以从第一数据库中选择用于处理至少一个关联数据文件的至少一个可执行脚本文件。然后可以通过借助于计算引擎用输入参数处理选定可执行脚本文件和关联数据文件来确定飞机性能。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于计算用于至少一个飞行阶段的飞机性能的方法。该方法包括以下步骤：

为至少一个给定机型和/或变型(例如bombardierdash7,dash8-100,dash8-200,…,airbusa300,a320,a380,…,boeing717,737,757,767,…,等)提供至少一个电子飞机飞行手册(afm)，每个电子afm被组织为第一组数据文件和第二组可执行脚本，每个数据文件包括性能查找表，其包含对应于afm的性能值，每个可执行脚本与来自第一组数据文件的至少一个数据文件相关联并包括用于基于预定义规则来处理所述至少一个数据文件的一系列步骤；

提供第三组配置文件，每个识别所述机型和/或变型的特定飞机的配置设置；

在第一终端上提供第一用户界面，该第一用户界面被布置成用于与具有用于修改飞机设置等的适当资格的第一类型的用户(例如飞行员)相交互，该第一用户界面被布置成用于允许用户查询和/或设置一组输入参数，该组输入参数至少包括关于环境条件的信息和/或关于机型和/或变型和飞机设置的信息，该组输入参数基于从第三储存库模块进行的配置文件的选择来定义；

在第二终端上提供用于至少访问在配置文件中定义的配置设置的第二用户界面，第二终端被布置成用于与具有用于编写或修改配置文件或设置的适当资格的第二类型的用户(例如性能工程师)相交互；

提供调用模块，其基于配置文件的选择和经由第一界面接收到的输入参数来选择至少一个可执行脚本文件和至少一个关联数据文件以便由计算引擎处理；

提供计算引擎，其被布置成用于通过用输入参数处理选定可执行脚本文件和关联数据文件来确定飞机性能。

已经发现根据本发明的实施例的系统和方法可以具有以下优点中的一个或多个。

作为组织数据使得配置文件与数据文件和可执行脚本以及用于访问和修改配置文件的第二用户界面分开的结果，可以由具有适当资格的人(例如航空公司的性能工程师)将飞机配置设置与其它数据分开管理。数据文件和可执行脚本源自于或者基于afm，因此由例如航空公司的或由其指定的技术人员管理。配置文件可以包含例如由操作飞机的航空公司管理的规则、设置等。这些规则、设置等可以是对于相同类型和/或变型的所有飞行而言通用的或者是飞机特定的。用于飞行阶段的飞机性能最终由指挥飞行的飞行员或者另一技术高度熟练的人员负责，但是应基于其它数据(即作为制造商的职责的数据文件和可执行脚本以及作为航空公司的职责的配置文件)来确定。概括地，很明显可以由具有不同资格的不同技术人员来管理或负责性能计算所需的不同元素。用根据本发明的系统和方法，可以确保可以由具有适当资格的人有效地管理不同元素(数据文件、脚本、配置文件和输入参数)。此外，通过将该元素分离成数据文件、可执行脚本和配置文件，可以更容易地且更快速地执行对系统和方法的更新。

作为定义提供给第一用户以用于查询和/或设置的输入参数集合的配置文件以及随后处理该关联数据文件和可执行脚本的调用模块和计算引擎的使用的结果，可以避免犯错并可以增加安全性。例如，可以显著地减少通过飞行员手动地将afm用于选择用于机型和/或变型的性能图或者从性能图中的表格或列/行中选择值而产生的犯错。因此，用本发明的系统和方法，可以通过避免冒着人为错误的风险的手动步骤并优化人类—系统交互来相当大地增强飞机性能计算的完整性和速度。此外，已经发现专用计算引擎的使用可以显著地加速借助于调用模块获得的性能查找表的处理，从而总体上改善向用户报告结果得到的飞机性能计算的速度。

根据本发明的实施例的系统和方法可以进一步与由飞机制造商或第三方提供的现有制造商模块(mm)(例如作为scap模块)完全兼容，其可以被经由预定义通信接口来访问，以便处理选定数据文件中的性能表。根据本发明的系统和方法因此可以与不同的机型和航空公司要求兼容。

