CN1095106C - 在飞机起飞时能导出异常信号的系统 - Google Patents

Abstract

用于在飞机起飞时在意外的情况下在飞机上产生出通知、警告或报警信号的系统。按照本发明，系统包括：·装置(4)，用于在驾驶员决定立即中断起飞过程时计算飞机必须在跑道上停下的位置，也就是说，表示飞机在起飞时的加速阶段的停止距离；·装置(5)，用于比较D_stop和可供使用的跑道的长度L以便确定中断起飞过程是否仍有可能。

Description

在飞机起飞时能导出异常信号的系统

本发明涉及一种用于在飞机起飞时在出现异常的情况下在飞机上产生出一个通知、警告或报警的信号的系统。

飞机的起飞过程，从松开制动器到离地升空，构成了飞机运行的一个敏感的阶段，在这阶段里，由于要考虑到性能的各种损失，甚至风向或风力的变化，或者由于别的原因，因而会发生事故或意外，根据已有估计，它们发生的概率约为每次起飞的10^-6。因此，为了提高安全性，就有必要及时向机组人员提供可靠和精确的信息，以便他们能确定起飞过程是否应该中止还是加以修正，并且应使正在跑道上滑行的飞机达到某一临界速度V1之前就这样做，这个速度是由理论计算得出的，其定义为：在达到这一速度之前起飞可被中断，而超出这一速度后起飞就必须继续下去。

根据申请人的专利FR-2,650,101可以了解到这样一种系统，它用于飞机起飞时在出现异常情况下，在飞机达到临界滑行速度以前导出一个在飞机上的通知、警告或报警信号，在该临界滑行速度到达之前起飞过程可被改变或被中止，而超出该速度时起飞必须继续进行，该系统包括：—计算下列表达式的装置：

D₁＝D₁t+(Vat²-V₁₁t²)/2γ₁t

其中：

·γ₁t是在t瞬间飞机的实际加速度，

·V₁₁t是在t瞬间飞机的实际速度，

·Vat是在t瞬间飞机的理论速度，

·D₁t是在t瞬间飞机走过的实际距离，

·D₁是当V₁₁t等于Vat时飞机走过的期望的实际距离，

并计算比值：D₁/Dat

其中：

·D₁如上面所定义，和

·Dat是在t瞬间飞机所走过的理论距离；—处理通知、警告或报警信号的装置，包括比较D₁/Dat值和预定的阈值S的装置，这个阈值保证一个最小的安全距离，特别是为飞机制动和停止的距离；和—通知、警告或报警装置，当上述D₁/Dat比值超出或等于上述阈值时它能够送出信息、警告或报警信号。

这样，专利FR-2,650,101的系统就可以在起飞时出现异常情况下得到在飞机上的通知、警告或报警。这个信号仅仅在飞机的速度和它在跑道上所走过的距离分别小于决定性速度(临界速度V1)和小于它已走过的和它相关的理论距离时才提供，以便在有必要的情况下允许中断起飞处于完全是安全的状态下。

但是，对于这样的系统，在中断起飞仍是可能的时刻和已经不再可能的时刻之间的转变是非常急剧的。在某一瞬间，系统不再向飞机驾驶员提供信息。但是，驾驶员并不确切地知道这一转变会在什么时候发生。尤其是，在出现问题的情况下，驾驶员在任何时刻都不知道他所能得到的制动极限。

作为一个例子，我们假定在V1之前发生了报警。按照定义，中断起飞仍是可能的。飞机尚未达到临界速度，且飞机所走过的实际距离还没有比它应该走过的理论距离大过预定的阈值(例如15％)。但是，这将很快达到这一步，因为已经发出了报警。如果驾驶员不能立即作出反应，就将不能保证他能够在可供使用的报警距离内把飞机真正停下来。

本发明的目的是避免这些缺点，并涉及前面所规定类型的一个系统，该系统被加以改进以便向驾驶员提供新的信息使他能够在出现异常情况时考虑他的判断以继续或停止起飞过程。

为此目的，提出了这种类型的、用于在飞机达到临界滑行速度之前当起飞时出现异常的情况下在飞机上产生出一个通知、警告或报警信号的系统，在达到该临界滑行速度之前，起飞过程可被修改或中断，而超过该值之后起飞就必须继续进行，该系统包括：—用于计算下列表达式的第一装置：

