用于提供最佳的航空器燃油量的方法和电子设备技术

本发明专利技术的题目是用于提供最佳的航空器燃油量的方法和电子设备。该方法包括从航空器以往的飞行收集记录的飞行数据(102)；使用记录的飞行数据(102)确定(104)每个飞行阶段的航空器特定性能校正参数(106)；收集航空器的飞行计划(108)；使用航空器特定性能校正参数(106)确定(110)给定飞行计划(108)需要的总燃油(114)；确定(116)单一合成阻力因数

【技术实现步骤摘要】
用于提供最佳的航空器燃油量的方法和电子设备
本公开内容包括在航空电子学领域中，并且涉及用于改善航空器性能的方法和系统。更具体地，本公开内容的目的是为确定的飞行计划估算更精确的燃油消耗并且减少在执行给定飞行计划之前装载至航空器的燃油量。
技术介绍
燃油估算通常被用于为给定飞行计划确定燃油需求。燃油估算然后可用于确定对于具体飞行装载多少燃油。因此，燃油估算值的精确度对于飞行计划可能是重要的。如果估算值低于计算的可能需要的燃油量，那么可能不会装载用于该飞行的足够的燃油。可选地，如果估算值超过计算的所需燃油量，那么可能装载多于需要的燃油，则其可能增加不需要的重量至飞行并且消极地影响其性能。另外，多次，飞行员可能增加比通过现有系统估算的更多的燃油以应对已知的不精确性和以最小化燃油不足的风险。例如，航空公司使用飞行计划工具以创建用于其飞行的飞行计划。这些飞行计划工具使用由航空器性能监测(APM)工具计算的阻力和燃油因数作为输入。现有的APM工具使用记录的先前飞行的飞行数据计算具体航空器尾翼和发动机的阻力和燃油因数。可以在每个飞行阶段计算这些阻力和燃油因数：上升、巡航和降落。阻力因数∈D和燃油因数∈FF是在起飞之前飞行管理系统(FMS)的两个输入参数，目的是校正航空器性能模型和反映具体航空器尾翼和发动机的正确燃油消耗。随着航空器和发动机老化，阻力和燃油流量增加，同时发动机维护使燃油消耗减少。阻力因数和燃油因数也被称为飞行管理计算机(FMC)性能因数或飞行计划因数。然而，在许多情况中，FMS可以仅采用一个阻力因数和一个单一燃油因数作为输入。在当前实践中，航空器FMS通常使用用于一个飞行阶段(巡航)的仅两个静态的、预定义的因数(阻力因数和燃油因数)估算给定飞行计划的燃油需求。这些单一阻力和燃油因数被应用至飞行计划(上升、巡航和降落)的所有飞行阶段中的航空器性能模型。典型地，FMS使用由历史巡航段(不是上升或降落段)计算的阻力和燃油因数。这导致在FMS与上升和降落阶段中的飞行计划之间航程燃油估算值的差异。当在飞行之前将飞行计划输入至FMS时，FMS计算到目的地估算的机载燃油，以便飞行员知道是否将存在充足的燃油以安全地到达目的地。由于FMS使用仅两个静态因数(对应于巡航阶段的阻力和燃油因数)而飞行计划工具使用六个因数(每个上升、巡航和降落飞行阶段的阻力和燃油因数)，由FMS估算的燃油通常与由飞行计划工具计算的燃油不同。由于在FMS和飞行计划的航程燃油估算值之间的这种偏差，飞行员可能请求将更多燃油装载在飞机上，因为他们相信由认证的FMS进行的计算。当巡航具有最长的持续时间并且燃烧最高的燃料量时，飞行员可以装载额外的燃油以解决可能需要额外的燃油的已知的和感知到的风险。例如，飞行员可以装载额外的燃油以涵盖在上升和降落期间需要的燃油。飞行员可以在他们熟悉的较旧的航空器和特别旧的航空器——由于退化(degrading)的机身阻力和发动机效率，其通常比通过FMS估算的燃烧更多的燃油——上装载额外的燃油。他们也可以基于天气预报和空域(airspace)拥堵装载更多的燃油。尽管装载额外的燃油降低了由于燃油低航空器可能需要被重新定向的风险，但是装载额外的燃油增加了航空器重量、燃烧的总燃油和总的飞行成本。提出的方法消除了FMS的航程燃油估算值和由飞行计划工具计算的燃油之间的偏差，允许由认证的FMS获得精确的燃油估算值并且在航空器上装载最佳的燃油量，其最小化了航空器重量和用于特定飞行计划的燃烧消耗，考虑了飞行计划、飞行器特定性能因数和任选地用于飞行计划的天气预报。
技术实现思路
本公开内容涉及用于提供和装载最佳的航空器燃油量的方法和电子设备。该方法确定了为具体飞行计划定制的飞行管理系统(FMS)的改进的性能因数。该方法通过增强单一FMS阻力因数和单一FMS燃油因数的确定改进了由FMS计算的航程燃油估算值。该方法考虑了在特定航空器的上升、巡航和降落期间由记录的飞行数据计算的性能的差异，而不是仅考虑巡航阶段。该方法将这些性能差异与即将进行的航程的飞行计划结合，并且在起飞之前获得FMS将使用的单一阻力因数和单一燃油因数以在航空器上为给定飞行计划装载最佳的燃油量。当前的APM工具可以计算每个飞行阶段的阻力和燃油因数，并且飞行计划工具可以使用所有这些阻力和燃油因数。然而，不存计算单一阻力因数和单一燃油因数——当被FMS使用时，不导致航程燃油估算值与飞行计划的偏差——的方法。该方法对FMS是尤其有利的，其仅准许一个单一阻力因数和一个单一燃油因数。本方法不基于每个飞行阶段的燃油重量计算阻力因数和燃油因数的加权平均值，因为它将不会导致航程燃油估算值的零偏差。另外，阻力因数的值影响燃油因数的值，因此权衡(weighing)阻力因数需要每个飞行阶段的新的燃油因数。一些航空器的FMS准备使用每个飞行阶段的阻力和燃油因数。然而，其他航空器配备有可仅处理单一阻力因数和单一燃油因数的FMS。更新后面的FMS以允许处理每个飞行阶段的阻力和燃油因数需要对FMS功能性进行重大改变、新的认证并且因此非常昂贵。通过使用本方法，不需要对现有FMS功能性进行改变(研发、认证和部署用于现有航空器的新的FMS——其使用这六个航空器-特定因数确定给定飞行计划的燃油需求——将会是成本过高的)。用于提供最佳的航空器燃油量的方法包括从航空器以往的飞行收集记录的飞行数据；使用记录的飞行数据确定航空器特定性能校正参数，其包括上升、巡航和降落飞行阶段中每一个的阻力和燃油因数；收集航空器的飞行计划；使用航空器特定性能校正参数确定给定飞行计划需要的总燃油；和确定单一合成阻力因数和单一合成燃油因数，当被航空器FMS使用时，其产生给定飞行计划需要的所述总燃油。该方法还包括将给定飞行计划、单一合成阻力因数和单一合成燃油因数通讯(例如，无线地)至航空器FMS；接收由航空器FMS使用给定飞行计划、单一合成阻力因数和单一合成燃油因数确定的需要的估算的总燃油；和基于给定飞行计划(108)需要的估算的总燃油(122)(例如使得总燃油装载基本上等于给定飞行计划需要的所述估算的总燃油)请求装载一定量的燃油至航空器上。确定给定飞行计划需要的总燃油的步骤可以使用飞行计划工具进行，而确定每个飞行阶段的航空器特定性能校正参数的步骤可以使用航空器性能监测工具进行。根据实施方式，确定单一合成阻力因数和单一合成燃油因数的步骤包括下述步骤：使用飞行计划和每个飞行阶段的航空器特定阻力因数确定单一合成阻力因数；使用计算的合成阻力因数计算上升、巡航和降落飞行阶段的更新的燃油因数；和使用更新的燃油因数确定单一合成燃油因数。可以采用如下条件确定单一合成阻力因数：使用单一合成阻力因数估算的给定飞行计划需要的总燃油与当使用每个飞行阶段的航空器特定阻力因数时需要的总燃油基本上相同。可以通过以下步骤计算更新的燃油因数：使用合成阻力因数推导来自每种飞行状况的推力水平；由每种推导的推力水平计算期望的燃油流量；使用期望的燃油流量计算燃油流量偏差；和使用燃油流量偏差计算更新的燃油因数。可以采用如下条件确定单一合成燃油因数：使用单一合成燃油因数估算的给定飞行计划需要的总燃油与当使用每个飞行阶段的更新的燃油因数时需要总燃油基本上相同。该方法可进一步包括收集额外数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提供最佳的航空器燃油量的方法，其包括：从航空器以往的飞行收集记录的飞行数据(102)；使用所述记录的飞行数据(102)确定(104)航空器特定性能校正参数(106)，所述航空器特定性能校正参数(106)包括上升、巡航和降落飞行阶段中每一个的阻力和燃油因数

【技术特征摘要】
2017.03.09 EP 17382119.01.一种用于提供最佳的航空器燃油量的方法，其包括：从航空器以往的飞行收集记录的飞行数据(102)；使用所述记录的飞行数据(102)确定(104)航空器特定性能校正参数(106)，所述航空器特定性能校正参数(106)包括上升、巡航和降落飞行阶段中每一个的阻力和燃油因数收集所述航空器的飞行计划(108)；使用所述航空器特定性能校正参数(106)确定(110)给定飞行计划(108)需要的总燃油(114)；确定(116)单一合成阻力因数和单一合成燃油因数当由航空器FMS使用时，其产生所述给定飞行计划(108)需要的所述总燃油(114)；将所述给定的飞行计划(108)、所述单一合成阻力因数和所述单一合成燃油因数通讯至航空器FMS；接收由航空器FMS基于所述飞行计划(108)、所述单一合成阻力因数和所述单一合成燃油因数确定的需要的估算的总燃油(122)；基于所述给定飞行计划(108)需要的估算的总燃油(122)请求装载(124)一定量的燃油至所述航空器上。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定(116)单一合成阻力因数和单一合成燃油因数的步骤包括：使用所述飞行计划(108)和每个飞行阶段的航空器特定阻力因数确定(202)单一合成阻力因数(204)；使用计算的合成阻力因数(204)计算(206)上升、巡航和降落飞行阶段的更新的燃油因数(208)；使用所述更新的燃油因数(208)确定(210)单一合成燃油因数(212)。3.根据权利要求2所述的方法，其中采用如下条件确定(202)所述单一合成阻力因数(204)：使用所述单一合成阻力因数(204)的给定飞行计划需要的所述估算的总燃油与当使用每个飞行阶段的所述航空器特定阻力因数时需要的所述总燃油基本上相同。4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其中通过以下计算(206)所述更新的燃油因数(208)：使用所述合成阻力因数(204)推导来自每种飞行状况的推力水平；由推导的推力水平中的每个计算期望的燃油流量；使用所述期望的燃油流量计算所述燃油流量偏差；使用所述燃油流量偏差计算所述更新的燃油因数(208)。5.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其中采用如下条件确定(210)单一合成燃油因数(212)：使用所述单一合成燃油因数(212)的所述给定飞行计划需要的估算的总燃油与当使用每个飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·加里洛佩兹，M·C·沃斯，J·德普林斯，A·J·G·T·斯库泰斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US