CN102402646B - 延伸操作飞行中停机风险计算器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用ETOPS?IFSD风险计算装置分析延伸操作(ETOPS)双独立发动机飞行中停机(IFSD)的风险的系统和方法。提供双发动机飞行器/发动机组合性能数据集以获得飞行具体数据,并且还提供用户输入的可变数组。基于飞行具体数据和用户输入的可变数组计算飞行时间。基于用户输入的可变数组、飞行具体数据和飞行时间计算ETOPS飞行各种阶段的双独立发动机停机总推力损失概率值。基于双独立发动机停机总推力损失概率值之和计算ETOPS飞行中双独立发动机飞行中停机的计算风险。

Description

延伸操作飞行中停机风险计算器
技术领域
本公开的实施例一般涉及飞行器操作。更具体地,本公开的实施例涉及确定飞行器操作。
背景技术
国际民用航空组织(ICAO)标准和建议措施(SARP)为双发动机商业航空旅行设定规则。这些规则允许以一个发动机无效的速度从最近的机场在延伸超出60分钟飞行时间的距离的飞行航线上的双发动机商业航空旅行,前提是批准飞行器和操作人员进行这种操作。这些操作被称为延伸操作(ETOPS)。
针对ETOPS的规定基于风险估计。飞行器操作人员在其估计风险较低时可能被赋予更多的自由。如果风险可以被更为准确地估计并且被降低,则飞行器操作人员可能能够更为直接地飞行并且到达更多地点。如果管理者了解风险的诱因,他们将不大可能由于无关紧要的风险而限制操作。目前,世界各地的很多管理者基于风险诱因的非最佳理念和当前操作的风险等级不必要地限制飞行器操作。规定和限制的焦点通常不正确地放在关于双发动机飞行器的双独立发动机飞行中停机或空中停车(in-flightshutdown)的风险上。
发明内容
本发明公开了利用ETOPSIFSD风险计算装置分析延伸操作(ETOPS)双独立发动机飞行中停机或空中停车(IFSD)的风险的系统和方法。提供输入参数,如双发动机飞行器/发动机组合性能数据集和用户输入的可变数组。计算输出参数,如推力损失概率值和ETOPS飞行各阶段的飞行时间。利用ETOPSIFSD风险计算装置基于输入和输出参数计算风险。ETOPSIFSD风险计算装置展示两个发动机上双独立发动机飞行中停机的估计风险低于常规分析和方程式通常指示的常规风险估计,并且低于其他已知风险。通过这种方式,ETOPSIFSD风险计算器装置鼓励且使管理者能允许针对双发动机ETOPS操作的较长ETOPS规则时间,并因此允许较短的飞行、减少的燃料消耗和较高的有效载荷范围。
在第一实施例中,一种方法利用ETOPSIFSD风险计算装置分析延伸操作(ETOPS)双独立发动机飞行中停机(IFSD)的风险。该方法提供双发动机飞行器/发动机组合性能数据集以获得飞行具体数据和用户输入的可变数组。该方法基于用户输入的可变数组和飞行具体数据计算飞行时间。该方法还基于用户输入的可变数组、飞行具体数据和飞行时间计算ETOPS飞行各阶段的双独立发动机停机总推力损失概率值。该方法基于双独立发动机停机总推力损失概率值之和计算ETOPS飞行中双独立发动机飞行中停机的计算风险。
在第二实施例中,一种延伸操作(ETOPS)双独立发动机飞行中停机(IFSD)风险分析系统包括存储器模块,该模块可操作用于存储双发动机飞行器/发动机组合的性能数据集以获得飞行具体数据。该系统还包括可操作用于接收用户输入的可变数组的输入模块。用户输入的可变数组包括针对ETOPS飞行中具体双发动机飞行器/发动机组合的参数和平均发动机飞行中停机率。该系统还包括ETOPSIFSD风险计算器模块,该模块可操作用于基于用户输入的可变数组和飞行具体数据计算飞行时间。ETOPSIFSD风险计算器模块还基于用户输入的可变数组、飞行具体数据和飞行时间计算概率值。ETOPSIFSD风险计算器模块还基于概率值计算在ETOPS飞行期间的任何时间的双独立发动机停机总推力损失开始的风险。该系统还包括显示模块,该模块可操作用于在显示屏上显示用户输入的可变数组、概率值和风险。
在第三实施例中,一种计算机可读介质包括利用ETOPSIFSD风险计算装置分析延伸操作(ETOPS)双独立发动机飞行中停机(IFSD)的风险的程序代码。该程序代码提供双发动机飞行器/发动机组合性能数据集以获得飞行具体数据和用户输入的可变数组。该程序代码还基于用户输入的可变数组和飞行具体数据计算飞行时间。该程序代码还基于用户输入的可变数组、飞行具体数据和飞行时间计算ETOPS飞行各阶段的双独立发动机停机总推力损失概率值。该程序代码还基于双独立发动机停机总推力损失概率值计算在ETOPS飞行期间的任何时间总推力损失开始的概率以获得ETOPS飞行中双独立发动机飞行中停机的计算风险。
提供本发明内容是为了以简明的方式介绍选择的概念,在具体实施方式中将详细地做进一步说明。本发明内容既不是要确认要求保护主题的关键特征或必要特征,也不是要用作确定要求保护主题的范围的手段。
附图说明
对本公开的实施例的更为全面的理解可以结合以下附图通过参考具体描述和权利要求获得,其中附图中同样的参考标记指代类似的元件。提供附图是为了便于理解本公开,而不是限制本公开的宽度、范围、规模或适用性。附图未必按比例绘制。
图1是布宜诺斯艾利斯和奥克兰之间具有三种不同ETOPS规则时间的ETOPS航线的图示。
图2是显示使用120分钟ETOPS规则在邻近的美国和夏威夷之间的飞行不切实际的地图图示。
图3是ETOPS飞行的各阶段的图示。
图4是根据本公开的一个实施例的ETOPS双独立发动机IFSD风险分析器系统的功能块图的示意图。
图5是根据本公开的一个实施例的ETOPSIFSD风险计算器模块的示例性输入参数表的图示。
图6是根据本公开的一个实施例的ETOPSIFSD风险计算器模块的示例性输出参数表的图示。
图7是根据本公开的一个实施例呈现在显示器上的ETOPSIFSD风险计算器模块的示例性输出参数表的图示。
图8是根据本公开的实施例利用条形图表呈现在显示屏上的总计风险的示例性图形输出的图示,所述总计风险显示在图7的输出参数表中。
图9是根据本公开的实施例利用线性图呈现在显示器上的ETOPS飞行的所有阶段的累积风险进度的示例性图形输出的图示,所述累积风险进度显示在图7的输出参数表中。
图10是根据本公开的一个实施例呈现在显示器上的示例性输入参数表的图示。
图11是显示根据本公开的一个实施例用于分析延伸操作(ETOPS)双独立发动机飞行中停机或空中停车(IFSD)的风险的过程的示例性流程图图示。
具体实施方式
以下具体实施例本质上是示例性的并且并非要限制本公开或本公开各实施例的使用和应用。提供具体装置、技术和应用的说明仅用作示例。对本文描述的示例的修改对于本领域普通技术人员来说是显而易见的,并且本文限定的一般原理可以应用到其他示例和应用,而不偏离本公开的精神和范围。而且,没有打算受之前的技术领域、背景技术、发明内容或接下来的具体实施方式所介绍的任何明示或暗示的理论的约束。本公开的范围应当与权利要求的范围一致,并且不局限于本文描述和显示的示例。
本公开的各实施例在这里可以从功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤的角度进行描述。应当理解,这种块组件可以由配置为执行指定功能的任意数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。为了简明的目的,本文可能不详细说明与飞行器操作有关的常规技术和组件以及系统的其他功能方面(和系统的各个操作组件)。此外,本领域技术人员将理解可以结合各种双发动机飞行器类型实践本公开的各实施例,以及本文描述的各实施例仅仅是本公开的示例实施例。
本公开的各实施例在此是在实际的非限制性应用(即,双发动机ETOPS飞行器操作)背景下描述的。但是,本公开的各实施例并不局限于这种双发动机ETOPS应用,并且这里描述的技术也可以应用于其他飞行器操作应用。例如,各实施例可适用于单发动机飞行操作、三发动机飞行操作、四发动机飞行操作等。
读完此说明书后,对于本领域的一个普通技术人员来说显而易见的是:以下是本公开的示例和实施例且不受限于根据这些示例运行。可以使用其他实施例并且可以作出更改,而不偏离本公开的示例性实施例的范围。
目前存在将近十二种由当前规定使用的现有方程式,用于计算“双发动机飞行器上双独立发动机停机”的风险。大多数现有方程式并不在规定中直接引用,因为明白它们可能只是粗略地接近风险。用于计算ETOPS飞行的风险的大多数现有方程式通常具有类似的不足(shortfall)。现有方程式通常将ETOPS飞行视为整体并且尝试将风险在整个飞行中平均化。为了这样做,现有方程式作出假设和归纳,通常倾向于保守的选择。保守选择的合计风险可能完全盖过(overwhelm)实际风险,并且合计风险可能描绘大大高于实际风险的风险。使用现有方程式的另一问题是缺少多功能性和可见性。基本无法基于变化的操作或假设来调整现有方程式或者检查估计的风险如何在飞行进行时构建。现有方程式来自于ICAO,但是可以从ICAO获得。
在2010年,ETOPS飞行被限制在180分钟。但是,较低风险提供的较长的ETOPS时间(如240分钟和300分钟)等同于以下更为详细地显示的较短的飞行。
图1是具有变化的ETOPS批准等级的三条ETOPS飞行路径的图示。图2显示较长的ETOPS时间也使一些航线成为可能。根据本公开的各实施例,当显示双独立发动机停机的风险处于可容忍的界限内时,航空管理者更可能准许更多和更长的ETOPS批准。
图1是地球南半球中长距离操作的地图图示,其显示布宜诺斯艾利斯110和奥克兰112之间具有变化的ETOPS批准等级的三条ETOPS飞行路径102、104和106。飞行路径102、104和106分别基于三条不同的ETOPS规则时间。如上所述,2010年的ETOPS飞行被限制在180分钟,如飞行路径102所示。飞行路径102使用现有流行的180分钟114ETOPS规则,并且被要求远离最佳的大圈108飞行一段长路径。但是,较低的风险提供的较长的ETOPS时间240分钟116和300分钟118等于较短的飞行,如分别等于飞行路径104和飞行路径106。因此,飞行路径104更短,使用240分钟116ETOPS规则,而飞行路径106几乎是最佳的,使用300分钟118ETOPS规则。通过展示足够低的风险,根据本公开的各实施例的ETOPSIFSD风险计算器使管理者能够允许操作人员使用较长的ETOPS规则时间。较长的ETOPS规则时间意指等于较低的燃料消耗、较低的污染和较高的有效载荷范围的较短飞行。
图2显示使用120分钟ETOPS规则在毗邻的美国204和夏威夷206之间的飞行是不切实际的。区域202代表自最近的机场超过120分钟的区域,因此对于120分钟ETOPS飞行来说是越界的。但是,使用180分钟ETOPS,区域202不再适用并且自夏威夷206的飞行是至毗邻的美国204以及自毗邻的美国204的已允许直接路径。因此,较长的ETOPS时间还使一些ETOPS航线成为可能。根据本公开的各实施例,当显示双独立发动机停机的风险处于可容忍的界限内时,航空管理者更可能同意更多且更长的ETOPS飞行批准。
