CN103927406A - 用于驾驶具有性能函数服务器的飞行器的系统和飞行器 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于驾驶具有性能函数服务器的飞行器的系统和飞行器。其中，所述用于驾驶飞行器的系统（1）包括性能函数服务器（2），性能函数服务器（2）链接到驾驶系统（1）的所有计算机（C1到CN），性能函数服务器（2）含有驾驶系统（1）的所有性能函数，且能够将性能函数的结果提供给驾驶系统（1）的至少所述计算机（C1到CN）。

Description

用于驾驶具有性能函数服务器的飞行器的系统和飞行器

技术领域

本发明涉及一种用于驾驶飞行器的系统，即能够实施各种函数的系统，该函数能能够帮助飞行员执行飞行器的驾驶且监视飞行，该系统尤其包括用于进行计算和监督以及传送警报的装置。该驾驶系统包括多个计算机，所述计算机使用航空类型的预先记录数据且尤其是性能数据。

背景技术

当前，使用性能数据的计算机也含有各种性能函数。

在本发明的背景中：

-性能数据被理解为意即数据表，该数据表表示用于计算飞行力学（被称为性能计算）的飞行器参数（空气动力学、发动机等）；

-性能计算被理解为意即飞行力学的计算，飞行力学的计算示出飞行器行为且使用性能数据；以及

-性能函数被理解为意即性能计算的集合以及性能数据的读取，其结果直接服务飞行器的飞行员和/或系统。由这些性能函数产生的信息可以被传送到用户装置（或系统），以下称为“性能函数结果”，其代表性能计算的结果和/或性能数据中读取的信息的直接恢复。

已知现代飞行器拥有许多机载函数，其使用它们自己的性能数据库和自己的性能计算模块。这些性能数据和计算存在于各种系统中，诸如飞行准备工具、飞行控制计算机，以及例如飞行管理系统（FMS）类型的飞行管理系统，或飞行警告系统（FWS）类型的警告系统。

在当前的体系结构中，每个数据库和每个性能计算工具理想上适于针对其而被开发的飞行器函数（复杂性、格式、开发质量或DAL（设计保障等级）（根据航空标准DO-178B）、精度）。

由于构建的方式，含有这些各种函数的计算机是独立的，因此可以彼此独立地被开发（developed）和验证（validated）。

该传统的分散和多结构导致涉及性能函数的缺点，尤其是：

-数据冗余导致用于这些数据的开发、验证和交付的任务和工具的冗余。

确实，当前的结构呈现出数据库和性能算法的冗余，这导致用于以所期望格式开发、验证和提供这些各种元素的较大工作量；

-飞行器上计算和数据的冗余，这会导致针对同一个参数的不同结果。

因此，当准备任务时，可以调用若干计算系统以在机务人员职权下计算相同的参数。然而，对于这些系统的每一个，数据库以及在精度和计算时间方面的需求是不同的，因此这些参数的开发是不同的。这具有对同一个参数提供不同结果的后果；

-性能数据和计算的冗余导致计算机的开发和验证的冗余。

每个计算机具有它自己的开发和验证的周期。这导致涉及性能函数的冗余的验证阶段；以及

-计算机中已经存在、但不可由另一计算机使用的性能数据和计算，导致在该另一计算机中重新开发该相同函数。

当希望在给定计算机中建立新函数时（为了使用正被讨论的计算机中已经存在的函数），由于缺少其余的可用资源，可能需要在另一计算机中安装该函数。这一限制导致重复或重新开发饱和计算机（saturatedcomputer）上存在的基础函数（underlying function）集。

发明内容

本发明涉及一种用于驾驶飞行器的系统，该系统包括多个使用性能函数结果的计算机，其能够弥补由传统的分散和多结构引起的上述缺点。

出于这个目的，根据本发明，所述驾驶系统的不同寻常之处在于：除使用性能函数结果的所述计算机之外，该驾驶系统包括单个的机载性能函数服务器：

-其链接到驾驶系统的所有所述计算机；

-其含有所述驾驶系统的所有性能函数；

-其包括：

●至少一个性能数据库，其存储性能数据表；

●性能计算装置，其执行所有性能计算；以及

●用于管理性能函数服务器的操作的单元；以及

-其能够将性能函数的结果提供到称为客户端计算机的计算机和驾驶系统的至少所有所述计算机。

因此，驾驶系统的根据本发明的结构如上所述能够集中数据和性能计算（在性能函数服务器的水平处），以及使它们尤其对每个计算机（称为客户端计算机）可用，所述每个计算机链接到所述性能函数服务器。

