[发明专利]供飞行器使用的具有集成的策略命令的飞行管理系统和操作飞行器的方法

说明书

技术领域

本发明领域一般涉及控制飞行中的飞行器，以及更确切地说，涉及供飞行器使用的飞行管理系统和受控空域中操作飞行器的方法。 

背景技术

至少一些已知飞行器包括飞行管理系统，并用于生成从起飞机场到目的地机场的飞行路径以及用于使飞行器沿着生成的飞行路径飞行。在今天的空域中，因拥塞导致的延迟是普遍的。当进入空域的飞行器的数量超过可用的空中交通资源能够安全地处理的飞行器的数量(受限于控制器的数量和自动化的类型)时，对飞行器强制要求延迟。这些延迟通常通过指令飞行器降低速度、使用雷达矢量、或通过轨道等待(orbital hold)来实现。目前，空中交通控制器基于经验使用平均飞行时间估计来确定要求飞行器何时离开其当前等待模式以便满足离开等待后点(如在到达程序内)处的时间(用于测量定义的到达序列中的其它飞行器或与之合并)。 

至少一些已知的飞行器包括自动飞行系统，该自动飞行系统包括飞行管理系统和分离的自动驾驶系统。目前，飞行员或导航员在需要延迟机动时从空中交通控制器接收指令，并手动将策略命令输入自动驾驶系统。该自动驾驶系统放弃飞行管理系统生成的飞行路径，并基于策略命令通过延迟机动来操作飞行器。因为生成的飞行路径已被放弃，所以飞行器的意向或将来位置变得不确定。因此，飞行时间将基于飞行器离开延迟机动的位置存在很大变数，从而带来需要附加间隔缓冲的不确定性。此不确定性导致因延迟策略操作中耗费的时间增加 而造成的后续飞行器的能力降低和燃油消耗增加。 

此外，至少一些已知的空中交通控制器可以使用基于轨迹线的操作方法来保持飞行器间隔。此方法需要知道将来的飞行器4维意向(纬度、经度、高度和时间)。已知的自动飞行系统不支持基于轨迹线的操作方法，因为自动驾驶系统放弃生成的飞行路径以执行空中交通控制器接收的策略命令。 

需要一种集成的自动飞行系统，其免于实施策略命令期间的飞行器意向的非期望的不确定性。更确切地说，需要一种自动飞行系统，其基于策略命令生成指示将来飞行器轨迹线的飞行路径，并将该飞行路径轨迹线下行链接到地面控制器以向地面控制器提供该飞行器的时间上位置的精确描述，并使控制器能够安全地将飞行器交通与适合的间隔合并，以便进场并着陆在开放(active)跑道上。 

发明内容

在一个实施例中，提供一种在为飞行器自动生成飞行路径轨迹线中使用的飞行管理系统。该飞行路径轨迹线包括多个航路点和在多个航路点的每个航路点之间延伸的多个矢量。该飞行管理系统包括处理器，该处理器配置成计算包含起始航路点和目的地航路点的第一飞行路径轨迹线。接收指示飞行轨迹线的改变的策略命令。至少部分地基于该策略命令计算第二飞行路径轨迹线。计算的第二飞行路径轨迹线包括沿着第一飞行路径轨迹线的偏离航路点、沿着第一飞行路径轨迹线的截断航路点、和从偏离航路点到截断航路点的偏离矢量。 

在另一个实施例中，提供一种操作包括飞行管理系统的飞行器的方法。该方法包括由飞行管理系统计算包含起始航路点和目的地航路点的第一飞行路径轨迹线。由在第一飞行路径轨迹线中飞行的飞行器接收指示飞行轨迹线的改变的策略命令。该飞行管理系统至少部分地基于策略命令来计算第二飞行路径轨迹线。该计算的第二飞行路径轨迹线包括沿着第一飞行路径轨迹线的偏离航路点、沿着第一飞行路径 轨迹线的截断航路点、和从偏离航路点到截断航路点的偏离矢量。 

在又一个实施例中，提供一种包括飞行管理系统的飞行器。该飞行管理系统包括处理器，该处理器配置成计算包含起始航路点和目的地航路点的第一飞行路径轨迹线。接收指示飞行轨迹线的改变的策略命令。至少部分地基于该策略命令计算第二飞行路径轨迹线。该计算的第二飞行路径轨迹线包括沿着第一飞行路径轨迹线的偏离航路点、沿着第一飞行路径轨迹线的截断航路点、和从偏离航路点到截断航路点的偏离矢量。 

附图说明

图1是诸如包括示范飞行管理系统(FMS)的飞行器的交通工具的侧视图； 

图2是从飞行器上方的正视视角的、由示范FMS生成的示范飞行路径轨迹线的示意图。 

图3是从飞行器的侧视视角的、由示范FMS生成的飞行路径轨迹线的另一个示意图。 

图4是操作图1所示的飞行器的示范方法的流程图。 

图5是适于供图1所示的飞行器使用的示范FMS的简化示意图。 

具体实施方式