用于生成飞行器的结果设定点轨迹的方法及设备、相关飞行器技术

本方法使得可以生成飞行器(10)的结果设定点轨迹，导向系统相对于所述结果设定点轨迹控制该飞行器的轨迹。该生成方法由电子设备(30)实现，并且包括：从若干个操作模式选择至少一个模式，获取由飞行管理系统(17)准备的设定点轨迹，从来自用于计算轨迹(40)的模块和外部生成系统(18)中的元素获得替代设定点轨迹，以及生成该结果设定点轨迹，该轨迹包括该替代设定点轨迹的一个或若干个轨迹段于与选择另一个模式相对应的时间段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成飞行器的结果设定点轨迹的方法及设备、相关计算机程序产品及飞行器
本专利技术涉及一种用于生成飞行器的结果设定点轨迹的方法，用于所述飞行器的至少一个导向系统中的至少一个接收系统，结果设定点轨迹包括用于横轴、竖轴和纵轴中的至少一个轴的至少一个轨迹段。该飞行器的导向系统被配置成相对于所述结果设定点轨迹控制该飞行器的轨迹。该方法是由生成所述轨迹的电子设备实现的。本专利技术还涉及一种包括软件指令的计算机程序产品，当被计算机实现时，这些软件指令执行本方法。本专利技术还涉及一种用于生成这种轨迹的电子设备。本专利技术还涉及一种飞行器，诸如飞机或直升机，包括用于生成所述结果设定点轨迹的这种电子设备、飞行管理系统、外部设定点轨迹生成系统、一个或若干个导向系统，诸如自动驾驶设备和/或电气飞行命令和/或自动推进器，所生成的结果设定点轨迹适合被发送到所述飞行器的导向系统中的至少一个接收系统。本专利技术应用于航空电子学领域并且更确切地应用于飞行行为系统的领域。本专利技术的使用领域总体上涉及飞行器的飞行展开，包括滑行阶段。本专利技术还涉及飞行行为系统从飞行器的起飞到降落的所有使用阶段。
技术介绍
目前，飞行器的飞行行为涉及包含许多系统的不同自动操作。尽管目前的飞行行为系统已经相当地减少了事故率，但是相继地增加功能和设备提高了事故率。系统的这种叠加是近几十年来技术进步的历史结果。因此，现在非常常见的是将设备挂载在飞行器上：-飞行管理系统(FMS)：其形成轨迹设定点来产生飞行计划；-自动驾驶，也称为自动飞行控制系统(AFCS)：其执行导向功能并且为此适合控制由飞行控制系统(FMS)提供的设定点。FMS的使用结合自动驾驶的使用使得自动化水平最大化。自动驾驶还使得可以通过获取由机组人员设定的参数并且保持这些参数来控制轨迹；-自动油门(AT)：在固定翼飞行器上，其负责管理助推；以及-飞行控制系统(FCS)：其负责飞行器的短期稳定并且还允许控制来自自动飞行控制系统(AFCS)的设定点。这个设备被设计为具有其自身的接口装置的独立系统，即，用于飞行管理系统的特定接口，也被称为故障控制显示单元(MCDU)，用于自动飞行控制系统的专用控制站，通常由旋转构件和按钮组成，也被称为飞行导向控制面板(FGCP)，用于飞行控制系统(FCS)的控制杆或迷你杆，用于管理一个或若干个发动机的功率的一个或若干个油门或平衡杆。该多个系统所带来的复杂性目前在机组人员的工作负担中扮演不可忽视的角色。为了能够执行商业飞行，机组人员必须掌控若干个复杂的动态系统，经常在不同的自动化水平下操作。该多个系统使得设计和必须使用它们的机组人员的训练方面的成本增加。此外，该多个系统和接口可证明是对机组人员造成混淆的来源。在事件/事故发生时，诸如飞行器失控，机组人员经常会不正确地确定情况或者甚至混淆系统状态。
技术实现思路
本专利技术的一个目标因此是提出一种用于生成飞行器的结果设定点轨迹的方法和设备，用于飞行器的导向系统中的至少一个接收系统，飞行器的导向系统被配置成相对于所述结果设定点轨迹控制飞行器的轨迹，以便减小前述航空电子学系统的接口复杂性，使得可以提高飞行器的飞行安全并且降低机组人员的工作负担。为此，本专利技术涉及一种用于生成飞行器的结果设定点轨迹的方法，其中，该方法进一步包括以下步骤：-从多个操作模式中选择至少一个操作模式，-获取由所述飞行管理系统准备的设定点轨迹，所述准备好的设定点轨迹包括用于所述横轴、所述竖轴和所述纵轴中的至少一个轴的一个或若干个轨迹段，-从计算轨迹的模块和用于生成设定点轨迹的外部系统获得替代设定点轨迹，所述外部生成系统与所述飞行管理系统分离，所述替代设定点轨迹包括用于所述横轴、所述竖轴和所述纵轴中的至少一个轴的一个或若干个轨迹段，-生成所述结果设定点轨迹，所述结果设定点轨迹包括于与选择第一操作模式相对应的时间段获取的所述准备好的设定点轨迹的轨迹段以及于与选择另一个操作模式相对应的时间段获得的所述替代设定点轨迹的轨迹段。