这个新的、集中的和简化的结构尤其具有以下优点：

-由于其在单个系统（性能函数服务器）中含有所有性能函数，使得能够避免这些函数的开发和验证的冗余；

-将这些性能函数（尤其计算）提供到任何需要它的计算机；

-针对各种计算机发送的请求获得的性能函数（尤其计算）的结果之间的一致性，；以及

-演进（evolve）能力。为满足飞行器函数的任何新的开发需要，调用性能计算，可以再次使用性能函数服务器中已经存在的函数。

有利地：

-至少一个所述客户端计算机包括用于产生请求和将请求传达到所述性能函数服务器的装置，通过该请求客户端计算机请求性能函数的特定结果；以及

-所述性能函数服务器包括用于处理接收的请求、用于产生相应的性能计算、以及至少用于将结果传达到发送请求的客户端计算机的装置。

此外，有利地，所述系统包括使得能够通过性能函数服务器接收当前值的装置，所述当前值涉及飞行器或在其中演进的环境（例如天气预测）。

此外，有利地，所述性能函数服务器执行性能函数（性能计算或性能数据的读取）：

-或响应于请求；

-或主动地，根据接收的当前值。

此外，有利地，所述性能函数服务器：

-可以以恒定流传达性能函数服务器的结果，从而它们可以直接被所述客户端计算机查询；和/或

-包括用于记录性能函数结果的装置，所述结果随后可以被传达。

因此，所述性能函数服务器能够响应于当前请求传送其响应于先前请求执行的函数或性能计算的结果-如果认为该结果仍然有效，该结果已被记录。

此外，有利地，所述驾驶系统包括普通类型的数据传输网络，通过该普通类型的数据传输网络性能函数服务器链接到驾驶系统的至少所述计算机。在这种情况下，有利地，所述驾驶系统包括能够将所述驾驶系统外部的至少一个计算机链接到所述数据传输网络（通过这个网络，从而链接到所述性能函数服务器）的装置，所述驾驶系统外部的至少一个计算机成为客户端计算机。

驾驶系统外部的计算机可以是安装在飞行器上的计算机，其形成所述飞行器的其他系统的一部分。它也可以是便携式计算机或任何其他装置（飞行器外部），尤其是开放式的，其对操作员尤其是飞行器的飞行员是可用的。

此外，本发明涉及飞行器，尤其涉及装备例如如前所述的驾驶系统的运输飞机。

附图说明

附图中的图使得能够理解怎样可以实现本发明。在这些图中，相同的附图标记表示相似的元素。

图1是飞行器的驾驶系统的框图，能够说明本发明。

图2是飞行器的驾驶系统的框图，能够说明请求的处理的例子。

具体实施方式

图1中示意性示出的说明本发明的系统1是飞行器（未示出）尤其是飞机特别是运输机的驾驶系统，即能够实施各种函数的系统，各种函数能够帮助飞行员执行飞行器的驾驶并跟踪飞行。

该驾驶系统1尤其包括多个普通计算机C1、C2、…、CN，N是大于2的整数，其使用预先记录的数据，且更具体地使用性能数据。

根据本发明，所述驾驶系统1还包括单个性能函数服务器2，性能函数服务器2在飞行器上，尤其表现出以下特征：

-其链接到驾驶系统1的所有所述计算机C1到CN，优选地，通过普通的数据传输系统或飞行器的网络3，尤其AFDX或以太网类型的网络，如图1中的双向链接LC1到LCN和L2所示；

-其含有所述驾驶系统1的所有性能函数；以及

-能够将性能函数结果提供给称为客户端计算机的计算机，以及提供给驾驶系统1的至少所有所述计算机C1到CN。

为此，所述性能函数服务器2包括：

-至少一个性能数据库4，其是静态存储类型的实体。该性能数据库4存储大量的普通性能数据的表，即示出用于普通飞行力学、计算（称为性能计算）的飞行器参数（空气动力学、发动机等）的数据表；

