一种飞行计划垂直航路规划方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种飞行计划垂直航路规划方法及系统，属于飞行管理技术领域。首先，将飞机研制方或生产部门发布的飞机起飞、爬升、巡航、下降和着陆各个阶段的基本飞行性能数据按照机载性能数据库形式优化存储；其次，在此基础上，定义和描述起飞、爬升、巡航、下降和着陆各个阶段垂直航路信息；很方便地存储成机载状态下的基本垂直导航航路信息，进一步，在此基础上设计完整的军民用飞行计划垂直航路信息结构，接着，规划流程形成军民用飞行计划垂直航路。这些信息结构各项之间逻辑关系紧密，信息之间不会出现冗余，信息存储量小，可以很方便地进行存储并进行卸载，然后供地面或其他机载设备使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞行管理
，具体涉及一种飞行计划垂直航路规划方法及系统。
技术介绍
现代飞行管理系统的重要组成部分之一是飞行计划垂直航路，飞行管理系统机载飞行计划垂直航路主要来自于地面飞行计划垂直航路规划后形成的结果，地面飞行计划垂直航路是飞行管理系统机载飞行计划垂直航路在垂直导航过程中进行正确垂直导航及导引的原始依据，如图2所示。传统的飞行计划垂直航路规划过程是手工过程，只能通过人工查阅性能手册，并进行人工制定飞行计划垂直航路，效率低下，需要消耗大量的人工精力和时间才能规划飞行计划垂直航路。其次，为了满足机载飞行管理系统实时预计或修改飞行计划垂直航路需求，以及满足性能预计的需求，在机载飞行管理系统及软件中，原始的处理方法是直接移植地面大型的飞行性能计算软件，会造成机载计算机消耗大量的计算资源，包括占用大量CPU处理时间和占用大量内存，使得飞管计算机不能或降低效率完成其他优先级高的任务，比如导航任务，不能满足整个航空电子系统的实时性要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种飞行计划垂直航路规划方法及系统，预先进行飞行性能数据处理，生成各种数据库文件，通过访问数据文件和二次处理数据的形式，以满足飞行管理垂直航路规划和机载分析状态下实时预计的要求。本专利技术首先提供了一种飞行计划垂直航路规划方法，包括：S1、获取飞机的气动外形数据、发动机性能数据以及飞机在飞行过程中的飞行性能数据，并依次构建气动模型数据库、发动机模型数据库以及飞行过程各阶段性能数据库，所述飞行过程包括飞机的起飞阶段、爬升阶段、巡航阶段、下降阶段以及着陆阶段；S2、获取在若干不同发动机性能状态下以及不同外部环境条件下的多组飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间；S3、根据步骤S1中获得的数据及实时的外部环境，采用插值法计算飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间，从而构建飞行计划垂直航路规划。优选的是，所述飞行计划垂直航路规划的顺序依次为：选择起飞机场、起飞跑道、着陆机场以及着陆跑道，并获取各机场及跑道的外部环境信息；根据起飞机场及起飞跑道确定起飞阶段航路；根据起飞阶段航路确定爬升阶段航路；根据着陆机场及着陆跑道确定着陆阶段航路；根据着陆阶段航路确定下降阶段航路；根据爬升阶段航路及下降阶段航路确定巡航阶段航路。上述方案中优选的是，所述步骤S1及步骤S2在地面加载站完成，步骤S3在机载飞行管理系统中完成。本专利技术另一方面提供了一种飞行计划垂直航路规划系统，包括：气动模型数据库，用于存储飞机的气动外形数据；发动机模型数据库，用于存储发动机性能数据；飞行过程各阶段性能数据库，用于存储飞机在飞行过程中的飞行性能数据，所述飞行过程包括飞机的起飞阶段、爬升阶段、巡航阶段、下降阶段以及着陆阶段；飞行计划垂直航路信息数据库，用于存储若干不同发动机性能数据以及不同外部环境数据条件下的多组飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间；飞行计划垂直航路规划模块，用于根据实时的外部环境以及所述飞行计划垂直航路信息数据库存储的信息，计算飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间，进而规划飞行计划垂直航路。优选的是，所述飞行计划垂直航路模块包括：读入单元，用于读取起飞机场、起飞跑道、着陆机场以及着陆跑道的外部环境信息；起飞阶段航路确定单元，用于根据根据起飞机场及起飞跑道确定起飞阶段航路；爬升阶段航路确定单元，用于根据起飞阶段航路确定爬升阶段航路；着陆阶段航路确定单元，用于根据着陆机场及着陆跑道确定着陆阶段航路；下降阶段航路确定单元，用于根据着陆阶段航路确定下降阶段航路；巡航阶段航路确定单元，用于根据爬升阶段航路及下降阶段航路确定巡航阶段航路。上述方案中优选的是，所述飞行计划垂直航路模块设置在机载飞行管理系统中，能够读取并识别由地面加载站传送来的飞行计划垂直航路信息数据库文件。