该生成方法于是使得可以通过从多个操作模式选择至少一个操作模式以及基于所选操作模式生成结果设定点轨迹来将结果设定点轨迹的生成在电子生成设备内集中化。该生成设备然后围绕单个结果设定点轨迹执行基于轨迹的导向功能，这使得可以提高飞行安全并且方便机组人员的工作。因此围绕飞行器轨迹重新构思机组人员和飞行行为系统之间的任务组织和分担。设定点轨迹是指用于航空电子学系统作为控制飞行器的轨迹的参考的轨迹。换言之，每个相应的航空电子学系统被配置成相对于所述设定点轨迹控制该飞行器的轨迹。结果设定点轨迹是指在生成设备的输出端处发出的用于导向系统中的接收系统的设定点轨迹。换言之，结果设定点轨迹来自准备好的设定点轨迹和/或替代设定点轨迹的生成。结果设定点轨迹于是来自生成设备的集中化。根据本专利技术的其他有利方面，本方法包括以下特征中的一个或多个特征，单独或根据所有技术上可能的组合考虑：-仅当选择第一操作模式时才执行获取步骤；-仅当选择另一操作模式时才执行获得步骤；-当选择若干操作模式时，所述另一操作模式优先于所述第一操作模式，并且在所述生成步骤期间，所述结果设定点轨迹由所获得的所述替代设定点轨迹的轨迹段形成于与选择所述多个操作模式相对应的时间段；-所述飞行器进一步包括所述飞行器的至少一个保护系统、主控制构件诸如控制杆或迷你杆、舵杆或油门、一个或若干个附加控制构件以及副控制构件诸如控制面板的选择器或旋转构件、触摸屏的触敏键或语音命令系统，并且当所述另一所选操作模式是第二操作模式时，所述替代设定点轨迹是由所述轨迹计算模块基于至少一个导向设定点计算的轨迹，每个导向设定点是从来自相应的保护系统的至少一个约束形成的或者是由所述飞行器的机组人员通过所述控制构件中的一个构件选择的。-所述飞行器进一步包括主控制构件诸如控制杆或迷你杆、舵杆或油门，所述方法进一步包括获取所述主控制构件中的一个构件的机械特性，并且当所述另一所选操作模式是第三操作模式时，所述替代设定点轨迹是由所述轨迹计算模块(40)基于为所述主控制构件中的一个构件获取的机械特性计算的轨迹；-当所述另一所选操作模式是第四操作模式时，所述替代设定点轨迹是从所述外部生成系统接收的设定点轨迹；-所述第三操作模式优先于所述第二操作模式，所述第二操作模式优先于所述第四操作模式；-可以为横轴、竖轴和纵轴中的每个轴独立地选择每个操作模式；-针对每个轨迹段，所述飞行器的至少一个航空特征是恒定的，每个航空特征选自由以下各项组成的群组：转弯半径、路线、地面梯度、高度、地面速度、竖向速度、横摇角、俯仰姿态、航向、负载因数、横向加速度、横摇率、俯仰姿态变化率、梯度加速度、梯度加速度变化率、功率水平诸如特定发动机额定值、性能水平诸如更佳爬升率、加速率和相对飞行速度(CAS、TAS、MACH)、位置以及侧偏角；-至少一个轨迹段包括所述飞行器的一个或若干个预定航点；-所述飞行器进一步包括主控制构件诸如控制杆或迷你杆、舵杆或油门，所述方法进一步包括获取所述主控制构件中的一个构件的机械特性，并且基于为与从所述横轴、所述竖轴和所述纵轴中选择的相关轴相关联的主控制构件获取的所述机械特性选择所述操作模式；-在所述选择步骤期间，仅当与所述横轴、所述竖轴和所述纵轴中的相关轴相关联的主控制构件处于空闲位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成飞行器(10)的结果设定点轨迹的方法，用于所述飞行器的至少一个导向系统(16)中的至少一个接收系统，所述结果设定点轨迹包括用于与所述飞行器相关联的横轴(y

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.16 FR 14013601.一种用于生成飞行器(10)的结果设定点轨迹的方法，用于所述飞行器的至少一个导向系统(16)中的至少一个接收系统，所述结果设定点轨迹包括用于与所述飞行器相关联的横轴(y1)、竖轴(z1)和纵轴(x1)中的至少一个轴的至少一个轨迹段，所述导向系统(16)被配置成相对于所述结果设定点轨迹控制所述飞行器的轨迹，所述飞行器(10)包括用于生成所述设定点轨迹的电子生成设备(30)、飞行管理系统(17)和所述导向系统(16)，所述生成设备(30)包括轨迹计算模块(40)，所述方法由所述生成设备(30)实现并且包括以下步骤：-从多个操作模式(M1，M2，M3，M4)中选择(110)至少一个操作模式，-获取(120