[发明专利]用于计算飞机性能的系统和用于执行该计算的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定用于至少一个飞行阶段的飞机性能的系统和方法。

背景技术

在航空工业中，术语飞机性能主要指的是飞机在起飞、着陆和巡航的飞行阶段期间在特定环境和负荷条件下安全地操作的能力。飞机性能主要涉及到一组速度和相应动力或推力设置的计算，其将基于诸如环境条件、飞机负荷等一组输入参数在不同的飞行阶段期间保证飞机的安全操作。例如，针对起飞飞行阶段，飞机性能可以(除其它的之外)包括起飞滑跑期间的决策点处的飞机的速度V1、指示飞机在跑道上的旋转速度的速度VR以及指示飞机在起飞之后的速度的速度V2。为了增强飞机性能的准确度和因此的安全性，可以用与诸如机翼和推力或动力设置之类的飞机配置有关的附加输入参数来补充该计算。因此，需要不仅相对于精确的机型、而且考虑到飞机唯一配置设置来计算飞行性能以便在不同的飞行阶段期间确保飞机的安全操作。飞机性能计算可以由飞行员或者其它经过非常训练有素的人员使用称为飞行员的飞行包的一组文档来执行。飞行员的飞行包(除其它文档之外)包括由飞行制造商提供的飞机飞行手册(AFM)，其详述了用于在不同飞行阶段期间执行正常、异常和紧急操作的推荐飞机操作程序以及当飞机根据这些程序操作时应实现的飞机性能。本质上，AFM为逐步的指导提供指示执行给定飞机性能计算所需的参数的信息、包含所需参数的关联文档(采取纸质或数字格式)以及涉及到的计算步骤。为了减少在飞机座舱中携带的文书工作的量，传统的飞行员飞行包慢慢地被数字版本(称为电子飞行包(EFB))取代，其可以采取用以帮助机组人员更容易地且高效地且用较少的纸张来执行飞行管理任务的电子信息管理装置。

飞行员基于在AFM中指定的飞机配置和适当的输入参数来计算飞机性能，从而生成飞机性能简档，其指示用于针对给定飞行阶段安全地操作飞机的速度和相应动力或推力设置的集合。该计算可以手动地指定或者是自动化的，例如使用飞机的飞行管理系统(FMS)或便携式电子装置。例如，SCAP模块可以被用于自动地执行飞机性能计算。SCAP(标准计算机化飞机性能)是飞机制造商用来呈现其飞机性能的IATA标准化方法。SCAP模块取两个预定义矢量作为输入并返回两个预定义矢量作为输出。在每种情况下，一个矢量是字母数字的且一个是数字的。SCAP模块一般地是用称为FORTRAN的程序设计语言编写的。当被用一组输入参数调用时，SCAP模块返回错误标志‘A’以及结果得到的性能数据或者为NOT TV的错误标志。在NOT‘A’返回的情况下，错误标志可以是‘B’(输入错误)、‘C’(计算错误)或‘E’(性能限制)’。

然而，用于使用AFM文档手动地或者使用SCAP模块自动地计算飞机性能的上述方法非常易于产生人为错误。例如，飞行员可能在SCAP模块中输入用于某些参数(例如压力、温度或重量)的错误数据，从而导致飞机性能的不正确计算。在另一示例中，在使用纸质AFM程序来计算飞机性能的情况下，飞行员可能将错误的性能图用于该机型，选择性能图中的错误表格或列/行，当参考性能图时使用不正确的值或者未能将该值转换成所需测量单位。此外，当考虑到不同的航空公司使用且不同的机型要求不同的方法以便计算和输入飞机性能参数时，要确保防止或捕捉到此类错误变得非常困难。

此外，不同的航空公司对操作其飞机具有不同的要求，并且可能要求在不同的使用情形下计算飞机性能。例如，航空公司可能要求飞机性能始终朝着燃料效率优化，无论天气条件如何，从而降低飞机的操作成本。此类优化可能要求在短时间量内生成许多飞机性能简档，其可以通过改变某些输入参数来执行，从而识别满足由航空公司设定的优化目标的飞机性能。当前，上述性能计算方法不适合于处理短时间量内的多个性能简档的生成，因为其要求用户手动地输入该输入参数及其后续变型以便生成不同的使用情形。此外，SCAP模块不具有根据航空公司的要求适应不同使用情形的生成的灵活性。这是因为SCAP模块是由初始设备制造商制造和提供的独立模块，意味着其软件代码在安装之后是航空公司不可访问以便修改的。结果，航空公司不能控制计算飞机性能并针对此类计算将输入参数考虑在内的方式，这可能导致飞机在非最佳飞机性能下操作，导致在维护和燃料消耗方面的飞机操作成本的增加。