根据本发明的实施例，第一组数据文件、第二组可执行脚本和第三组配置文件中的任何一个可以采取促进人类的阅读的预定格式。为此，配置文件可以例如采取标记语言，例如xml，即并不针对内容的修改而要求软件开发者的语言。这可以使得航空公司能够在需要时容易地修改包含在其中的信息而不需要软件开发者到场。例如，性能工程师可以经由第二终端来修改配置文件，使得始终通过考虑附加参数(诸如特定飞机配置设置)来计算飞机性能。在另一示例中，性能工程师可以在飞机的维护或修改之后经由第二终端将配置文件中的一个修改成包括用于特定飞机的新配置设置。结果，可以以快速且容易的方式在航空公司现场处执行至少该配置文件的维护和创建而不需要具有计算机编程知识的专业化人员，从而减少准备此类文件所需的关联成本和时间。

根据本发明的实施例，经由用户界面接收到的输入参数可以包括从用于优化飞机性能的一组优化目标中选定的优化目标。例如，航空公司可能期望其所有飞机以最佳燃料效率操作而不考虑飞机负荷或天气。其它优化目标可以包括但不限于最小跑道长度、最大起飞质量、最低维护成本、最大着陆质量、最佳巡航速度、最佳巡航高度、到目的地的最短时间、最大性能(包括起飞和着陆)、最佳障碍间隙等。本发明的调用模块在接收到优化目标时可以使用计算引擎来执行许多性能计算，例如通过改变某些参数或者通过使用不同的可执行脚本，从而在确保飞机的安全操作的同时向用户提供与所选择的最佳目标紧密地匹配的飞机性能。优化目标可以由用户(例如飞行员)在飞机性能计算期间设定，或者可以在调用模块的逻辑中或者数据文件、可执行脚本或配置文件中的任何一个中预先设定。因此，用本发明的系统和方法，用户可能能够在短时间量内运行许多使用情形以便识别与由航空公司设定的优化目标最佳匹配的飞机性能。结果，用户可以在需要时优化飞机性能计算，从而确保飞机在飞行期间以最佳方式操作，从而节省燃料并降低维护成本。

根据本发明的实施例，调用模块可以包括商用逻辑模块，其被布置成用于基于优化目标来选择将由计算引擎在适用范围内改变以便将飞机性能计算朝着优化目标优化的一组输入参数。例如，预定规则可以是被布置成用于在预定义范围内改变输入参数中的至少某些的优化功能。商用逻辑可以在给定航空公司内实现航空公司特定规则或机型特定规则，其可以确保飞机性能始终根据航空公司要求被优化而不需要用户提供优化目标。此外，商用逻辑的设置可以被航空公司访问以用于修改，从而允许航空公司应用新的规则以便优化飞机性能计算。根据本发明的实施例，可以在配置文件中提供用于改变输入参数的预定义范围，可经由第二用户界面修改。替换地，可以根据航空公司要求或飞机制造商而在商用逻辑中提供该预定义范围。商用逻辑的功能可以被用户经由第二终端的第二界面或者经由其它手段修改，取决于航空公司或飞机特定要求。

根据本发明的实施例，调用模块可以被布置成用于针对在存储于第一数据库中的数据文件、可执行脚本或配置文件中的任何一个中指定的飞机操作极限和预定义数值极限来确定经由用户界面接收到的输入参数值。结果，可以通过对在执行飞机性能计算之前接收到的值或进行的选择执行有效性检查来显著地减少人为错误，从而改善计算的飞机性能的准确度。

根据本发明的实施例，调用模块可以被布置成用于存储从飞机性能计算获得的结果。例如，可以以日志文件的形式存储该结果，该日志文件包含关于调用模块所采用的用以计算飞机性能的步骤的信息、通过用户界面接收到的输入参数和获得的结果或者任何其它信息或信息的组合。该日志文件可以被航空公司离线分析以确定系统是否根据规范执行和在飞机性能计算中是否使用正确的输入参数值，从而使得航空公司或其它第三方能够在必要时采取适当的动作。

根据本发明的实施例，调用模块可以被布置成用于在用户显示器上显示飞机性能计算结果，该用户显示器可以是电子装置的一部分。例如，飞机性能计算结果可以在用户显示器上显示为在其它计算机软件应用程序或飞机特定应用程序(诸如计算机化导航图)之上的覆盖层。结果，为用户提供了使得其能够关于飞机的操作采取更加明智的决策的独特信息组合。

根据本发明的实施例，可以使用加密算法将第一组数据文件、第二组件可执行脚本和第三组配置文件加密。这样，可以确保只有授权人员可以访问和修改数据文件的信息，从而防止包含在其中的数据的意外数据损坏。

根据本发明的实施例，所述系统可以包括用于单独地更新分别地存储在第一、第二和第三储存库中的数据文件、可执行脚本和配置文件的同步模块。例如，在飞行开始之前，飞行员或其它航空公司人员可以更新存储在中央数据库中的数据文件、可执行脚本和配置文件及关联环境数据，诸如当前天气条件、跑道条件、飞机配置设置等。结果，可以确保可以始终使用最新的数据来计算飞机性能，从而增加结果得到的飞机性能的准确度。此外，可以将同步模块用于更新存储在中央数据库中的数据，诸如机场数据库，其可以被连接到本发明的系统或形成其一部分，以便提供与许多参数有关的信息，诸如天气条件、跑道条件等。

根据本发明的实施例，所述系统和方法还可以包括测试模块，该测试模块被经由第二终端用户界面访问以便测试由计算引擎执行的飞机性能计算的完整性。例如，飞机性能工程师可以经由第二终端来访问测试模块以确定针对已知输入值计算的飞机性能与预先计算的飞机性能匹配。结果，本发明的系统和方法提供了一种确认更新并评定系统是否根据规范操作的快速方式，其可以被地面航空公司人员用于负荷规划目的且可以被飞行员在执行实际性能计算之前使用。

根据本发明的实施例，第一终端可以是独立装置，诸如安装在飞机上的装置，或者是移动终端，诸如便携式计算机、平板计算机等，在其上面由软件实现第一用户界面。第一终端还可以包括以下各项中的一个或多个：调用模块、计算引擎和第一、第二和/或第三储存库。此操作模式一般地可以称为离线模式。替换地，可以使在第一终端上实现的系统部分最小化，在远程服务器上提供该组件并经由预定通信接口(诸如网络接口)被飞行员或其它人员使用第一终端访问以便确定飞机性能。此操作模式一般地可以称为在线模式。

根据本发明的实施例，第一终端可以是或者包括efb。例如，可以将efb集成在诸如平板电脑装置之类的电子装置中，其以数字版本包含飞行员在飞机飞行期间所需要的文档集合，诸如afm、飞机操作手册、机组人员操作手册以及导航图，包括用于空中和地面操作的移动地图。efb装置一般地可以分为两类，即：a)便携式efb，其是便携式efb主平台，在飞行甲板上使用，其并不是诸如便携式电子装置(ped)之类的认证配置的一部分，以及b)安装efb，其是安装在飞机中且被视为飞机部分、因此被飞机适航性批准覆盖的efb主平台。

在根据本发明的实施例中，第一用户界面被布置成用于接收指定特定飞机和特定飞行的标识符，其触发以下步骤：(i)在其中存储了数据文件和可执行脚本的储存库中选择与特定飞机匹配的用于机型和/或变型的数据文件和脚本的子集(ii)在其中存储了配置文件的储存库中选择关于已识别特定飞机的配置文件；(iii)基于所选配置文件定义用于第一用户界面的输入参数集合，其包括收集关于与已识别飞行相关的环境条件的信息。该标识符可以由第一用户直接地在第一终端上输入，或者替换地由于第一用户在第一终端上登录而收集或者以其它方式。

