CN103213677B - 用于在着陆阶段期间协助飞机的驾驶的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在着陆阶段期间协助飞机的驾驶的方法和装置。该装置(1)包括构件(4，7)，其确保在着陆跑道上的滑跑期间，在标称情况下飞机将与所选出口相齐地停止，同时保证在出现故障的情况下飞机将停止在跑道的终点之前。

Description

用于在着陆阶段期间协助飞机的驾驶的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于在着陆阶段期间协助飞机(尤其是民用运输飞机)的驾驶的方法和装置，所述飞机被设置有自动制动系统，该自动制动系统能够使飞机在地面上自动地制动。

背景技术

在自动制动的框架中，被称为BTV(其代表“刹车到腾出”)的功能是已知的，其目的是计算将允许飞机(在着陆期间在跑道上滑跑)与跑道的出口相齐地自动停止的受控减速。

特别地，通过文献FR-2817979和FR-2857468了解到在滑跑阶段中自动控制飞机的减速的装置，其实现该BTV功能。这些装置允许飞机的机组人员选择着陆跑道上的出口滑行道，并在着陆滑跑期间自动地和优化地管理(协助选择与已知着陆性能兼容的实际的出口滑行道，最小化跑道占用时间，最小化所需的制动能量，提高舒适度)飞机的减速，直到到达所选的出口滑行道。因此，在正常的操作条件下，依靠这些普通的装置，保证最优地到达这个出口滑行道。

主要基于飞机的地面速度和相对于跑道的端头的飞机的距离和出口(由飞行员选择)的距离，来计算上述受控减速。

发明内容

本发明涉及一种用于在着陆于机场上的阶段期间协助飞机的驾驶的装置，其目的是以与在着陆期间所需要的要求兼容的高概率来保证飞机将永远停止在跑道的终点之前。

为了这个目的，根据本发明，所述类型的装置被设置有自动制动系统，所述自动制动系统能够在着陆跑道上的地面滑跑期间自动地使飞机制动，所述制动系统包括：

-飞行控制计算机，其用于计算标称减速，当该标称减速被应用于飞机时使得有可能使飞机与着陆跑道上的所选出口相齐地停止；以及

-制动计算机，其用于基于接收到的减速来计算用于控制使飞机制动的构件的命令，

值得注意的是：

-所述装置还包括：

·第一构件，其用于提供表明与在着陆期间飞机上所需的安全目标兼容的错误发生率或变化发生率的数据；

·第二构件，其用于基于所述数据来计算最小减速，当该最小减速被应用于所述飞机时，使得有可能确保飞机停止在着陆跑道的终点之前；以及

·第三构件，其用于将所述标称减速和所述最小减速进行比较，并用于将较高的减速传输到所述制动计算机；以及

-所述第二和第三构件形成所述飞行控制计算机的部分。

所述飞行控制计算机和所述制动计算机是根据标准DO-178B认证的DAL A，也就是说处于高完整性水平。

因此，通过本发明：

-在一方面，基于表明高完整性水平的数据，来在具有高完整性水平(认证的DALA)的计算机中实施与最小减速相关的所有计算；以及

-在另一方面，如果最小减速高于所述标称减速(意图使飞机与着陆跑道上的所选出口相齐地停止)(如上文指示的那样其可能是错误的)，那么考虑最小减速(使得有可能确保飞机停止在着陆跑道的终点之前)。

在其中最晚在跑道的端头处越过(clear)预定高度(下文指定)的情况下，这些特征使得有可能以高的概率(其与着陆期间所需要的要求相兼容)保证飞机将永远停止在跑道的终点之前，也就是说它将不会(纵向地)离开跑道。

在本发明的框架内，数据(或系统)的“高完整性水平”意图意味着这些数据(或由这些系统处理的数据)表明错误或变化的发生率(或发生的概率)，其与在着陆期间飞机上所需的安全目标兼容。

有利地，所述数据包括以下数据中的至少一项：

-飞机的地面速度的值；

-飞机和用于着陆的跑道的端头之间的距离的估计；

-用于着陆的跑道的长度的值。

此外，所述第一构件以有利的方式包括以下元件：

-多个惯性参考系统，其能够产生飞机的地面速度，以及仅在分别从所述多个惯性参考系统产生的各地面速度之间存在一致性的情况下用于将地面速度提供为给定数据的被动(passivation)构件，因此使得有可能提供表明高完整性水平的地面速度；和/或

-集成到所述飞行控制计算机(具有高完整性水平)中的构件，并且所述构件被形成为使得通过对地面速度求积分(integrate)来估计飞机和用于着陆的跑道的端头之间的距离，因此使得有可能计算和提供表明高完整性水平的飞机-端头距离。

此外，有利地，为了能够提供也表明高完整性水平的跑道长度的值，所述第一构件包括：

-存储构件，其被集成到所述飞行控制计算机中，并存储用于着陆的跑道的长度的值；以及

-飞机的驾驶员座舱的显示计算机，其接收该值并将其显示在飞行驾驶舱的屏幕上。有利地，该显示计算机是根据标准DO-178B认证的DALA。

根据程序，飞行员必须随后验证所显示的值确实与在他的处理处的进场图上所记录的值相同，并且如果它不是这样的情况，则他必须脱离所使用的BTV类型的自动制动功能。这个程序因此确保在最小减速的计算中使用的跑道长度值也同样是高完整性水平的。

由于用于计算最小减速的所有数据必须展示高完整性水平，因此根据本发明，使用的是从具有高完整性水平的计算机产生的数据或已经通过适当的构件(或过程)强化的数据。

此外，有利地，所述第二构件通过执行普通的减速规律，基于飞机和跑道的端头之间的距离的估计以及跑道的长度来计算所述最小减速。

此外，有利地，飞行控制计算机是飞机的主要飞行控制计算机。

本发明还涉及一种用于在着陆于机场上的阶段期间协助飞机的驾驶的方法，所述飞机被设置有自动制动系统，所述自动制动系统能够在飞机在着陆跑道上地面滑跑期间自动地使飞机制动，并所述自动制动系统包括飞行控制计算机和制动计算机，如前所述的那些。

根据本发明，所述方法值得注意的是：

-还提供有：

·第一构件，其用于提供表明与在着陆期间飞机上所需的安全目标相兼容的错误发生率或变化发生率的数据；

·第二构件，其用于基于所述数据来计算最小减速，当该最小减速被应用于所述飞机时，使得有可能确保飞机停止在着陆跑道的终点之前；

·第三构件，其用于比较所述标称减速和所述最小减速，并将较高的减速传输到所述制动计算机；以及

-所述第二和第三构件形成所述飞行控制计算机的部分。

此外，本发明还涉及一种飞机，特别是民用运输飞机，其包括用于辅助驾驶的装置，如前所述的那些。

附图说明

附图中的唯一的图将阐明可以具体化本发明的方式。这个唯一的图1是根据本发明的用于辅助驾驶的装置的示意图。

具体实施方式

根据本发明的并示意性地在图1中表示的装置1意图在着陆阶段期间(并且更特别地在实际着陆之后在着陆跑道上滑跑时)协助飞机(特别是民用运输飞机)(没有被表示)的驾驶。

本发明被应用于装备有自动制动系统10(形成所述装置1的部分)的飞机。在普通方式中，当它被启动时，这样的自动制动系统10自动地启动制动构件2，尤其例如飞机A的制动器，目的是在地面滑跑期间使飞机A制动。

所述装置1包括，如图中所表示的：

-普通信息源组3，其能够确定飞机A的各种参数(位置，速度等等)的当前值；-DALA认证的飞行控制计算机4，其具有高完整性水平(A380飞机上的PRIM类型)，其通过链路5与所述组3连接，并且其包括能够实施BTV类型的功能的普通构件6。更精确地，所述构件6能够计算标称减速，当将其应用于飞机时(通过制动构件2)，使得有可能让它与所使用的着陆跑道上的所选出口相齐地自动停止。装置1还包括允许飞行员装备BTV功能的构件(没有被表示)；以及-制动计算机7，其同样是DALA认证的，因此具有高完整性水平(A380飞机上的BCS类型)，其通过链路8与所述计算机4连接，并且其包括普通构件9，所述普通构件9基于从计算机4接收到的减速来计算用于控制飞机的制动构件2的命令，所述命令通过链路10传输到所述飞机的制动构件2。

根据本发明，所述装置1还包括：

-构件12，其用于提供表明高完整性水平的数据；

-构件13，其用于基于具有高完整性水平的所述数据自动计算最小减速，当该最小减速被应用到所述飞机时，使得有可能确保飞机停止在着陆跑道的终点之前；

-构件14，其用于自动地将所述标称减速(通过链路15从构件6接收到)和所述最小减速(通过链路16从构件13接收到)进行比较，并用于自动地将这两个减速中的较高的减速传输到所述计算机7，为的是将它应用到飞机。

