CN103473436A - 用于辅助航空器的任务追踪的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于辅助航空器的任务追踪的方法和设备。设备(1)包括用于分别对于多个表示不同源的飞行数据通过考虑预测来计算飞行参数相对于参考飞行计划的偏差的装置(15)，以及用于同时在航空器的驾驶舱的屏幕(6)上呈现该组所述偏差的显示装置(5)，每次均指示相应的源。

Description

用于辅助航空器的任务追踪的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于辅助航空器、特别是运输飞机的任务追踪的方法和设备。

本发明更具体地涉及追踪(由航空器的机务人员)航空器本质参数的演化，从而追踪进行中的任务(或飞行)的进程，并且验证其是否保持与由飞行计划所描绘的参考任务一致，其中所述飞行计划通过考虑在其建立日期可用的飞行条件的预报在地上被计算并且以电子形式下载到航空器中。

背景技术

特别地，众所周知标准操作规程要求航空器的机务人员执行一致性验证：

-一方面，在飞行计划的每个转折点处(或者以规则的时间间隔)在机载仪器上所测量的实际燃料量与(与参考任务相关的)参考飞行计划的水平下设想的量之间；以及

-另一方面，在飞行计划的每个转折点处在表上读取的飞越时间(transittime)与由参考飞行计划设想的飞越时间之间。

关于可用燃料量的验证，在每个转折点处，飞行准备软件计算了在航空器中可用的剩余燃料量的估计。规程要求机务人员将该预测的燃料量与(在ECAM上读出的)所测量的燃料量通过将其记录在该预测的燃料量之下进行比较。

在偏差的情况下，操作规程要求机务人员执行若干类型的测试(航空器系统状态的验证：发动机引气，板条和皮瓣(slat and flaps)，相对所设想的而言的起落位置，轨迹和所考虑的风的验证，所消耗的燃料量和保持可用的燃料量之和的计算以及与飞行前机上所加载的燃料量的比较等)，从而识别出所观测的偏差的来源。

在偏差与轨迹修改、与航空器系统状态或者所遇到的条件(风、温度等)的差异相关的情况下，机务人员依赖在航空器中可用的(纸件类型或者电子类型的)文件来重新评估对于直到目的地的飞行进程所必需的燃料量，考虑航空器的实际状态和/或所遇到的条件，并且考虑更新目的地处的剩余燃料量。

在燃料泄漏的情况下(消耗的燃料量以及可用的燃料量之和与飞行前机上加载的燃料量不同)，机务人员必须非常有规则地按照与前面相同的方式重新评估剩余燃料量，但是每次都考虑机上实际可用的燃料量的经更新的值，从而确保仍有足够的燃料到达目的地。

另外，如果偏离不是由于上述两种情况中的任一个，那么航空器经历相对于理论模型的降级(空气动力学的，发动机等)，该理论模型使得计算在燃料量以及沿飞行计划估计的时间方面的预测成为可能。在这种情况下，机务人员估计保守的性能因数，所述性能因数可以被输入到飞行管理系统内来调整由后者(使其降级)所使用的理论性能模型，从而获得更接近现实的预测。该估计要么可以基于在航空器中可用的文件(纸件或者电子的)被执行，如果机务人员知道影响航空器的降级的话，要么可以手动地被执行(通过估计记录的燃料差异并且通过计算估计的燃料差异和所消耗的燃料量的比率)。

前面与任务追踪工作相关的常规操作呈现出缺点。特别是：

-操作规程基于基本上手动的操作，从而引起机务人员的工作量；

-机务人员在手动验证期间仅能获知异常；

-在检测到异常时，机务人员不知道偏离的趋势并且必须等待后面的手动测量；

-与航空器或发动机降级相关的异常的管理依赖于文件中的仅针对某些良好识别的故障的建议。对于其他故障，必须采取导致机务人员的工作量的手动验证和计算(以及估计)；和

-如果相对于初始飞行计划修改飞行条件，那么机务人员就不再有机上参考飞行计划，从而使他们无法对于飞行的两个瞬间作出有关比较。

发明内容

本发明的目的是补救这些缺点并且在特别要求相当大的工作量的这样的情形下协助机务人员。其涉及一种用于辅助航空器、特别是运输飞机的任务追踪的自动方法。

针对这一目的，根据本发明所述方法值得注意的在于，在航空器飞行的过程中以自动方式：

-测量关于所述航空器的参数(例如速度，温度，海拔等)的实际值；

-对于至少一个飞行参数(例如燃料量)，计算所述飞行参数相对于与参考任务相关的参考飞行计划的偏差，通过对于多个分别表示不同偏差源的每一个每次都执行如下操作来这样做：

·基于实际飞行的飞行计划，考虑所述所测量的实际值，在所述飞行参数的当前飞行点处执行预测；并且

·在基于实际飞行的飞行计划获得的该预测与表示所述参考飞行计划的所述飞行参数的值之间计算偏差，该如此计算的偏差是与相应的源相关的所述飞行参数的偏差；并且

-对于所述飞行参数如此计算的该组偏差同时呈现在航空器的驾驶舱的屏幕上，每次均指示相应的源(例如，性能降级或者燃料量的泄漏)。

从而，根据本发明，执行自动处理并且自动向机务人员提供与任务追踪有关的信息，如在下文中将进一步详细说明的，从而使特别是降低机务人员的工作量成为可能。

更具体地，该组偏差源，也就是说相对于参考飞行计划的飞行参数偏差源处的该组原因或者来源呈现给机务人员，从而为机务人员提供有关的信息项，所述信息项为他们提供了源和该飞行参数的不同偏差的值的详尽总览，并且如果适当则使得他们能够实施必要的(特别是修正的)操作。

优选地，尽管不是排他性的，所述飞行参数表示如下参数之一：

-给定点处的燃料量；以及

-给定点处的飞越时间。

另外，有利地，能够处于飞行参数的不同偏差的源处的飞行数据，可包括下列数据中的至少一些：

-速度；

-风；

-温度；

-海拔；

-路线。

另外，有利地，对于表示燃料量的飞行参数，执行下列操作；

-在当前的飞行点处，基于实际飞行的飞行计划，通过考虑实际遇到的飞行条件和性能因数的演变执行消耗预测；

-在当前点处，在一方面基于实际飞行的飞行计划获得的所述消耗预测和另一方面由参考飞行计划产生的消耗之间计算消耗偏差；并且

-实施根据该消耗偏差的值的处理。

在这种情况下，以一种有利的方式，此外在于所述当前点处预测的消耗和测量的消耗之间确定偏差，所述偏差与具有不确定源的偏差相对应。

另外，有利地：

-在任务的开始，将输入的初始飞行计划自动与所述参考飞行计划进行比较；和/或

-在任务过程中，如果满足特定条件(特别是当前的飞行计划与所述参考飞行计划偏差太远)，用当前飞行计划自动替代参考飞行计划。

另外，以一种有利的方式，当至少一个飞行参数在一方面当前飞行计划和另一方面参考飞行计划之间展示大于阈值的漂移时，发出至少一个(优选视觉类型的)警报消息。

在优选实施例中，显示至少一个图形，而且在驾驶舱中显示，其同时表示飞行参数的如下演化：

-直到当前位置的实际演化以及于是按照有效飞行计划的预测的演化；

-按照参考飞行计划的演化；和

-至少一个极限；并且可选择地

-按照可替换的飞行计划的演化。

优选地，诸如前述的若干分别与不同飞行参数相关的图形在所述屏幕上同时显示。

如在下文中所详细说明的，本发明使得能够将机务人员所需的信息绑定在一起并且自动进行总结，以便确保飞行参数名义上演化，在一个或者多个这些飞行参数的演化中识别可能的偏离，隔离该偏离的一个或多个来源，并且确定每个来源的相对重要性，使得机务人员可以实施适当的一个或多个修正行动。

本发明使得能够在同一时间促进任务追踪操作(目前以手动方式执行)，并且通过提供用于检测潜在的漂移(特别是燃料消耗)来源的新颖的自动装置以及通过允许机务人员知道在检测到的漂移中每个来源的相对份额来对其进行改善。

在异常检测情况下由常规操纵规程要求的冗长且令人厌烦的验证从而有利地用展示对于任务追踪而言本质的参数的演化(过去的，设想的和实际的)的曲线的读取和直接解释替代。

本发明还涉及一种用于辅助航空器的任务追踪的自动设备。

根据本发明，所述设备包括：

-用于检索和处理与参考任务相关的参考飞行计划的装置；

-用于测量在所述航空器的飞行过程中与航空器相关的参数的实际值的装置；

-用于对于至少一个飞行参数(例如燃料量)，计算所述飞行参数与关于参考任务的参考飞行计划的偏差的计算装置，所述计算装置包括用于对于多个分别表示不同偏差源(或来源)的飞行数据的每一个每次执行如下操作的元件：

·基于实际飞行的飞行计划，考虑到测量的实际值，执行在所述飞行参数的当前飞行点处的预测；和

·计算基于实际飞行的飞行计划所获得的该预测与表示所述参考飞行计划的所述飞行参数的值之间的偏差，如此计算的该偏差是与相应的源相关的所述飞行参数的偏差；和

-用于在航空器的驾驶舱屏幕上同时呈现对于所述飞行参数如此计算的该组偏差的显示装置，每次均指示相应的源(例如燃料量的性能降级)。

另外，有利地，所述装置此外包括：

-用于检索(retrieve)和处理有效飞行计划和可替换的飞行计划的装置；

-用于检索和处理计算模块的数据的装置；和/或

-用于管理警报的装置。

根据本发明的装置，特别是使得能够为机务人员自动提供不同飞行参数的过去的、现在的和预测的演化的图形表示，检测这些飞行参数中的一些相对于在参考任务中设想的其演化的漂移，并且指示该漂移的源和每个源对于漂移总值的相对贡献。

本发明此外涉及一种航空器并且特别是一种运输飞机，其装备有诸如前述的用于辅助任务追踪的设备。

附图说明

附图的图将阐明可以具体化本发明的方式。在这些图中相同的参考表示相似的元件。

图1是根据本发明的设备的示意图。

图2和3表示根据本发明与能够由设备实施的优选实施例相关的显示的两个例子。

图4表示飞行参数的示例性演化显示。

具体实施方式

根据本发明的并且在图1中示意性表示的设备1是用于辅助航空器(未示出)、特别是运输飞机的任务追踪的自动设备。

相应地，航空器机载的所述设备1是如下类型，包括：

-信息来源组2(a set 2 of information sources)，其能够测量在所述航空器飞行过程中航空器参数的当前值；

-中央单元3，其通过链路4连接到所述信息来源组2，并且能够实施多个此后详细说明的功能；并且

-显示装置5，其包括至少一个屏幕6并且通过链路(link)7连接到所述中央单元3。

所述设备1还包括人/机界面装置8，其通过链路9连接到所述中央单元3，并且允许机组成员将数据输入到设备1中。

根据本发明，所述中央单元3包括如下此后详细说明的装置：

-用于检索与表示参考任务(或飞行)的参考飞行计划相关的数据的装置10。通过例证，参考任务(或飞行)以常规方式可以包括不同的连续飞行阶段以及特别是起飞阶段，爬升阶段，巡航飞行阶段(根据一个或多个飞行水平)和接近及降落阶段；

-用于处理和检索与有效飞行计划和可替换的飞行计划相关的数据的装置11；

-用于处理和检索当前条件的装置12，其特别是可以连接到该组2上；

-用于处理和检索由计算模型(在下文中详细说明的)产生的数据的装置13；以及

-用于管理警报的装置14。

为了实施本发明的本质功能，所述设备1包括：

-形成例如所述装置13的部分并且对于至少一个飞行参数(例如燃料量)计算所述飞行参数相对于与参考任务相关的参考飞行计划的偏差的装置15。所述装置15包括集成元件(没有明确示出)，用于对于多个分别表示不同偏差源(或来源)的飞行数据的每一个来每次执行如下操作：

·基于实际飞行的飞行计划，考虑测量的实际值，执行在所述飞行参数的当前飞行点处的预测；并且

·计算基于在实际飞行的飞行计划获得的该预测和表示所述参考飞行计划的所述飞行参数的值之间的偏差，如此计算的该偏差是与相应的源相关的所述飞行参数的偏差；以及

-所述显示装置5，其在航空器的驾驶舱的所述屏幕6上呈现该组所述偏差(从装置15收到的)，每次指示相应的源，如参考图2和3在下文中详细说明的。

因此，根据本发明的设备1执行自动处理，并且该设备自动为机务人员提供与任务追踪有关的信息，如在下文中进一步详细说明的，从而使特别是减少机务人员的工作量成为可能。

另外，所述设备1向机务人员呈现该组偏差源，也就是说在飞行参数(例如燃料量)相对于所述参考飞行计划的偏差的源处的该组原因或者来源，从而向机务人员提供源和该飞行参数的偏差值的详尽总览以便如果适当则特别是能够实施修正操作。

在本发明的框架下，在与一方面实际飞行的(当前)飞行计划相关和另一方面与所使用的参考飞行计划相关的参数之间执行比较，该参考飞行计划能够与由任务准备产生的参考飞行计划或者与在飞行过程中定义的和例如对应于冻结的有效飞行计划的新参考飞行计划相对应，如在下文中详细说明的。

优选地，尽管不是排他性的，所述飞行参数表示下列参数之一：

-在飞行过程中给定点处的燃料量；以及

-在飞行过程中给定点处的飞越时间。

对于表示燃料量的飞行参数，所述装置15执行如下操作，如在下文中详细说明的：

-它们基于实际飞行的飞行计划通过考虑性能因数的演化以及实际遇到的飞行条件来执行对当前飞行点处的消耗的预测；

-它们确定在所述当前点处预测的消耗与所测量的消耗之间的偏差，其与具有不确定源的偏差相对应；以及

-它们确定在基于实际飞行的飞行计划并且考虑遇到的飞行和性能条件获得的消耗预测与由参考飞行计划产生的消耗之间的在当前点处的消耗偏差。此后根据该消耗偏差的值来实施不同的处理。

另外，设备1还执行如下操作：

-在任务开始，它自动将输入的初始飞行计划与所述参考飞行计划比较；并且

-在任务过程中，在领航员行动后，在相当大的散度(divergence)的情况下，它自动将参考飞行计划用当前飞行计划替代。

装置10执行与表示参考任务(或飞行)的参考飞行计划相关的数据的检索。该由任务准备产生的参考飞行计划要么在开放世界应用中要么在航空电子系统中被加载到航空器中，从而在飞行期间用作参考。其中存放有该飞行计划的装置10负有的负责是：为显示装置5检索对任务追踪工作有用的信息，使得所述显示装置将它们格式化并且将它们呈现给机务人员。

当机务人员决定将与当前有效飞行计划相关的数据冻结并且将其用作在初始参考飞行计划的相当大的修改之后新的参考时，装置10还负责存储所述数据，所述新的参考使所述初始参考飞行计划废弃。于是冻结的有效飞行计划代替参考飞行计划从而允许机务人员以有效的方式继续其任务追踪工作，直到飞行结束为止。

另外，装置11执行与有效飞行计划以及可替换的飞行计划相关的数据的处理和检索。这些装置11负有的责任是：向显示装置5提供对与飞行管理系统的有效飞行计划相应的任务追踪工作有用的数据。

当以临时方式修正有效飞行计划(在对有效飞行计划所执行的修改的启动之前)，装置11还向显示装置5提供对与可替换的飞行计划相应的任务追踪工作有用的数据。

这些装置11不仅提供当前的和预测的数据，而且提供在整个飞行过程中记录下来的这些数据的日志。以预定义的时间步长或者在任何与飞行计划相关的事件(飞越航路点，修改飞行计划等)期间执行该记录。

传输的参数有两种类型：

A/飞行的总体数据，并且特别是：

-目的地处的燃料量估计；

-到达目的地的时间估计；

-性能因数，诸如在飞行管理系统中所定义的；

-由实时估计器测量的性能因数；以及

-消耗的燃料量以及在航空器中剩余可用的燃料量之和。

在整个飞行过程中在每次飞越点或者(在按照飞行计划的时间或者距离方面)有规则地存储这些值。每个参数的当前值存储在存储器中从而提供数据表格，所述数据表格被传输给显示装置5从而表示所考虑的参数的演化。因此在飞行期间逐渐地填满该表格；和

B/飞行计划的当前数据，并且特别是：

-每个点处飞越时间的估计；

-每个点处可用的燃料量的估计；

-消耗的燃料量和每个点处可用的燃料量之和；

-每个点处要横越的剩余距离(两个点之间，函数必须计算在航空器当前位置和目的地之间剩余的距离)；

-每个点处的海拔；

-每个点处的速度(作为马赫数、作为CAS、作为地速表达)；

-在(沿着飞行计划轴投射的)每个点处预报的并且根据用测量的当前值调整的预报计算的风；

-每个点处的温度(由机务人员输入的值的内插)以及

-每个飞行计划元素的标识符(“航路点”以及“伪航路点”)。

这些参数是那些由飞行管理系统对于有效飞行计划并且可选择地对于在要么在机务人员(通过装置8)的行动下要么通过决策协助模块以自动方式对有效飞行计划临时修改之后的可替换的飞行计划计算的参数。永久地更新这些参数。将对于完整飞行计划上的参数所计算的该组值存储在表格中。一旦对飞行计划的元素进行排序，在表格中将预测的值用在排序瞬间所测量的值改写，使得表格表示已经排序的点上的参数的实际值以及即将来到的点上的该参数的预测值。在飞行计划修改的情况下，仅更新预测值。

另外，装置12执行当前条件的处理和检索。这些装置12提供不同的与当前航空器性能以及环境相关的数据：飞行过程中可达到的最大和/或最小水平，最大和/或最小速度，当前风，当前温度，测量的速度，测量的海拔，机载燃料量等。从而恢复和存储所有源自当前航空器状态和其环境的有用飞行参数，并且然后传输给显示装置5。

另外，装置13负责集中和获取由各种计算模块产生的信息。这些模块执行与航空器的性能和其环境相关的计算。

优选地，装置13特别包括如下计算模块：

-所述装置15，其将在此后进行详细说明并且表示用于分析漂移原因，特别是燃料消耗原因的模块；和

-装置16，其实时估计航空器的性能状态。

这些装置16基于由航空器的不同传感器(特别是燃料流量传感器)测量的信息计算性能因数，其中机务人员能够将其与由飞行管理系统使用来计算按照飞行计划的预测的性能因数进行比较。在显著差异的情况下，由模块计算的值允许机务人员调整航空器性能模型从而在飞行计划的每个点处恢复所计算的预测，所述预测与航空器的实际状态和飞行的现实相一致。

另外，装置14用于管理警报的功能是自动向机务人员报警一个或多个参数的出乎意料的偏离。可以在几个水平上根据参数触发不同的警报：

-跨越预定阈值的值；

-超过预定阈值(由机务人员输入的百分比或值)偏离参考的值；

-与参考值相关的分散趋势；和

-来自计算模块的特定警报。

优选地，装置14通过显示器生成视觉警报，优选以根据本发明在屏幕6上执行的显示水平。为这一目的，装置14传输为显示装置5所指定的不同的信息项：要显示的警报消息，要显示的参数列表中要强调的参数等。

还可以想到装置14在驾驶舱中生成声音类型的警报。

另外，显示装置5收集来自设备1的其他功能(实时估计器，用于检索与参考和有效飞行计划相关的数据的功能)的数据组，并且它们执行表示要监控的参数的不同曲线的成形，显示的管理和这些曲线的显示。

这些显示装置5还负责使观察适配于数据的性质以及机务人员的选择。为此目的，不同的图形可以以绝对方式或者与参考数据相关地、在整个飞行上或者在飞行的一部分上表示数据，其中以时间或者以距离(横越的，剩余的)根据线性标度这样做。

另外，所述装置15执行燃料消耗漂移原因的分析。

在机载性能模型、由装置16所计算的性能因数的实际演化以及直至当前任务点的飞行参数的实际演化的协助下，装置15强调在飞行过程中已出现并且对任务的目标演化有影响的不同事件。于是机务人员对这些事件和它们的影响有总结性的总览。

在过/欠消耗情况源处的飞行数据认为有三种：

-性能降级；

-用于参考飞行计划计算的假设(海拔，速度，风，温度，轨迹，性能的修改)的非验证；以及

-燃料泄漏。

装置15为每个消耗漂移来源分配相对权重，该相对权重作为总的过/欠消耗的百分比来表达。

首先基于实际飞行的飞行计划(海拔，速度，横越的距离等)在考虑由装置16计算的性能因数的演化以及在任务过程中实际遇到的飞行条件(风，温度)时计算当前飞行点处的消耗预测(Pred_actual)。在从而在当前点处所预测的消耗和测量的消耗之间获得的偏差表示为ΔFOB_unk。

该偏差与不确定的燃料偏差相对应，其最可能的原因是测量误差(燃料量表的非线性动力学)或者燃料泄漏。

此后，装置15确定在基于实际飞行的飞行计划并考虑遇到的飞行和性能条件而获得的预测(与前面相同：Pred_actual)与由参考飞行计划产生的预测之间的在当前点处的消耗偏差。该偏差表示为ΔFOB。

根据该偏差ΔFOB的值是低还是显著，设想不同的处理。

装置15一个接一个地分析相对于这些所设想的而实际遇到的(借助装置11可用的数据)大气条件和飞行条件(例如风，速度，温度，海拔，轨迹的横向修改，航空器机身的性能降级)，并且在显著差异的情况下，它们识别为许多易于是消耗增加或者减小的来源的参数。这些参数根据飞行进程可以是不同的。

装置15将这些潜在的偏差来源(由前述参数之一表示)中的每一个隔离并且评估其对考虑到实际遇到的条件的在当前点处的消耗预测(Pred_actual)的影响。

相应地，通过考虑实际飞行的飞行计划(如果轨迹不是隔离的来源)以及性能因数的演化(如果不包括隔离的参数)和在任务过程中实际遇到的飞行条件(除了那些可能会被隔离的)，装置15执行当前点处的预测的计算。

对于每个如此隔离的参数，装置15于是从Pred_actual减去在该参数不存在任何变化的情况下计算的预测。

于是我们获得例如：ΔFOB_spd，ΔFOB_temp，ΔFOB_alt，ΔFOB_wind，ΔFOB_lat和ΔFOB_perf(根据飞行进程可以考虑其他参数以及因此其他燃料偏差来源)。

可以出现两个典型的情况：

A/ΔFOB展示显著值(负的或正的)。

尽管ΔFOB与获得的不同贡献之和不同，不同消耗条目的总结性总览可以通过计算如下数据提供给机务人员：

${\%\mathrm{FOB}}_{\mathrm{spd}}=\frac{100\×{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{spd}}}{{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{spd}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{temp}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{alt}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{wind}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{lat}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{perf}}}\×$

$\frac{\mathrm{\ΔFOB}}{\mathrm{\ΔFOB}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{unk}}}$

${\%\mathrm{FOB}}_{\mathrm{temp}}=\frac{100\×{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{temp}}}{{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{spd}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{temp}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{alt}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{wind}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{lat}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{perf}}}\×$

$\frac{\mathrm{\ΔFOB}}{\mathrm{\ΔFOB}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{unk}}}$

${\%\mathrm{FOB}}_{\mathrm{alt}}=\frac{100\×{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{alt}}}{{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{spd}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{temp}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{alt}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{wind}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{lat}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{perf}}}\×$

$\frac{\mathrm{\ΔFOB}}{\mathrm{\ΔFOB}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{unk}}}$

${\%\mathrm{FOB}}_{\mathrm{wind}}=\frac{100\×{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{wind}}}{{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{spd}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{temp}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{alt}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{wind}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{lat}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{perf}}}\×$

$\frac{\mathrm{\ΔFOB}}{\mathrm{\ΔFOB}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{unk}}}$

${\%\mathrm{FOB}}_{\mathrm{lat}}=\frac{100\×{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{lat}}}{{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{spd}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{temp}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{alt}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{wind}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{lat}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{perf}}}\×$

$\frac{\mathrm{\ΔFOB}}{\mathrm{\ΔFOB}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{unk}}}$

${\%\mathrm{FOB}}_{\mathrm{perf}}=\frac{100\×{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{perf}}}{{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{spd}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{temp}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{alt}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{wind}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{lat}}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{perf}}}\×$

$\frac{\mathrm{\ΔFOB}}{\mathrm{\ΔFOB}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{unk}}}$

同样，ΔFOB_unk表达为ΔFOB的百分比：

${\%\mathrm{FOB}}_{\mathrm{unk}}=100\×\frac{{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{unk}}}{\mathrm{\ΔFOB}+{\mathrm{\ΔFOB}}_{\mathrm{unk}}}$

从而，％ΔFOB_xxx为机务人员提供了表示每个消耗条目的比率，如图2中所示。该图2示出示例性的能够由屏幕6上的显示装置5执行的显示。在该图2中已经表示出：

-该例子中表示为5吨(“5t”)的偏差ΔFOB；

-各种已知来源S1至S6和未知来源S0；以及

-在5吨的总过消耗中其相对权重(作为百分比表达)。例如，对于S1过消耗10％(在显示上的“-10％”)，并且对于S3欠消耗34％(在显示上的“34％”)。

在这种情况下，来源S1至S6可以分别对应于性能降级(ΔFOB_perf)、路线修改(ΔFOB_lat)，海拔修改(ΔFOB_alt)，速度修改(ΔFOB_spd)，风(ΔFOB_wind)和温度(ΔFOB_temp)；

B/ΔFOB展示零值或者非常低的值。

在这种情况下：

-所有的ΔFOB_xxx都低，在这种情况下装置15向机务人员指示任务按照参考任务在进行中；

-或者ΔFOB_xxx互相抵消，并且装置15于是基于先前计算的每个来源的贡献(ΔFOB_spd，ΔFOB_temp，ΔFOB_alt，ΔFOB_wind，ΔFOB_lat和ΔFOB_perf)将燃料的增益源和损失的来源隔离开。此后，它们计算在对于每个来源(ΔFOB_xxx)估计的燃料偏差与类似效果、增益或损失的偏差之和而非总和之间的比率，如图3中所示。

图3对应于与图2的显示中类似的显示，对于ΔFOB展示零值。由来源S1至S6以及S0生成的不同的过消耗和欠消耗在该例子中互相抵消，从而ΔFOB展示接近零的非显著值(“NS”)。

从而，无论ΔFOB的值是什么，通过显示装置5来表示该组偏差(即使是零偏差)，以协助机务人员获悉任务的目标漂移的原因。

应用于燃料消耗的前述处理也可以适配于其他飞行参数，并且特别是给定点的飞越时间。在这种情况下，对于多个表示不同源的飞行数据，设备1还计算所考虑的飞行参数相对于参考飞行计划的偏差，并且其在屏幕6上呈现该组所述偏差，每次均指示出相应的源。

设备1能同时显示若干图形，从而允许机务人员将若干参数的演化进行比较，并且从而能够将给定参数上的特定事件与一个或多个其他参数的演化关联起来。

在优选实施例中，如通过图4中的说明表示的，每个图形根据时间T(例如以分钟来表达)同时示出同一个飞行参数Q(例如目的地的燃料量，以吨表达)的如下演化：

-按照有效飞行计划，由曲线C1表示，首先实际演化(由粗的连续线C1A强调)直到当前位置Pc，并且然后该当前位置Pc向前到预测的演化(由虚线图C1B强调)；并且

-按照参考飞行计划的演化，如由曲线C2表示，点划线，

以及至少一个所述飞行参数极限，如由曲线C3所示，细连续线。

在这种情况下，装置5还可以显示所述飞行参数按照可替换的飞行计划的演化(并没有示出)。

另外，机务人员还有可能配置图形表示(特别是在装置8的协助下)，从而显示参数的演化：

-根据时间；

-根据距离；或者

-与飞行计划点的标识符相关。

设备1使得能够自动或者按领航员的请求(通过装置8)编译和显示若干类型的图形。所示的参数以非排他方式是：

-目的地处燃料量的估计；

-到达目的地的时间估计；

-机上燃料量；

-消耗的燃料量以及机上可用的燃料量之和；

-性能因数；

-距目的地的距离；

-海拔；

-速度；

-风；以及

-温度。

对于每一个前述参数并且根据它们的可用性，在参考飞行计划中设想的、由飞行管理系统设想的并且在飞行过程中由不同的机载传感器测量的信息被添加。

也可以根据表示的参数类型添加其他源于各种系统(计算模块，由机务人员输入的信息)的有关信息。通过例子可以引用：

-对于目的地处燃料估计的表示，由机务人员在目的地详细说明的最小燃料量；以及

-对于海拔表示，考虑到航空器当前和未来的性能由航空器可达到的最大海拔。

在特定实施例中，还可以对设备1做出规定，以当参数的瞬时值或者外推值达到由机务人员或由默认值定义的极限时，以自动方式显示某些曲线。

因此，在上文中描述的根据本发明的设备1使得能够为机务人员提供用于通过诸如目的地处的燃料，风，温度，海拔等飞行参数的演化的分析来追踪其任务的各种装置。将这些参数的演化与参考任务的参数演化连续地进行比较。可以在飞行中更新该参考以考虑在任务上的显著变化。

另外，本发明为机务人员提供用于通过识别该偏离的原因以及每个原因在要观察的偏差中的相对影响来对燃料消耗的可能偏离进行分析的装置。

为了实现这些目标，设备1因此包括各种功能性，其特别是使得能够：

-比较地上准备的飞行计划和输入到飞行管理系统中的飞行计划。这种自动比较使相对于参考任务的飞行计划证实用于引导航空器的飞行计划成为可能。另外，在初始飞行计划的相当大的修改的情况下，设备1将参考飞行计划用新的飞行计划的当前预测来更新，从而允许机务人员关于该新的参考继续任务追踪。

-为机务人员实时地对有用信息进行总结从而协助他们执行其任务追踪工作并且检测相对于参考任务的到达目的地时间和燃料量的目标的偏离。因此本发明允许在：

·有效飞行计划；

·用作比较基础的参考飞行计划；

·可替换的飞行计划；以及

·飞行过程中记录的参数(以及因此在飞行期间直到当前位置实际遇到的参数)