-性能计算装置5，其执行所有的性能计算，即示出飞行器的行为以及使用所述性能数据库4的飞行力学计算，其中所述装置5通过链路7链接到所述性能数据库4。装置5包含所有的性能计算函数，低速和高速的，能够被用在与驾驶系统1相连接的飞行器上；以及

-用于管理性能函数服务器2的单元6，单元6链接到链路L2，且经由链路8链接到所述装置5。

所述管理单元6包括性能函数服务器2的软件。其负责从各种客户端计算机接收请求，以及给各种客户端计算机提供使用所述性能函数服务器2的性能计算装置5和数据库4提供的所请求的信息。

因此，该性能函数服务器2包含涉及性能的所有计算模块以及所有数据。

此外，如上所指出的，所述性能函数服务器2使其数据和性能函数结果、尤其是性能计算，对与其链接的所有计算机（尤其C1到CN）可用。

这使得能够去除传统结构中存在的数据表和性能计算的冗余，以及确保使用这些数据的各种计算机C1到CN之间结果的一致性。

此外，所述驾驶系统1包括普通装置，所述普通装置使得能够将所述驾驶系统1外部的至少一个计算机9链接到所述数据传输网络3，如链路L9所示。

因此，驾驶系统1外部的该计算机9链接到所述性能函数服务器2，成为性能函数服务器2的客户端计算机。该计算机9可以是安装在飞行器上的计算机，形成所述飞行器的其他系统的一部分。计算机9也可以是便携式计算机，尤其开放式的计算机，或飞行器外部的任何其他装置（非航空电子式），计算机9对操作者、尤其飞行器的飞行员可用。

因此，驾驶系统1包括装置、尤其网络3，其授权外部工具（非飞行器上）工具或飞行器上计算机的连接，飞行器上计算机可以具有类似于任何其他客户端计算机的工作模式。

此外：

-客户端计算机C1到CN和9包括用于产生请求和将请求传达到所述性能函数服务器2的装置M1到MN和M9；以及

-所述性能函数服务器2包括用于处理接收的请求的管理单元6，用于产生（使用库4）上述请求所请求的信息的装置5，以及用于将该信息（或性能函数结果）传达到传送请求的客户端计算机的管理单元6。

所述性能函数服务器2执行性能计算：

-跟随请求；或

-主动地进行，根据例如通过网络3接收的、飞行器或其在其中演进的环境（例如天气预测）的参数的当前值，网络3又经由链路L0接收该当前值（图1）。

此外，所述性能函数服务器2可以以恒定流传达性能函数的结果，即通过网络3以重复方式传达的结果的流的形式，以这样的方式，客户端计算机在任何时候可以直接查询性能函数的结果。

此外，所述性能函数服务器2还包括普通装置10，即动态存储实体，例如其被合并入管理单元6，用于存储装置5执行的性能计算的结果。因此，性能函数服务器2也可以使先前存储在装置10中的性能计算的结果，以流的形式或跟随请求对客户端计算机可用，而不必重复这些计算，这只要认为这些结果呈现足够程度的有效性、尤其是根据执行计算和被考虑类型的参数起经过的时间。

性能函数服务器2、尤其是管理单元6，还可以自动地计算某些参数，尤其以流的形式使它们可用。

因此，性能函数服务器2尤其可以进行以下操作：

A）使基于请求（发送针对与一组输入相关联的性能函数的请求）执行的性能计算的结果对每个客户端计算机C1到CN和9可用。在这种情况下，性能函数服务器2可以使用飞行器的当前输入用于执行计算；

B）使基于在先前请求（即不进行任何新的计算）基础上执行的性能计算的先前获得的结果对每个客户端计算机C1到CN和9可用；以及

C）使性能计算的结果以恒定流对每个客户端计算机C1到CN和9可用。这些结果可以在任何时候被查询。这些结果可以是由性能函数服务器2主动计算的，或是由任何一个客户端计算机传送的先前请求的结果。