附图说明

现在将借助于以下描述和附图来进一步阐明本发明。

图1示出了根据本发明的实施例的系统的示例。

图2示出了根据本发明的实施例的基于纸张的飞机飞行手册性能图到数字格式的转换示例。

图3示出了根据本发明的实施例的用于从飞机飞行手册生成计算飞机性能所需的文件的过程的示例。

图4a至4f示出了经由包括本发明的系统的电子装置的图形用户界面而可用于用户以进行选择的一组输入参数的示例。

具体实施方式

现在将关于特定实施例且参考某些图来描述本发明，但本发明不限于此，而是仅仅受权利要求限制。所述各图仅仅是示意性的而非限制性的。在图中，某些元件的尺寸可能处于说明性的目的被放大且并未按比例描绘。尺寸和相对尺寸根据本发明的实践而不一定对应于施加缩减。

此外，本描述中和权利要求中的术语第一、第二、第三等被用于区别类似元件而不一定用于描述连续或按年月日顺序。术语在适当情况下是可互换的，并且本发明的实施例可以按照除本文中所述或所示之外的其它序列操作。

此外，本描述和权利要求中的术语顶部、底部、之上、之下等被用于描述目的而不一定用于描述相对位置。这样使用的术语在适当情况下是可互换的，并且本文中所述的本发明的实施例可以以除本文中所述或所示之外的其它取向操作。

不应将在权利要求中使用的术语“包括”解释为局限于在其后面列出的部件；其不排除其它元件或步骤。需要将其解释为指定提到的所述特征、整体、步骤或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤或组件或其群组的存在或添加。因此，措辞“包括部件a和b的装置”的范围不应局限于仅由组件a和b组成的装置。意图在于相对于本发明而言，装置的仅有相关组件是a和b。

现在将参考图1至图4所示的本发明的示例性实施例来描述根据本发明的实施例的用于计算飞机性能的系统和方法。术语飞机性能指的是飞机在起飞、爬升、巡航和着陆的飞行阶段期间在特定环境和负荷条件下安全地操作的能力。飞机性能涉及到速度或一组速度和相应动力或推力设置的计算，其将基于诸如环境条件、飞机负荷等一组输入参数在不同的飞行阶段期间保证飞机的安全操作。例如，针对起飞飞行阶段，飞机性能可以(除其它的之外)包括起飞滑跑期间的决策点处的飞机的速度v1、指示飞机在跑道上的旋转速度的速度vr以及指示飞机在起飞之后的速度的速度v2。为了增强飞机性能的准确度和因此的安全性，可以用与诸如机翼和推力或动力设置之类的飞机配置有关的附加输入参数来补充该计算。因此，需要不仅相对于精确的机型、而且考虑到飞机独特配置设置来计算飞行性能以便在不同的飞行阶段期间确保飞机的安全操作。

飞机“类型”和“变型”是根据规章的已知定义。例如，“类型”是airbusa320，a319根据规章被示为“变型”。afm可以覆盖一个或多个机型和该机型的一个或多个变型。

图1示出了根据本发明的实施例的用于确定飞机性能的系统10的示例。系统10可以包括经由第一终端11可访问的用户界面，诸如图形用户界面，经由该用户界面，用户(作为具有用于修改飞机设置的适当资格的第一类型的用户)(例如飞行员)可以输入或选择被系统10用于确定飞机性能的某些参数。输入参数可以包括飞机设置，例如飞机负荷和机翼和动力或推力设置、例如温度和风速之类的环境条件或其它信息。用于此类输入参数的值或范围是经由中央数据库(诸如机场(ap)数据库)提供的，该中央数据库14可以包括与给定机场有关的信息，诸如最近天气预报、跑道条件、与位于跑道附近的障碍物有关的信息和/或飞机的已更新配置设置。第一用户可以进一步经由第一终端11从在数据库15中提供的许多配置文件17中选择配置文件，其识别机型及其可用的配置设置。此选择可以是直接地或间接地，例如该选择由登录或输入飞行细节等触发。应注意的是配置文件17还可以被预选，使得第一用户不必执行选择步骤，从而减少确定飞机性能所需的步骤。数据库15可以除配置文件17之外还包含一组数据文件22以及一组可执行脚本23，一组数据文件22包括包含从与特定机型相关联的飞机飞行手册(afm)提取的性能值的性能查找表，一组可执行脚本23中的每个与来自第一组数据文件22的至少一个数据文件22相关联且包括用于基于从飞机飞行手册(afm)提取的预定义规则来处理所述至少一个数据文件的一系列步骤。用户可以进一步经由用户界面11来选择一组程序选项，诸如虑及关于天气、机组人员、跑道和飞机的假设的飞机性能裕度。如前所述，应注意的是程序选项可以是针对特定飞机预选的。此外，可以将程序选项存储在数据库(诸如数据库15)中。应注意的是图1表示如何可以存储该组配置文件17、该组数据文件22以及该组可执行脚本23的仅一个示例，并且其它实施方式是可能的。例如，根据本发明的实施例可以提供单独的数据库以用于存储所需的不同文件和脚本集合。