D₁＝D₁t+(Vat²-V₁₁t²)/2γ₁t

其中：

·γ₁t是在瞬间t飞机的实际加速度，

·V₁₁t是在瞬间t飞机的实际速度，

·Vat是在瞬间t飞机的理论速度，

·D₁t是在瞬间t飞机走过的实际距离，和

·D₁是在V₁₁t等于Vat时飞机期望走过的实际距离，

并且还计算下列比值：D₁/Dat

其中：

·D₁如上面所定义，和

·Dat是在t瞬间飞机所走过的理论距离；—用于把比值D₁/Dat和预定阈值S作比较的第一比较装置；和—通知、警告和报警装置；按照本发明，该系统的特征在于它还包括：—用于计算下列表达式的第二装置：D_stop＝D₁t+V₁₁t(ΔT1+ΔT2)-1/γP[γct/γP(ln|γct|-1)+V₁₁tln|γbt|-γbt/γP(ln|γbt|-1)]

其中除了上面已经定义的参数之外：

·ΔT1是飞机驾驶员的反应时间，

·ΔT2是制动装置的响应时间，

·γbt是在制动开始时飞机的加速度，

·γct是在制动结束时飞机的加速度，

·γP＝(γbt-γct)/V₁₁t，

·D_stop表示如果驾驶员决定立即中断起飞过程的话飞机必须停止在跑道上的位置，也就是说，它表示飞机起飞时在加速阶段它的停止距离；—用于比较D_stop和可供使用的跑道长度L以便确定中断起飞是否还可能的第二比较装置；-所述通知、警告或报警装置根据所述第一和第二比较装置所提供的信息而起动，以便使驾驶员能决定他是否应继续起飞过程。

这样，通过连续地(特别是在飞机起飞时加速阶段中)计算飞机为了停下而需要的距离(包括已走过的距离)并通过把它和可供使用的跑道长度进行比较，驾驶员拥有可供他随意利用的有关制动极限的连续信息，因而也就拥有他能利用的有关决策时间的信息。例如，在起飞期间出现推力小于最大推力这样的问题时，如果驾驶员还有相当的决策余地可用，那么他可以特别试一下重新建立起全部的起飞推力，即使这样做会使中断起飞稍微推迟，并假定这样做所提供的推力增大仍不足以使安全的状态得以恢复的话。

更加有利的是，系统包括计算下列表达式的第三装置： $V_{\max }=\sqrt{V_{11}{t}^2-2\mathrm{\γbt}(L-D_{\mathrm{stop}})},$ V_max是飞机在加速阶段从它实际位置开始到使它能停止在跑道尽头的最大速度。

较为可取的是，系统包括计算下列表达式的第四装置： $V_{\max }\sqrt{{\mathrm{Vat}}^2-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(D_{1}t-S.\mathrm{Dar})},$ 和 $D_{\min }=D_{1}t-(V_{11}{t}^2-V_{\min }^2)/2{\mathrm{\γ}}_{1}t$ 其中：—V_min是飞机从它的实际位置D₁t并在具有正的恒定加速度γ₁t时使它能到达在S·Dat的D1的最小速度，—D_min是飞机以速度V_min所走过的最小距离，这个速度使它能仍在加速阶段，在正的恒定加速度γ₁t时，以速度V₁₁t到达位置D₁t。

按照本发明的另一个特点，系统包括计算下列表达式的第五装置：

            D_stop′＝D₁t-(V₁₁t²)/2γt，D_stop′表示当飞机已处于制动阶段时它在跑道上必须停下的位置，这个阶段就是在起飞过程已经中断(γ₁t＜0)之后。这就有可能(一旦驾驶员着手中断起飞时)通过连续地向他提供飞机将在跑道的哪个位置停下的信息、并因此也提供剩下的跑道的长度(制动极限)而帮助他恰当地操纵对飞机的制动。

在这后一种情况下，有可能提供用以计算下列表达式的第六种装置： $V_{\max }^{\′}=\sqrt{-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(L-D_{1}t)},$ V_max′是当飞机在制动阶段(γ₁t＜0)使它能从它的实际位置起在跑道的尽头停下的最大速度。