此外，根据本发明，如图中表示的那样，所述构件13和14形成所述DAL A认证的计算机4的部分(因此具有高完整性水平)，最好是主要飞行控制计算机。所述DALA认证根据标准DO-178B。

因此由构件14选择的该减速被分派到(制动)计算机7(在A380飞机上的BCS类型)，确保在标称情况下飞机将与由飞行员以通常方式选择的出口相齐地停止，同时保证在出现故障的情况下(以高完整性水平这样做)，飞机将停止在跑道的终点之前。这在最晚在跑道的端头处越过预定高度(下文指定)的情况下也得以保证。

事实上，依靠本发明：

-在一方面，基于也表明高完整性水平的数据，在高完整性水平计算机(DALA认证的)中执行与所述最小减速相关的所有计算，如下文指定；以及

-在另一方面，如果所述最小减速高于所述标称减速(意图以与着陆跑道上的所选出口相齐的方式使飞机停止)(其可能是错误的)，则考虑到所述最小减速(使得有可能确保飞机停止在着陆跑道的终点之前)，因此，使得有可能以高概率(其与着陆期间所需要的要求相兼容)保证飞机将永远停止在跑道的终点之前，也就是说它将不会(纵向地)离开跑道。

在本发明的框架内，数据[或系统(计算机4和7)]的“高完整性水平”意图意味着这些数据(或由这些系统处理的数据)表明与在着陆期间飞机上所需的安全目标相兼容的错误发生率或变化发生率。

此外，所述构件12包括：

-多个普通的惯性参考系统19A到19N(IRS类型的，DALA认证的)，N是大于1的整数，能够以通常的方式产生飞机的地面速度；以及

-被动构件20，其通过链路21A到21N分别与所述惯性参考系统19A到19N相连接，并且其被形成以便验证这些地面速度并仅在分别从所述惯性参考系统19A到19N产生的地面速度之间存在一致性的情况下提供当前的地面速度作为给定数据，因此使得有可能将表明高完整性水平的地面速度传送到计算机4。在不一致的情况下(伴随着地面速度通信缺陷)，计算最小减速的功能和由此BTV功能不再可用。

此外，所述构件12还包括构件23，其集成到所述计算机4中并且其被形成以便通过对从构件20接收到的地面速度进行积分来估计飞机和用于着陆的跑道的端头之间的距离。这使得有可能计算和提供也表明高完整性水平的飞机-端头距离。

只要跑道的端头是不交叉的，执行地面速度的积分的积分器被初始化为零。基于飞机相对于地面的高度来估计跑道端头的交叉。当无线电测高得到的高度变得小于预定高度(例如50英尺)时，根据飞机的类型，跑道端头被认为是交叉的。

该无线电测高得到的高度由具有非常高完整性水平的计算机产生，因此对飞机跑道端头距离的估计也是高完整性水平的。

此外，跑道长度仅在由具有低完整性水平的计算机(在A380飞机上的OANS类型)提取的数据库中可用，该数据可能没有被用作此。因此，根据本发明，为了能够提供也表明高完整性水平的跑道长度的值，所述构件12此外包括：

-存储构件24，其被集成到所述计算机4中，并且飞行员一运行BTV功能，该存储构件24就存储跑道长度的值(用于着陆)；以及

-具有高完整性水平(DALA认证的)的显示计算机25(例如，在A380飞机上的CDS类型)，其接收(通过链路26)该个值并在飞机驾驶舱的屏幕27上显示该值。

根据程序，飞行员必须随后验证显示在屏幕27上的值确实与在他的处理处的进场图上所记录的值相同。并且如果它不是这样的情况，则他必须脱离自动制动功能(BTV功能)。这个程序因此确保在由构件13进行的最小减速的计算中使用的跑道长度的值也同样是高完整性水平的。

由装置1使用的用于计算最小减速的数据必须表明高完整性水平，因此根据本发明，要考虑从高完整性水平计算机产生的数据或已经通过适当的构件(或程序)强化的数据。

此外，通过执行诸如例如在文件FR-2903801中指出的普通的减速规律，所述构件13基于飞机和跑道的端头之间的距离(从构件23接收到)的估计以及基于跑道的长度(从构件24接收到)，来计算所述最小减速。