)由所述飞行管理系统(17)准备的设定点轨迹，所述准备好的设定点轨迹包括用于所述横轴(y1)、所述竖轴(z1)和所述纵轴(x1)中的至少一个轴的一个或若干个轨迹段，-从所述轨迹计算模块(40)和用于生成设定点轨迹的外部系统(18)中的元素获得(130)替代设定点轨迹，所述外部生成系统(18)与所述飞行管理系统(17)分离，所述替代设定点轨迹包括用于所述横轴(y1)、所述竖轴(z1)和所述纵轴(x1)中的至少一个轴的一个或若干个轨迹段，-生成(140)所述结果设定点轨迹，所述结果设定点轨迹包括与选择第一操作模式(M1)相对应的时间段获取的所述准备好的设定点轨迹的轨迹段以及与选择另一个操作模式(M2，M3，M4)相对应的时间段获得的所述替代设定点轨迹的轨迹段。2.根据权利要求1所述的方法，其中，仅当选择所述第一操作模式(M1)时才执行所述获取步骤(120)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，仅当选择所述另一操作模式(M2，M3，M4)时才执行所述获得步骤(130)。4.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，当选择若干操作模式(M1，M2，M3，M4)时，所述另一操作模式(M2，M3，M4)优先于所述第一操作模式(M1)，并且在所述生成步骤(140)期间，所述结果设定点轨迹由所获得的所述替代设定点轨迹的轨迹段形成于与选择所述多个操作模式(M1，M2，M3，M4)相对应的时间段。5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述飞行器(10)进一步包括所述飞行器的至少一个保护系统(19A，19B)、主控制构件诸如控制杆或迷你杆(22)、舵杆(23)或节气门(24)、一个或若干个附加控制构件(28)以及副控制构件(29)诸如控制面板的选择器或旋转构件、触摸屏的触敏键、或语音命令系统，并且其中，当所述另一所选操作模式是第二操作模式(M2)时，所述替代设定点轨迹是由所述轨迹计算模块(40)基于至少一个导向设定点计算的轨迹，每个导向设定点是从来自相应的保护系统(19A，19B)的至少一个约束形成的或者是由所述飞行器的机组人员(26)通过所述控制构件(22，23，24，28，29)中的一个构件选择的。6.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述飞行器(10)进一步包括主控制构件诸如控制杆或迷你杆(22)、舵杆(23)或节气门(24)，其中，所述方法进一步包括获取(100)所述主控制构件(22，23，24)中的一个构件的机械特性(D，F)，并且其中，当所述另一所选操作模式是第三操作模式(M3)时，所述替代设定点轨迹是由所述轨迹计算模块(40)基于为所述主控制构件(22，23，24)中的一个构件获取的机械特性(D，F)计算的轨迹。7.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，当所述另一所选操作模式是第四操作模式(M4)时，所述替代设定点轨迹是从所述外部生成系统(18)接收的设定点轨迹。8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，所述第三操作模式(M3)优先于所述第二操作模式(M2)，所述第二操作模式(M2)优先于所述第四操作模式(M4)。9.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，可为所述横轴(y1)、所述竖轴(z1)和所述纵轴(x1)中的每个轴独立地选择每个操作模式(M1，M2，M3，M4)。10.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，针对每个轨迹段，所述飞行器(10)的至少一个航空特征是恒定的，每个航空特征选自由以下各项组成的群组：转弯半径、路线、地面梯度、高度、地面速度、竖直速度、横摇角、俯仰姿态、航向、负载因数、横向...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尔万·利萨茹，埃里克·吉尤埃，克里斯托夫·加尔纳沃，若埃尔·博松，
申请(专利权)人：泰雷兹公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR