CN112562420B

CN112562420B - 用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法

Info

Publication number: CN112562420B
Application number: CN202011351164.0A
Authority: CN
Inventors: 万赟; 薛飞; 刘利朝; 郑智明; 余亮; 樊刘仡
Original assignee: Commercial Aircraft Corp of China Ltd; Shanghai Aircraft Design and Research Institute Commercial Aircraft Corporation of China Ltd
Current assignee: Commercial Aircraft Corp of China Ltd; Shanghai Aircraft Design and Research Institute Commercial Aircraft Corporation of China Ltd
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2040-11-26
Also published as: CN112562420A

Abstract

本发明公开了一种用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，该方法包括以下步骤：基于飞机的当前位置、可覆盖的飞行半径及飞机备降条件，确定飞机可到达的地理范围，选取地理范围内的多个可达备降机场；针对可达备降机场中的每一种两个机场的组合，分别计算出与该种组合对应的等时点以及飞行至备降机场所需的备降飞行时长；利用多个等时点将当前航段划分为多个区段，针对每个区段选取备降飞行时长最优及次优的两个可达备降机场作为最优备降机场组合；输出最优备降机场组合及对应的等时点。本发明能够针对多个备降机场选项自动选取较优的备降机场并提供飞行员以提示，以便于飞行员以便捷简单的操作方式即可做出最优的备降选择。

Description

用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法

技术领域

本发明涉及飞机尤其是民用飞机的备降机场的选取技术以及飞行管理系统中的等时点功能，尤其涉及一种用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法。

背景技术

飞行管理系统(FMS)是一种辅助飞行员完成从起飞到着陆各项任务的系统，其能够管理、监视和自动操纵飞机，实现飞机全航程的自动飞行。飞行管理系统能够综合机上传感器数据，计算飞机当前位置、速度、航向等信息，保证飞机稳定飞行在飞行计划对应的航路上，可以有效降低飞行员工作负担、提高飞机自动和最优化地完成各项飞行任务的能力。此外，飞行员可以根据实际需要，在飞行过程中修改飞行计划，更改目的地机场或者飞行航路。

等时点(也称为Equal Time Point或者Equi-Time Point)是飞行管理系统根据两个参考点(一般为选定的备降机场)的位置，考虑到距离和风的影响，在飞行计划航路上确定的一个虚拟航路点。从等时点到达这两个备降机场的时间是相同的。等时点频繁应用于长航程飞行，特别是越洋航线。等时点功能是飞机延程运营(ETOPS)的重要组成部分。对于ETOPS需求大于180分钟双发民用飞机，包含距离、时间和油耗等重要信息的等时点功能对于飞机安全运营是必不可少的。等时点的确定可以由航空公司地面运营中心在飞机起飞前，根据飞行航线周围的参考点位置计算得到，再告知飞行员。也可以通过机载飞行管理系统(FMS)根据飞行员手动选择的参考点和航路上的实时情况实时计算得到。等时点的位置信息是飞行员在飞行过程中遇到紧急情况(如乘客病急和系统故障)时，飞机保证以最短时间完成备降的重要参数。

目前，等时点的选择方法一般是借助空中交通管制(ATC)提供的备降机场代码，或者，先通过FMS最近机场功能排序确定若干个最近机场，然后由飞行员在等时点功能的输入参考点界面中，将这些机场代码手动输入或者从最近机场列表中点选，从而实现等时点信息的计算。然而，这存在以下两方面的问题：

第一，参考点代码需要飞行员手动输入或者通过最近机场功能进行点选，操作方式固定但不够便利，且存在紧急情况下机组误操作的风险；

第二，一个等时点只针对两个参考点，且考虑到航路上的风况，最近机场往往不是能够最快到达的机场，而一旦参考点(即备降机场的选项)数量超过2个，飞行员需要多次执行等时点计算功能确定等时点位置，然后才能做出最优的备降选择，这使得操作流程较为繁琐，增加了飞行员不必要的工作负担。

因此，亟需提供一种新的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，以至少部分地缓解或解决现有技术存在的上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的等时点功能需要飞行员多次操作执行才能够选取最优的备降选择，因而所需操作较为繁琐、飞行员工作负担较大的缺陷，提出一种新的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特点在于，所述方法包括以下步骤：

基于飞机的当前位置、飞机可覆盖的飞行半径以及飞机备降条件，确定飞机可到达的地理范围，然后选取所述地理范围内的多个备降机场作为多个可达备降机场；

针对所述可达备降机场中的每一种两个机场的组合，分别计算出飞机的当前航段上与该种组合对应的等时点以及飞机飞行至该种组合包括的两个机场所需的备降飞行时长；

利用计算得出的多个所述等时点将所述当前航段划分为多个区段，针对每个区段选取所述备降飞行时长最优及次优的两个可达备降机场作为最优备降机场组合；

输出每个区段的最优备降机场组合，以及与之对应的等时点。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：

在导航数据库中搜索位于所述地理范围内的所有机场作为可达机场；

获取符合飞机备降条件的备降机场；

获取同时属于所述可达机场和所述备降机场的多个机场作为所述可达备降机场。

根据本发明的一种实施方式，通过请求地面系统反馈符合所述飞机备降条件的机场来获取所述备降机场，其中所述地面系统被配置为能够提供航空服务。

根据本发明的一种实施方式，所述地面系统被配置为能够根据空中交通管制信息以及航线运营通信信息筛选得到所述备降机场。

根据本发明的一种实施方式，通过飞机的机载导航系统获取飞机的当前位置，以及，通过飞机的机载导航数据库搜索位于所述地理范围内的所述可达机场。

根据本发明的一种实施方式，在确定飞机可到达的所述地理范围的步骤中，还参考飞机的延程运营条件。

根据本发明的一种实施方式，所述输出步骤包括：

在机载的显示装置中显示所述当前航段中每个区段的最优及次优的可达备降机场的机场信息以及与之对应的等时点，其中所述机场信息包括机场位置和机场代码。

根据本发明的一种实施方式，所述输出步骤还包括：

在机载的显示装置中取消对于所述当前航段中已完成飞行的区段的最优及次优的可达备降机场以及与之对应的等时点的显示。

根据本发明的一种实施方式，所述输出步骤还包括：

在机载的显示装置中优先显示飞机的当前位置所处的区段的最优及次优的可达备降机场的机场信息以及与之对应的等时点。

根据本发明的一种实施方式，所述机场信息还包括机场的经纬度坐标或者机场相对于飞机的当前位置的距离或方向。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

根据本发明的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，能够针对三个以上的备降机场选项自动选取较优的备降机场并提供飞行员以提示，以便于飞行员以便捷简单的操作方式即可做出最优的备降选择，从而提高等时点功能的实用性和效率，并减轻飞行员的工作负担。

附图说明

图1为根据本发明的优选实施方式的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法的流程示意图。

图2为根据本发明的优选实施方式的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法中涉及的用于生成参考点(即可达备降机场)列表的局部流程示意图。

图3示出了根据本发明的优选实施方式的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法的一应用实例中涉及的三个参考点以及计算得出的等时点。

图4示出了在图3所示的应用实例中，当飞机当前位置处在等时点1-2之前时用于提示飞行员的显示图像示例。

图5示出了在图3所示的应用实例中，当飞机当前位置处在等时点1-2和等时点1-3之间时用于提示飞行员的显示图像示例。

图6示出了在图3所示的应用实例中，当飞机当前位置处在等时点1-3和等时点2-3之间时用于提示飞行员的显示图像示例。

图7示出了在图3所示的应用实例中，当飞机当前位置处在等时点2-3之后时用于提示飞行员的显示图像示例。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

参考图1所示，根据本发明的较佳实施方式的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，包括以下步骤：

基于飞机的当前位置、飞机可覆盖的飞行半径以及飞机备降条件，确定飞机可到达的地理范围，然后选取地理范围内的多个备降机场作为多个可达备降机场；

针对可达备降机场中的每一种两个机场的组合，分别计算出飞机的当前航段上与该种组合对应的等时点以及飞机飞行至该种组合包括的两个机场所需的备降飞行时长；

利用计算得出的多个等时点将当前航段划分为多个区段，针对每个区段选取备降飞行时长最优及次优的两个可达备降机场作为最优备降机场组合；

其中，可以理解的是，可达备降机场在相关领域中也可简称为参考点，因此，在以下说明及图示中出现的参考点也可理解为可达备降机场。并且，在上述步骤中选取的多个可达备降机场，可以呈诸如一系列机场列表或者说参考点列表的形式，在该列表中，将包含相关机场的必要信息。

还可以理解的是，上述多个可达备降机场的选取步骤，在实施中也可以是先获得在飞机可到达的地理范围内的所有机场的集合，以及获得满足飞机备降条件的所有机场的集合，在二者的基础上取交集从而获取多个可达备降机场。

通过上述方法，无论选取的可达备降机场的数量是否达到三个或者更多个，都将通过针对两个机场的组合分别计算与该种组合对应的等时点以及飞机例如自当前位置飞行至备降机场所需的备降飞行时长，从而实现基于备降飞行时长对机场组合的排序筛选。由此，在至少基本不需要飞行员或机组人员的人工操作或选取的情况下，上述方法就得以输出每个区段的最优备降机场组合(即最优的两个备降机场选项)以及与之对应的等时点。

由此，上述方法将尤其适于针对存在三个以上的备降机场选项的相对复杂的情形，提供飞行员关于优选备降机场选项的指示或提示。基于上述方法，在任何实际情况下，飞行员都将得以以十分便捷简单的操作方式即可做出最优的备降选择，这将显著提高等时点功能的实用性和效率，并减轻飞行员的工作负担。在下文对于根据本发明的优选实施方法的应用实例的介绍中，将能够更清楚地了解本发明的上述优点。