特别地，可以按照以下类型的适当普通规律来计算最小减速：

-具有恒定减速；

-具有斜坡或斜坡-平稳型的减速，等等。

Claims (11)

1.一种用于在着陆于机场上的阶段期间协助飞机的驾驶的装置，所述装置（1）被设置有自动制动系统（10），所述自动制动系统（10）能够在着陆跑道上的地面滑跑期间自动地使飞机制动，所述制动系统（10）包括：

-飞行控制计算机（4），其用于计算标称减速，当将该标称减速应用于飞机时，使得飞机与着陆跑道上的所选出口相齐地停止；以及

-制动计算机（7），其用于基于接收到的减速来计算用于控制该飞机的制动构件（2）的命令，

其中：

-所述装置还包括：

·第一构件（12），其用于提供表明与在着陆期间飞机上所需的安全目标兼容的错误发生率或变化发生率的数据；

·第二构件（13），其用于基于所述数据来计算最小减速，当该最小减速被应用于所述飞机时，使得确保飞机停止在着陆跑道的终点之前；以及

·第三构件（14），其用于将所述标称减速和所述最小减速进行比较，并用于将较高的减速传输到所述制动计算机（7）；以及

-所述第二和第三构件（13，14）形成所述飞行控制计算机（4）的部分。

2.如权利要求1所述的装置，

其中所述数据包括以下数据中的至少一项：

-飞机的地面速度的值；

-飞机和用于着陆的跑道的端头之间的距离的估计；

-用于着陆的跑道的长度的值。

3.如权利要求1和2中的一项所述的装置，

其中所述第一构件（12）包括：多个惯性参考系统（19A到19N），其能够产生该飞机的地面速度；以及被动构件（20），其用于仅在分别从所述惯性参考系统（19A到19N）产生的地面速度之间存在一致性的情况下，提供地面速度作为给定数据。

4.如权利要求1所述的装置，

其中所述第一构件（12）包括构件（23），其被集成到所述飞行控制计算机（4）中，并且其被形成以便通过对地面速度进行积分来估计飞机和用于着陆的跑道的端头之间的距离。

5.如权利要求1所述的装置，

其中所述第一构件（12）包括：

-存储构件（24），其被集成到所述飞行控制计算机（4）中，并且其存储用于着陆的跑道长度的值；以及

-飞机的驾驶员座舱的显示计算机（25），其接收该值并在飞机驾驶舱的屏幕（27）上显示该值。

6.如权利要求5所述的装置，

其中飞机的驾驶员座舱的显示计算机（25）是根据标准DO-178B认证的DAL A。

7.如权利要求1所述的装置，

其中所述第二构件（13）通过实施减速规律，基于飞机和跑道的端头之间的距离的估计以及跑道的长度来计算所述最小减速。

8.如权利要求1所述的装置，

其中所述飞行控制计算机（4）是飞机的主要飞行控制计算机。

9.如权利要求1所述的装置，

其中所述飞行控制计算机（4）和所述制动计算机（7）是根据标准DO-178B认证的DAL A。

10.一种用于在着陆于机场上的阶段期间协助飞机的驾驶的方法，所述飞机被设置有自动制动系统（10），所述自动制动系统（10）能够在着陆跑道上的地面滑跑期间自动地使飞机制动，所述制动系统（10）包括：

-飞行控制计算机（4），其用于计算标称减速，当将该标称减速应用于飞机时，使得飞机与着陆跑道上的所选出口相齐地停止；以及

-制动计算机（7），其用于基于接收到的减速来计算用于控制该飞机的制动构件（2）的命令，

其中：

-还设置有：

·第一构件（12），其用于提供表明与在着陆期间飞机上所需的安全目标兼容的错误发生率或变化发生率的数据；

·第二构件（13），其用于基于所述数据来计算最小减速，当该最小减速被应用于所述飞机时，使得确保飞机停止在着陆跑道的终点之前；以及

·第三构件（14），其用于将所述标称减速和所述最小减速进行比较，并用于将较高的减速传输到所述制动计算机（7）；以及

-所述第二和第三构件（13，14）形成所述飞行控制计算机（4）的部分。

11.一种飞机，其包括用于辅助驾驶的根据权利要求1至9中的任一项所指定的装置（1）。