[发明专利]用于在飞机起飞期间产生可变推力缩减的飞行管理系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年3月14日提交的第60/894,803号、标题为“Flight Management System and Method of Generating Variable ThrustCutback During Aircraft Departure”临时申请的优先权。

技术领域

本文所描述的技术一般地涉及飞机飞行管理，更特别地，涉及用于计算飞机起飞期间飞机发动机油门(engine throttle)缩减的系统。

背景技术

飞机通常装备有飞行管理系统用于管理飞机飞行控制、产生飞行轮廓数据和提供例如是由导航位置坐标表示的航点指定的飞行路径的导航信息。另外，飞行管理控制系统也可配置成为发动机推力(engine thrust)的手动或自动控制提供飞机发动机油门设置。在飞机起离(takeoff)期间，飞行管理系统可确定发动机推力要求，以在从跑道上升起时充分地提升飞机，使得飞机典型地根据空中交通管制所提出的要求或程式化时间表以俯仰角速率(pitch rate)充分地爬升。

飞机典型地装备有能产生高强度声音的喷气发动机。假定机场的位置紧靠住宅区，由于飞机起飞而附近社区内所经历的曝露声级(SEL)已经变成了日益严重的问题，该问题引起噪声减轻程序的实施，以便减少飞机起飞期间的社区噪音。最近，美国商用飞机协会(NBAA)试图建立用于噪声减轻程序的飞行操作的国家标准。这些程序通常要求飞机在起飞期间刚从跑道升起时，飞机以最大可行俯仰角速率爬升到机场跑道上方一千英尺的高度(其中具有起离设置中的阻力板(flap))。当到达机场水平上方一千英尺时，程序通常推荐飞机加速到最后段速度并收回阻力板。程序也推荐飞机将发动机推力减少至安静爬升设置，同时保持每分钟一千英尺的爬升速率并且空速不超过限定速度直到到达机场水平上方的三千英尺的高度为止。在三千英尺水平以上，飞机将恢复具有逐步应用爬升功率的正常爬升时间表。当然，飞机控制将经受飞机控制要求和其它空速限制。如果飞机类型和起离条件不同，飞行员将能自主地决定应该在阻力板收回之前、期间或之后减少起离推力。

先前提议的噪声减轻程序典型地使用用于推力缩减和恢复的固定高度，该固定高度通常引起具有不同重量和不同工作温度的飞机以在指定高度时处于不同地面位点上方。例如，热天的重型飞机相比冷天的较轻型飞机而言，以较少的俯仰(pitch)爬升。为了确保整个起飞程序中足够的降噪，推力缩减和恢复高度一般指定为保守的，这就引起燃油的浪费。一般地意识到，更有效的爬升轮廓需要以最大提升力爬升，使得飞机在阻力系数典型较高的低高度处花费较少的时间。

另外，关于先前提议的噪声减轻程序，指定的每分钟一千英尺的爬升速率目的是提供可能的最多推力减少，并还保持安全级别的性能。然而，取决于飞机，在获得每分钟一千英尺的爬升速率功率设置下实现的降噪可能少于符合社区地面噪声限制所需要的降噪。地面上实际的噪声印迹典型地是发动机推力设置、飞机速度和飞机在地面上方的高度的函数。如果发动机推力仅减少到足以满足在当前飞行条件下需要的曝露声级，那么更高的爬升速率可能导致在较低高度更少的时间，从而减少阻力并提高燃油经济性。

因此，期望提供飞机起飞程序，其在飞机起飞期间在社区噪声标准内提供了足够降噪，同时增强了燃油经济性。进一步期望的是提供飞行管理系统和方法，该系统和方法有效地管理飞机的起飞而同时提供优化的发动机推力缩减，以有效地获得社区噪声减轻。

发明内容

在本发明的一个方面，飞行管理系统提供用于在飞机起飞期间产生可变的推力缩减。飞行管理系统包括存储器和一个或多个输入装置，存储器用来存储用于导航飞行的曝露声级限制并存储用于飞机的期望曝露声级，输入装置用来接收感测的包括高度和空速的飞机变量。该系统还包括用于处理感测的高度和空速以及存储的曝露声级的处理器。该处理器进一步基于高度、空速和曝露声级来计算符合曝露声级限制的发动机推力值以控制起飞期间飞机油门。

附图说明

附图图示了本文所描述技术的几个实施例，其中：

图1是根据本发明一个实施例的飞机离开机场跑道使用推力缩减爬升轮廓的正视图；

图2是根据本发明一个实施例的飞机离开机场跑道使用推力缩减爬升轮廓的飞行路径的俯视图；

图3是根据本发明一个实施例的飞机离开机场跑道使用推力缩减爬升轮廓的飞行路径的正视图；

图4是根据本发明一个实施例的在飞机上使用的和配置成提供推力缩减飞行控制的飞行管理系统的框图；