所述系统还包括调用模块12，其包括被布置成用于确定飞机性能的计算引擎26。调用模块12被布置成用于基于输入参数和所选的配置文件17来选择用于处理至少一个关联数据文件22的至少一个可执行脚本文件23。计算引擎26通过使用输入参数作为变量根据所述至少一个可执行脚本23来处理所选数据文件22而确定飞机性能。调用模块12被布置成用于将结果得到的飞机性能经由第一终端11传送至第一用户，在那里其在用户的显示器上显示。例如，结果得到的飞机性能可以被作为其它计算机应用程序(诸如导航地图等)上的覆盖图而提供给用户，从而通过共同地显示一组信息来增强用户决策过程。此外，调用模块12可以被布置成使得在执行计算之前其通过将接收到的值与存储在第一数据库中的任何文件中的值相比较来检查作为输入参数供应的值是否在预期数值范围内。调用模块12可以进一步被配置成在该值不在预期范围内的情况下向用户报警，从而避免错误传播到飞机性能计算中。

本发明的系统规定性能数据和关联飞机性能计算步骤可以由调用模块经由已经由用户第一界面设定的输入参数集和所选配置文件(其定义输入参数集(即可用性和可能的值))来执行。结果，可以显著地减少由飞行员由于输入错误参数值而犯的错。因此，与在现有技术中找到的解决方案相比，用本发明的系统，可以通过避免手动执行的步骤中的至少某些并优化人类-系统交互来相当大地增强飞机性能计算的完整性和速度。此外，通过提供用于执行所选数据文件22的处理的专用计算引擎26，可以显著地增强飞机性能的速度和准确度。

根据本发明的实施例，系统可以包括具有第二用户界面的第二终端18，具有用于修改配置文件的适当资格的第二用户(例如性能工程师)经由该第二用户界面可以至少访问配置文件17以更新与可用于选择的机型有关的配置设置。此外，第二终端18可以被布置成向用户提供对数据文件22和可执行脚本23的访问。一般地，第二终端可以用来访问且在需要时配置系统10的功能和与飞机性能的计算相关联的相关文件。

根据本发明的实施例，系统10可以与由飞机制造商或第三方提供的现有scap模块兼容，其可以经由预定义通信接口被访问以便处理所选数据文件中的性能表，从而确保与不同机型和航空公司要求的兼容性。

根据本发明的实施例，调用模块12可以包括如图2中所示的商用逻辑模块24。商用逻辑模块24被用于根据由用户通过用户界面11接收到的优化目标来优化飞机性能计算。例如，优化目标可以包括但不限于最佳燃料消耗、最小跑道长度、最大起飞质量、最低维护成本、最大着陆质量、最佳巡航速度、最佳巡航高度、到目的地的最小时间、最大性能。商用逻辑模块24被布置成用于基于优化目标而根据一组预定规则来选择一组输入参数以由执行计算的模块(诸如计算引擎26或scap引擎(未示出))在虑及安全裕度的同时在预定义范围内改变。商用逻辑模块24可以实现航空公司特定规则，其可以确保在不需要用户提供优化目标的情况下根据航空公司要求来优化飞机性能。此外，商用逻辑模块24的设置可以可被航空公司访问以便经由第二终端进行修改，从而允许航空供公司(即具有适当资格的用户，例如性能工程师)应用用于优化飞机性能计算的新规则。根据本发明的实施例，可以经由用户界面将用于改变输入参数的预定义范围作为输入提供给调用模块12。替换地，可以根据航空公司要求或飞机制造商在商用逻辑模块24中提供预定义范围。已经发现用于优化飞机性能的商用逻辑24的使用可以在燃料效率和飞机维护方面显著地减少航空公司运营成本。此外，商用逻辑模块24的使用可以提供使得第一用户能够运行多个使用情形以便在短时间量内优化飞机性能的灵活环境。

