飞行器下降阶段管理制造技术

本发明专利技术涉及飞行器下降阶段管理。一种由计算机实施的用于优化飞行器的竖直下降剖面的方法，所述竖直剖面分为高度剖面和速度剖面。可以通过使速度剖面和一个或更多个先前接收到的速度限制之间的总体偏差最小来确定一个或更多个航道高度。优化的下降剖面可以包括一个或更多个所述航道高度。描述了不同的发展，具体地描述了实施方案，在实施方案中，优化的航道高度使发动机推力最小，下降剖面为开启慢车、FPA或VS型，反向确定优化的下降剖面，速度限制为处于或者处于或高于类型，以及减速板的使用。描述了显示器形式，以及系统和软件方面。

【技术实现步骤摘要】
飞行器下降阶段管理
本专利技术涉及用于管理飞行器的飞行的方法和系统的
，并且更具体地，涉及用于管理下降阶段的方法和系统的

技术介绍
根据现有技术，民用飞机根据导航数据库、活动飞行计划中输入的数据和飞机的性能数据确定其竖直下降剖面(profile)。竖直剖面由飞行管理系统(F.M.S.)确定，该系统计算与飞行器性能水平相关的预测，从而能够最好地遵守运行限制。特别地，计算下降和进近过程中预测的竖直剖面，从而遵守飞行计划中包括的各个点的所有高度和/或速度限制。下降分为两个部分，下文中称为“几何”下降和“慢车(IDLE)”下降。“慢车”下降对应于特定的发动机速度。慢车下降与发动机的减小的推力相关联。例如，在巡航结束时，飞行员通过将发动机设置为“慢车”(或“慢车推力”)使飞机“自然地”下降，直到遇到高度和/或速度限制，所述高度和/或速度限制可以更改相对于地面的坡度和/或可以更改速度，从而将领航方面可用的最后的自由度(在这种情况下是发动机推力)限制为被调整的。在慢车下降期间，不根据高度来限制速度。这种减小的推力(或在某些情况下的最小推力，或取余量或公差的模)的发动机转速尤其具有通过使危害(噪音和污染)最小并使燃料消耗(运营成本)最小而降落到着陆跑道的优点。换言之，飞行器在下降起始点和退出点之间尽可能长时间地保持为减小的推力，超过该退出点后，不再保持减小的推力以遵守限制并允许飞行器着陆。区分两种类型的下降(几何和慢车)的飞行计划的点称为几何路径点(G.P.P.)。G.P.P.点为将几何下降航段和慢车下降航段区分的飞行计划的点。G.P.P.点通常由第一个限制性的高度限制来确定。这意为着，从下降起始点到该点，下降的预测都是在慢车推力下进行的，然后利用预测的坡度来计算预测以遵守限制性的高度限制。通常，在航点处的或飞行计划中的高度、坡度、速度或时间方面的限制可以以各种方式表示。高度限制可以是“处于”(处于给定高度的航道)，“处于或高于”(处于或高于给定高度的航道)，“处于或低于”(处于或低于给定高度的航道)或“窗口”(在两个高度之间的航道)类型。速度限制可以是“处于”(处于给定速度的航道)，“处于或高于”(处于或高于给定速度的航道)，“处于或低于”(处于或低于给定速度的航道)类型。时间限制可以是“处于”(处于给定时间的航道)，“处于或之后”(处于给定时间或给定时间之后的航道)，“处于或之前”(处于给定时间或给定时间之前的航道)或“窗口”(在两个时间之间的航道)类型。很少有已知的方法解决了在高度不受限制的下降(慢车类型)中管理速度限制的技术问题。特别是，在现有的飞行管理系统(FMS)方面的系统中，没有规定能够保持(或遵守或满足)任何速度限制(例如“处于或高于”或“处于”类型的速度限制，它们在慢车部分上是限制性的，并且在几何下降和进近操控方面也都是限制性的)。根据已知的方法，飞行员通常应用动能耗散和势能耗散之间的固定分配。一些已知的计算方法规定了用于操控能量耗散的分配：这些方法确定出随后必须遵循或经历的速度剖面，而特别地，该速度剖面不一定适合于下降速度上存在的可能限制。关于后一点，题为“用于自动确定飞行器的速度剖面和速度水平的方法和装置(PROCEDEETDISPOSITIFDEDETERMINATIONAUTOMATIQUED'UNPROFILDEVITESSEAPALIERSDEVITESSEPOURUNAERONEF)”的专利文献FR3014213公开了一种使以最佳下降速度花费的时间最大的方法，其中包括了包围最佳速度的速度限制的存在。因此，从大于最佳速度的“处于”或“处于或高于”类型的速度限制减速(“正向”)到最佳速度是立即进行的，而减速到“处于”或“处于或低于”类型的速度限制被尽可能长地延迟，从而使最佳下降速度尽可能长地保持。该文献旨在降低运行成本，所述最佳速度是根据称为成本指数的参数(由机组人员通常根据来自航空公司的指示来输入该参数)，通过使成本标准最小来获得的经济速度，从而有利于时间或燃料消耗。该方法表现出局限性。需要改进的管理飞行器的下降阶段的方法和系统。
技术实现思路
一种由计算机实施的用于优化飞行器的竖直下降剖面的方法，所述竖直剖面分为高度剖面和速度剖面。可以通过使速度剖面和一个或更多个先前接收到的速度限制之间的总体偏差最小来确定一个或更多个航道高度。优化的下降剖面可以包括一个或更多个所述航道高度。描述了不同的发展，具体地描述了实施方案，在实施方案中，优化的航道高度使发动机推力最小，下降剖面为开启慢车(OPENIDLE)、FPA或VS型，优化的下降剖面反向确定，速度限制为处于或者处于或高于类型，以及减速板的使用。描述了显示器形式，以及系统和软件方面。有利地，根据本专利技术的方法能够对飞行器的下降阶段进行更好的能量管理。有利地，根据本专利技术的方法能够调整动能和势能之间的能量耗散的分配(经济地，由于燃料消耗最小)：在飞行阶段，势能耗散不受限制，而动能耗散受到限制。进行这种能量转换特别是为了满足所有的下降速度限制(无论它们的性质如何)。有利地，在一个实施方案中，该方法能够确定以在1000英尺处的飞机的能量稳定，以降低起落架时的着陆配置作为结束的可飞行轨迹。在一个实施方案中，根据本专利技术的方法包括在给定时刻确定适合于遵守预定的或所接收的速度限制的坡度同时最小化发动机推力的步骤。在一个实施方案中，本专利技术包括将动能增量转换成势能增量的步骤，由此将开启慢车类型的剖面(也就是说，发动机推力减小，固定在所谓的“慢车”速度，并具有可变坡度)转换为具有逼近慢车类型推力的固定斜率的几何剖面。在一个实施方案中，根据本专利技术的方法可以基于FMS对预测的计算，并且计算步骤可以包括计算慢车类型的下降阶段中的最佳高度剖面，以满足限制性的速度限制，同时使推力(即运行成本)最小。在一个实施方案中，根据本专利技术的方法包括计算最小和最大可到达高度，和/或通过考虑所有速度、高度、坡度和时间限制来计算表现出速度限制的慢车下降的每个特征点处的最佳高度的步骤。在一个实施方案中，使用速度剖面的估计器来完成该优化，该估计器可被认为是飞行管理系统(FMS)中当前存在的“传播器”的简化。FMS包含依赖数字集成的轨迹计算模块。该集成是通过传播器执行的，传播器用于在给定条件下将飞机状态从给定状态传播到期望状态。这些传播器具有不同的自由度，改变速度的传播器将例如能够考虑固定的发动机推力和可变坡度，或者固定坡度和可变发动机推力。有利地，本专利技术的一些实施方案可以针对每次飞行，即根据过程、天气条件、速度、时间、噪声限制和其他参数的特定特征，来修改慢车下降中的高度剖面。有利地，本专利技术操控包括处于、处于或低于、处于或高于以及窗口类型的速度限制的飞行过程，特别是在慢车下降阶段(高度不受限制)。有利地，根据本专利技术的方法可以考虑高度不受限制的部分上的速度限制。有利地，根据本专利技术的方法确定的速度剖面没有“被经历”，相反地，而是“被调适”(根据速度限制而修改)。速度剖面不是不可避免的或必要的或强制性的数据。速度剖面可以是可调适的，即，其能够根据具体情况而调适。在一些实施方案中，速度剖面与高度剖面同时被修改。有利地，与使用静态(或不变或固定)能量标准和/或在高度和坡度限制方面的刚性保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由计算机实施的用于确定飞行器的竖直下降剖面的方法，所述方法包括以下步骤：‑接收一个或更多个速度限制和/或一个或更多个高度限制；‑确定高度剖面和速度剖面，所述高度剖面包括一系列与高度相关的航段，所述速度剖面包括一系列与速度相关的航段；‑确定所述高度剖面和/或速度剖面与所述一个或更多个高度限制和/或速度限制之间的一个或更多个偏差；‑确定沿着所述高度剖面的一个或更多个优化的航道高度，优化的航道高度使得产生的速度剖面与所述一个或更多个接收的速度限制之间的偏差最小；‑确定优化的下降剖面，其包括所述一个或更多个优化的航道高度。