根据本发明的一些优选实施方式，该方法还包括以下步骤：

在导航数据库中搜索位于地理范围内的所有机场作为可达机场；

获取符合飞机备降条件的备降机场；

获取同时属于可达机场和备降机场的多个机场作为可达备降机场。

优选地，上述方法中可具体采用如图2所示的方法生成可达备降机场列表，即上述的多个可达备降机场，亦可称为参考点列表。

例如，如图2所示，首先，利用诸如ETOPS条件下飞机可覆盖的飞行半径和飞机导航系统测算出的当前位置，可以确定一个飞机可到达的地理范围。然后，在导航数据库中查询得到在该地理范围内的机场信息，包括机场代码和机场位置，从而生成一个可到达机场列表。基于该列表，位于地面的航空服务设施，比如空中交通管制(ATC)和航线运营通信(AOC)，能够为飞机确认哪些机场不适合备降或者适合备降，产生一个可达备降机场列表，该列表是可达备降机场的汇总。

根据本发明的一些优选实施方式，通过请求地面系统反馈符合飞机备降条件的机场来获取备降机场，其中地面系统被配置为能够提供航空服务。

根据本发明的一些优选实施方式，该输出步骤包括：

在机载的显示装置中显示当前航段中每个区段的最优及次优的可达备降机场的机场信息以及与之对应的等时点，其中机场信息包括机场位置和机场代码。

根据本发明的一些优选实施方式，该输出步骤还包括：

在机载的显示装置中取消对于当前航段中已完成飞行的区段的最优及次优的可达备降机场以及与之对应的等时点的显示。

根据本发明的一些优选实施方式，该输出步骤还包括：

根据本发明的一些优选实施方式，机场信息还可包括机场的经纬度坐标或者机场相对于飞机的当前位置的距离或方向。

为便于理解，以下将结合附图3-7举例说明根据本发明的上述优选实施方式的一应用实例，该应用实例中涉及的可达备降机场列表或者参考点列表包含了三个可达备降机场或参考点，如图3所示。应理解的是，对于包含有四个或更多个参考点的参考点列表的情形，本领域的技术人员可根据本发明的上述原则及实施方式提供基于相同原理的解决方案。

如图3所示，飞机当前飞行在航路点A至航路点B的航段中，依据上述方法首先得到了可达备降机场列表，其中包括三个参考点(即可达备降机场)，在图中示出为参考点1、2、3。

通过循环调用等时点功能，在飞行航路上按到达的先后顺序可以确定针对参考点1和参考点2的等时点1-2的位置、针对参考点2和参考点3的等时点2-3的位置以及针对参考点1和参考点1的等时点1-3的位置。在如图3示出的示例中，沿该航段的飞行航线上，飞机将先后到达三个等时点，依次为等时点1-2、等时点1-3和等时点2-3。

接下来，根据飞机当前位置，通过简单的逻辑比较，即可自动选择最适合的参考点以及与之对应的等时点，并且为飞行员提供对应的指示。

针对如图3所示的示例，用于自动选择最适合的或者说最优的参考点以及与之对应的等时点的选择逻辑如下表1所示。其中，t₁表示飞机到达参考点1所用的时间，t₂表示飞机到达参考点2所用的时间，t₃表示飞机到达参考点3所用的时间。

表1基于飞机当前位置的参考点自动选择逻辑

根据上表1给出的参考点和等时点的自动选择逻辑可应用与之对应的显示切换逻辑或者说提示逻辑，据此，飞行员可以方便地根据飞机与等时点的相对位置(未抵达或者已经过)，来直接判断飞机应向哪个参考点实施最佳备降操作。

在这一应用实例中，图4、图5、图6、图7分别示意性地示出了，对应了飞机当前位置处在等时点1-2之前、处在等时点1-2和等时点1-3之间、处在等时点1-3和等时点2-3之间、以及处在等时点2-3之后这四种不同的情形下，分别涉及参考点和等时点的提示方式或显示图像。

根据本发明的上述优选实施方式的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，能够针对三个以上的备降机场选项自动选取较优的备降机场并提供飞行员以提示，以便于飞行员以便捷简单的操作方式即可做出最优的备降选择，这将显著减轻飞行员的工作负担。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

获取符合飞机备降条件的备降机场；

3.如权利要求2所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，通过请求地面系统反馈符合所述飞机备降条件的机场来获取所述备降机场，其中所述地面系统被配置为能够提供航空服务。

4.如权利要求3所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，所述地面系统被配置为能够根据空中交通管制信息以及航线运营通信信息筛选得到所述备降机场。

5.如权利要求2所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，通过飞机的机载导航系统获取飞机的当前位置，以及，通过飞机的机载导航数据库搜索位于所述地理范围内的所述可达机场。

6.如权利要求2所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，在确定飞机可到达的所述地理范围的步骤中，还参考飞机的延程运营条件。

7.如权利要求1所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，所述输出步骤包括：

8.如权利要求7所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，所述输出步骤还包括：

9.如权利要求8所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，所述输出步骤还包括：

10.如权利要求7所述的用于自动选取飞机航路上的备降机场的方法，其特征在于，所述机场信息还包括机场的经纬度坐标或者机场相对于飞机的当前位置的距离或方向。