本专利技术利用地面军民两用飞行计划垂直航路规划方法和相关的设备及系统，具备以下优点：1)存储飞行管理相关的各种正常飞行条件下的基本性能及垂直导航信息；2)存储异常飞行条件下(单双发失效模式)性能及垂直导航信息；3)快速规划与创建多组军民用飞行计划垂直航路；4)灵活更改和调整多组军民用飞行计划垂直航路；5)通过地面加载设备加载后，用于机载飞行管理系统。通过地面飞行管理飞行计划垂直航路规划系统及设备规划完成完整飞行计划垂直航路，形成数据文件，通过加载卡，加载到机载飞行管理系统，供飞行过程中执行飞行计划垂直航路使用。附图说明图1为本专利技术飞行计划垂直航路规划系统一优选实施例的机载性能数据库结构示意图。图2为垂直航路与水平航路规划示意图。图3为本专利技术图1所示实施例的飞行管理飞行计划级垂直航路数据表创建过程示意图。图4为本专利技术图1所示实施例的规划的飞行计划垂直航路数据文件形成过程示意图。图5为本专利技术图1所示实施例的机载性能数据库数据文件生成、加载和飞行管理系统应用过程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。本专利技术提供了一种飞行计划垂直航路规划方法及系统，预先进行飞行性能数据处理，生成各种数据库文件，通过访问数据文件和二次处理数据的形式，以满足飞行管理垂直航路规划和机载分析状态下实时预计的要求。本专利技术首先提供了一种飞行计划垂直航路规划方法，包括：S1、获取飞机的气动外形数据、发动机性能数据以及飞机在飞行过程中的飞行性能数据，并依次构建气动模型数据库、发动机模型数据库以及飞行过程各阶段性能数据库，所述飞行过程包括飞机的起飞阶段、爬升阶段、巡航阶段、下降阶段以及着陆阶段；S2、获取在若干不同发动机性能状态下以及不同外部环境条件下的多组飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间；S3、根据步骤S1中获得的数据及实时的外部环境，采用插值法计算飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间，从而构建飞行计划垂直航路规划。在步骤S1中，首先获取飞机的气动外形数据、发动机性能数据以及飞机在飞行过程中的飞行性能数据，并依次构建气动模型数据库、发动机模型数据库以及飞行过程各阶段性能数据库，所述飞行过程包括飞机的起飞阶段、爬升阶段、巡航阶段、下降阶段以及着陆阶段。参考图1中左侧三个数据库。可以理解的是，图2是飞机执行一次飞行的全过程示意图，飞机的一次飞行包括起飞阶段、爬升阶段、巡航阶段、下降阶段以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行计划垂直航路规划方法，其特征在于，包括：S1、获取飞机的气动外形数据、发动机性能数据以及飞机在飞行过程中的飞行性能数据，并依次构建气动模型数据库、发动机模型数据库以及飞行过程各阶段性能数据库，所述飞行过程包括飞机的起飞阶段、爬升阶段、巡航阶段、下降阶段以及着陆阶段；S2、获取在若干不同发动机性能状态下以及不同外部环境条件下的多组飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间；S3、根据步骤S1中获得的数据及实时的外部环境，采用插值法计算飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间，从而构建飞行计划垂直航路规划。

【技术特征摘要】
1.一种飞行计划垂直航路规划方法，其特征在于，包括：S1、获取飞机的气动外形数据、发动机性能数据以及飞机在飞行过程中的飞行性能数据，并依次构建气动模型数据库、发动机模型数据库以及飞行过程各阶段性能数据库，所述飞行过程包括飞机的起飞阶段、爬升阶段、巡航阶段、下降阶段以及着陆阶段；S2、获取在若干不同发动机性能状态下以及不同外部环境条件下的多组飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间；S3、根据步骤S1中获得的数据及实时的外部环境，采用插值法计算飞机飞行过程各阶段的耗油量、行进距离及时间，从而构建飞行计划垂直航路规划。2.如权利要求1所述的飞行计划垂直航路规划方法，其特征在于：所述飞行计划垂直航路规划的顺序依次为：选择起飞机场、起飞跑道、着陆机场以及着陆跑道，并获取各机场及跑道的外部环境信息；根据起飞机场及起飞跑道确定起飞阶段航路；根据起飞阶段航路确定爬升阶段航路；根据着陆机场及着陆跑道确定着陆阶段航路；根据着陆阶段航路确定下降阶段航路；根据爬升阶段航路及下降阶段航路确定巡航阶段航路。3.如权利要求1所述的飞行计划垂直航路规划方法，其特征在于：所述步骤S1及步骤S2在地面加载站完成，步骤S3在机载飞行管理系统中完成。4.一种飞行计划垂直航路规划系统，其特征在于，包括：气动模型数据库，用于存储飞机的气动外形数据；发动机模型数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱向农，柳楠，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61