附图中的各图将使本发明是如何实现的变得更清楚。在这些图中相同的参考数字表示相似的元件。

图1是按照本发明的系统的实施例的方块图。

图2是表明由按照本发明的系统所提供的信息计算以及由此而得到的显示的图。

图3是表明计算理论加速度原理的方块图。

图4是表明在飞机起飞时加速阶段期间由按照本发明的系统所提供的附加信息计算示意图。

图5是说明在飞机制动阶段由按照本发明的系统所提供的信息计算的示意图。

参考图1，这是一个用于在飞机起飞时在出现异常情况下在飞机达到临界滑行速度之前导出在飞机上的通知、警告或报警信号的系统，该临界滑行速度是指在到达该值之前起飞过程可被修改或中断、而超过该值之后起飞就必须继续进行，这个系统包括：—用于计算下列表式的第一装置1：

D₁＝D₁t+(Vat²-V₁₁t²)/2γ₁t

其中：

·γ₁t是在瞬间t飞机的实际加速度，

·V₁₁t是在瞬间t飞机的实际速度，

·Vat是在瞬间t飞机的理论速度，

·D₁t是在瞬间t飞机走过的实际距离，和

·D₁是当V₁₁t等于Vat时飞机走过的期望实际距离，

并计算比值：D₁/Dat

其中：

·D₁如上面所定义，和

·Dat是在瞬间t飞机走过的理论距离；—用于比较比值D₁/Dat和预定阈值S的第一比较装置2；和—通知、警告或报警装置3。

如前面已经指出的，这是从上述的专利FR-2,650,101通常已知的。

更为具体的是，按照本发明，所述系统另外还包括：—用于计算下列表达式的第二装置4：D_stop＝D₁t+V₁₁t(ΔT1+ΔT2)-1/γP[γct/γP(ln|γct|-1)+V₁₁t1n|γbt|-γbt/γP(ln|γbt|-1)]

其中，除了上面已定义的参数外：

·ΔT1是飞机驾驶员的反应时间，

·ΔT2是制动装置的响应时间，

·γbt是在开始制动时飞机的加速度，

·γct是在结束制动时飞机的加速度，

·γP＝(γbt-γct)/V₁₁t，

·D_stop表示如果驾驶员决定立即中断起飞过程的话飞机必须停止在跑道上的位置，也就是说，它表示飞机起飞时在加速阶段它的停止距离；—用于比较D_stop和可供使用的跑道长度L以便确定中断起飞是否还可能的第二比较装置；

如在后面将要更详细地了解的那样，通知、警告和报警装置3是根据第一比较装置2和第二比较装置5所提供的信息而起动，以便使驾驶员能决定他是否要继续起飞过程。

第一计算装置1将在下面参考图2被加以更具体的说明。从6来的并经过连线7传输的理论加速度γat被加到积分器8的输入端而在它的输出端则可提供理论速度Vat，而理论加速度γat的确定将在下面参考图3加以说明，理论速度Vat经过连线9而加到积分器10，而它的输出端则能提供理论距离Dat，这个Dat又经过连线11加到除法器12的相当于分母的输入端。此外，理论速度Vat还通过连线13加到计算机14，它能在其输出端提供Vat²的值，此值经过连线15而加到减法器16的正输入端。

同样，从17来并经连线18传送的实际加速度γ₁t加到积分器19，它能在其输出端提供实际速度V₁₁t，此值经过连线20而加到积分器21，它能够在其输出端提供实际距离D₁t，此实际距离经过连线22加到加法器23的一个输入端。此外，实际速度V₁₁t还经过连线24加到计算机25，它能在其输出端提供V₁₁t²的值，此值经过连线26加到减法器16的负输入端。

减法器16在它的输出端提供(Vat²-V₁₁t²)的值，并经过连线27接到计算机28，在它的输出端上能提供(Vat²-V₁₁t²)/2的值，此值经过连线29而加到除法器30的相当于分子的输入端。此外，实际加速度γ₁t经过连线31加到除法器30的相当于分母的输入端。除法器30的输出提供(Vat²-V₁₁t²)/2γ₁t的值，此值经连线32连接到加法器23的另一个输入端，而在其输出端则提供D₁＝D₁t+(Vat²-V₁₁t²)/2γ₁t的值，此值则经连线33传送到除法器12的相当于分子的输入端并在其输出端提供D₁/Dat的值。