根据本发明的实施例，调用模块12被布置成用于存储从飞机性能计算获得的结果。例如，可以以日志文件的形式存储该结果，该日志文件包含关于调用模块12所采用的用以计算飞机性能的步骤的信息、通过用户界面接收到的输入参数和获得的结果或者任何其它信息或信息的组合。该日志文件可以被航空公司离线分析以确定系统是否根据规范执行和在飞机性能计算中是否使用正确的输入参数值，从而使得航空公司或其它第三方能够在必要时采取适当的动作。日志文件可以被本地地存储在系统的存储区(诸如电子装置的存储器中)中或者在其中经由网络接口远程地使用系统的情况下的服务器中。在网络接口或者另外称为在线模式的情况下，分析员可以具有对日志文件的直接访问，使得其可以向操作系统的人提供关于性能计算的准确度和优化的即时反馈。

根据本发明的实施例，调用模块12还可以包括应用编程界面(api)模块27以确保不同系统模块之间的正确交互从而使人类-计算机交互最小化并保持飞机性能计算对用户的透明度。

图2呈现了基于纸张的afm性能表或图到数字格式的转换示例。如前所述，数据文件22可以包括至少一个性能表，其包含从afm提取的性能值或飞机证明规章所需的任何其它性能信息以及制造商认为对安全地操作飞机而言重要的任何附加性能。例如，数据文件22可以包括用于将已修正空速转换成真空速的图或表中所表示的值；各种配置中的失速速度；以及用于确定起飞和爬升性能、巡航性能以及着陆性能的数据。作为示例，图3中所示的性能图30可以被用于确定旋转速度vr和用于相对于机翼设置而转换vr。基于纸张的性能图30中的值在数字式查找表31中被转换。数字式查找表31可以采取与各种软件应用程序(诸如逗号分隔值(csv))兼容的数字式文件格式。另一方面，可以在一组可执行脚本23中将在afm中详述的用于基于输入参数来计算飞机性能的操作指令数字化。例如，可执行脚本23可以针对特定机型指示要遵循以便确定在给定风速和温度下从短距离跑道起飞所需的飞机性能的计算步骤。

在根据本公开的实施例中，通过将afm图的仅某些点数字化并随后在所选点之间内插值来执行基于纸张的afm的数字化过程。可以基于afm图的数学函数来选择图点的数目。例如，具有(近似)线性函数的afm图可以要求仅两个点的数字化，因为可以使用内插方法来计算其余点。另一方面，针对具有多项式函数的afm图，可以使用超过两个点来将图划分成许多(近似)线段并在定义每个线段的点之间应用内插。上文所述的这种数字化方法的益处可以在于其可以非常快速地执行，因为只需要将图中的有限数目的所选点数字化。

可以进一步在一组配置文件17中将在afm中详述的飞机设置数字化，每个配置文件17识别所述机型的特定飞机及其配置，诸如最低限度设备清单(mel)项目、动力或推力设置、机翼设置等。配置文件23可以采用容易理解的人类可读标记语言，诸如xml等，从而使得不具有计算机编程知识的人能够创建和修改配置文件17。例如，航空公司处的性能工程师可以经由第二终端18根据航空公司要求来修改配置文件。结果，与软件开发程序的使用相比，可以以降低的成本在现场执行对配置文件23的改变。

根据本发明的实施例，可以使用加密密钥将至少包含性能表的数据文件22和可执行脚本23加密。此外，这些文件还可以具有访问限制，从而确保对此类文件的访问仅限于授权人员，从而防止可能危害飞机安全的对文件的意外或恶意改变。