之间的比较；

-一旦在当前飞行计划和参考飞行计划之间发生消耗或者时间漂移，自动向机务人员报警；

-自动识别该偏离的可能的一个或多个原因(通过使用航空器行为模型和从任务开始实际遇到的参数)以及每个原因对于观测到的偏离的相对贡献；以及

-如此提供有效飞行计划与可替换的飞行计划(除了参考飞行计划之外)的所比较的观察，使得评估飞行计划的修改对任务目标的影响。

Claims (15)

1.一种用于辅助航空器的任务追踪的方法，根据所述方法，在所述航空器的飞行过程中，以自动方式：

-测量与所述航空器相关的参数的实际值；

-对于至少一个飞行参数，计算所述飞行参数相对于与参考任务相关的参考飞行计划的偏差，通过对于多个分别表示不同偏差源的飞行数据中的每一个每次执行如下操作来这样做：

·基于实际飞行的飞行计划，考虑所测量的所述实际值，在所述飞行参数的当前飞行点处执行预测；以及

·在基于实际飞行的飞行计划获得的该预测与表示所述参考飞行计划的所述飞行参数的值之间计算偏差，该如此计算的偏差是与相应源相关的所述飞行参数的偏差；以及

-对于所述飞行参数如此计算的该组偏差同时呈现在航空器的驾驶舱的屏幕(6)上，每次均指示相应的源。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述飞行参数表示如下参数中的一个：

-给定点处的燃料量；以及

-给定点处的飞越时间。

3.根据权利要求1和2之一所述的方法，其中表示不同偏差源的所述飞行数据，包括至少下列数据中的一些：

-速度；

-风；

-温度；

-海拔；

-路线。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，对于表示燃料量的飞行参数，执行如下操作：

-基于实际飞行的飞行计划通过考虑实际遇到的飞行条件和性能因数的演化在飞行的当前点处执行消耗预测；

-在当前点处在一方面基于实际飞行的飞行计划获得的所述消耗预测和另一方面由参考飞行计划产生的消耗之间计算消耗偏差；以及

-实施根据该消耗偏差的值的处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其中此外在所述当前点处预测的消耗和所测量的消耗之间确定偏差，该偏差与具有不确定源的偏差相对应。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在任务开始，将输入的初始飞行计划与所述参考飞行计划自动进行比较。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在任务过程中，如果满足特定条件自动将参考飞行计划用当前飞行计划替代。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当在一方面当前飞行计划和另一方面参考飞行计划之间，至少一个飞行参数展示大于阈值的漂移时，发出至少一个警报消息。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中此外显示至少一个图形，同时说明飞行参数的如下演化：

-直到当前位置的实际演化以及于是按照有效飞行计划预测的演化；

-按照参考飞行计划的演化；以及

-至少一个极限。

10.根据权利要求9所述的方法，其中此外显示所述飞行参数按照可替换的飞行计划的演化。

11.根据权利要求9和10之一所述的方法，其中若干分别与不同飞行参数相关的图形同时显示在所述屏幕上。

12.一种用于辅助航空器的任务追踪的设备，所述设备(1)包括：

-用于检索和处理与参考任务相关的参考飞行计划的装置(10)；

-用于测量在所述航空器的飞行过程中与航空器相关的参数的实际值的装置(2)；

-计算装置(15)，用于对于至少一个飞行参数计算所述飞行参数相对于与参考任务相关的参考飞行计划的偏差，所述计算装置(15)包括用于对于多个分别表示不同偏差源的飞行数据中的每一个每次执行如下操作的元件：

·基于实际飞行的飞行计划，考虑所测量的实际值，在所述飞行参数的当前飞行点处执行预测；以及

·在基于实际飞行的飞行计划获得的该预测与表示所述参考飞行计划的所述飞行参数的值之间计算偏差，该如此计算的偏差是与相应源相关的所述飞行参数的偏差；以及

-显示装置(5)，用于在航空器的驾驶舱的屏幕(6)上同时呈现对于所述飞行参数如此计算的该组偏差，每次均指示出相应的源。

13.根据权利要求12所述的设备，该设备此外包括：

-用于检索和处理有效飞行计划以及可替换的飞行计划的装置(11)；以及

-用于检索和处理计算模块的数据的装置(13)。

14.根据权利要求12和13之一所述的设备，该设备此外包括用于管理警报的装置(14)。

15.一种航空器，其包括设备(1)，诸如在权利要求12到14中任一项下详细说明的设备。

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