图3是ETOPS飞行的各阶段的图示。图3显示从始发机场302开始且在目的地机场330结束(ETOPS航线)的ETOPS飞行的五个阶段。ETOPS飞行的各个阶段包括爬升阶段306、非ETOPS早期巡航阶段308、ETOPS阶段310、非ETOPS晚期巡航阶段312和下降阶段314。
爬升阶段306是ETOPS飞行的一部分,从起飞直至非ETOPS早期巡航阶段308的开始。在爬升阶段306期间,飞行器发动机可以运行于高功率水平以将海拔高度提高到巡航水平。和正常巡航运行的相对低功率水平期间的发动机运行相比,高功率水平期间的发动机运行可具有较高的停机率。由于其他原因,爬升发动机停机率也高于巡航发动机停机率,原因例如但不限于,发动机维护后的初始运行显示非最佳维护状态,在变化的海拔高度的可变大气条件中的运行可能使发动机承受额外的应力,等等。
非ETOPS早期巡航阶段308是ETOPS飞行的一部分,从爬升阶段306结束直至ETOPS飞行是以一个发动机不运转的巡航速度自最近的适当机场出发的ETOPS阈值时间TE316,该阈值时间对于双发动机通常是从最近的机场304(图2)一小时(60分钟)。非ETOPS早期巡航阶段308可包括爬升和下降,并且在特定飞行中可能不存在(零持续时间)。当ETOPS飞行仍旧处于爬升、ETOPS飞行达到以一个发动机不运转的巡航速度自最近的(适当)机场304出发的TE316时,出现零持续时间的非ETOPS早期巡航阶段308。值得注意的是,在此处,最近的适当机场可以仍旧是始发机场302。
ETOPS阶段310是ETOPS飞行的一部分,其在ETOPS飞行处于以一个发动机不运转的巡航速度从最近的适当机场304出发的TE316的第一时刻开始并在ETOPS飞行处于以一个发动机不运转的巡航速度自最近的适当机场304出发的TE316的最后时刻结束。ETOPS阶段310可包括爬升和下降,并且可以直接飞过适当的备用机场324,假设之前和之后存在大于自最近的适当机场出发的TE316的该飞行各部分。
非ETOPS晚期巡航阶段312是正常ETOPS飞行的一部分,其从ETOPS飞行中超过以一个发动机不运转的巡航速度自最近适当机场326(图2)出发的TE316的最后点开始,直到飞行的下降着陆阶段的开始。该阶段可包括爬升和下降,并且在特定飞行中可能不存在(零持续时间)。当飞行开始下降以着陆同时超过以一个发动机不运转的巡航速度自最近的适当(目的地)机场326或330的TE316时,出现零持续时间的非ETOPS晚期巡航阶段312。
下降阶段314是ETOPS飞行的一部分,从最后的巡航阶段312的结束直到在目的地机场330着陆。
ETOPSIFSD风险计算器被用于计算各种ETOPS航线的双独立发动机停机序列的风险,如以下更为详细的说明。ETOPSIFSD风险计算器可被用于提供单发动机故障条件下的满意性能的证据,这对于各种民用航空局进行的性能证明是所需的,民用航空局诸如但不限于是美国联邦航空管理局(FAA)、欧洲航空安全局(EASA)、联合航空局(JAA)、欧洲民航)联合(ECAC)、欧洲空中航行安全组织(欧管)、日本民航局(JCAB)、中国民航总局(CAAC)、国际民用航空组织(ICAO)等等。
除了飞行器航线分析以外,ETOPSIFSD风险计算器的实施例对于使用一个或更多推进单元、系统和/或发动机经受长距离操作的其他类型的交通工具和应用是有用的。其他类型的交通工具和应用可包括,例如但不限于,各种类型的有人驾驶飞行器、无人驾驶飞行器、军事任务、太空船、海上船只、有限范围的水下潜艇、地面交通工具等等。本文描述的ETOPSIFSD风险计算器的实施例也可被用于分析遗留飞行器和新的、预期的且深思熟虑的飞行器设计的性能。
图4是根据本公开的实施例的延伸操作(ETOPS)双独立发动机在飞行中停机或空中停车(IFSD)风险分析系统400(系统400)的示意性功能块图。系统400可以代表,例如但不限于,桌面台式机、膝上型计算机或笔记本计算机、手持计算装置(PDA、蜂窝电话、掌上型计算机等)、大型机、服务器、客户端或者对于给定应用或环境是期望的或适当的任何其他类型的专用或通用计算装置。例如但不限于,系统400可以是飞行器计算机的部分、飞行器上的机载专用系统、地面支持计算机的一部分、专用地面系统等等。系统400通常包括物理外壳(未显示)、输入模块402、ETOPSIFSD风险计算器模块404、显示模块406、处理器模块408和存储器模块410。
实际系统400可包括任意数量的输入模块、任意数量的处理器模块、任意数量的存储器模块和任意数量的显示模块。为了说明的简易,图示的系统400描绘简单实施例。系统400的这些元件和其他元件互连在一起,允许系统400的各种元件之间的通信。在一个实施例中,系统400的这些和其他元件可以通过通信链路412互连在一起。本领域技术人员将理解和本文公开的各实施例有关的描述的各种图示块、模块、电路和处理逻辑可以在硬件、计算机可读软件、固件或其任意实际组合中实现。为了清晰地图示硬件、固件和软件的这种可交替性和兼容性,通常从其功能的角度对各种说明性组件、方块、模块、电路和步骤进行描述。这种功能性是作为硬件、固件或软件实现取决于特定应用和整个系统上强加的设计约束。那些熟悉本文描述的概念的人员可以以适合每种特定应用的方式实现这种功能性,但是这种实现决定不应当被解释为脱离本公开的范围。
输入模块402从用户接收输入参数(图5)并将这些输入参数发送到ETOPSIFSD风险计算器模块404。输入模块402可包括输入工具,例如但不限于,激活键、触摸板键、本地或远程访问的数据库等等。
ETOPSIFSD风险计算器模块404为包括ETOPS飞行的五个阶段(图3)的各种ETOPS航线计算与双独立发动机停机序列关联的风险。ETOPSIFSD风险计算器模块404基于事件-序列分析概率模型计算风险。在这种方式中,ETOPSIFSD风险计算器模块404分别为飞行的五个阶段的每个阶段计算风险,之后将每个风险求和以获得总飞行的风险。对于每个飞行阶段,ETOPSIFSD风险计算器模块404确定在飞行器可以着陆前第一发动机停机后将出现第二发动机停机(不可重新启动)的概率,以及第一发动机停机将不可重新启动的概率。由于每阶段中的事件序列与飞行的五个阶段的其他阶段中的事件序列是相互排斥的,因此,整个ETOPS飞行中事件序列发生的概率是飞行的五个阶段中概率的总和。以这种方式,ETOPSIFSD风险计算器模块404计算的风险低于传统分析和传统方程式通常表明的传统风险估计,并低于其他已知风险。较低的风险使管理者能够允许针对双发动机ETOPS操作的较长ETOPS规则时间,并因此允许较短的飞行、减少的燃料消耗和较高的有效载荷范围。
ETOPSIFSD风险计算器模块404接收双发动机飞行器/发动机组合的性能数据集,并使用该性能数据和用户输入的具体数据计算“双独立发动机停机序列”的风险,如下文更为详细的说明。
例如,可以通过输入模块402将与关于具体飞行器模型的体验有关的参数输入到输入参数模块416以更为准确地描绘实际风险。用户可以容易地更改任何输入参数(图5)以及通过输出参数模块418基本立即计算输出参数(图6-7),以观测在飞行的任意阶段(图3)或飞行作为一个整体如何影响风险。为了便于理解,来自输出参数模块418的输出以图形的方式和/或以数字的方式自动显示在显示屏414上(图8-10),如下文更为详细的说明。
以这种方式,可以根据本公开的各实施例评估小的更改对显著影响风险的参数的影响。相反,由于不变性和无法适应大多数参数的原因,针对风险的现有方程式通常可能过于保守且使用起来麻烦。
在一个实施例中,ETOPSIFSD风险计算器模块404可以将飞行时的性能参数用于一个或更多输入参数(图5)来实时执行风险计算。ETOPSIFSD风险计算器模块404可被用于,例如但不限于,飞行器/飞行计算机、地面支持计算机、管理机构处的计算机中等,并且可以在飞行器系统在飞行操作期间发生改变时使用。例如,飞行员可以利用ETOPSIFSD风险计算器模块404实时执行计算。地面操作人员也可以执行相同的计算以确认和验证飞行员执行的计算。飞行计算机和地面支持计算机可以彼此通信以比较和验证计算的结果。通过这种方式,飞行员、地面操作人员和地面管理机构可以确定是否让飞行器着陆以利用确保满意的飞行器性能的维修机会。
显示模块406被配置为显示系统400的输入和输出参数。显示模块406基于ETOPSIFSD风险计算器模块404的输入参数(图5)和输出参数(图6-7)显示图像。显示模块406可以接受用户输入操作以输入和传送数据,以及接受针对系统400中提供的功能的输入操作命令。显示模块406接受操作命令并响应接受的操作命令而向处理器模块408输出操作命令信息。显示模块可包括显示屏414,该显示屏由例如但不限于有机电发光(OEL)面板、液晶面板(LCD)等构成。可以通过处理器模块408提供的图像/视频信号在显示模块406的显示屏414上显示各种信息。例如,ETOPSIFSD风险计算器模块404的输入/输出参数可以以图形的方式(图8-9)和数字的方式(图10)显示在显示屏414上,如下文在讨论图8-10的上下文中更为详细的说明。
处理器模块408被配置成支持ETOPSIFSD风险计算器模块404的功能。例如,处理器模块408可以控制系统400的操作,从而系统400的过程被适当执行。这些过程可包括,例如但不限于,到达/来自ETOPSIFSD风险计算器模块404的输入/输出参数数据信号的控制、基于下文说明的各种方程式执行着陆时间的计算和ETOPS飞行的各阶段的总推力损失的概率值的计算、显示模块406的控制以显示输入/输出参数等等。以这种方式,处理器模块408使用ETOPSIFSD风险计算器404计算比传统风险估计更为准确且更低的风险,以快速且有效的方式允许针对双发动机ETOPS操作的较短飞行、减少的燃料消耗、较高的有效载荷范围和较少的飞行时间,如下文更为详细的说明。
处理器模块408也访问存储器模块410,如访问输入参数,诸如双发动机飞行器/发动机组合性能数据集、用户输入可变数组和飞行时间。处理器模块408可以用通用处理器、内容可寻址存储器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任意适当的可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任意组合来实施或实现,其被设计成执行本文描述的功能。通过这种方式,处理器可以被实现为微处理器、控制器、微控制器、状态机等。处理器也可以被实现为计算装置的组合,例如,数字信号处理器和微处理器的组合、多个微处理器、一个或更多微处理器结合数字信号处理器核或任意其他这种配置。在实践中,处理器模块408包括被配置成实现与系统400的操作关联的功能、技术和处理任务的处理逻辑。具体地,该处理逻辑被配置成支持本文描述的ETOPSIFSD风险计算器模块404的风险计算。