根据本发明的实施例，系统10还可以包括测试模块(未示出)，其可经由第二终端18访问以使得操作员能够确认配置文件或设置或者其修改和/或测试调度模块12和计算引擎26的准确度和总体性能。操作员可以经由第二终端18来供应将由调用模块12计算的已知性能值并将计算的飞机性能与预期结果相比较从而确认配置文件或设置或者其修改和/或确定系统10的性能。例如，可以在飞行开始之前执行此类检查从而识别系统10的文件或操作中的任何不一致性。根据结果，操作员可以判定通过例如因此修改商用逻辑模块24来优化计算飞机性能的方式。用户可以使用图形或命令行界面或在现有技术中可用的任何其它用户界面来使用测试模块18。

根据本发明的实施例，系统10可以操作地耦合到中央数据库14，诸如机场(ap)数据库，其可以除其它的之外还包括与给定机场有关的信息，诸如最近天气预报、跑道条件、与位于跑道附近的障碍物有关的信息等。可以定期地更新ap数据库14中的信息从而确保为系统10的用户提供用于计算飞机性能的最近可用信息，从而增加飞机性能计算的准确度。例如，在给定机场处着陆之前，用户可以访问中央数据库14以获得用于在目的地机场处的环境条件下计算飞机性能的已更新天气预报。

根据本发明的实施例，系统10可以包括用于单独地更新数据文件22、可执行脚本23和配置文件17的同步模块19，从而确保在飞机性能计算中使用的信息始终是最新的。此外，同步模块19可以进一步用来确保被用于飞机性能计算的信息是有效的，并且与由航空公司或其它授权管理机构保持在中央数据库(诸如机场数据库14)中的信息匹配。此外，同步模块19可以用来单独地更新中央数据库14。

根据本发明的实施例，至少包含查找表22和可执行脚本23的数据文件可以形成数字化飞机飞行手册(afm)。

根据本发明的实施例，可以将系统10或系统10的一部分实现为独立装置或者其形成诸如efb装置之类的电子装置的一部分。例如调用模块12可以是efb装置的一部分，而第一数据库15可以位于可以被经由通信接口访问的远程服务器中。根据本发明的实施例，本发明的系统的一部分还可以被永久地安装在飞机中。系统10或系统10的一部分可以使用分立组件来实现。此外，系统10或系统10的一部分可以被实现为计算机程序，存储在电子装置的非临时存储器中，其在被电子装置的处理器执行时根据上面呈现的任何实施例来确定飞机性能。此外，该系统可以整体地在由飞行员或其它人员经由预定通信接口(诸如网络接口)访问的远程服务器中实现以便确定飞机性能。网络接口访问还可以称为在线模式。

根据本发明的实施例，可以使用软件来实现系统10或系统10的一部分，该软件可以以独立程序(诸如移动应用程序)的形式安装在各种电子装置(诸如移动电话、平板电脑、个人计算机等)中。例如，可以将调用模块12和计算引擎26实现为一个或多个软件程序，其当安装在电子装置中时被布置成用于经由电子装置的图形用户界面来接收信息并与位于本地或远处的第一数据库15通信以用于确定飞机性能。可以从可经由通信网络访问的安全数据库下载独立程序形式的本发明的系统。例如，在移动应用程序的情况下，可以简单地从移动应用程序目录(诸如苹果公司的appstore或microsoftapplicationstore)下载并安装以及更新第一用户界面、调用和计算模块以及可能数据库文件或其各部分。系统10可以与各种操作系统兼容，诸如windows、ios、android、linux等。

图3示出了用于将根据本发明的实施例创建的数字式飞机飞行手册(afm)数字化并分发的示例性程序。过程在步骤41处通过从诸如飞机制造商之类的认证管理机构接收基于纸张或scap格式的afm开始。然后可以在步骤42处由认证性能工程师分析并确认afm中的数据以确保接收到的afm文件的正确性。然后可以在步骤43处由认证性能工程师或其它认证人员将接收到的afm文件转换成数字文件的集合。数字文件的集合可以包括但不限于称为acpt表的数据文件22、称为acpt脚本的可执行脚本23和用于确认计算的飞机性能的一组标准测试。至少acpt表可以对航空公司性能工程师变得可用以用于检查和优化。例如，使用从其它类似类型飞机收集的性能数据的航空公司可以修改acpt表。一旦已创建了所有的所需文件，则性能工程师从步骤42开始执行所需确认测试以确保包含在文件中的所有数据都是正确的并在步骤44处使用授权代码来签署文件。然后可以在步骤45处在文件被分发到航空供公司之前将文件捆扎成文件集合，例如可以将配置文件与性能和测试文件分开地提供。在步骤46处，航空公司性能工程师可以从步骤45接收捆扎文件并执行基于航空公司的测试以确保包含在其中的数据的有效性。