在第一比较装置2中，比值D₁/Dat经过连线34加到减法器35的正输入端，在它的负输入端则接收从36来的而经过连线37的预定的阈值S(特定情况下等于1·15)。

图3图解地表示理论加速度γat莉如何确定的。一方面，理论的发动机速度38和实际的发动机的速度39是由FADEC(“完全授权需求发动机控制”)40和由发动机41提供的，而另一方面，环境温度42、环境压强43、马赫数44和VTAS 45是由ADC/IRS(“飞行数据计算机”/“惯性参考系统”)的系统46提供的，以便产生一个推进模型47和空气动力学模型48。此外，从相当于由加强员所提供的输入的方块49，有可能得到前缘和襟翼50的位置(这个位置要提供给空气动力学模型48)、重量51、跑道长度52、跑道斜率53和跑道状态54。推力55是作为推进模型的输出而得到的，而VTAS 56、飞机的升力(Rz)57和飞机的阻力(Rx)58则由空气动力学模型的输出而得到。这些各式各样的参数以及前面提到的参数51到54，提供给处理设备59，它根据力学定律和滑行模型提供理论加速度γat作为它的输出60。

此外，还应指出，一方面，实际加速度γ₁t是由飞机的惯性单元测量而得的，另一方面，在制动开始时的理论加速度γbt和在制动结束时的理论加速度γct是在下列的假定条件下以和γat同样的方法计算的：—对于计算γbt，假定发动机的速度是降低的速度(变慢的N1)，

—对于计算γct，假定发动机的速度是降低的速度且飞机的速度为零。

再来参考图2，从61来的且经过连线62传送的在制动开始时的加速度γbt被加到减法器63的正输入端，而从64来的经过连线65传送的在制动结束时的加速度γct则加到减法器63的负输入端。后者在其输出端提供γbt-γct的值，它经过连线66连接到除法器67的相当于分子的输入端。此外，除法器67的相当于分母的输入端则经过连线68而连接到积分器19的输出端，所以在除法器67的输出端所提供的是值γbt-γct/V₁₁t＝γP，它又经过各自的连线69、70和71而接到各个除法器72、73和74的每个都相当于其分母的各个输入端。在制动结束时的加速度γct经过连线75而加到除法器72的相当于分子的输入端。在除法器72的输出端所得到的值γct/γP经过连线76而加到乘法器77的输入端。此外，在制动结束时的加速度γct还经过连线78加到乘法器79以便将它的值乘以-1，它的输出则经过连线80加到计算机81，计算机在其输出端提供值ln |γct|，该值经过连线82加到加法器83的一个输入端，加法器的另一个输入端则经过连线84接收一个由85所提供的值-1。值ln|γct|-1则经过连线86加到乘法器77的另一个输入端，在它的输出端则送出值γct/γP(ln|γct|-1)，该值经连线87加到加法器88的一个输入端。

另外，在制动开始时的加速度γbt通过连线89而加到乘法器90，它把该值乘以-1，其输出经过连线91而加到计算机92，计算机在其输出端提供值ln |γbt|，该值经过联线93而加到乘法器94的一个输入端，乘法器的另一个输入端则经过连线95而接收值V₁₁t。乘法器94的输出值V₁₁t ln|γbt |经过连线96而加到加法器97的一个输入端。

在制动开始时的加速度γbt(乘以-1)经过连线98也加到除法器73的相当于分子的输入端，而在其输出端则提供值-γbt/γP，该值则经过连线99而加到乘法器100的一个输入端。此外，值ln|γbt|经过连线101加到加法器102的一个输入端，加法器的另一个输入端则经过连线103接收从85来的值-1。加法器102输出的值ln|γbt|-1经过连线104加到乘法器100的另一个输入端，它的输出是值-γbt/γP(ln|γbt|-1)则经过连线105加到加法器97的另一个输入端。后者所输出的值经过连线106加到加法器88的另一个输入端。因此，加法器将给出值A＝γct/γP(ln|γct|-1)+V₁₁t ln|γbt|-γbt/γP(ln|γbt|-1)作为输出，它再经过连线107加到乘法器108的一个输入端。

另外，除法器74的相当于分子的输入端经过连线109接收来自85的值-1。除法器74的输出值-1/γP经过连线110加到乘法器108的另一个输入端。后者所输出的值-1/γP·A经过连线111加到加法器112的一个输入端，加法器的另一个输入端接收值V₁₁t(ΔT1+ΔT2)，其中的V₁₁t经连线113而来自于积分器19，连线结束于计算机114，在它的输出端提供上述值并经过连线115而把该值加到所述的另一个输入端。加法器112的输出经过连线116而连接到加法器117，而它的另一个输入端则经过连线118接收从积分器21而来的值D₁t。

加法器117的输出是值D₁t+V₁₁t(ΔT1+ΔT2)-1/γP·A＝D_stop，它经过连线119而加到减法器120的正输入端，减法器的负输入端则经过连线122而接收从121来的跑道的长度参数L。

在直到飞机停下来的实际制动期间，飞机所走过的距离D，这就是说是去掉在驾驶员的反应时间(ΔT1)和制动装置的响应时间(ΔT2)内飞机所走过的距离，是以下列方式进行计算的。在这一实际制动期间，速度从Vbt(制动开始时的速度)减少到零，而加速度则从γbt变到γct。为了计算γbt，假定在有效的制动开始的时候，发动机的速度已稳定在降低了的速度上，而这实际上与现实情况并不十分相符。我们有：—γbt＝γat(理论加速度)此时V＝Vbt且发动机速度等于降低了的速度；—γct＝γat(理论加速度)此时V＝0且发动机速度等于降低了的速度。

为了计算实际制动距离D，假定值(γ＝γbt，V＝Vbt)是按照形式为γ＝aV+b的曲线而变化到值(γ＝γct，V＝0)的。

这样，我们就有 ${D=\underset{V=\mathrm{Vbt}}{\overset{V=0}{\∫}}\left(\mathrm{vdv}\right)/(\mathrm{av}+b)=1/a.[v.\ln (\mathrm{av}+b)-(\mathrm{av}+b)/a.\ln (\mathrm{av}+b)-1)]}_{v=\mathrm{vbt}}^{v=0}$ 因此，如果γP＝(γbt-γct)/vbt，D＝-1/γP[(γct)/γP·(ln|γct|-1)+vbt·ln|γbt|-γbt/γP·(ln|γbt|-1)]此时，实际上：Vbt＝V₁₁t。

作为第一比较装置2的输出而得出的值D₁/Dat-S，以及作为第二个比较装置5的输出而得到的值D_stop-L，分别通过连线123和124而提供给通知、警告或报警装置3。这些装置包含处理子组件125和显示子组件126。值D₁/Dat-S通过第一逻辑运算器127，如果D₁/Dat-S≤0则在其输出端提供一个逻辑值0，而如果D₁/Dat-S＞0则为逻辑值1，所述逻辑值经过连线128而送到开关129的输入端，开关由连线133所传送的逻辑值所控制。值D_stop-L经过连线130并用乘法器131把它的值乘以-1而通过第二个逻辑运算器132，如果在该运算器的输入值为负或零，则在它的输出端提供逻辑值零，而如果该运算器的输入值为正，则输出逻辑值为1。这个逻辑值0或1经过连线133送到开关129的控制端，使得当这个逻辑值为1时开关闭合，而当这个值为0时开关打开。开关129的输出经过连线134接到第一显示器135，当它被激活时(逻辑值1)，第一显示器显示信息“停止”，开关129的输出还经过连线136和一个逻辑值反相器137连接到第二显示器138，当它被激活时(逻辑值1)，第二显示器显示信息“停止”或“起飞”。此外，D_stop-L的值通过连线139并经过第三逻辑运算140，当D_stop-L≤0，则在它的输出提供逻辑值0，而如果D_stop-L＞0，则提供逻辑值1，所述逻辑值经过连线141而接到第三显示器142，当它被激活时(逻辑值1)，则第三显示器显示信息“起飞”。

这样，可见：1/如果D₁/Dat-S＜0和D_stop-L＜0，则显示器138将提供信息“停止”或“起飞”；2/如果D₁/Dat-S＜0和D_stop-L＞0，则显示器142将显示信息“起飞”(显示器135和138不提供)；3/如果D₁/Dat-S＞0和D_stop-L＜0，则显示器135将显示信息“停止”；4/如果D₁/Dat-S＞0和D_stop-L＞0，则显示器142将提供信息“起飞”(显示器135和138不提供)。