存储器模块410可以是具有适当数量的存储器的任意适当的数据存储区域,所述存储器被格式化以支持系统400的操作。存储器模块410被配置根据需要存储、维持和提供数据以便以下文描述的方式支持系统400的功能性。在实际的实施例中,存储器模块410可以包括,例如但不限于,非易失性存储装置(非易失性半导体存储器、硬盘装置、光盘装置等)、随机访问存储装置(例如,SRAM(静态随机存取存储器)、DRAM(动态随机存取存储器))或本领域已知的任意其他形式的存储介质。存储器模块410可以被耦连到处理器模块408并且配置成存储,例如但不限于,与风险评估情况对应的输入参数值和输出参数值。
存储器模块410可以存储,例如但不限于,来自用户至ETOPSIFSD风险计算器模块404的输入(如用户输入可变数组)、来自ETOPSIFSD风险计算器模块404的输出(如概率值)等,如下文在讨论图5-7的上下文中更为详细的说明。此外,存储器模块410可以表示包含表的动态更新的数据库,目的是使用ETOPSIFSD风险计算器模块404。存储器模块410也可以存储处理器模块408执行的计算机程序、操作系统、应用程序、执行程序处理中使用的试验性数据,等等。存储器模块410可以被耦连到处理器模块408,从而处理器模块408可以读取来自存储器模块410的信息和向存储器模块410写入信息。举一个例子,处理器模块408和存储器模块410可以处于他们各自的ASIC(专用集成电路)中。存储器模块410也可以集成到处理器模块408中。在一个实施例中,存储器模块410可以包括高速缓冲存储器,用于在处理器模块408要执行的指令执行期间存储临时变量或其他中间信息。
图5是根据本公开的实施例的ETOPSIFSD风险计算器模块404的示例性输入参数表500的图示。输入参数表500包括当前值列502、范围列504和可选的默认值列506。在图5所示的实施例中,输入参数表500包括输入数据,输入数据包括,例如但不限于,预先确定的双发动机飞行器/发动机组合性能数据集(飞行具体数据)、诸如针对ETOPS飞行上的具体双发动机飞行器/发动机组合的参数(飞行器模型具体参数)的用户输入参数、各飞行阶段的平均发动机飞行中停机率、ETOPSIFSD风险计算器模块404为各飞行阶段计算的飞行时间(计算的飞行时间)等等。当前值列502显示ETOPSIFSD风险计算器模块404当前正在使用以计算风险的输入数据值。当前值列502包括预先确定的输入数据的默认值。用户可以使用范围列504中显示的范围内的任意值修改当前值列502中的数据。在一个实施例中,用户可以手动输入与具体飞行器模型关联的输入参数。可替代地,每种飞行器模型的输入参数可以被自动输入。以这种方式,可以先验地输入每种飞行器模型的输入参数,并且这些参数可以由系统400访问以响应例如飞行器模型的用户选择。
ETOPS飞行上的具体双发动机飞行器/发动机模型的参数(飞行器模型具体参数)凭经验确立,并且可以包括,例如但不限于:难对付的爬升IFSD率与总爬升IFSD率的比率(KNI)、难对付的巡航IFSD率与总巡航IFSD率的比率(KN)、难对付的下降IFSD率与总下降IFSD率的比率(KND)、单发动机下降时间与双发动机下降时间的比率(KS)等等。
KN(由ETOPSIFSD风险计算器模块404单独计算)的作用是降低IFSD之后的一个剩余发动机的IFSD率。但是,计算中K1的默认值使该第二IFSD的正常巡航IFSD率加倍,这使计算很保守。
难对付的IFSD是无法被安全地重新启动并且在延伸的时间段内被操作达到最大连续推力的IFSD。难对付的IFSD等同于不可重新启动的IFSD。一些IFSD(即,非难对付的IFSD的那些IFSD)归因于错误的指示或误解——发动机实际上完全能够继续运行(例如,油过滤器堵塞的错误指示或起火的错误指示)。ETOPSIFSD风险计算器模块404将总的巡航IFSD率(即,r2包括难对付的IFSD和非难对付的IFSD的r2)用于第一IFSD。但是,在最初的IFSD之后,当使用单发动机巡航以及最后下降时,乘务员将不关闭该一个剩余的发动机或不允许该一个剩余的发动机减速以停止产生推力,除非停机或停止产生推力是不可避免的。因此,第二发动机的巡航阶段期间的每发动机停机率r2(巡航IFSD率)和下降阶段期间的每发动机停机率r2(下降IFSD率),如下文所述,将分别以KN和KND为因子降低。然而,如果在保持第二发动机运行的所有尝试后,第二发动机停机,则乘务员将尝试重新启动在巡航时被停机的第一发动机。KN是第一发动机将无法重新启动的概率。基于截止于2008年6月的3年中的服役体验,KN的默认值是0.78,表示78%的巡航IFSD是难以对付的,而22%的巡航IFSD是可重新启动的(即,23次巡航IFSD中有5次巡航IFSD不是难以对付的)。
ETOPSIFSD风险计算器模块404将下文说明的下降IFSD率r3用作下降时的第一IFSD。但是,在这个最初的IFSD之后,当依靠单个发动机继续下降时,乘务员将不关闭该一个剩余的发动机或不允许该一个剩余的发动机停止产生推力,除非停机或停止产生推力是不可避免的。因此,第二发动机的下降IFSD率将以KND为因子降低。基于截止于2008年6月的3年中的服役体验,KND的默认值为1.0,表示所有的8次下降IFSD是难以对付的,没有一个下降IFSD是可重新启动的。
ETOPSIFSD风险计算器模块404将下文说明的爬升阶段期间的每发动机停机率r1(爬升IFSD率)用于爬升中的第一IFSD。在此之后,乘务员将不关闭该一个剩余的发动机或不允许该一个剩余的发动机停止产生推力,除非停机或停止产生推力是不可避免的。从而,第二发动机的接着发生的巡航(具有倾倒燃料的时间以减少着陆重量)和下降IFSD率分别以KNandKND为因子降低。然而,如果在保持第二发动机运行的所有尝试后,第二发动机停机,则乘务员将尝试重新启动被停机的第一发动机。KNI是第一发动机将无法重新启动的概率。基于截止于2008年6月的3年中的服役体验,KNI的默认值是.87,表示87%的爬升IFSD是难以对付的,而13%的爬升IFSD是可重新启动的(即,31次爬升IFSD中有4次爬升IFSD不是难以对付的)。
KS在飞行的早期部分中有点低,原因在于由于重量包括剩余在飞行器上的大部分燃料而使单发动机巡航海拔高度较低。但是,合理的默认平均值为0.6。也就是说,和从双发动机巡航海拔高度下降和着陆一样,需要60%的时间用于从单发动机巡航海拔高度下降和着陆。
KF接近整个ETOPS飞行的平均IFSD率(1,000×发动机停机/整个ETOPS飞行中的发动机飞行小时)。默认值(0.004)是整个2008年在特定飞行器类型上(ETOPS飞行和所有飞行)经历的平均率。用户可以在输入参数模块416中输入IFSD率的任意期望的值,并且所有阶段中的停机率和风险将在ETOPSIFSD风险计算器模块404中成比例地调节。
关于ETOPS飞行的飞行器模型具体参数的默认值可能被用户接受或根据需要进行调节,这些值被设置为预先确定的默认值,存储在存储器模块410中。例如但不限于,如当前值列502所示的,KN的默认值设置为0.78,KND的默认值设置为1,KNI的默认值设置为0.87,而KS的默认值设置为0.6。
一旦将飞行器模型具体参数输入到存储器模块410中,即可以输入飞行具体数据以便可以计算风险,如下文更为详细的说明。
预先确定的双发动机飞行器/发动机组合性能数据集(飞行具体数据)可以包括,例如但不限于,计划的总飞行时间(TT)、ETOPS规则时间(TR)、ETOPS阈值时间(TE)、爬升阶段的平均持续时间(T1)、爬升阶段中发动机停机后的预计着陆时间(TA1)、非ETOPS早期巡航阶段的正常持续时间(T2)、非ETOPS晚期巡航阶段的正常持续时间(T4)、双发动机下降阶段的正常持续时间(T5)、每发动机飞行小时的平均总飞行IFSD率(KF)(用户可设置的IFSD率)、单发动机巡航停机应力因子(K1)等等。
当前值列502中显示的飞行具体数据的默认值可被用户接受或者根据需要进行调节,这些值以预先确定的默认值设置、存储在存储器模块410中。例如,如当前值列502中所示,计划的总飞行时间TT由用户设置为9.1小时。TE的默认值等于1小时,TR的默认值等于3小时(180分钟ETOPS),T1的默认值等于0.333小时,TA1的默认值等于0.7小时,T2的默认值等于2小时,T4的默认值等于2小时,T5的默认值等于0.417小时。
计划的总飞行时间TT等于所有各阶段的持续时间的总和:TT=T1+T2+T3+T4+T5
如上所述,TA1是爬升阶段306中发动机停机后的预计着陆时间。考虑到燃料倾倒时间,TA1的平均值的保守估计是42分钟。如果概率模型假设平均爬升IFSD发生在爬升中途,则自始发机场302开始的飞行将为T1/2=0.333/2=0.167小时。但是,存在延长着陆时间的另一因素。在飞行早期,由于燃料的缘故,飞行器是重的。为了着陆,此重量对于起落装置可能是非最优的,并且会需要昂贵、耗时的检查。为了轻着陆,乘务员可经常选择在着陆前花时间将燃料倾倒到大气中。TA1的下限(最小限度)是当发动机停机时正在爬升的飞行器着陆的最少时间并且约为0.1小时(例如,在低海拔高度并且接近机场时)。考虑燃料倾倒时间的情况下,TA1的上限(最大限制)约为1小时(即,不包括其他因素)。
许多现实世界的ETOPS航线具有大于2小时的T2值,一些超过8小时。用户可以选择在输入TE和T1之后显示的范围内的任意T2。较小的值等于距离机场较远的更多飞行时间,这也是一种描述在这方面的最坏情形的方式。T2的最小限度被计算为TE-T1(例如,如果万一在飞行进入ETOPS阶段310时飞行仍旧处于(最初)爬升阶段306,则T2可以低至零)。T2的最大限度为TT-2TE。在一个实施例中,TT-TE-T1可以被用作T2的真正上限。但是,在实践中,ETOPSIFSD风险计算器模块404将TT-2TE用作T2的更为保守的上限。
T4是飞行中开始于当飞行之后可以巡航通过备份机场时距最近的机场(AE)超过ETOPS阈值时间(通常为一小时)的最后时刻,结束于为着陆而下降的开始时刻的那部分。T4的最小限度计算对于用户来说被计算为TE-T5。如果万一飞行在仍旧处于ETOPS阶段时开始下降以着陆,则T4可以低至零。但是,在ETOPSIFSD风险计算器模块404中,当使用正常的下降时间0.417小时时T4为零通常不会发生。T4的最大限度被计算为TT-2TE
T5对于所有飞行可以是常数(例如,0.417小时)。
K1是具有高推力等级的单发动机低海拔高度巡航期间每个发动机的发动机停机时间率与具有正常巡航推力等级的双发动机高海拔高度巡航期间每个发动机的发动机停机时间率的比率。默认值为2,这表示单发动机飞行的应力将使仍旧运行的发动机的停机概率加倍。根据发动机制造商,K1实际上很接近于一,而不是二,历史上缺少任何这样的事件证实了这一点。因此,使用该高值是相当强的保守措施。用户可以选择调节该比率。
ETOPSIFSD风险计算器模块404计算的飞行时间可以包括,例如但不限于,预计的处于非ETOPS早期巡航阶段时的单发动机着陆时间(TA2)、ETOPS阶段的正常持续时间(T3)、预计的处于ETOPS阶段时的单发动机着陆时间(TA3)、预计的处于非ETOPS晚期巡航阶段时的单发动机着陆时间(TA4)、预计的处于下降阶段时的单发动机着陆时间(TA5)等等。飞行时间详细地说明如下。
预计的处于非ETOPS早期巡航阶段时的单发动机着陆时间TA2可以计算如下:TA2=0.7(TE-KST5)+KST5。这包括从双发动机巡航海拔高度飘降(drift-down)、在倾倒燃料的同时以单发动机海拔高度巡航和下降至机场。自单发动机巡航海拔高度的下降时间减少到双发动机下降阶段的正常持续时间T5的KS(即KST5)。如果不包括燃料倾倒时间,则平均时间将更接近于KST5而不是TE。在下降的范围(KST5)内通常存在机场,但是TE是很少达到的最大值。包括燃料倾倒时间使着陆的平均(期望的)时间更高,更接近于TE。于是,通过将曝露时间增加到仅仅由飞行位置的几何形状指示的平均时间(其将小于0.5(TE-KST5)+KST5)以上,因子0.7添加了一种保守措施。TA2=0.7(TE-KST5)+KST5被计算。
TA2的最小限度为T5(即,自双发动机巡航海拔高度的下降时间)。TE的最大限度(包括燃料倾倒时间)描述如下。发动机失效的巡航速度低于全发动机巡航速度,但是由于三个原因这里并不需要考虑这一点。首先,根据定义,飞行处于机场的TE(通常为一个小时)内,速度为发动机失效的速度。其次,在这种情形下,不存在仅仅到达某机场的巡航时间。在IFSD后,发动机失效飘降开始,其接近于全发动机飞行速度。飞行以低于正常海拔高度(单发动机巡航海拔高度)的某海拔高度进入(实际的)下降阶段314,而不损失可观的速度。第三,燃料倾倒时间是大得多的因素。燃料倾倒时间使平均时间升高从T5接近TE
ETOPS阶段的正常持续时间T3可以计算如下:T3=TT-(T1+T2+T4+T5)。T3被计算为总飞行时间(由用户设置)与所有其他阶段的总和之差。T3的下限对于非ETOPS飞行为零。对于ETOPS飞行,T3必须>零。T3的上限为(计划的总飞行时间TT)-2TE。例如,具有最长的可能ETOPS阶段的这个理论飞行的第一小时和最后一小时是机场处于以单发动机速度进行的一小时飞行内的仅有部分。T3将接近该最大值的航线即便存在,也很少,这要求T2和T4具有最短的可能长度。因此,给定计划的总飞行时间TT和ETOPS阈值TE,通过为T2和T4赋予短值,用户在这方面选择最坏的情形——选择飞行的最长可能ETOPS部分。
TA3被计算为以下数据中较小的一个:[TE+(T3)/4]或[TE+0.6(TR-TE)],并且在下文中结合两个具体机场进行更为详细的说明。其ETOPS阈值边界标记ETOP阶段的开始的机场将被称为AB。AB可以是始发机场302或ETOPS备用机场304。其ETOPS阈值边界标记ETOP阶段的结束的机场将被称为AE。AE可以是目的地机场330或ETOPS备用机场326。
具有短ETOPS阶段的ETOPS飞行(其中,AB和AE的TR318边界相交)不需要在飞行的ETOPS部分内的任何其他ETOPS备用机场。在计算该部分飞行中的预计着陆时间时,ETOPSIFSD风险计算器模块404假设没有其他机场可用。因此,当必须改航时,飞行必须返回AB或向AE前进。这是一种保守措施,因为其他机场(例如,图3中的324)可能可用于提供更近的(更早的)着陆机会。当T3为零(非ETOPS飞行)时,TA3≤TE(且远远小于TR)。当飞行的ETOPS部分(T3的持续时间)从零扩展到2(TR-TE)时,即其中AB和AE的TR边界相切,TA3的上限依然为TE+T3/2并且从TE线性增长到TR。在此时间内,假设改航必须返回AB或向AE前进,则最坏情形的平均TA3保持在TE+T3/4。
当T3的持续时间扩展到2(TR-TE)以上时,其他ETOPS备用机场成为必要的,并且必须使用以下的方程式。对于超过2(TR-TE)的T3持续时间,上限当然保持在TR,但平均TA3将通常保持在TE+(TR-TE)/2以下。也就是说,相对于TE和TR之间的中点,飞行将平均更接近于一机场。ETOPS阶段的各部分可直接经过备用机场的事实使平均着陆时间比很多航线看起来指示的时间短。但是,为了保守起见,ETOPSIFSD风险计算器模块404对于T3超过2(TR-TE)使用TE+0.6(TR-TE)作为平均TA3
这类似于当飞行在处于或接近TR的相等时间点之间行进时远离机场的飞行。
由于针对短ETOPS阶段的以上TE+T3/4方程式假定不存在除了AB和AE之外的备用机场,因此,TE+T3/4方程式不再适用于较长的ETOPS阶段,并且错误地产生长的改航时间。以上TE+(TR-TE)/2方程式不适用于短ETOPS阶段,并且错误地产生长的改航时间。因此,ETOPSIFSD风险计算器模块404求出两个方程式的输出并选择最小的TA3。这自动为T3.选择适当的平均改航时间TA3
为了计算风险和将风险求和,着陆飞行被分成两个阶段,单发动机飘降和巡航,以及下降至着陆。自单发动机海拔高度的下降着陆时间是从正常巡航海拔高度下降着陆T5的KS倍,(KST5)。因此,该时间从以上着陆时间中除去并且在下降时单独计算,其具有不同风险。
计算单独阶段以便可以显示不同风险,获得[TE+(T3)/4-KST5]或[TE+0.6(TR-TE)-KST5]中较小的一个,并且下降时间为KST5
TA3的最小限度为T5。这是很少发生的情形,但是是真正的最小值。尽管这是飞行的ETOPS部分是个事实,但是飞行确实可以处于备用机场的下降时间内(即,在最初飞行计划中该点之前和之后改航时间均超过TE)。
TA3稍微大于TR是可能的,因为规定不包括针对操作人员的ETOPS飞行计划根据TR计算的距离内的减速着陆。但是,这种可能性的极小性连同其很小的值和在这些计算中其他处的保守性使其不被考虑。
TA4被计算为(TE+T5)/2。在双发动机下降时间T5的范围内通常存在机场,但是TE是很少经历的最大值。因此,着陆的平均时间将更接近于双发动机下降时间T5而不是TE。但是,出于保守的考虑,预计的着陆时间应当是T5和TE的平均值。TA4的最小限度是T5(即,可以在正常的下降时间内到达机场),并且TA4的上限是TE(即,与最近的机场相距ETOPS阈值时间TE)。
TA5被计算为T5/2(即,平均处于下降的中点)。限制值被固定在T5小时(下降顶端)和零时间(着陆)。因此,例如,平均值为T5/2=0.21小时。由于在下降阶段314中需要很小的推力,因此,降低了出现不满意的飞行器性能情形的可能性,诸如来自单或双发动机运行异常的推力损失,从而在下降阶段314期间存在较小的风险。在下降期间可能发生第二IFSD,且飞行器仍旧安全着陆。TA5的最小限度为零(即,第一发动机在着陆时停机)。TA5的最大限度为0.417小时(即,第一发动机在下降顶端停机)。
各种飞行阶段的平均发动机飞行中停机率包括爬升阶段发动机停机率r1(爬升IFSD率r1)(爬升阶段期间的每发动机停机率r1)代表每发动机爬升小时的停机、巡航阶段发动机停机率r2(巡航IFSD率r2)(巡航阶段期间的每发动机停机率r2)代表每发动机高海拔高度巡航小时的停机且下降阶段发动机停机率r3(下降IFSD率r3)(下降阶段期间的每发动机停机率r3)代表每发动机下降和进场小时的停机。
爬升IFSD率r1是基于每发动机飞行小时的平均总飞行IFSD率(KF)(默认值或用户设置的值)乘以一个常数(7.4)计算的,以获得不改变比例的(un-scaled)r1,该常数是爬升IFSD率相比每发动机飞行小时的平均总飞行IFSD率(KF)的历史权重。之后,不改变比例的r1除以1,000,从而用户可以输入熟悉的IFSD率(每1,000发动机飞行小时),并且结果是一致的。
在从2005年7月1日到2008年6月30日的三年时间里,一个特定的典型飞行器类型已经在1,527,062次飞行器飞行和15,398,774个发动机飞行小时中记录了62次发动机停机。对于此数据,平均(总)IFSD率=62(1,000)/15,398,774=0.00403IFSD/1,000发动机飞行小时。一半(即,62次停机中的31次停机)存在于起飞时或发生于起飞之后并且在爬升结束之前。一些事件在爬升过程中开始,但是发动机直到飞行的更后阶段(即,巡航或下降以着陆返回始发机场302)才停机。所有停机在独立阶段中发动机真正停机的一个阶段中计算。例如,对于爬升阶段的平均持续时间T1为20分钟(1/3小时),并且考虑每一飞行器是双发动机,
爬升IFSD率(r1)=31(1,000)/[(1,527,062)(2)(0.333)]=0.030IFSD/1,000发动机爬升小时。
ETOPSIFSD风险计算器模块404使用爬升IFSD率与总IFSD率的常数比率。之后,该常数比率被用于将平均总IFSD率提高历史比例以获得爬升阶段IFSD率,例如:
爬升IFSD率/总IFSD率=常数,(例如,0.030/0.00403=7.4)。
该常数比率(除以1,000以适应用户输入的常见IFSD率格式)乘以计算器中的总IFSD率(KF)以获得具体计算中使用的爬升IFSD率。
服役体验显示爬升停机趋于在爬升早期发生(即,一半以上的爬升IFSD发生在爬升阶段306的中途之前)。爬升阶段306中途之前的IFSD将使爬升中IFSD之后的平均着陆时间小于爬升阶段306中途时间。但是,如以上说明的,存在延长着陆时间的另一因素。在飞行早期,由于燃料的缘故,飞行器重。着陆时很重的重量将冒损坏起落装置的风险,并且需要昂贵、耗时的检查。为了避免这些问题,乘务员将经常选择在着陆前花时间将燃料倾倒到大气中。考虑到燃料倾倒时间,爬升阶段306中IFSD后的平均着陆时间的保守估计为42分钟。ETOPSIFSD风险计算器模块404使用该值,但允许用户在0.1小时到1小时的范围内选择在爬升阶段306中发动机停机后的预计着陆时间(TA1)。
巡航IFSD率r2被计算为总IFSD率(KF)(默认值或用户设置的值)乘以常数(0.44)以获得不改变比例的r2,该常数是巡航IFSD率r1相对总IFSD率(KF)的历史权重。之后,不改变比例的r2除以1,000,从而用户可以输入熟悉的IFSD率(每1,000发动机飞行小时),并且结果是一致的。
在从2005年7月1日到2008年6月30日的三年时间里,一个特定的典型飞行器类型已经在1,527,062次飞行中记录了在爬升阶段306的顶端和下降阶段314的开始之间的23次停机。平均总飞行时间为每次飞行5.04小时(7,699,387飞行器飞行小时/1,527,062飞行器飞行)。例如,如果爬升阶段306的平均持续时间(T1)为0.333小时,并且双发动机下降阶段的正常持续时间T5的平均值为0.417小时,并且考虑到每个飞行器两个发动机,巡航IFSD率r2的平均值计算如下:
23/[(1,527,062)(2)(5.04-0.333-0.417)]=1.76(10-6)。
因此,每发动机巡航小时的停机=0.00176/巡航中1,000发动机飞行小时。
之前,对于典型的飞行器类型,ETOPS飞行的总IFSD率KF显示为0.00403IFSD/1,000发动机飞行小时。ETOPSIFSD风险计算器模块404使用巡航IFSD率r2与总IFSD率KF的常数比率。之后,该常数比率被用于利用历史比例提高总IFSD率(KF)以获得巡航IFSD率r2,如下:
巡航IFSD率/总IFSD率=常数,(例如,.00176/0.00403=0.44)
该常数比率(除以1,000以适应用户输入的常见IFSD率格式)乘以ETOPSIFSD风险计算器模块404中的KF以获得具体计算中使用的巡航IFSD率。
对于发动机来说,巡航是飞行阶段中最良性的(最少动态的),并且也是飞行阶段中的最长持续时间。巡航阶段的良性性质和长持续时间结合,以降低相对总IFSD率KF的巡航IFSD率r2。近些年来,由于ETOPS维护实践已经改善,所以已经有比例较少的维护引起的IFSD趋于在飞行早期显现——通常在爬升中。因此,爬升IFSD率r1正在提高并且巡航IFSD率r2正在向总IFSD率KF更靠拢。但是,最新的巡航IFSD率仍旧是总IFSD率的一半(0.44)左右。
下降IFSD率r3是基于给定的总IFSD率KF(默认值或用户设置的值)乘以一常数(1.6)计算的,该常数是下降和进场IFSD率相对总IFSD率的历史权重。之后,它除以1,000,从而用户可以输入熟悉的IFSD率(每1,000发动机飞行小时),并且结果是一致的。例如,在从2005年7月1日到2008年6月30日的三年时间里,一个特定的飞行器类型已经记录了在1,527,062次飞行中在下降开始和着陆之间的8次停机。如果双发动机下降阶段时间的正常持续时间T5是25分钟(0.417小时)的均值,并且考虑每个飞行器两个发动机,则平均下降IFSD率r3计算如下:
8/[(1,527,062)(2)(0.417)]=6.28(10-6)
因此,每发动机下降小时的停机=0.00628/下降中1,000发动机飞行小时。
ETOPSIFSD风险计算器模块404使用下降IFSD率r3与总IFSD率KF的常数比率。之后,该常数比率被用于利用历史比例提高总IFSD率KF以获得下降IFSD率r3,例如:
下降IFSD率/总IFSD率=常数,(例如,.00628/0.00403=1.6)。
该常数(除以1,000以适应用户输入的常见IFSD率格式)乘以ETOPSIFSD风险计算器模块404中的KF以获得具体计算中使用的下降IFSD率r3
难对付的IFSD是“无法安全地重新启动的,并且在延伸时间段内无法被操作达到最大连续推力的发动机停机”(即,“不可重新启动的”IFSD)。难对付的或不可重新启动的发动机停机有时可以被重新启动(即,一些在紧急情况下甚至被提供了关键推力),但是这样做可能被认为是非最佳操作,提供的推力可能少于最大推力,和/或可能导致发动机运行异常。为了保守起见,ETOPSIFSD风险计算器404不计算重新启动难对付的IFSD的可能性,并且假设所有难对付的IFSD(不可重新启动的发动机)不会在飞行的持续时间内再次运行。
图6是根据本公开的一个实施例的ETOPSIFSD风险计算器系统400的示例性输出参数表600的图示,其在列602和606中显示概率和在列604中显示它们的计算值。输出参数表600可包括值,这些值指示例如但不限于:爬升阶段期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率(P1);非ETOPS早期巡航阶段期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率(P2);ETOPS阶段期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率(P3);非ETOPS晚期巡航阶段期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率(P4);下降阶段期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率(P5);整个ETOPS飞行期间任何时间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率(总概率)(PT);在整个飞行中平均的来自双独立发动机停机的总推力损失的每飞行小时概率(PA);在ETOPS阶段平均的来自双独立发动机停机的总推力损失的每飞行小时概率(PE),等等。在本文中,“总推力损失”意指来自双发动机的永久(不可重新启动的)损失,并且开始意指第一发动机停机出现。
PT是计算的每次飞行的飞行器推力的完全永久损失的概率。PT=P1+P2+P3+P4+P5,整个飞行期间在任意时间的双独立发动机停机的总概率(PT)等于所有飞行阶段(图3)中的概率之和。
PA是计算的飞行器推力的完全永久损失的平均每飞行小时概率,其在整个飞行中平均。PA=PT/TT,因此PA是整个飞行中平均化的、来自双独立发动机停机的总推力损失的每飞行小时概率,并且PA等于总概率PT除以计划的总飞行时间TT
PE是计算的仅飞行的ETOPS阶段310(图3)中飞行器推力的完全永久损失的每飞行小时概率。PE=P3/T3,因此PE是飞行的ETOPS阶段310内平均化的来自双独立发动机停机的总推力损失的每飞行小时概率,并且PE为概率P3除以ETOPS阶段310的持续时间T3
接下来是根据本公开的实施例描述ETOPS飞行的五个阶段的发动机停机概率的事件序列,所述概率可以通过ETOPSIFSD风险计算器模块404来计算。
第一发动机停机出现在爬升阶段306期间的事件序列如下:
第一发动机运行异常出现在爬升阶段306期间,并且发动机停机的概率=2r1T1。初始IFSD的此概率基于起飞和爬升期间的双发动机运行、爬升阶段期间的每发动机停机率(r1)和(正常)爬升阶段306的爬升阶段的平均持续时间(T1)。
以以下概率,剩余的发动机停机而飞行器以一个发动机失效的状态飞行TA1小时以倾倒燃料和着陆:
P1b=(TA1-KST5)(K1KN)r2+(KST5KND)r3
其中P1b是在爬升阶段306中在第一发动机停机后出现第二IFSD的概率。
第二IFSD的此概率基于爬升部分中的第一IFSD,第一IFSD之后是单发动机巡航同时倾倒燃料以避免超重着陆以及下降和降落机场所用的KST5小时。爬升阶段中初始IFSD到发动机停机后的预计着陆时间TA1可以由用户设置,但是默认值为0.7小时。单发动机巡航时间为TA1-KST5。单发动机巡航IFSD率为(K1)(KN)r2,其中r2为巡航IFSD率,K1为考虑单个剩余的运转发动机上增加的应力的因子,而KN为自巡航中的第二IFSD除去不必要IFSD的因子。于是,巡航部分停机率为(TA1-KST5)(K1)(KN)r2。下降部分停机率为(KST5KND)r3
第一发动机停机不会以概率=KNI重新启动。KNI是在爬升中停机的第一发动机将无法重新启动的概率。
P1是爬升阶段306期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率。该概率是之前出现的三个概率的乘积:1)第一发动机运行异常出现在爬升阶段306期间,并且发动机被停机。概率=2r1T1;2)剩余的发动机停机而飞机以一个发动机失效的状态飞行TA1小时以倾倒燃料和着陆。概率=(TA1-KST5)(K1KN)r2+(KST5KND)r3;以及3)第一发动机停机将不会重新启动。概率=KNI。这些概率中的每个概率取决于假设事件(如果有的话)之前出现过并且在时间序列中。因此,P1=2r1T1[(TA1-KST5)K1KNr2+(KST5KND)r3]KNI
第一发动机停机在非ETOPS早期巡航阶段308期间出现的事件序列:
第一发动机运行异常出现在非ETOPS早期巡航阶段308期间,并且发动机被停机,概率=2r2T2。初始IFSD的此概率是基于高海拔高度巡航期间的双发动机运转,爬升阶段期间的每个发动机停机率r2(每发动机高海拔高度巡航小时的发动机停机),以及非ETOPS早期巡航阶段的正常持续时间T2
飞行器以以下概率在着陆之前前往最近机场且剩余发动机停机:
P2b=K1KNr2*0.7(TE-KST5)+r3KNKST5
其中P2b是在非ETOPS早期巡航阶段308中在第一发动机停机出现后第二IFSD的概率。
第二IFSD的概率基于以下:
(1)在前的发动机停机,之后立即是前往最近适当机场的飞行,
(2)花费在飞往最近的机场并在最近的机场着陆上的时间0.7(TE-KST5)+KST5。因子0.7是倾倒燃料时间或其他情形可能增加单发动机飞行时间到0.5小时的统计平均值以上的保守确认。从正常双发动机巡航时的下降顶端到着陆的时间为T5。从处于较低单发动机海拔高度的下降顶端到着陆为KST5。于是,单发动机巡航时间为0.7(TE-KST5),
(3)用于下降以着陆的剩余时间KST5
(4)每发动机低海拔高度巡航小时的发动机停机率,其相对爬升阶段期间的每发动机停机率r2(每发动机高海拔高度巡航小时的发动机停机)以因子K1增长,并且相对第一次停机以因子KN减小(第二IFSD没有不必要的IFSD),和
(5)在缩短的下降时间KST5内以KN为因子减小的每个发动机下降停机率r3
实际上,单发动机着陆飞行包括在缓慢下降(飘降)至下降顶端(低海拔高度)至最近的机场期间的燃料倾倒时间,以及之后从该较低的海拔高度至着陆的下降的完成。之前的两段分离模型可以被视为确切地代表旅程中的发动机停机应力。
第一发动机停机不会以概率=KN重新启动。KN是第一发动机停机将无法重新启动的概率。
总推力损失概率=P2。该概率是之前出现的三个概率的乘积:1)第一发动机运行异常出现在非ETOPS早期巡航阶段308期间,并且发动机停机。概率=2r2T2;2)在降落以前飞机前往最近机场,并且剩余发动机停机。概率=K1KNr20.7(TE-KST5)+r3KNKST5;以及3)第一发动机停机将不会重新启动。概率=KN。这些三个概率中的每个概率取决于假设事件(如果有的话)在之前出现并且在时间序列中。因此,
P2=2r2T2[K1KNr2*0.7(TE-KST5)+r3KNKST5]KN
第一发动机停机在ETOPS阶段310期间出现的事件序列如下:
第一发动机运行异常出现在ETOPS阶段期间,并且发动机停机的概率=2r2T3。初始IFSD的此概率基于高海拔高度巡航期间的双发动机运转,巡航阶段期间的每发动机高海拔高度巡航小时的发动机停机/每发动机停机率r2,以及ETOPS阶段的正常持续时间T3
飞行以以下概率在着陆之前前往最近的适当机场而剩余发动机停机:
P3b是以下数据中较小的一个:[K1KNr2(TE+(T3)/4-KST5)]或[K1KNr2(TE+0.6(TR-TE)-KST5)]+r3KNDKST5
其中P3b是在ETOPS阶段310中出现第一发动机停机后第二IFSD的概率。
第二IFSD的这个概率基于:
(1)飞行的ETOPS部分中之前的发动机停机,之后立即是飞行前往最近的适当机场;
(2)到达最近机场的以下时间中的较少时间:[TE+(T3)/4]或[TE+0.6(TR-TE)](取决于飞行的ETOPS部分的大小);T5是从正常的双发动机巡航时的下降顶端到着陆的时间。KST5是从较低的单发动机海拔高度的下降顶端到着陆的时间。因此,单发动机巡航时间是以上两个时间中的较小者,但是其每个被减少下降时间KST5
(3)每发动机低海拔高度巡航小时的每个发动机停机率,其相对高海拔高度双发动机巡航停机率r2以应力因子K1增长,并且相对巡航部分的第一次停机以因子KN减小(第二次IFSD没有不必要的IFSD);并且
(4)下降时间KST5内的每发动机下降停机率r3,其相对下降部分的第一次停机以因子KND下降(第二IFSD没有不必要的IFSD)。
第一发动机停机不会以概率KN重新启动。KN是第一发动机停机将无法重新启动的概率。
P3是ETOPS阶段310期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率。此概率是之前出现的三个概率的乘积。1)第一发动机运行异常出现在ETOPS阶段310期间,并且发动机被停机。概率=2r2T3;2)飞行器在降落以前前往最近的适当机场而剩余发动机停机。概率=以下中较小的一个:[K1KNr2(TE+(T3)/4-KST5)]或[K1KNr2(TE+0.6(TR-TE)-KST5)]+r3KNDKST5;和3)第一发动机停机将不重新启动。P=KN。这些概率中的每个概率取决于假设事件(如果有的话)之前出现过并且在时间序列中。因此:
P3=2r2T3([K1KNr2(TE+T3/4-KST5)]或[K1KNr2(TE+0.6(TR-TE)-KST5)]+r3KNDKST5)KN
由于TA3等于TE+(T3)/4或TE+0.6(TR-TE)中较小的一个,所以TA3可以以上较小的一个替代,因此
P3=2r2T3((K1KNr2(TA3-KST5))+r3KNDKST5)KN
第一发动机停机在非ETOPS晚期巡航阶段312期间出现的事件序列:
第一发动机运行异常出现在非ETOPS晚期巡航阶段312期间并且发动机停机的概率=2r2T4
飞行器飞向最近的机场,而剩余的发动机在着陆前停机。
P4b=K1KNr2(TE+T5)/2-KST5)+r3KNDKST5
其中P4b是在非ETOPS晚期巡航阶段312中在第一发动机停机出现后的第二IFSD的概率。
第一发动机停机不会以概率=KN重新启动。KN是第一发动机停机将无法重新启动的概率。
P4是非ETOPS晚期巡航阶段312期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率。此概率是之前出现的三个概率的乘积。1)第一运行异常出现在非ETOPS晚期巡航阶段312期间,并且发动机停机。概率=2r2T4;2)在降落之前飞机飞往最近的机场,但是剩余的发动机中止运转或失效。概率=K1KNr2(TE+T5)/2-KST5)+r3KNDKST5;和3)第一发动机停机将不会重新启动。P=KN。这些概率中的每个概率取决于假设事件(如果有的话)之前出现过并且在时间序列中。因此,
P4=2r2T4[K1KNr2((TE+T5)/2-KST5)+r3KNDKST5]KN
第一发动机停机在下降阶段314期间出现的事件序列:
第一发动机运行异常出现在下降阶段314期间,并且发动机停机的概率P=2r3T5。初始IFSD的此概率基于巡航结束时的两个发动机运转(但一个发动机有时在下降中停机)、下降阶段期间的每个发动机停机率r3(发动机停机/发动机下降小时)、以及双发动机下降阶段的正常持续时间T5
在目的地机场着陆之前剩余的发动机停机的概率,
P5b=KNDr3(T5/2),
其中P5b是在下降阶段314中在第一发动机停机出现后的第二IFSD的概率。
第二IFSD的概率基于之前已经出现在T5的平均中点的发动机停机,于是剩余的下降和降落在原始目的地机场的时间为T5/2、相对第一次停机以因子KND下降的每发动机下降小时的发动机停机r3(第二IFSD没有不必要的IFSD)。
第一发动机停机不会以概率P=KND重新启动。这是第一发动机停机将无法重新启动的概率。
P5是下降阶段314期间自双独立发动机停机开始起的总推力损失的概率。此概率是之前出现的三个概率的乘积。1)第一发动机运行异常出现在下降阶段314期间,并且发动机停机。P=2r3T5;2)在降落到目的地机场之前剩余的发动机停机。P=KNDr3(T5/2);和3)第一发动机停机将不会重新启动。P=KN。这些概率中的每个概率取决于假设事件(如果有的话)之前出现过并且在时间序列中。尽管损失来自两个发动机的推力,但是飞行可以安全着陆也是可能的,因为当一个发动机停机时飞行器已经在进场。
P5=(2r3T5)(KNDr3(T5/2))KND=(r3T5KND)2。
ETOPSIFSD风险计算器模块404被用于为各种ETOPS航线执行计算。ETOPSIFSD风险计算器模块404在很大程度上加快计算的验证,如本文所述的。
图7是根据本公开的一个实施例的ETOPSIFSD风险计算器模块404的示例性输出参数表700的图示,其显示累积的风险进度(riskprogression)值。列702显示逝去的飞行时间(以小时计),列704显示在飞行的每个阶段结束时的累积风险值,该值由ETOPSIFSD风险计算器模块404计算。例如,在逝去的时间为0.333小时(爬升阶段306结束)时,累积的风险等于爬升阶段风险P1。在逝去的时间为2.333小时(非ETOPS早期巡航阶段308结束)时,累积的风险等于非ETOPS早期巡航阶段风险P2加上P1。在逝去的时间为6.683小时时,累积的风险等于ETOPS阶段风险P3加上P2和P1。在逝去的时间为8.683小时(非ETOPS晚期巡航阶段312结束)时,累积的风险等于非ETOPS晚期巡航阶段风险P4加上P3、P2和P1。此外,累积的风险PT是下降阶段风险P5加上P4、P3、P2和P1。图7所示的ETOPSIFSD风险计算器模块404计算的累积概率的数量级为10-10,其明显小于被认为是飞行器操作可接受的10-9值。ETOPSIFSD风险计算器模块404演示的较低的风险鼓励管理者并使管理者能够允许较短的飞行,要求较少的燃料和时间。图8和9显示在显示屏414上呈现的累积风险。
图8是根据本公开实施例利用条形图表呈现在显示屏414上的总计风险的示例性图形输出800的图示,所述总计风险显示在图7的输出参数表中。图8显示爬升阶段806/306、非ETOPS早期巡航阶段808/308、ETOPS阶段810/310、非ETOPS晚期巡航阶段812/312以及下降阶段814/314的各自的风险。
图9是根据本公开实施例的ETOPS飞行的所有阶段的累积风险进度的示例性图形输出900的图示,所述累积风险进度由图7的输出参数表说明并利用线性图902呈现在显示屏414上。急剧上升意味着风险的较快积累。
图10是根据本公开的实施例呈现在显示屏414上的示例性参数表1000的图示。参数表1000源自输入参数表500(即,当前列502)和为用户方便而呈现的输出参数表600(即,PA608),因此参数与图形适当关联。
图11是根据本公开的实施例显示分析延伸操作(ETOPS)双独立发动机飞行中停机(IFSD)的风险的过程1100的示例性流程图,该过程可以由ETOPSIFSD风险分析器系统400适当使用。执行的和过程1100有关的各种任务可以通过软件、硬件、固件、具有用于执行该过程方法的计算机可执行指令的计算机可读介质或其任意组合来执行。过程1100可以记录在计算机可读介质中,如半导体存储器、磁盘、光盘等,并且可以由例如计算机CPU访问和执行,计算机CPU诸如是其中存储计算机可读介质的处理器模块408。应当理解过程1100可包括任意数量的附加或替代任务,显示在图11中的任务不需要以图示的顺序执行,并且过程1100可以包含到具有本文未详细描述的附加功能的更复杂的程序或过程中。为了说明的目的,过程1100的以下说明可以提到以上连同图3-10提及的元件。在实际的实施例中,过程1100的各部分可以由系统400的不同元件执行,诸如输入模块402、ETOPSIFSD风险计算器模块404、显示模块406、处理器模块408和存储器模块410。过程1100可以具有与图1-10中显示的实施例类似的功能、材料和结构。因此,本文不冗余地描述公共特征、功能和元件。
过程1100可以开始于提供如上所述的双发动机飞行器/发动机组合性能数据集以获得飞行具体数据(任务1102)。
之后,过程1100可以继续,提供如上所述的用户输入的可变数组(任务1104)。用户输入的可变数组可以至少包括平均发动机飞行中停机率、爬升阶段306的平均持续时间、ETOPS规则时间和计划的总飞行时间。
之后,过程1100可以继续,基于用户输入的可变数组和各种飞行阶段的飞行具体数据计算飞行时间(过程1106)。
之后,过程1100可以继续,基于用户输入的可变数组、飞行具体数据和飞行时间为ETOPS飞行的各种阶段计算双独立发动机停机总推力损失概率值(任务1108)。
之后,过程1100可以继续,基于总推力损失概率值利用ETOPSIFSD风险计算装置(如ETOPSIFSD风险计算器模块404)计算ETOPS飞行中双独立发动机飞行中停机(IFSD)的计算风险(任务1110)。
之后,过程1100可以继续,在显示屏414上显示总推力损失概率值、用户可变数组和计算的风险的数值(任务1112)。
之后,过程1100可以继续,在显示屏414上以图形方式显示总推力损失概率值、用户可变数组和计算的风险(任务1114)。
通过这种方式,本公开的各种实施例鼓励飞行器管理者且使能飞行器管理者允许以较短的飞行、减少的燃料消耗、较高的有效载荷范围和较低的飞行时间用于双发动机ETOPS操作。这些实施例为管理者、操作人员、飞行器厂商和发动机厂商提供一种观测多个飞行参数对风险和ETOPS操作的实际影响的快速方法。管理者可以安心地批准世界各地的ETOPS操作。操作人员可以申请新操作,向其管理者显示它们是如何的安全。厂商可以为其飞行器获得更多和更长的ETOPS操作的批准。
尽管至少一个示例实施例已经呈现在之前的详细描述中,但是应当理解存在大范围的变化。还应当意识到,本文描述的一个或多个示例实施例并非要以任何方式限制主题的范围、适用性或配置。相反,之前的详细描述将为本领域技术人员提供用于实施详述的一个或多个实施例的方便的路线图。应当理解可以对元件的功能和布局作出各种变化而不偏离权利要求限定的范围,权利要求的范围包括提出本专利申请时已知的等价物和可预知的等价物。
在本文中,本文使用的术语“模块”指用于执行本文描述的相关功能的软件、固件、硬件和这些元素的任意组合。此外,为了讨论的目的,各种模块被描述为分离模块;然而,对于本领域的技术人员来说,显而易见的是,可以组合两个或更多模块以形成执行依照本公开的实施例的相关功能的单个模块。
本文中,术语“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等通常可以用于指介质,如存储器、存储器件或存储单元。这些形式和其他形式的计算机可读介质可参与存储一个或更多指令供存储器模块408使用,从而使处理器模块408执行指定的操作。这些指令通常指代“计算机程序代码”或“程序代码”(其可以以计算机程序或其他分组形式来分组),在被执行时,这些指令使利用系统400的ETOPSIFSD风险计算装置分析延伸操作(ETOPS)双独立发动机飞行中停机(IFSD)的风险的方法运作。
以上描述提到“连接”或“耦连”到一起的元件或节点或特征部件。如本文的使用,除非明确说明,否则“连接”意指一个元件/节点/特征部件直接接合到另一元件/节点/特征部件(或直接与其通信),并且未必是机械地。同样,除非明确说明,否则“耦连”意指一个元件/节点/特征部件直接或间接地接合到另一元件/节点/特征部件(或直接或间接地与其通信),并且未必是机械地。因此,尽管图1-10描述了元件的示例布局,但是另外的中间元件、器件、特征部件或组件可以存在于本公开的实施例中。
除非明确说明,否则本文使用的术语和短语及其变体应当解释为开放式的而不是限制性的。举一个之前的示例:术语“包括”应当理解为“包括,但不限于”或类似的含义;术语“示例”用于提供讨论的术语的示例性实例,而不是排他性或限制的列表;以及形容词如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”以及具有类似含义的术语不应当解释为将描述的术语限制到给定的时间段或给定时间内可用的术语,相反应当理解为包含惯例的、传统的、正常的或标准的技术,这些技术现在或在将来的任何时间可用或已知。同样,除非明确说明,否则一组与连接词“和/以及”连接的术语不应当理解为要求这些术语的每个存在于该组中,而应当理解为“和/或”。与此类似,除非明确说明,否则一组与连接词“或”连接的术语不应当理解为要求该组中相互排斥,而应当理解为“和/或”。而且,尽管本公开的术语、元件或组件可以以单数描述或要求保护,但是复数个术语、元件或组件属于本公开的范围,除非明确说明对单数的限制。一些实例中扩充性词语和短语的存在,如“一个或更多”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语,不应当理解为在可能不存在这种扩展短语的实例中意指或要求较窄的情形。

Claims (12)

1.一种计算在双发动机飞行器的预定义延伸操作飞行期间即预定义ETOPS飞行期间的双独立发动机停机序列的风险的方法,所述预定义ETOPS飞行包括从始发机场起飞和在目的地机场降落,所述方法包括:
计算爬升阶段、非ETOPS早期巡航阶段、ETOPS阶段、非ETOPS晚期巡航阶段和下降阶段中每一个的双独立发动机停机序列的概率,所述预定义ETOPS飞行可分为上述的爬升阶段、非ETOPS早期巡航阶段、ETOPS阶段、非ETOPS晚期巡航阶段和下降阶段,所述双独立发动机停机序列由事件序列组成,对于每个阶段,其事件序列与其他阶段的事件序列是相互排斥的,包括事件的阶段的所述事件序列具有相应的条件概率,这些条件概率的乘积是相应阶段的停机序列的概率,
将所述预定义ETOPS飞行期间的双独立发动机停机序列的风险计算为所述阶段的概率之和的函数;以及
传递所述风险用于显示,其中所述双独立发动机停机序列由事件序列组成,对于每个阶段,其事件序列包括在所述预定义ETOPS飞行期间停机之后并且在降落在所述目的地机场或者备用机场之前不可重新启动的第二发动机停机之后,第一发动机失效以重新启动的第三事件,其中所述方法进一步包括计算每个阶段的所述第三事件的条件概率,所述第三事件的条件概率被计算为不可重新启动的发动机停机率与相应阶段的总发动机停机率的比率,至少某些所述阶段的比率是单独并且独立的,以及其中包括计算所述概率、计算所述风险和计算所述条件概率的操作由包括处理器和连接到所述处理器的存储介质的系统执行,所述存储介质具有存储在其中的计算机程序代码,响应于由所述处理器执行,所述计算机程序代码使得所述系统执行相应操作。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述双独立发动机停机序列由事件序列组成,对于每个阶段,其事件序列包括按顺序的在所述预定义ETOPS飞行期间的第一发动机停机、在降落在所述目的地机场或者备用机场之前的不可重新启动的第二发动机停机和所述第一发动机失效以重新启动的第三事件。
3.根据权利要求1所述的方法,其中对于每个阶段,所述事件序列包括在所述预定义ETOPS飞行期间的所述第一发动机停机的第一事件,并且其中所述方法进一步包括计算每个阶段的所述第一事件的条件概率,所述第一事件的条件概率被计算为以下项乘积的函数:相应阶段的发动机停机率、相应阶段的持续时间,至少某些所述阶段的发动机停机率是单独并且独立的。
4.根据权利要求1所述的方法,进一步包括接收至少包括每个阶段的所述发动机停机率的输入,所述发动机停机率是相应阶段的发动机停机率的历史权重的函数,所述历史权重针对所述双发动机飞行器的模型。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述双独立发动机停机序列由事件序列组成,对于每个阶段,其事件序列进一步包括在所述预定义ETOPS飞行期间的所述第一发动机停机之后并且在降落在所述目的地机场或者备用机场之前的所述不可重新启动的第二发动机停机的第二事件,并且其中所述方法进一步包括计算每个阶段的所述第二事件的条件概率,所述第二事件的条件概率被计算为降落在所述目的地机场或者备用机场的预计持续时间的函数,每个阶段的所述预计持续时间是单独并且独立的。
6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括接收至少包括每个阶段的不可重新启动的发动机停机率与总发动机停机率的比率的输入,每个阶段的不可重新启动的发动机停机率与总发动机停机率的所述比率是通过经验确立并且针对所述双发动机飞行器的模型。
7.一种计算在双发动机飞行器的预定义延伸操作飞行期间即预定义ETOPS飞行期间的双独立发动机停机序列的风险的系统,所述预定义ETOPS飞行包括从始发机场起飞和在目的地机场降落,所述系统包括:
处理器;和
连接到所述处理器并且具有存储在其中的计算机程序代码的存储介质,响应于由所述处理器执行,所述计算机程序代码使得所述系统至少执行以下操作:
计算爬升阶段、非ETOPS早期巡航阶段、ETOPS阶段、非ETOPS晚期巡航阶段和下降阶段中每一个的双独立发动机停机序列的概率,所述预定义ETOPS飞行可分为上述的爬升阶段、非ETOPS早期巡航阶段、ETOPS阶段、非ETOPS晚期巡航阶段和下降阶段,所述双独立发动机停机序列由事件序列组成,对于每个阶段,其事件序列与其他阶段的事件序列是相互排斥的,包括事件的阶段的所述事件序列具有相应的条件概率,这些条件概率的乘积是相应阶段的停机序列的概率,
将所述预定义ETOPS飞行期间的双独立发动机停机序列的风险计算为所述阶段的概率之和的函数;以及
传递所述风险用于显示,其中所述双独立发动机停机序列由事件序列组成,对于每个阶段,其事件序列包括在所述预定义ETOPS飞行期间停机之后并且在降落在所述目的地机场或者备用机场之前不可重新启动的第二发动机停机之后,第一发动机失效以重新启动的第三事件,其中所述存储介质具有存储在其中的另外的计算机程序代码,响应于由所述处理器执行,所述另外的计算机程序代码使得所述系统进一步计算每个阶段的所述第三事件的条件概率,所述第三事件的条件概率被计算为不可重新启动的发动机停机率与相应阶段的总发动机停机率的比率,至少某些所述阶段的比率是单独并且独立的。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述双独立发动机停机序列由事件序列组成,对于每个阶段,其事件序列包括按顺序的在所述预定义ETOPS飞行期间的第一发动机停机、在降落在所述目的地机场或者备用机场之前的不可重新启动的第二发动机停机和所述第一发动机失效以重新启动的第三事件。
9.根据权利要求7所述的系统,其中对于每个阶段,所述事件序列包括在所述预定义ETOPS飞行期间的所述第一发动机停机的第一事件,并且其中所述存储介质具有存储在其中的另外的计算机程序代码,响应于由所述处理器执行,所述另外的计算机程序代码使得所述系统进一步计算每个阶段的所述第一事件的条件概率,所述第一事件的条件概率被计算为以下项乘积的函数:相应阶段的发动机停机率、相应阶段的持续时间,至少某些所述阶段的发动机停机率是单独并且独立的。
10.根据权利要求7所述的系统,其中所述存储介质具有存储在其中的另外的计算机程序代码,响应于由所述处理器执行,所述另外的计算机程序代码使得所述系统进一步接收至少包括每个阶段的所述发动机停机率的输入,所述发动机停机率是相应阶段的发动机停机率的历史权重的函数,所述历史权重针对所述双发动机飞行器的模型。
11.根据权利要求7所述的系统,其中所述双独立发动机停机序列由事件序列组成,对于每个阶段,其事件序列进一步包括在所述预定义ETOPS飞行期间的所述第一发动机停机之后并且在降落在所述目的地机场或者备用机场之前的所述不可重新启动的第二发动机停机的第二事件,并且其中所述存储介质具有存储在其中的另外的计算机程序代码,响应于由所述处理器执行,所述另外的计算机程序代码使得所述系统进一步计算每个阶段的所述第二事件的条件概率,所述第二事件的条件概率被计算为降落在所述目的地机场或者备用机场的预计持续时间的函数,每个阶段的所述预计持续时间是单独并且独立的。
12.根据权利要求7所述的系统,其中所述存储介质具有存储在其中的另外的计算机程序代码,响应于由所述处理器执行,所述另外的计算机程序代码使得所述系统进一步接收至少包括每个阶段的不可重新启动的发动机停机率与总发动机停机率的比率,每个阶段的不可重新启动的发动机停机率与总发动机停机率的所述比率是通过经验确立并且针对所述双发动机飞行器的模型。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8700363B2 (en) * 2010-09-08 2014-04-15 The Boeing Company ETOPS IFSD risk calculator
US9753894B2 (en) * 2010-09-08 2017-09-05 The Boeing Company Establishing availability of a two-engine aircraft for an ETOPS flight or an ETOPS flight path for a two-engine aircraft
US10114847B2 (en) * 2010-10-04 2018-10-30 Ca, Inc. Change capture prior to shutdown for later backup
WO2015119733A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-13 The Boeing Company Establishing availability of a two-engine aircraft for an etops flight
US9852240B2 (en) * 2014-07-23 2017-12-26 General Electric Company Systems and methods for gas turbine operational impact modeling using statistical and physics-based methodologies
CN104527775B (zh) * 2014-12-20 2017-04-26 株洲易力达机电有限公司 一种转向系统转向力矩及轮胎侧向力估计方法
US10042964B2 (en) 2015-03-02 2018-08-07 General Electric Company Method of evaluating a part
CN105069187B (zh) * 2015-07-15 2018-06-26 北京航空航天大学 一种基于飞参面板数据模型的重着陆预测方法
US10099804B2 (en) 2016-06-16 2018-10-16 General Electric Company Environmental impact assessment system
CN106529032B (zh) * 2016-11-09 2019-02-26 中国商用飞机有限责任公司 一种确定飘降失效点的方法
CN106777554B (zh) * 2016-11-29 2021-03-23 哈尔滨工业大学(威海) 基于状态基线的航空发动机气路单元体健康状态评价方法
CN108860631B (zh) * 2017-05-10 2021-11-02 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 一种基于固定翼飞机的性能管理系统
GB2574001B (en) * 2018-05-18 2022-08-17 Univ Bath Apparatus, method and system relating to aircraft systems
US20200043349A1 (en) * 2018-08-02 2020-02-06 Avplat India Pvt Ltd System for plotting flight route
CN109783876B (zh) * 2018-12-19 2024-02-06 平安科技(深圳)有限公司 时间序列模型建立方法、装置、计算机设备和存储介质
US11193428B2 (en) 2019-01-31 2021-12-07 Pratt & Whitney Canada Corp. System and method for monitoring component integrity during engine operation
CN109911249B (zh) * 2019-03-27 2020-12-25 北京理工大学 低推重比飞行器的星际转移有限推力入轨迭代制导方法
US11574548B2 (en) * 2019-04-25 2023-02-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Aircraft degraded operation ceiling increase using electric power boost
CN110134025B (zh) * 2019-05-26 2022-05-27 天津大学 一种小型分布式高超声速飞行器实时仿真系统
CN110837979B (zh) * 2019-11-18 2022-02-15 吉旗物联科技(上海)有限公司 基于随机森林的安全驾驶风险预测方法及装置
US11427353B2 (en) 2019-12-13 2022-08-30 Pratt & Whitney Canada Corp. System and method for testing engine performance in-flight
US11551562B2 (en) 2020-05-14 2023-01-10 The Boeing Company Efficient flight planning for regions with high elevation terrain
CN113051748B (zh) * 2021-03-19 2024-09-03 北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司 一种飞机可靠性数据资产风险全要素构建方法及装置
CN114282792A (zh) * 2021-12-20 2022-04-05 中国民航科学技术研究院 一种飞行着陆品质监控与评估方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1243895A2 (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Navigation assisting system, flight-route calculating method, and navigation assisting method
CN101013529A (zh) * 2007-01-29 2007-08-08 北京航空航天大学 缩小垂直间隔空域的运行安全数据处理系统及方法
CN101019004A (zh) * 2004-03-31 2007-08-15 波音公司 控制航行器驾驶舱上信息的显示的方法和系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5586252A (en) * 1994-05-24 1996-12-17 International Business Machines Corporation System for failure mode and effects analysis
US6631384B1 (en) * 2000-09-05 2003-10-07 Algoplus Consulting Limited Information system and method using analysis based on object-centric longitudinal data
JP2004534237A (ja) 2001-07-05 2004-11-11 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 沸騰水型原子炉の安全解析を実行する方法及びシステム
US7191108B2 (en) 2002-06-20 2007-03-13 General Electric Company Structured approach for risk-informing deterministic safety analyses
US7734400B2 (en) * 2003-07-24 2010-06-08 Honeywell International Inc. Fault detection system and method using augmented data and fuzzy logic
RU2005116169A (ru) 2005-05-20 2006-11-27 Вадим Игоревич Дунаев (RU) Способ и система анализа и оценки безопасности технологического процесса
US8271150B2 (en) * 2005-12-22 2012-09-18 The Boeing Company Methods and systems for displaying enroute moving maps
US8437904B2 (en) * 2007-06-12 2013-05-07 The Boeing Company Systems and methods for health monitoring of complex systems
US20090150012A1 (en) * 2007-12-10 2009-06-11 Leedor Agam System for producing a flight plan
US8700363B2 (en) * 2010-09-08 2014-04-15 The Boeing Company ETOPS IFSD risk calculator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1243895A2 (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Navigation assisting system, flight-route calculating method, and navigation assisting method
CN101019004A (zh) * 2004-03-31 2007-08-15 波音公司 控制航行器驾驶舱上信息的显示的方法和系统
CN101013529A (zh) * 2007-01-29 2007-08-08 北京航空航天大学 缩小垂直间隔空域的运行安全数据处理系统及方法

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