【技术特征摘要】
2017.04.04 FR 17003581.一种由计算机实施的用于确定飞行器的竖直下降剖面的方法，所述方法包括以下步骤：-接收一个或更多个速度限制和/或一个或更多个高度限制；-确定高度剖面和速度剖面，所述高度剖面包括一系列与高度相关的航段，所述速度剖面包括一系列与速度相关的航段；-确定所述高度剖面和/或速度剖面与所述一个或更多个高度限制和/或速度限制之间的一个或更多个偏差；-确定沿着所述高度剖面的一个或更多个优化的航道高度，优化的航道高度使得产生的速度剖面与所述一个或更多个接收的速度限制之间的偏差最小；-确定优化的下降剖面，其包括所述一个或更多个优化的航道高度。2.根据权利要求1所述的由计算机实施的用于确定飞行器的竖直下降剖面的方法，所述优化的航道高度还能够使发动机推力最小。3.根据权利要求2所述的由计算机实施的用于确定飞行器的竖直下降剖面的方法，所述优化的下降剖面为开启慢车类型或航迹角类型或竖直速度类型的下降剖面。4.根据前述权利要求中的任一项所述的由计算机实施的用于确定飞行器的竖直下降剖面的方法，所述优化的下降剖面包括反向确定的一个或更多个优化的高度。5.根据权利要求4所述的由计算机实施的用于确定飞行器的竖直下降剖面的方法，其中，从下游到上游，或者从飞行器的飞行计划的到达点或目的地到当前的飞行计划点或与和优化的高度相关联的飞行计划点相关联的点来确定反向确定的优化的下降剖面。6.根据前述权利要求中的任一项所述的由计算机实施的用于确定飞行器的竖直下降剖面的方法，速度限...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·布瓦耶，L·格拉马丁，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR