BR102019001096A2

BR102019001096A2 - método para exibir informação a um piloto, e, sistemas aviônico e de gerenciamento de voo

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Publication number: BR102019001096A2
Application number: BR102019001096A
Authority: BR
Inventors: Il Kim Geun; A Fregnani José; C Rohr Timothy
Original assignee: Boeing Co
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2019-09-10
Also published as: RU2018145951A3; EP3528080B1; CA3028394A1; US10302451B1; EP3528080A1; CN110174840B; CN110174840A; JP7333696B2; RU2018145951A; JP2019177863A; CA3028394C

Abstract

método para exibir informação a um piloto, e, sistemas aviônico e de gerenciamento de voo. sistemas e métodos para aprimorar o desempenho de decolagem, exibindo simbologia representando um alvo de ângulo de arfagem inicial que otimiza a quantidade de carga útil que pode ser carregada por um avião. isso é realizado determinando um ângulo de arfagem inicial ideal em rotação durante a decolagem que é associado com uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para a velocidade de estol que satisfaça um conjunto específico de restrições de subida/obstáculo. alvejar esse ângulo de arfagem inicial ideal permite que o peso bruto de decolagem máximo que corresponde à razão ideal de velocidade de segurança na decolagem/velocidade de estol seja selecionado.

Description

MÉTODO PARA EXIBIR INFORMAÇÃO A UM PILOTO, E, SISTEMAS AVIÔNICO E DE GERENCIAMENTO DE VOO

FUNDAMENTOS [001] A tecnologia descrita aqui refere-se geralmente a sistemas e métodos para controlar um avião para alcançar o desempenho desejado e, mais particularmente, refere-se a sistemas e métodos para aprimorar o desempenho do avião durante a decolagem.

[002] A decolagem é uma fase de voo quando o avião transita de se mover ao longo do solo para voar no ar. Um avião pode fazer essa transição quando uma velocidade de decolagem é alcançada. A velocidade de decolagem para um avião pode variar com base em um número de fatores. Esses fatores incluem, por exemplo, densidade do ar, peso bruto do avião, configuração do avião, condições da pista e outros fatores adequados. Uma distância de decolagem típica (referida por um piloto) pode ser com base na suposição de que todas as superfícies da pista são pavimentadas, niveladas, lisas e secas. No entanto, na realidade, a superfície da pista difere assim como o gradiente ou inclinação de pista (isto é, a mudança em altura de pista sobre um comprimento de pista, expressa como uma porcentagem). Em adição, o piloto deve considerar o peso bruto do avião ao prever a distância de decolagem (também chamada de rolagem de decolagem). Um aumento em peso bruto pode ter os seguintes efeitos em desempenho de decolagem: (1) maior velocidade de levantamento de voo; (2) maior massa a acelerar; e (3) fricção de arrasto e solo aumentada. Além disso, a velocidade necessária para uma decolagem é relativa ao movimento do ar. Por exemplo, um vento de proa reduz e um vendo de cauda aumenta a velocidade relativa ao solo no ponto de decolagem. Desta maneira, o efeito do vento também deve ser considerado ao prever-se distância de decolagem. A altitude de densidade também afeta o desempenho de decolagem. A altitude de densidade é determinada primeiramente encontrando-se a altitude de pressão e então

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 68/115 / 31 corrigindo essa altitude para variações de temperatura fora do padrão. Usando um computador de voo, a altitude de densidade pode ser computada inserindo-se a altitude de pressão e temperatura exterior. Mediante o aumento da densidade de ar (altitude de densidade mais baixa), o desempenho do avião aumenta.

[003] Informação referente a fatores que afetam o desempenho de decolagem pode ser incorporada em gráficos aos quais um piloto pode se referir. Gráficos de distância de decolagem são tipicamente providos em várias formas e permitem que um piloto compute a distância de decolagem do avião sem flapes ou com uma configuração de flape específica. O gráfico de distância de decolagem típico provê vários pesos de avião, altitudes, temperaturas, ventos e alturas de obstáculos.

[004] Vários segmentos da trajetória de voo de decolagem são especificados na Parte 25 do Regulamento Federal de Aviação. De acordo com essas especificações, durante o primeiro segmento da trajetória de voo de decolagem, o avião aumenta constantemente suas velocidades de zero à velocidade de segurança na decolagem mínima V2. Durante esse primeiro segmento, o avião primeiramente alcança a velocidade de decisão de decolagem V1 e então alcança a velocidade de rotação VR, antes de alcançar a velocidade de segurança na decolagem mínima V2.

[005] Uma técnica de operações conhecida para melhorar subida de decolagem usa o comprimento de campo em excesso para aumentar a energia de subida e, como consequência, aumentar os gradientes brutos para os vários segmentos de decolagem. De acordo com esse procedimento, isso é alcançado aumentando a velocidade de rotação VR e a velocidade de segurança na decolagem V2 por uma certa quantidade, que corresponde a aumentar a distância de decolagem, ou assim que VR atingir a taxa de velocidade de pneu. Embora a velocidade de rotação VR e velocidade de segurança na decolagem V2 sejam modificadas, o alvo de ângulo de arfagem inicial é fixo e o mesmo

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 69/115 / 31 que o usado na técnica de decolagem comum.

SUMÁRIO [006] A matéria descrita em detalhe abaixo é direcionada a sistemas e métodos para aprimorar o desempenho de decolagem, exibindo simbologia representando um alvo de ângulo de arfagem inicial (doravante chamado de “alvo de arfagem inicial” (IPT)) que otimiza a quantidade de carga útil que pode ser carregada por um avião. Isso é realizado determinando um ângulo de arfagem inicial ideal em rotação durante a decolagem que é associado com uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem V₂ para a velocidade de estol V_s (doravante “razão de V₂/V_s ideal”) que satisfaça um conjunto específico de restrições de subida/obstáculo. Alvejar esse ângulo de arfagem inicial ideal permite que o peso bruto de decolagem máximo que corresponde à razão de V₂/V_s ideal seja selecionado.

[007] Essa descrição propõe uma implementação em aviônica que pode ser usada para aprimorar o desempenho de decolagem de uma maneira que resultará em um aumento da quantidade de carga útil que um avião pode carregar. De acordo com a metodologia proposta aqui, um ângulo de arfagem inicial ideal é calculado com base em parte na razão V2/Vs ideal e então simbologia representando o alvo de arfagem inicial a ser alcançado pelo piloto durante a decolagem é exibida em uma cabine de pilotagem ou em uma cabine de comando. A habilidade de selecionar um valor ideal de uma multiplicidade de ângulos de arfagem de decolagem iniciais variáveis pode potencialmente aprimorar o desempenho de decolagem do avião, maximizando a carga útil do avião enquanto opera de acordo com as restrições de subida/obstáculo.

[008] Embora várias modalidades dos sistemas e métodos para aprimorar o desempenho de decolagem determinando um ângulo de arfagem inicial ideal e então exibindo simbologia representando um alvo de arfagem inicial são descritas em alguns detalhes abaixo, uma ou mais dessas

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 70/115 / 31 modalidades pode ser distinguida por um ou mais dos seguintes aspectos. [009] Um aspecto da matéria descrita em detalhe abaixo é um método para exibir informação para um piloto em uma cabine de pilotagem ou em uma cabine de comando, compreendendo: calcular um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião em uma pista; e exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal em uma tela de exibição durante a decolagem. Esse método pode adicionalmente compreender recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de uma tabela de consulta, em que o ângulo de arfagem inicial ideal é calculado com base em parte na razão ideal da velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol. A pluralidade de valores de parâmetros de entrada compreende um peso de decolagem do avião, uma altitude do campo da pista, uma temperatura exterior, um ajuste de flape e uma situação de antigelo do motor e da sangria.

[0010] Outro aspecto da matéria descrita em detalhe abaixo é um sistema aviônico que compreende uma tela de exibição e um sistema de computador configurada para calcular um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião em uma pista e então controlar a tela de exibição para exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal. O sistema de computador é adicionalmente configurado para recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório, em que o ângulo de arfagem inicial ideal é calculado com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol.

[0011] Um aspecto adicional da matéria descrita em detalhe abaixo é um sistema de gerenciamento de voo compreendendo um computador de gerenciamento de voo e uma unidade de exibição de controle acoplados de

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 71/115 / 31 modo comunicativo ao computador de gerenciamento de voo, em que a unidade de exibição de controle compreende uma tela de exibição, e o computador de gerenciamento é configurado para executar uma função de alvo de arfagem inicial na qual um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião em uma pista é calculado e então um comando é enviado à unidade de exibição de controle instruindo a unidade de exibição de controle a exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal na tela de exibição. O computador de gerenciamento de voo é adicionalmente configurado para recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de uma tabela de consulta e calcular o ângulo de arfagem inicial ideal com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol. A unidade de exibição de controle é configurada para receber uma entrada de um piloto que permite a função de alvo de arfagem inicial e então controla a tela de exibição a exibir simbologia representando se a função de alvo de arfagem inicial foi permitida ou não.

[0012] Outros aspectos de sistemas e métodos para aprimorar o desempenho de decolagem, determinando um ângulo de arfagem inicial ideal e exibindo simbologia representando um alvo de ângulo de arfagem inicial que otimiza a quantidade de carga útil que pode ser carregada por um avião são descritos abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0013] As características, funções e vantagens discutidas na seção anterior podem ser alcançadas de forma independente em várias modalidades ou podem ser combinadas em ainda outras modalidades. Várias modalidades serão descritas a seguir com referência aos desenhos para a finalidade de ilustrar os aspectos acima descritos e outros. Os desenhos não estão desenhados em escala.

[0014] A figura 1 é um diagrama de blocos de alto nível que mostra

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 72/115 / 31 componentes de um sistema de controle de avião que pode ser programado para prover a funcionalidade descrita aqui.

[0015] A figura 2 é um diagrama de blocos mostrando alguns componentes de um sistema para exibir comandos de orientação à base de arfagem durante a decolagem.

[0016] A figura 3 é um diagrama mostrando um cenário em que um avião comercial está localizado na extremidade de uma pista em uma elevação de 10,66 metros (35 pés) depois de completar o primeiro segmento de uma trajetória de voo de decolagem. Uma sequência de velocidades-V de decolagem comuns é indicada pelas setas apontando várias posições ao longo da pista, acompanhada por designadores de velocidade-V arranjados em ordem crescente na qual essas velocidades são alcançadas.

[0017] A figura 4 é um gráfico de altitude (em pés) versus distância horizontal de liberação de freio (em pés) mostrando desempenho de decolagem com subida melhorada quando a velocidade é aumentada por 10 unidades (a linha começando do ponto “zero”) e sem subida melhorada com nenhum aumento de velocidade (a linha começando do ponto de “referência”. [0018] A figura 5 é um gráfico de peso de limite de subida como uma função da razão V2/Vs para um avião comercial exemplificativo.

[0019] A figura 6 é um gráfico de peso de limite de campo como uma função da razão V2/Vs para um avião comercial exemplificativo.

[0020] A figura 7 é um gráfico combinando as curvas vistas nas figuras 5 e 6.

[0021] A figura 8 é um gráfico de ângulo de arfagem θ versus razão

V₂/V_s para um avião comercial exemplificativo.

[0022] A figura 9 é um gráfico de peso de limite de campo como uma função da razão V2/Vs para um avião comercial exemplificativo para três ângulos de arfagem diferentes θ1, θ2 e θ3.

[0023] A figura 10 é um gráfico de peso de limite de campo como

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 73/115 / 31 uma função da razão N₂/V_s que é a mesma do gráfico visto na figura 9, exceto pela adição de uma linha curva em negrito que representa a lei de alvo de arfagem ideal.

[0024] A figura 11 é um gráfico mostrando o peso de limite de subida e lei de alvo de arfagem ideal como uma função da razão V₂/V_s para um avião comercial exemplificativo.

[0025] A figura 12 é um fluxograma identificando algumas etapas de um método para exibir um alvo de arfagem inicial variável a um piloto durante a decolagem de um avião com base nas condições de decolagem atuais.

[0026] A figura 13 é um diagrama representando uma vista frontal de uma exibição de voo primária incorporada em um sistema do tipo parcialmente representado na figura 1, cujo sistema pode ser configurado para exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial na exibição de voo primária.

[0027] A figura 14 é um diagrama representando uma vista frontal de uma unidade de exibição de controle incorporada no sistema de gerenciamento de voo de um avião comercial, cujo sistema de gerenciamento de voo pode ser configurado para exibir simbologia (nesse exemplo, um símbolo gráfico) representando um alvo de arfagem inicial na unidade de exibição de controle.

[0028] A figura 15 é um diagrama representando uma vista frontal de uma página CDU que está exibindo a primeira simbologia (nesse exemplo, símbolos alfanuméricos) que representa um alvo de arfagem inicial e a segunda simbologia (nesse exemplo, símbolos alfanuméricos) que indica se o alvo de arfagem inicial está ligado ou desligado.

[0029] A figura 16 é um diagrama representando uma vista frontal de uma tela de exibição incorporada em uma informação aeronáutica em formato digital configurada com software de desempenho de decolagem. Nesse

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 74/115 / 31 exemplo, símbolos alfanuméricos são exibidos que indicam o valor do alvo de arfagem inicial.

[0030] Referência será feita daqui em diante ser aos desenhos, nos quais os elementos similares nos diferentes desenhos portam os mesmos números de referência.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0031] Modalidades ilustrativas dos sistemas e métodos para aprimorar o desempenho de decolagem determinando um ângulo de arfagem inicial ideal e exibindo simbologia representando um alvo de arfagem inicial que otimiza a quantidade de carga útil que um avião pode carregar são descritas abaixo em alguns detalhes. No entanto, nem todos as características de uma implementação real são descritas nesta especificação. Uma pessoa versada na técnica reconhecerá que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real, inúmeras decisões específicas da implementação devem ser feitas para alcançar as metas específicas dos desenvolvedores, tal como conformidade com restrições relacionadas com sistema e relacionadas com negócios, que variarão de uma implementação para outra. Além disso, devese reconhecer que um esforço de desenvolvimento como este pode ser complexo e lento, mas, no entanto, seria um empreendimento de rotina para versados na técnica com o benefício desta revelação.

[0032] Na aviação, as velocidades-V são termos padrões usados para definir velocidades de ar importantes ou úteis para a operação de aviões. Essas velocidades são derivadas de dados obtidos por projetistas e fabricantes de aviões durante testes de voo e verificados na maioria dos países por inspetores de voo do governo durante testes de certificações de avião. As velocidades reais representadas por esses designadores são específicas para um modelo particular de avião. Elas são expressas pela velocidade de ar indicada do avião (e não, por exemplo, pela velocidade de solo), de modo que pilotos podem usá-las diretamente, sem aplicar fatores de correção, já que

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 75/115 / 31 instrumentos a bordo de um avião comercial típico também mostram velocidade de ar indicada.

[0033] A figura 1 é um diagrama de blocos mostrando componentes de hardware de um sistema de controle de voo de um tipo que já existe em aviões modernos. O sistema de dados de ar e sistema de referência inercial (ADIRS) 14 compreende uma parte de dados de ar que provê velocidade de ar, ângulo de ataque, dados de temperatura e altitude barométrica, já a parte de referência inercial fornece altitude, vetor de trajetória, velocidade de solo e dados de posição a uma plataforma de gerenciamento de sinais de entrada 8 de um sistema de controle de voo 2. O sistema de controle de voo 2 compreende um computador/uma função de controle de voo primário(a) e um computador/uma função de autopiloto 6. O computador de controle de voo primário 4 e computador de autopiloto 6 podem ter plataformas de gerenciamento de sinal de entrada independentes.

[0034] O sistema de controle de voo 2, que pode ser referido como um sistema aviônico, compreende adicionalmente um computador de gerenciamento de voo 20 e uma unidade de exibição de controle 22 (doravante “CDU 22”). A CDU 22 é a interface primária entre o computador de gerenciamento de voo 20 e o piloto. O computador de gerenciamento de voo 20 calcula um alvo de arfagem inicial que otimizará a quantidade de carga útil que pode ser carregada pelo avião, com base na informação adquirida pelo ADIRS 14 e outras informações que serão descritas em detalhe mais adiante. O computador de gerenciamento de voo 20 envia o resultado de cálculo a um computador de exibição 10 que controla uma exibição de voo primária 12.

[0035] Durante a decolagem, o computador de controle de voo primário 4 emite um comando de flape aos atuadores de flape 16 com base nas entradas de comando pela tripulação de voo. O comando de flape é determinado com base no ajuste angular dos flapes 18 que irão alcançar o

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 76/115 / 31 alvo de arfagem inicial. Os flapes 18 são usados para auxiliar no desempenho da rotação de decolagem que alcança o alvo de arfagem inicial.

[0036] De acordo com uma modalidade, a exibição de voo primária inclui uma indicação visual do alvo de arfagem inicial calculado enviado pelo computador IPT 20 ao computador de exibição 10. Simbologia representando o alvo de arfagem inicial é exibida no indicador de altitude da exibição de voo primária 12 em uma maneira que provê uma indicação clara e inequívoca do alvo de arfagem inicial que é claramente distinguível dos outros símbolos exibidos em exibições de cabines de pilotagem modernas. Ver, por exemplo, o indicador IPT 11 mostrado na figura 13 (discutidas em detalhes a seguir).

[0037] A figura 2 é um diagrama de blocos mostrando alguns componentes de um sistema para exibir comandos de orientação à base de arfagem durante a decolagem. O sistema pode ser manualmente ativado pelo piloto ou pode ser automaticamente ativado por uma função de monitoramento executada por um computador.

[0038] O sistema mostrado na figura 2 compreende um computador de gerenciamento de voo 20, um computador de exibição 10 comunicativamente acoplado ao computador de gerenciamento de voo 20, uma exibição de voo primária 12 comunicativamente acoplada ao computador de exibição, uma CDU 22 comunicativamente acoplada ao computador de gerenciamento de voo 20, e meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório 24 comunicativamente acoplado ao computador de gerenciamento de voo 20.

[0039] O computador de gerenciamento de voo 20 recebe dados de motor assim como dados representando a posição de flape, altitude barométrica e peso de avião. Os subsistemas a bordo para prover tais dados a um computador são bem conhecidos para versados na técnica. Os dados de motor podem compreender o ângulo da alavanca do acelerador, razão de

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 77/115 / 31 potência de turbofan (TPR) ou velocidade de ventoinha (N1); a posição de flape pode ser a posição real ou uma posição de flape selecionada; a altitude pode compreender altitude de GPS; altitude de rádio, altitude de pressão ou estado de pressão estática votado; e o peso do avião (que foi anteriormente calculado pelo computador de gerenciamento de voo 20) é recuperado de uma memória interna do computador de gerenciamento de voo 20.

[0040] O meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório 24 armazena tabelas de dados de desempenho do avião (por exemplo, tabelas de consulta) correspondentes a estados do avião conhecidos para uma variedade de condições de voo. Tais gráficos incluem atitude de arfagem desejada e ajuste de potência para várias fases de voo, incluindo subida, cruzeiro, descida e aproximação final. O meio de armazenamento 22 pode armazenar tabelas de dados assim como dados digitais representando curvas de um parâmetro como uma função de outro parâmetro.

[0041] Para facilitar a exibição do indicador IPT (ver figura 13), o computador de gerenciamento de voo 20 recupera dados de comando de orientação à base de arfagem do meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório 22 na forma de uma tabela de consulta que pode ser temporariamente armazenada na memória interna do computador de gerenciamento de voo 20. O computador de gerenciamento de voo 20 então recupera dados da tabela de consulta inserindo uma sequência de dados que representa uma pluralidade de valores de parâmetros de entrada, incluindo peso de decolagem da aeronave, altitude da pista (doravante “altitude do campo”), temperatura exterior perto do avião, ajuste de flape e situação de antigelo e sangria. A tabela de consulta retorna dados que representam a razão V2/Vs ideal para a decolagem do avião, que é usada no cálculo do ângulo de arfagem inicial ideal.

[0042] Com base na informação lida do meio de armazenamento 22, o computador de gerenciamento de voo 20 envia dados que representam

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 78/115 / 31 comando de orientação à base de arfagem ao computador de exibição 10, instruindo o computador de exibição 10 a causar a exibição de simbologia representando o alvo de arfagem inicial. Computadores de exibição são bem conhecidos na técnica e a operação básica do computador de exibição 10 não será descrita com detalhes aqui. Na modalidade ilustrada na figura 2, o computador de exibição 10 é programado a fazer com que simbologia especial seja exibida na exibição de voo primária 12. O piloto é capaz de obter orientação de decolagem olhando a simbologia de IPT durante o procedimento de decolagem.

[0043] A figura 3 é um diagrama mostrando um cenário em que um avião comercial 28 está localizado na extremidade de uma pista 26 em uma elevação de 10,66 metros (35 pés) depois de completar o primeiro segmento de uma trajetória de voo de decolagem 32. Uma sequência de velocidades-V de decolagem comuns (definidas pelo Regulamento Federal de Aviação) é indicada pelas setas apontando várias posições ao longo da trajetória de voo de decolagem 32, acompanhada por designadores de velocidade-V arranjados em ordem crescente na qual essas velocidades são alcançadas.

[0044] O designador V1 corresponde à velocidade de decisão de decolagem acima da qual a decolagem não deve ser abortada. O designador VR corresponde à velocidade de rotação, que é a velocidade na qual o piloto começa a aplicar entradas de controle para fazer com que o nariz do avião 30 incline para cima, após o que o nariz do avião 30 sairá do solo. O designador VLOF corresponde à velocidade de levantamento de voo na qual o trem de pouso principal (não visível na figura 3) sai do solo. O designador V2 corresponde à velocidade de segurança na decolagem, que é a velocidade em que o avião 28 pode subir com segurança com um motor inoperante.

[0045] Tipicamente, peso bruto e ajuste de flape são as variáveis usadas para determinar a velocidade de rotação VR para um modelo particular de avião sob um conjunto particular de condições de decolagem. Alguns

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 79/115 / 31 gráficos do avião (armazenados no meio de armazenamento 22 visto na figura

2) também consideram altitude. A velocidade de segurança na decolagem V₂é alcançada a 10,66 metros (35 pés) acima do nível do solo e nunca é menos do que 1,2 vezes a velocidade de estol Vs na configuração usada para a decolagem. A velocidade de segurança na decolagem V2 também varia com peso bruto e ajuste de flape.

[0046] Como usado aqui, o termo “flape” significa um dispositivo hipersustentador encaixado em uma asa de um avião, que quando estendido aumenta o arqueamento e muitas vezes a área da asa, tornando-a mais eficaz em velocidades baixas, assim criando mais elevação. Flapes são estendidos antes da decolagem e retraídos durante a subida.

[0047] O desempenho de decolagem de um avião comercial pode ser avaliado determinando seu peso bruto máximo na decolagem. Esse peso pode ser limitado por qualquer uma de várias restrições. As restrições aplicáveis incluem limitações estruturais (por exemplo, o peso de decolagem certificado máximo) e limites de comprimento de subida e campo. Dependendo do modelo particular de avião, a decolagem também pode ser restringida por energia de freio e taxa de velocidade de pneu, que afetam o limite de comprimento de campo. As condições da pista também devem ser consideradas. Os dados tabulados fornecidos pelo fabricante na forma de gráficos (armazenados no meio de armazenamento 22) a serem referidos pelo piloto levam em conta um número limitado de fatores.

[0048] Como usado aqui, o termo “peso de limite de subida” significa o peso bruto de decolagem máximo limitado pela capacidade de subida. Esse limite é a habilidade do avião para subir do levantamento de voo para 457,2 metros (1500 pés) acima da elevação do aeroporto e para satisfazer gradientes de subida limitantes de trajetória de voo de decolagem sob condições existentes de altitude de pressão e temperatura, que são usadas para determinar altitude de densidade. A altitude de densidade afeta a habilidade

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 80/115 / 31 do motor de produzir empuxo e da asa de produzir levantamento.

[0049] A trajetória de voo de decolagem é um produto do processo de certificação contido na Parte 25 do Regulamento Federal de Aviação. A trajetória de voo de decolagem geralmente tem quatro segmentos e é à base do desempenho de um motor inoperante. Todos os gradientes na trajetória de voo de decolagem são gradientes brutos. O primeiro segmento (mostrado na Figura 3) começa no levantamento de voo e termina quando o trem de pouso é completamente retraído. A velocidade de rotação VR é selecionada pelo fabricante de modo que a velocidade de segurança na decolagem V2 é alcançada quando o avião atinge 10,66 metros (35 pés) acima do nível do solo. Durante a rotação, o nariz 30 é levantado para uma atitude de arfagem nariz para cima nominal de 5° a 15° (esse número é variável e uma função do modelo de avião) (doravante “alvo de arfagem inicial”) para aumentar levantamento a partir das asas e levantamento de voo de efeito.

[0050] Como usado aqui, o termo “peso de limite de campo” significa o peso bruto de decolagem máximo para o comprimento de pista disponível. Como no caso do peso limite de subida, condições de ambiente devem ser levadas em conta. Em adição à altitude de pressão e temperatura, o vento e a inclinação de pista também são considerados.

[0051] Como usado aqui, o termo “distância de decolagem” é a distância necessária para a aceleração em todos os motores até a velocidade de decisão de decolagem V1 ser alcançada, perder um motor, continuar a acelerar até a velocidade de rotação VR, rotar e atingir 10,66 metros (35 pés) acima do nível do solo.

[0052] Como usado aqui, o termo “gradiente bruto” significa a mudança em altura dividida pela mudança em distância horizontal percorrida pelo avião 28 (multiplicada por 100), cujos dados de altura e distância são adquiridos durante testes de voo conduzidos pelos fabricantes durante a certificação. Por exemplo, um gradiente bruto de 2% significa que o avião 28

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 81/115 / 31 subirá 0,6 metros (2 pés) para cada 30,48 metros (100 pés) de distância horizontal que o avião 28 voa,

Quando o avião 28 é autorizado para decolagem, o piloto libera os freios e controla os motores para aumentar empuxo. O avião 28 acelera na pista 26 até que a quantidade de levantamento gerado pelas asas permite a decolagem segura, momento em que o piloto aciona os flapes para fazer com que o nariz 30 do avião 28 rote para cima. O avião 28 sai do solo com seu nariz 30 para cima e então continua a acelerar até a velocidade de levantamento de voo VLOF. O primeiro segmento termina quando a retração do trem está completa e o avião está pelo menos 10,66 metros (35 pés) acima do nível do solo e atingiu a velocidade de segurança na decolagem V2. O segundo segmento começa no fim do primeiro segmento. Durante o segundo segmento, o avião sobe até uma altura mínima de 121,92 metros (400 pés) acima do nível do solo.

[0053] Como mencionado anteriormente, uma técnica de operações melhorada foi usada para aumentar o peso de limite de subida usando o comprimento de campo em excesso para aumentar a energia de subida e, como consequência, aumentar o gradiente bruto para pelo menos o primeiro segmento da trajetória de voo de decolagem 28. Isso pode ser alcançado aumentando a velocidade de rotação VR e a velocidade de segurança na decolagem V2 por uma certa quantidade, que corresponde a aumentar a distância de decolagem, ou assim que a VR atingir a taxa de velocidade de pneu. Embora a velocidade de rotação VR e velocidade de segurança na decolagem V2 sejam modificadas, o alvo de arfagem inicial é fixo e o mesmo que o usado na técnica de decolagem comum. A figura 4 é um gráfico de altura acima do nível do solo (em pés) versus distância horizontal de liberação de freio (em pés) mostrando desempenho de decolagem com subida melhorada quando a velocidade é aumentada por 10 unidades (a linha começando do ponto “zero”) e sem subida melhorada com nenhum aumento

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 82/115 / 31 de velocidade (a linha começando do ponto de “referência”.

[0054] A técnica de usar o comprimento de campo em excesso para melhorar energia de subida (ilustrada na figura 4) pode ser explicada examinando as equações conhecidas dos movimentos durante a subida inicial (assumindo que V = V₂). Pode ser mostrado que sempre há um valor da razão de velocidade de segurança na decolagem V2 para velocidade de estol VS (doravante “razão V₂/V_s”) onde o peso de limite de subida máximo é atingido. A figura 5 é um gráfico de peso de limite de subida como uma função da razão V2/Vs para um avião comercial exemplificativo. A seta apontando para baixo indica uma razão V2/Vs ideal correspondente ao peso de limite de subida máximo.

[0055] No entanto, o aumento na velocidade de segurança na decolagem V2 representado na figura 4 é acompanhado por um aumento na distância disponível para aceleração e parada (uma vez que VR também é aumentado). (Como usado aqui, o termo “distância disponível para aceleração e parada” é o comprimento da corrida de decolagem mais o comprimento da zona de parada, onde provido.) Assim, pode ser esperado que esses aumentos teriam um impacto negativo no peso de limite de campo quando a distância disponível para aceleração e parada é fixa. A figura 6 é um gráfico de peso de limite de campo como uma função da razão V2/Vs para um avião comercial exemplificativo.

[0056] Combinando os dois efeitos, é possível determinar a razão

V2/Vs ideal para qualquer decolagem, considerando as limitações de subida e campo. A figura 7 é um gráfico combinando as curvas vistas nas figuras 5 e 6. O ponto onde as duas curvas cruzam corresponde a uma razão V₂/V_s ideal. Essa razão V2/Vs ideal, por vez, corresponde a um peso bruto de decolagem ideal (doravante “peso de decolagem”) do avião.

[0057] De acordo com o conceito exposto, é possível determinar o ângulo de arfagem ideal θ associado à razão V2/Vs ideal. Alvejar esse ângulo

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 83/115 / 31 de arfagem ideal maximiza o peso de limite de subida, uma vez que o ângulo de arfagem ideal corresponde exatamente à razão V₂/V_s ideal. Por um lado, se o ângulo de arfagem é muito baixo, a distância de decolagem pode aumentar a um ponto em que o avião deve percorrer uma distância muito longa antes de atingir uma altura de 10,66 metros (35 pés) acima do nível do solo, resultando assim em um peso bruto de decolagem admissível menor. Por outro lado, se o ângulo de arfagem é muito alto, então o arrasto pode aumentar tanto que o avião não será capaz de atingir a velocidade de segurança na decolagem V2 necessária, a menos que o peso bruto de decolagem seja reduzido.

[0058] A figura 8 é um gráfico de ângulo de arfagem θ versus razão

V2/Vs para um avião comercial exemplificativo. Uma faixa típica de V2/Vs é 1,2 a 1,5 em jatos de fuselagem estreita de curtas a médias rotas (tal como a família Boeing 737). Com o propósito de ilustração, uma aeronave exemplificativa em peso máximo de decolagem pode ter um ângulo de arfagem inicial de cerca de 17 graus quando V2/Vs = 1,25. Para uma V2/Vs = 1,5 máxima, o ângulo de arfagem inicial pode mudar para cerca de 12 graus. Assim, a sensibilidade serial de cerca de -5 graus para cada aumento de 0,3 na razão V2/Vs. A figura 8 representa um exemplo em que a razão V2/Vs ideal era igual a 1,3 (indicado pela linha vertical tracejada na figura 8). Com base nos cálculos do tipo descrito em detalhe abaixo, o ângulo de arfagem inicial ideal resultante pode ser 14 graus (indicado pela linha horizontal tracejada na figura 8). A figura 9 é um diagrama que representa um gráfico do peso de limite de campo como uma função da razão V2/Vs para um avião comercial exemplificativo para três diferentes ângulos de arfagem θ1, θ2 e θ3. É notável na figura 9 que a seleção de ângulo de arfagem diferentes impacta o peso de limite de campo. Note que sempre há uma lei de alvo de arfagem ideal que atende aos limites de campo e respectivas razões V2/Vs máxima e mínima (definidas por requisitos de certificação), como indicado pela curva em negrito rotulada “Limite de Campo” que aparece na figura 10. Portanto,

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 84/115 / 31 combinando as limitações de peso tanto de campo quanto de subida, como mostrado na figura 11, é possível selecionar um ângulo de arfagem decolagem inicial ideal que é associado ao peso de limite decolagem (doravante “peso de decolagem máximo”).

[0059] Considerando os conceitos explicados com referência às figuras 5 a 11, essa descrição propõe implementar um conceito de alvo de arfagem de decolagem variável em um sistema aviônico para um avião comercial. Essa técnica tem potencial para aprimorar a técnica de subida melhorada atual (usando alvo fixo de arfagem de subida inicial), aproveitando compensações de desempenho de Subida/Obstáculo/Campo nas computações de razão V₂/V_s ideal. Os seguintes conceitos operacionais são para serem embutidos na implementação de aviônicos propostos.

[0060] Primeiramente, o alvo de arfagem inicial (IPT), correspondente ao valor ideal de ângulo de arfagem, é calculado pelo computador de gerenciamento de voo 20 como uma função do peso de decolagem, condições ambientais (temperatura exterior (OAT) e código Q que indica pressão atmosférica (QNH)) e configurações (ajuste de flape, situação de antigelo do motor e da sangria) em ambos os cenários de aeroporto de entrada (AOE) e um motor inoperante (OEI).

[0061] O IPT também seria limitado pela geometria do avião (isto é, velocidade mínima de decolagem abusiva (VMU), que é a menor velocidade necessária para decolagem), taxa de velocidade de pneu, limite de energia de freio e limites de certificação para V2/Vs (mínima e máxima).

[0062] De acordo com uma modalidade, em todo ciclo de atualização do computador de gerenciamento de voo 20 (ver figura 1), o ângulo de arfagem ideal θ, associado à razão V₂/V_S ideal, é calculado (e atualizado) a partir do levantamento de voo até uma certa altitude final (definida pelo piloto) por meio das seguintes fórmulas:

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I θ = (Zq + \

F₀(P/1.225)°'⁵

GW ^{+ C1} onde ao é o ângulo de ataque em sustentação nula (em radianos) (um parâmetro aerodinâmico do avião); Fo é o empuxo de decolagem líquido na altitude de referência (em Newtons), calculado pelo computador de gerenciamento de voo 20 (ou computadores de controle de motor) como uma função da altitude, OAT e situação de antigelo e sangria; Cdo é o coeficiente de arrasto quando a sustentação é nula (um parâmetro aerodinâmico do avião); S é área de referência da asa do avião (em metros quadrados); Cj _IT1;lx é o coeficiente de sustentação máximo para um dado ajuste de flapes (um parâmetro aerodinâmico do avião); e é o fator de eficiência de envergadura (também chamado de fator de Oswald) (um parâmetro aerodinâmico do avião); AR é uma relação de alongamento da asa; a é a inclinação da curva de coeficiente de sustentação em velocidade baixa (1/rad) (um parâmetro aerodinâmico do avião); SAT é a temperatura de ar estática (graus Celsius), tirada da unidade de referência inercial de dados de ar (ADIRU), que é um componente chave do ADIRS 14 (ver figura 1); GW é o peso bruto real; e (V2/V_s)_opt é a razão V2/V_s ideal determinada pelo computador de gerenciamento de voo 20 por meio de interpolação de tabela (ver Limites de Subida e Campo na figura 7), como função do peso bruto, altitude, temperatura e configuração (isto é, ajuste de flape e situação do sistema de antigelo e sangria). Assim, o ângulo de arfagem ideal Θ é derivado

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 86/115 / 31 dessa interpolação. O ângulo de arfagem ideal θ é então definido igual ao ângulo de arfagem inicial a ser exibido ao piloto.

[0063] A figura 12 é um fluxograma identificando algumas etapas de um método 70 para exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial variável a um piloto durante a decolagem de um avião com base nas condições de decolagem atuais. Durante a inicialização (etapa 72), o piloto autoriza a função IPT manipulando elementos de entrada na CDU 22. A CDU 22 então determina a situação de voo (etapa 74). Se o avião está no solo, as condições iniciais de decolagem são recuperadas de uma memória interna 76 no computador de gerenciamento de voo 20 ou em uma informação aeronáutica em formato digital. Se o avião está em voo, então as condições iniciais de decolagem são enviadas de um barramento aviônico 48 ao computador de gerenciamento de voo 20. As condições iniciais de decolagem incluem peso de decolagem do avião 28, altitude de campo da pista 26, temperatura exterior na decolagem e configuração do avião, isto é, ajuste de flape e situação de antigelo e sangria (doravante “valores de parâmetro de entrada”). Esses valores de parâmetro de entrada são enviados ao computador de gerenciamento de voo 20. O computador de gerenciamento de voo 20 é configurado (isto é, programado) para executar um algoritmo de cálculo de IPT que compreende as etapas seguintes: determinar a razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol (etapa 78); calcular o ângulo de arfagem inicial ideal θ (etapa 82) com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol (por exemplo, usando a equação para θ exposta acima); e enviar instruções de comandos à exibição de voo primária 12 e à CDU 22 instruindo ambas a exibir simbologia que representa um alvo de arfagem inicial igual ao ângulo de arfagem inicial ideal θ. A etapa 78 compreende recuperar a razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de uma tabela de consulta armazenada na memória interna 80 do computador de

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 87/115 / 31 gerenciamento de voo 20 usando interpolação. Mais especificamente, a tabela de consulta contém uma multiplicidade de valores de IPT organizados de acordo com valores predefinidos dos parâmetros de entrada. Ao ponto que se os valores dos parâmetros de entrada não correspondem aos valores de parâmetros predefinidos, o computador de gerenciamento de voo é configurado para encontrar um valor de IPT intermediário por interpolação. [0064] O processo acima descrito é repetido até que a altitude do avião atinja um limite de altitude predefinido. Mais especificamente, após cada cálculo do ângulo de arfagem inicial ideal θ (etapa 82), uma determinação é feita se a altitude do avião é maior do que o limite de altitude (etapa 84). Se a altitude do avião não for maior do que o limite de altitude, então o processo acima descrito é repetido e o ângulo de arfagem inicial ideal θ é recalculado. Se a altitude do avião for maior do que o limite de altitude, então a função de IPT é desligada.

[0065] Como mencionado anteriormente, a simbologia indicando o alvo de arfagem inicial pode ser exibida na exibição de voo primária 12. A figura 13 é um diagrama que representa uma imagem de tela exemplificativa da exibição de voo primária 12. O centro da exibição de voo primária 12 inclui um indicador de atitude 50, que fornece ao piloto informações sobre as características de arfagem e rolamento do avião, e a orientação do avião em X relação ao horizonte. À esquerda e à direita do indicador de atitude 50 estão o indicador de velocidade de ar 52 e o indicador de altitude 54, respectivamente. O indicador de velocidade de ar 52 exibe a velocidade do avião em nós, enquanto que o indicador de altitude 54 exibe a altitude do avião acima do nível médio do mar. Ambos desses indicadores estão presentes como “fitas” verticais, que se deslocam para cima e para baixo à medida que a altitude e a velocidade do ar mudam. Ambos os indicadores possuem “bugs”, isto é, indicadores que mostram várias velocidades e altitudes importantes, tais como velocidades V calculadas pelo computador de

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 88/115 / 31 gerenciamento de voo 20, velocidades a não serem excedidas para a configuração atual, velocidades de estol, altitudes selecionadas e velocidades de ar para o autopiloto 6, e assim em diante. O indicador de velocidade vertical 56, próximo ao indicador de altitude 54, indica ao piloto o quão rápido o avião está subindo ou descendo ou a taxa em que altitude muda. Na base da exibição de voo primária 12 está a exibição de curso 58, que mostra ao piloto o curso magnético do avião. Isso funciona assim como um indicador de curso magnético padrão, girando conforme necessário.

[0066] De acordo com uma modalidade do sistema aqui descrito, o computador de exibição 10 controla a exibição de voo primária 12 para exibir um indicador de IPT 11 que indica o valor de IPT calculado pelo computador de gerenciamento de voo 20. Mais especificamente, a exibição de voo primária 12 exibe o indicador de IPT 11 que indica um alvo de arfagem inicial relativo a um indicador de horizonte 5. O indicador de IPT 11 é projetado para ser inequívoco e facilmente discernível pelo piloto durante a decolagem. Nesse exemplo, o indicador de IPT é uma linha horizontal. O piloto é informado que o avião está no alvo de arfagem inicial quando o indicador de IPT 11 está alinhado com os símbolos de asa 1a e 1b. Os símbolos 3a e 3b indicam limite de arfagem. Se o avião alvejar uma arfagem acima desse limite, o avião entrará em estol.

[0067] Ainda se referindo à figura 13, as linhas de escala do ângulo de arfagem 9 (isto é, as linhas curtas horizontais de comprimentos diferentes que aparecem na porção central do indicador de atitude 50 em intervalos verticais com espaços iguais) formam uma escala que mostra um conjunto de ângulos de arfagem respectivos. O símbolo de nariz 7 (nesse exemplo, um quadrado pequeno) no centro do indicador de atitude 50 representa o nariz 30 do avião 28 (ver figura 3), enquanto os símbolos de asa 1a e 1b (nesse exemplo, um par de linhas retilíneas espelhadas) em lados opostos do símbolo de nariz 7 representa as asas do avião 28. O símbolo de nariz 7 e os símbolos de asa 1a e

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1b são sempre exibidos e são fixos, isto é, não se movem no indicador de atitude 50, enquanto o indicador de horizonte 5, linhas de escala do ângulo de arfagem 9 e indicador de IPT 11 se movem em conjunto à medida que o ângulo de arfagem do avião 28 muda.

[0068] No exemplo representado na figura 13, o alvo de arfagem inicial, como indicado pela posição vertical do indicador de IPT 11, é de 15 graus. O fato que os símbolos de asa 1a e 1b estão alinhados com o indicador de IPT 11 na figura 11 indica ao piloto que o alvo de arfagem inicial foi alcançado. Se o ângulo de arfagem atual for menor do que o alvo de arfagem inicial, o indicador de IPT 11 estaria acima dos símbolos de asa 1a e 1b.

[0069] O piloto seria orientado a seguir o alvo de arfagem inicial indicado pelo indicador de IPT 11 durante a decolagem. Nenhum aumento significante de carga de trabalho é esperado. No entanto, o alvo de arfagem inicial não seria fixo como na filosofia atual de velocidades V convencionais (entre 12 e 15 graus dependendo do modelo de avião). No caso em que a exibição de voo primária 12 está desligada (ou inoperante), a função de alvo de arfagem ideal deve ser desativada.

[0070] De acordo com uma modalidade alternativa, simbologia representando o alvo de arfagem inicial pode ser exibido na CDU 22. A figura 14 é um diagrama representando uma vista frontal de uma CDU 22 para um avião comercial. A CDU 14 tem uma tela de visor de cristal líquido (LCD) 40 e um teclado 46. O teclado 46 inclui teclas de página da CDU, teclas de entrada alfanuméricas e várias teclas de função de exibição da CDU. A tela LCD 40 pode ter pelo menos um campo de entrada, uma pluralidade de linhas de exibição e uma pluralidade de teclas de seleção de linha correspondente a linhas de exibição. Uma CDU 14 típica inclui doze linhas de exibição e doze teclas de seleção de linha, incluindo seis à direita que formam um conjunto de teclas de seleção de linha direito 42 (respectivamente identificado pelas designações 1R até 6R) e seis à esquerda que formam um conjunto de teclas

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 90/115 / 31 de seleção de linha esquerdo 44 (respectivamente identificado pelas designações 1L até 6L). O campo de entrada para a CDU 14 representada está abaixo da décima segunda linha de exibição e é comumente referido como “scratchpad”. O scratchpad é um buffer para reter todos os dados para

X revisão antes de executar a entrada. A medida que dados são digitados na CDU 14 com o teclado 46, os valores inseridos são exibidos dentre do campo de scratchpad na base da tela LCD 40. O método convencional de inserir e exibir informações na CDU reque múltiplas entradas pelo piloto. O piloto primeiramente insere a informação no campo de inserção do scratchpad usando o teclado 46 e então pressiona uma das teclas de seleção de linhas associadas à linha de exibição onde a informação inserida é para ser exibida.

[0071 ] As teclas de função identificadas do teclado 46 são usadas para chamar páginas específicas de nível superior da CDU 14 e para simultaneamente dedicar as teclas de seleção de linha às funções indicadas nessa página. Algumas funções, que são menos usadas em voo, são acessadas através do índice e teclas de função de edição do plano de voo e então por meio das teclas de seleção de linha 1L-6L e 1R-6R na página de menu respectiva. As teclas de seleção de linha 1L-6L e 1R-6R podem ser usadas para acessar páginas de nível inferior, alternar modos da função, inserir dados no campo associado ou copiar dados no scratchpad. Quando teclas de seleção de linha não definidas são pressionadas, nenhuma operação é realizada e nenhum anúncio é exibido.

[0072] A figura 15 é um diagrama representando uma vista frontal de uma página da CDU chamada “ takeoff ref” que está exibindo a primeira simbologia 36 (nesse exemplo, símbolos alfanuméricos) que representa um valor de alvo de arfagem inicial e a segunda simbologia 38 (nesse exemplo, símbolos alfanuméricos) que indica se a função de alvo de arfagem inicial está ligada (ON) ou desligada (OFF). O valor de IPT calculado pelo computador de gerenciamento de voo 20 é exibido como mostrado na página

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TAKEOFF REF. Esse recurso pode ser desligado (isto é, alternado entre OFF e ON) a critério do piloto, pressionando a tecla de seleção de linha 6R. No caso em que que essa função de exibição é desligada pelo piloto, a lógica de alvo de arfagem retornará ao alvo de arfagem inicial fixo.

[0073] O conceito de IPT descrito aqui também pode ser implantado em ferramentas de software de desempenho de decolagem a fim de otimizar cálculos de carga útil. A figura 16 é um diagrama representando uma vista frontal de uma tela de exibição 60 incorporada em uma informação aeronáutica em formato digital configurada com software de desempenho de decolagem. Nesse exemplo, símbolos alfanuméricos 62 são exibidos que indicam o valor do alvo de arfagem inicial.

[0074] O conceito de IPT descrito aqui também pode ser implantado em ferramentas de software de desempenho de decolagem a fim de otimizar cálculos de carga útil. A figura 16 é um diagrama representando uma vista frontal de uma tela de exibição 60 incorporada em uma informação aeronáutica em formato digital configurada com software de desempenho de decolagem. Nesse exemplo, símbolos alfanuméricos 62 são exibidos que indicam o valor do alvo de arfagem inicial.

[0075] Uma informação aeronáutica em formato digital é um dispositivo eletrônico de gerenciamento de informação que ajuda tripulações de voo a executar tarefas de gerenciamento de voo com mais facilidade e eficiência, com menos papel. É uma plataforma de computação de propósito geral destinada a reduzir, ou substituir, material de referência à base de papel frequentemente encontrado na bagagem de mão do piloto, incluindo o manual de operação do avião, manual de operação da tripulação de voo e gráficos de navegação (incluindo mapas móveis para operações de solo e ar). Em adição, a informação aeronáutica em formato digital pode hospedar aplicativos de software criados para fins específicos para automatizar outras funções normalmente conduzidas à mão, tais como cálculos de desempenho de

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 92/115 / 31 decolagem.

[0076] O uso da técnica de alvo de arfagem variável descrita aqui seria recomendado onde operações são limitadas por desempenho de subida e obstáculo em computações de desempenho de decolagem convencionais (mesmos requisitos de subida melhorada).

[0077] De acordo com a modalidade descrita aqui, o computador de gerenciamento de voo 20 calcula o alvo de arfagem inicial com base nas informações disponíveis. O método pode incluir receber dados de avião no computador de gerenciamento de voo 20. Os dados de avião podem ser précarregados no computador de gerenciamento de voo 20 e/ou manualmente inseridos no computador de gerenciamento de voo 20. Por exemplo, informação estática, como parâmetros de aeroporto, incluindo elevação de aeroporto, comprimento de pista, gradiente de pista e localização de obstáculo e altura de obstáculo podem ser pré-carregadas no computador de gerenciamento de voo 20. Parâmetros de aeroporto variáveis ou mutáveis, como temperatura exterior, pressão barométrica, direção e velocidade do vento e/ou condições da pista (por exemplo, molhada, neve, lama, gelo) podem ser inseridos manual ou automaticamente no computador de gerenciamento de voo 20 em tempo real. Igualmente, dados de avião, tais como peso de decolagem do avião, centro de gravidade do avião e/ou outros dados de avião que possam afetar o desempenho de decolagem podem ser inseridos no computador de gerenciamento de voo 20 após o avião ser abastecido e carregado com passageiros, carga e outras cargas úteis antes da decolagem.

[0078] Embora sistemas e métodos para aprimorar o desempenho de um avião durante a decolagem, aumentando a quantidade de carga útil um avião pode carregar, tenham sido descritos com referência a várias modalidades, será entendido pelos especialistas na técnica que várias modificações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 93/115 / 31 elementos destas, sem se afastar dos ensinamentos aqui apresentados. Em adição, muitas modificações podem ser feitas para adaptar os conceitos e reduções à prática descritos aqui para uma situação particular. Consequentemente, é pretendido que a matéria coberta pelas reivindicações não seja limitada às modalidades descritas. Desta maneira, pretende-se que o assunto em questão coberto pelas reivindicações não seja limitado às modalidades descritas.

[0079] Conforme usado nas reivindicações, o termo “sistema de computador” deve ser interpretado de forma ampla para abranger um sistema com pelo menos um computador ou processador, e que pode ter vários computadores ou processadores que se comunicam através de uma rede ou barramento. Por exemplo, o computador de exibição 10 e o computador de gerenciamento de voo 20, identificados na figura 1, em conjunto e em comunicação, podem ser classificados como um “sistema de computador”. Como usado na frase anterior, os termos “computador” e “processador” se referem a dispositivos compreendendo pelo menos uma unidade de processamento (por exemplo, uma unidade de processamento central, uma unidade integrada ou uma unidade de lógica aritmética).

[0080] Os métodos aqui descritos podem ser codificados como instruções executáveis incorporadas em um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório, incluindo, sem limitação, um dispositivo de armazenamento e/ou um dispositivo de memória. Tais instruções, quando executadas por um sistema de processamento ou de computação, fazem com que o dispositivo de sistema realize pelo menos uma porção dos métodos descritos aqui.

[0081] Além disso, a descrição compreende as modalidades de acordo com as seguintes cláusulas:

Cláusula 1. Método para exibir informação para um piloto em uma cabine de pilotagem ou em uma cabine de comando, compreendendo:

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 94/115 / 31 calcular um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião em uma pista; e exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal em uma tela de exibição durante a decolagem.

[0082] Cláusula 2. Método de acordo com a Cláusula 1, em que a tela de exibição é uma exibição de voo primária.

[0083] Cláusula 3. Método de acordo com a Cláusula 1, em que a tela de exibição é incorporada em uma unidade de exibição de controle.

[0084] Cláusula 4. Método de acordo com a Cláusula 1, em que a tela de exibição é incorporada em uma informação aeronáutica em formato digital. [0085] Cláusula 5. Sistema de gerenciamento de voo de acordo com a

Cláusula 1, adicionalmente compreendendo recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório, em que o ângulo de arfagem inicial ideal é calculado com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol.

[0086] Cláusula 6. Método de acordo com a Cláusula 5, em que recuperar uma razão ideal da velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório compreende inserir uma pluralidade de valores de parâmetros de entrada em uma tabela de consulta.

[0087] Cláusula 7. Método de acordo com a Cláusula 5, em que a pluralidade de valores de parâmetros de entrada compreende um peso de decolagem do avião, uma altitude do campo da pista e uma temperatura exterior.

[0088] Cláusula 8. Método de acordo com a Cláusula 7, em que a pluralidade de valores de parâmetros de entrada compreende adicionalmente um ajuste de flape e uma situação de antigelo do motor e da sangria.

[0089] Cláusula 9. Sistema aviônico compreendendo uma tela de

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 95/115 / 31 exibição e um sistema de computador configurada para calcular um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião em uma pista e então controlar a tela de exibição para exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal.

[0090] Cláusula 10. Sistema aviônico de acordo com a Cláusula 9, em que o sistema de computador compreende um computador de gerenciamento de voo.

[0091] Cláusula 11. Sistema aviônico de acordo com a Cláusula 10, compreendendo adicionalmente uma unidade de exibição de controle acoplada de modo comunicativo ao computador de gerenciamento de voo, em que a tela de exibição é incorporada na unidade de exibição de controle.

[0092] Cláusula 12. Sistema aviônico de acordo com a Cláusula 10, em que o sistema de computador compreende adicionalmente um computador de exibição acoplada de modo comunicativo ao computador de gerenciamento de voo, e a tela de exibição é uma exibição de voo primária acoplada de modo comunicativo ao computador de exibição.

[0093] Cláusula 13. Sistema aviônico de acordo com a Cláusula 9, em que o sistema de computador e a tela de exibição são incorporados em uma informação aeronáutica em formato digital.

[0094] Cláusula 14. Sistema aviônico de acordo com a Cláusula 9, adicionalmente compreendendo uma meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório acoplada de modo comunicativo ao sistema de computador, em que o sistema de computador é configurada para recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol do meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório, em que o ângulo de arfagem inicial ideal é calculado com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol.

[0095] Cláusula 15. Sistema aviônico de acordo com a Cláusula 14,

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 96/115 / 31 em que recuperar uma razão ideal da velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório compreende inserir uma pluralidade de valores de parâmetros de entrada em uma tabela de consulta.

[0096] Cláusula 16. Sistema aviônico de acordo com a Cláusula 15, em que a pluralidade de valores de parâmetros de entrada compreende um peso de decolagem do avião, uma altitude do campo da pista e uma temperatura exterior.

[0097] Cláusula 17. Sistema aviônico de acordo com a Cláusula 16, em que a pluralidade de valores de parâmetros de entrada compreende adicionalmente um ajuste de flape e uma situação de antigelo do motor e da sangria.

[0098] Cláusula 18. Sistema de gerenciamento de voo compreendendo um computador de gerenciamento de voo e uma unidade de exibição de controle acoplados de modo comunicativo ao computador de gerenciamento de voo, em que a unidade de exibição de controle compreende uma tela de exibição, e o computador de gerenciamento é configurado para executar uma função de alvo de arfagem inicial na qual um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião em uma pista é calculado e então um comando é enviado à unidade de exibição de controle instruindo a unidade de exibição de controle a exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal na tela de exibição.

[0099] Cláusula 19. Sistema de gerenciamento de voo de acordo com a Cláusula 18, em que o computador de gerenciamento de voo é adicionalmente configurado para recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de uma tabela de consulta e calcular o ângulo de arfagem inicial ideal com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol.

[00100] Cláusula 20. Sistema de gerenciamento de voo de acordo com

Petição 870190005971, de 18/01/2019, pág. 97/115 / 31 a Cláusula 18, em que a unidade de exibição de controle é configurada para receber uma entrada de um piloto que permite a função de alvo de arfagem inicial e então controla a tela de exibição a exibir simbologia representando se a função de alvo de arfagem inicial foi permitida ou não.

[00101] As reivindicações do processo relatadas a seguir não deveriam ser interpretadas como requerendo que as etapas recitadas aqui sejam executadas em ordem alfabética (qualquer ordenação alfabética nas reivindicações é usada somente para a finalidade de referenciar etapas previamente recitadas) ou na ordem na qual são recitadas, a menos que a linguagem da reivindicação explicitamente especifique ou declare condições indicando uma ordem particular em que algumas ou todas dessas etapas são realizadas. As reivindicações do processo também não devem ser interpretadas de forma a excluir qualquer porção de duas ou mais etapas que estão sendo realizadas simultaneamente ou alternadamente a menos que a linguagem da reivindicação declare explicitamente uma condição que impeça tal interpretação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para exibir informação a um piloto em uma cabine de pilotagem ou em uma cabine de comando, caracterizado pelo fato de que compreende:

calcular (82) um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião (28) em uma pista (26); e exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal em uma tela de exibição (60) durante a decolagem.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tela de exibição (60) é uma exibição de voo primária.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tela de exibição (60) é incorporada em uma unidade de exibição de controle (22).
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tela de exibição (60) é incorporada em uma informação aeronáutica em formato digital.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório (24), em que o ângulo de arfagem inicial ideal é calculado com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol, em que recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório (24) compreende inserir uma pluralidade de valores de parâmetros de entrada em uma tabela de consulta.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo

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2 / 4 fato de que a pluralidade de valores de parâmetros de entrada compreende um peso de decolagem do avião (28), uma altitude do campo da pista (26) e uma temperatura exterior.
7. Sistema aviônico (2), caracterizado pelo fato de que compreende uma tela de exibição (60) e um sistema de computador configurada para calcular um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião em uma pista (26) e então controlar a tela de exibição (60) para exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal.
8. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de computador compreende um computador de gerenciamento de voo (20).
9. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma unidade de exibição de controle acoplada de modo comunicativo ao computador de gerenciamento de voo, em que a tela de exibição é incorporada na unidade de exibição de controle.
10. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o sistema de computador compreende adicionalmente um computador de exibição (10) acoplada de modo comunicativo ao computador de gerenciamento de voo (20), e a tela de exibição (60) é uma exibição de voo primária (12) acoplada de modo comunicativo ao computador de exibição (10).
11. Sistema aviônico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de computador e a tela de exibição (60) são incorporados em uma informação aeronáutica em formato digital.
12. Sistema aviônico de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um meio de armazenamento legível por computador tangível

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3 / 4 não transitório (24) acoplado de modo comunicativo ao sistema de computador, em que o sistema de computador é configurado para recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol do meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório (24), em que o ângulo de arfagem inicial ideal é calculado com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol, em que recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol de um meio de armazenamento legível por computador tangível não transitório (24) compreende inserir uma pluralidade de valores de parâmetros de entrada em uma tabela de consulta, em que a pluralidade de valores de parâmetros de entrada compreende um peso de decolagem do avião, uma altitude do campo da pista e uma temperatura exterior.
13. Sistema de gerenciamento de voo, caracterizado pelo fato de que inclui o sistema aviônico (2) como definido na reivindicação 9 que compreende o computador de gerenciamento de voo (20) e a unidade de exibição de controle (22) acoplados de modo comunicativo ao computador de gerenciamento de voo (20), em que a unidade de exibição de controle (22) compreende uma tela de exibição (60), em que o computador de gerenciamento (30) é configurado para executar uma função de alvo de arfagem inicial na qual um ângulo de arfagem inicial ideal de um avião em uma pista é calculado e então um comando é enviado à unidade de exibição de controle (22) instruindo a unidade de exibição de controle (22) a exibir simbologia representando um alvo de arfagem inicial correspondente ao ângulo de arfagem inicial ideal na tela de exibição (60).
14. Sistema de gerenciamento de voo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o computador de gerenciamento de voo (30) é adicionalmente configurado para recuperar uma razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol

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4 / 4 de uma tabela de consulta e calcular o ângulo de arfagem inicial ideal com base em parte na razão ideal de velocidade de segurança na decolagem para velocidade de estol.
15. Sistema de gerenciamento de voo de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a unidade de exibição de controle (22) é configurada para receber uma entrada de um piloto que permite a função de alvo de arfagem inicial e então controla a tela de exibição (60) a exibir simbologia representando se a função de alvo de arfagem inicial foi permitida ou não.