航空公司性能工程师可以进一步使用机场数据库来更新捆扎文件的内容并向主管的民航局提供合规报告。主管的民航局然后可以通过检查文件是否满足安全操作规则来确认该文件。此外，可以将文件的集合上传到机场数据库，使得其可以被分发给所有连接系统。在步骤56处，将捆扎文件上传到电子装置。例如在其中本发明的第一终端是efb装置的情况下，可以由装置的管理员或用户在装置的存储器中上传捆扎文件。最后，在步骤47处，飞行员可以经由用户界面与本发明的系统相组合地使用捆扎数据来飞机性能。

在其中根据本发明的实施例的系统10包括如前所述的移动应用程序的情况下，飞行员可以使用专用移动应用程序来访问文件并根据本发明的实施例来确定用于至少一个飞行阶段的飞机性能。

图4a至图4f示出了根据本发明的实施例的可用于用户以便经由系统10的第一终端11的图形用户界面进行选择的一组输入参数的示例。如图4a中所示，可以为用户提供许多参数以便在图形用户界面上选择。用户首先可以通过选择被识别为起飞(takeoff)、着陆(landing)和巡航(cruise)的应用选项中的一个来选择对于其而言用户想要计算飞行性能的飞行阶段。针对本示例，假设用户已选择了起飞选项。应注意的是每个飞行阶段选项可以包括可用于选择的不同参数集。用户在执行计算之前可能期望设定某些基本偏好。例如，用户可以选择以公斤而不是磅为单位来显示重量值或者以千米而不是节为单位来显示速度值。可以进一步为用户提供将在先前的计算中使用的值清零的选项。为了执行该计算，可以要求由用户设定最小数目的输入参数。例如，用户可以手动地输入飞机的重量，并且可以选择此重量是否表示最大起飞质量(mtom)或真实起飞质量(atom)。替换地，用户可以从质量和平衡(m&b)数据库或模块导入所需质量。用户然后可以设定某些参数，例如飞机配置、排放、冰凌防护以及选择选项，例如uptrim是否被禁用。然后可以提示用户从相关机场的期望跑道的一组跑道相关选择中进行选择。现在转到图4b，用户可以输入一组环境条件，诸如风、温度和跑道条件。替换地，如前所述，还可以从机场数据库供应这些环境条件。图4a和4b中所示的输入参数表示计算飞机性能所需的最小输入参数集合。基于这些参数，用户可以通过按下计算按钮来计算飞机性能，如图4b中所示。为了增强飞机性能计算的准确度，可以向用户呈现扩展的参数集以用于选择。例如，可以为用户提供与一般飞机设置有关的一组参数，例如防冰液的效果，如图4c中所示。根据配置文件，可以基于机型向用户呈现扩展最低限度设备清单(mel)以用于选择，如图4c和4d中所示。可以进一步向用户提供配置缺差清单(cdl)的列表以用于选择，其识别在飞行开始时可能遗漏的机型的任何外部部件，并且其在必要时包含关于关联操作限制和性能修正的任何信息。可以由用户选择关于期望机场的跑道的另一参数列表，如图4e中所示。最后，用户可以提供与位于跑道附近的障碍物有关的信息，诸如其距离和高度，如图4f中所示。一旦已经查阅和/或设定了所需的输入参数，则用户可以再次地通过按下图形用户界面中的计算按钮来执行计算，如图4b中所示。如前所述，系统10的调用模块12然后可以使用计算引擎26来处理输入参数的值，并且可以在图形用户界面的结果区段中显示结果得到的飞机性能，如图4b中所示。

根据本发明的实施例，可以在图形用户界面上为用户提供各种信息，其除其它的之外还包括天气预报、电子装置的电池寿命、当地时间、飞机性能计算的质量、装置是否在训练模式下操作、将结果显示为导航地图上的覆盖层的能力等。