再参考图1，按照本发明的系统还可以包括用于计算以下表达式的第三装置150： $V_{\max }=\sqrt{V_{11}{t}^2-2\mathrm{\γbt}(L-D_{\mathrm{stop}})},$ V_max是飞机在加速阶段在立即中断起飞的情况下使它能从它的实际位置起在跑道的尽头停下的最大速度；系统还有第四装置151，用于计算以下表达式： $V_{\max }\sqrt{{\mathrm{Vat}}^2-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(D_{1}t-S.\mathrm{Dar})},$ 和 $D_{\min }=D_{1}t-(V_{11}{t}^2-V_{\min }^2)/2{\mathrm{\γ}}_{1}t$ 其中：—V_min是飞机在加速阶段从它的实际位置D₁t并在正的恒加速γ₁t的情况下使它能达到在S·Dat的D₁的最小速度，-D_min是飞机以速度V_min所走过的最小距离，该速度能使飞机在正的恒加速γ₁t时以速度V₁₁t达到位置D₁t。所述信息同样可以提供给所述的通知、警告或报警装置3以便在那里显示。

这些不同表达式的计算能够使飞机还在起飞加速阶段就向驾驶员提供新的信息，它们将参考图4而预以说明。

和前面一样，从152来的实际加速度γ₁t经过连线153被送到积分器154，从而得到实际速度V₁₁t并经过连线155加到积分器156，在它的输出端157提供实际走过的距离D₁t。很清楚，这些值也可以从图2所示的计算装置的相应“分支”导出。

实际速度V₁₁t经过连线158加到计算机159，在它的输出端提供值V₁₁t²，后者的这个值经过连线160加到减法器161的正输入端。此外，从162来的制动开始时的加速度γbt经过连线163加到计算机164，在其输出端提供值2γbt，后者的这个值又经过连线165加到乘法器166的第一输入端。另外，按照图2所计算的并从167来的D_stop按原样送到168并通过连线169加到减法器170的负输入端。从171来的跑道长度L提供给172并经过连线173加到减法器170的正输入端。值(L-D_stop)经过连线174提供给乘法器166的另一个输入端。在乘法器输出端所得的值2γbt(L-D_stop)经过连线175加到减法器161的负输入端以便作为输出而提供值V₁₁t²-2γbt(L-D_stop)。此值经过连线176而加到计算机177，它在它的输出端178提供值： $\sqrt{V_{11}{t}^2-2\mathrm{\γbt}(L-D_{\mathrm{stop}})}=V_{\max }$

和前面一样，理论速度是从理论加速度γat得到的，它是来自179并经过连线180而加到积分器181，这个理论速度Vat经过连线182而加到积分器183以得到理论距离Dat，再经过连线184而加到计算机185，作为输出而提供值S·Dat(S是以前定义的阈值，其值作为例子可以是1·15)。后面这个值经过连线186加到减法器187的负输入端，而在减法器的正输入端上则经过连线188被加以实际距离D₁t。另外，实际加速度γ₁t通过连线189加到计算机190，在其输出端则提供值2γ₁t。后面这个值经过连线191加到乘法器192的一个输入端，它的另一个输入端经过连线193接收值(D₁t-S·Dat)。乘法器192输出的值2γ₁t(D₁t-S·Dat)经过连线194加到加法器195的一个输入端。理论速度Vat经过连线196加到计算机197，在其输出提供Vat²，此值经过连线198而加到加法器195的另一输入端。后者所输出的值Vat²+2γ₁t(D₁t-S·Dat)通过连线199而加到计算机200，计算机在它的输出端201提供值： $\sqrt{{\mathrm{Vat}}^2+2{\mathrm{\γ}}_{1}t(D_{1}t-S.\mathrm{Dat})}=V_{\max }$

而且，实际速度V₁₁t经过连线202加到计算机203，在其输出端提供值V₁₁t²，它经过连线204加到减法器205的正输入端，它的负输入端则经过连线206接收值V_min ²。值V₁₁t²-V_min ²经过连线207加到除法器208的相当于分子的输入端，而它的相当于分母的输入端则经过连线209接收值2γ₁t。所得结果的值(V₁₁t²-V_min ²)/2γ₁t经过连线210加到减法器211的负输入端，而它的正输入端则经过连线212接收值D₁t。减法器211的输出213提供值：