以下参考图2描绘客户端计算机CN传送的特定请求的实施期间性能函数服务器2的工作。该请求可以例如与飞行器的起飞速度的计算有关。

在这个例子中：

-计算机CN开发（尤其使用它的装置MN）恢复所希望的参数必需的请求。如箭头F1所示，本地通信模块通过网络3（以及相关联的链路LCN和L2）发送这些请求以引起性能函数服务器2的关注；

-用于管理性能函数服务器2的单元6接收这些请求，要求计算装置5（如箭头F2所示）执行适当的性能计算；

-计算装置5使用数据库4中存储的数据表实施这些计算，如箭头F3所示，且其将结果传送到管理单元6（箭头F4）；以及

-作为对请求的响应，性能函数服务器2将这些结果发送到客户端计算机CN（箭头F5），且也将这些结果存储在存储器10中（箭头F6），从而可以随后在必要时将它们提供给其他计算机。

因此，驾驶系统1尤其呈现出以下优点：

-由于在单个系统（性能函数服务器2）中含有所有的性能函数，能够避免这些函数的开发和验证的冗余。此外，使它们对所有的客户端计算机C1到CN和9可用；

-应请求或通过直接查询将性能计算提供给任何需要它的客户端系统，这能够使每个客户端计算机使用存在的性能函数，或查询实时产生的结果的流。此外，外部（非航空电子）计算机例如计算机9可以作为客户端计算机被连接到性能函数服务器2，以使用它的资源；

-为不同计算机发送的请求获得的性能计算结果之间的一致性；以及

-演进的能力。对利用性能计算的飞行器函数的任何新开发需求可以使用性能函数服务器2中已经存在的函数。

Claims (10)

1.一种用于驾驶飞行器的系统，包括使用性能函数的结果的多个计算机（C1-CN），其特征在于，所述系统还包括单个的机载性能函数服务器（2）：

-所述单个的机载性能函数服务器（2）链接到驾驶系统（1）的所有所述计算机（C1-CN）；

-所述单个的机载性能函数服务器（2）含有所述驾驶系统（1）的所有性能函数；

-所述单个的机载性能函数服务器（2）包括：

●至少一个性能数据库（4），其存储性能数据表；

●性能计算装置（5），其执行所有性能计算；以及

●用于管理性能函数服务器（2）的操作的单元（6）；以及

-所述单个的机载性能函数服务器（2）能够将性能函数的结果提供给称为客户端计算机的计算机和驾驶系统（1）的至少所有所述计算机（C1-CN）。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

-至少一个所述客户端计算机（C1-CN，9）包括用于产生请求和将请求传达到所述性能函数服务器（2）的装置（M1-MN，M9），所述装置（M1-MN，M9）通过所述请求来请求性能函数的特定结果；以及

-所述性能函数服务器（2）包括用于处理接收的请求、产生相应性能函数、且至少将结果传达到传送请求的客户端计算机的装置。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，其包括使得能够通过性能函数服务器（2）接收与飞行器有关的当前值的装置。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述性能函数服务器（2）根据接收的当前值主动地执行性能函数。

5.如上述权利要求的任一项所述的系统，其特征在于，所述性能函数服务器（2）以恒定流传达性能函数的结果，从而其可以被所述客户端计算机直接查询。

6.如上述权利要求的任一项所述的系统，其特征在于，所述性能函数服务器（2）包括用于记录其执行的性能函数的结果的装置（10）。

7.如上述权利要求的任一项所述的系统，其特征在于，所述性能函数服务器（2）能够响应于当前请求传送其响应于先前请求执行的性能函数的结果，该结果已被记录。

8.如上述权利要求的任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括数据传输网络（3），所述性能函数服务器（2）通过数据传输网络（3）链接到所述驾驶系统（1）的至少所述计算机（C1-CN）。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统包括能够将所述驾驶系统（1）外部的至少一个计算机（9）链接到所述数据传输网络（3）的装置，所述驾驶系统（1）外部的至少一个计算机（9）成为客户端计算机。

10.一种飞行器，其特征在于，其包括如权利要求1到9的任一项所述的系统（1）。