D₁t-(V₁₁t²-V_min ²)/2γ₁t＝D_min。

值V₁₁t也可以在214处输出。

有关确定上述表达式的一些细节将在下面给出。

V_min是飞机为了在t+Δt瞬间能够在点D₁＝S·Dat达到速度Vat而在瞬间t所必需具有的最小速度。因此我们可以写出：

    V₁₁(t+Δt)＝Vat＝V_min+γ₁t·Δt

    D1(t+Δt)＝Dat·S＝D₁t+V_min·Δt+·γ₁t·Δt²因此： $V_{\min }=\sqrt{{\mathrm{Vat}}^2+2{\mathrm{\γ}}_{1}t[D_{1}t-\mathrm{Dat}.S]}$ D_min是飞机为了在D₁t时具有速度V₁₁t所必须以V_min走过的最小距离。我们有：

    V₁₁t＝V_min+γ₁t·Δt

    D₁t＝D_min+V_min·Δt+·γ₁t·Δt²因此：

    D_min＝D₁t-(V₁₁t²-V_min ²)/2γ₁tV_max是仍能使飞机在跑道上停下的飞机在D₁t处的最大速度。因此，这是飞机在立即中断起飞的情况下使它能停在跑道的尽头的在D₁t处的速度。V_max的概念就是使用了对停止距离D_stop的计算。

参考图1，按照本发明的系统另外还可以包括第五装置250用于计算表达式：

D_stop′＝D₁t-(V₁₁t²)/2γ₁t，D_stop′表示当飞机已经处于制动阶段时，也就是说在中断起飞过程之后，飞机必须停下的在跑道上的位置，同时还包括第六装置251用于计算表达式： $V_{\max }=\sqrt{-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(L-D_{1}t)},$ V_max′是使飞机从它的实际位置起在跑道的尽头停下的最大速度。所述信息同样可以提供给通知、警告或报警装置3以便在那里显示。

这两个表达式的计算将参考图5而预以说明。

从252来的实际加速度γ₁t经过连线253加到积分器254，它提供实际速度V₁₁t，此值经过连线255而加到积分器256，在其输出端257提供实际距离D₁t。

此外，实际加速度γ₁t经过连线258加到计算机259，在其输出端提供值-2γ₁t，它经过连线260加到除法器261的相当于分母的输入端。实际速度V₁₁t经过连线262加到计算器263的输入端，在其输出端提供值V₁₁t²，它又经过连线264加到除法器261的相当于分子的输入端。来自除法器的值-(V₁₁t²)/2γ₁t经过连线265加到加法器266的一个输入端，它的另一个输入端则经过连线267接收值D₁t。加法器266的输出端268送出值：

D₁t-(V₁₁t²)/2γ₁t＝D_stop′

进一步地，值D₁t经过连线269加到减法器270的负输入端，它的正输入端则经过连线272接收从271来的跑道长度值L。减法器270输出的值L-D₁t经过连线273加到乘法器274的一个输入端，它的另一个输入端经过连线275接收值2γ₁t。乘法器274的输出的值-2γ₁t(L-D₁t)经过连线276加到计算机277，它在输出端278提供值： $\sqrt{-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(L-D_{1}t)}=V_{\max }^{\′}$ 值V₁₁t和L可以分别在279和280输出。

有关确定上述表达式(制动阶段)的一些细节将在下面给出。

在制动阶段，停止距离D_stop′仅仅在飞机已经在制动阶段过了5秒钟后再开始计算(这使它有可能避免在飞机发动机减低速度的转变阶段进行计算)。在一时刻，可以认为发动机的速度已稳定在降低了的速度上。为了计算停止距离，假定加速度保持恒定并等于实际加速度。这实际上代表了在飞机开始制动时的一种乐观的解决方法(计算的停止距离＜实际停止距离)。不过，越是进入制动阶段，就越接近于实际情况。

所以我们可得：

V＝0＝V₁₁t+γ₁t+Δt

D_stop′＝D₁t+V₁₁t·Δt+1/2·γ₁t·Δt²即：

D_stop′＝D₁t-(V₁₁t²)/2γ₁tV_max′是直接用下列公式得到的：

V＝0＝V₁₁t+γ₁t+Δt

L＝D₁t+V_min′·Δt+1/2·γ₁t·Δt²因此： $V_{\max }^{\′}=\sqrt{-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(L-D_{1}t)},$

总之，按照本发明的系统使驾驶员能够预先考虑他的决定，根据情况采取不同的决定并在最佳的时刻采取最好的决定。

Claims (6)

1.一种用于在飞机达到临界滑行速度之前当起飞时出现异常的情况下在飞机上产生出一个通知、警告或报警信号的系统，在达到该临界滑行速度之前，起飞过程可被修改或中断，而超出该值之后则起飞必须继续进行，该类型的系统包括：—用于计算下列表达式的第一装置(1)：

D₁＝D₁t+(Vat²-V₁₁t²)/2γ₁t其中：

·γ₁t是在瞬间t飞机的实际加速度，

·V₁₁t是在瞬间t飞机的实际速度，

·Vat是在瞬间t飞机的理论速度，

·D₁t是在瞬间t飞机走过的实际距离，和

·D₁是当V₁₁t等于Vat时飞机预期走过的实际距离，

并且还用于计算下列比值：

D₁/Dat其中：

·D₁如上面所定义，和

·Dat在瞬间t飞机走过的理论距离；—用于把比值D₁/Dat和预定阈值S进行比较的第一比较装置(2)；和—通知、警告和报警装置(3)；其特征在于还包括：—用于计算下列表达式的第二装置(4)：D_stop＝D₁t+V₁₁t(ΔT1+ΔT2)-1/γP[γct/γP(ln|γct|-1)+V₁₁tln|γbt|-γbt/γP(ln|γbt|-1)]其中除了上面已定义的参数外：

·ΔT1是飞机驾驶员的反应时间，

·ΔT2是制动装置的响应时间，

·γbt是在制动开始时飞机的加速度，

·γct是在制动结束时飞机的加速度，

·γP＝(γbt-γct)/V₁₁t，

·D_stop是如果驾驶员决定立即中断起飞过程时飞机必须在跑道上停下的位置，也就是说，它代表飞机在其起飞的加速阶段时的停止距离。—用于比较D_stop和可用的跑道长度L以便确定中断起飞是否仍有可能的第二比较装置(5)；—所述通知、警告或报警装置(3)根据上述第一比较装置(2)和第二比较装置(5)所提供的信息而起动的，以便让驾驶员能决定他是否应该继续起飞过程。

2.权利要求1所要求的系统，其特征在于它包括用于计算表达式的第三装置(150)： $V_{\max }=\sqrt{V_{11}{t}^2-2\mathrm{\γbt}(L-D_{\mathrm{stop}})},$ V_max是飞机在加速阶段在出现立即中断起飞过程的情况下使它能从它的实际位置起在跑道的尽头停下的最大速度。

3.权利要求1所要求的系统，其特征在于它包括用于计算下列表达式的第四装置(151)： $V_{\max }\sqrt{{\mathrm{Vat}}^2-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(D_{1}t-s.\mathrm{Dar})},$ 和 $D_{\min }=D_{1}t-(V_{11}{t}^2-V_{\min }^2)/2{\mathrm{\γ}}_{1}t$ 其中：—V_min是飞机在加速阶段从它的实际位置D₁t和在恒定加速度γ₁t＞0的情况下使它能达到S.Dat的D₁的最小速度，—D_min是飞机以速度V_min所走过的最小距离，该速度能使它在恒加速度γ₁t＞0时以速度V₁₁t达到位置D₁t。

4.权利要求2所要求的系统，其特征在于它包括用于计算下列表达式的第四装置(151)： $V_{\max }\sqrt{{\mathrm{Vat}}^2-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(D_{1}t-S.\mathrm{Dar})},$ 和 $D_{\min }=D_{1}t-(V_{11}{t}^2-V_{\min }^2)/2{\mathrm{\γ}}_{1}t$ 其中：-V_min是飞机在加速阶段从它的实际位置D₁t和在恒定加速度γ₁t＞0的情况下使它能达到S.Dat的D₁的最小速度，—D_min是飞机以速度V_min所走过的最小距离，该速度能使它在恒加速度γ₁t＞0时以速度V₁₁t达到位置D₁t。

5.权利要求1到4中任何一项所要求的系统，其特征在于它包括用于计算表达式的第五装置(250)：

D_stop′＝D₁t-(V₁₁t²)/2γ₁t，D_stop′表示飞机已经处于制动阶段，也就是说，在中断起飞过程之后，它必须在跑道上停下的位置。

6.权利要求5要求的系统，其特征在于它包括用于计算表达式的第六装置(281)： $V_{\max }=\sqrt{-2{\mathrm{\γ}}_{1}t(L-D_{1}t)},$

V_max′是飞机在制动阶段(实际加速度γ₁t＜0)使它从实际位置起在跑道的尽头停下的最大速度。

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