DE102012105920A1

DE102012105920A1 - Heuristische Methode zur Berechnung einer Flugzeugleistung

Info

Publication number: DE102012105920A1
Application number: DE102012105920A
Authority: DE
Inventors: Brian V. Lieu
Original assignee: Universal Avionics Systems Corp
Current assignee: Universal Avionics Systems Corp
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2013-01-10
Also published as: CA2782105A1; CA2782105C; JP2013014325A; FR2977687A1; FR2977687B1; US20130013134A1; JP6072446B2; US8467918B2

Abstract

Ein Verfahren schätzt die vertikale Fluggeschwindigkeit und den Treibstoffverbrauch eines Flugzeugs an einem Punkt entlang eines Flugplans ab durch Verwenden anderer Flugzeugparameter für diesen Punkt. Der Prozess verwendet eine Datenbank, welche Einträge aufweist, die Sätze an Istwerten von Betriebsparametern umfassen, erfasst während vorangegangener Flüge des Flugzeugs. Die Datenbank ist nach Datensatzgesamtwerten sortiert, welche aus jedem Satz an Istwerten berechnet wurden. Wenn die Schätzungen für die vertikale Fluggeschwindigkeit und den Treibstoffverbrauch benötigt werden, wird ein Bereich hierin ausgewiesen, basierend auf den Gesamtwerten. Dieser Datenbankbereich wird analysiert, um den Satz an Betriebsparameteristwerten zu finden, welcher den anderen Flugzeugparametern für den Punkt im Flugplan am nächsten kommt. Die Werte der vertikalen Fluggeschwindigkeit und des Treibstoffverbrauchs aus diesem ausgewiesenen Satz werden als Schätzungen verwendet. Dieses Verfahren grenzt den zu analysierenden Bereich der Datenbank ein, um die zu verwendenden Daten zu finden.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flugverwaltungssystem für ein Flugzeug und insbesondere die Bestimmung von Leistungsdaten des Flugzeugs zur Verwendung durch das Flugverwaltungssystem.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Flugverwaltungssystem (FMS) ist ein wesentlicher Bestandteil der Avionik in einem Flugzeug. Das FMS ist ein ausgeklügeltes Computersystem, welches ein breites Spektrum an Flugaufgaben währende des Fluges automatisiert und dadurch die Arbeitsbelastung der Flugbesatzung reduziert. Eine Hauptaufgabe ist das Verwalten des Flugzeugflugplans währende des Flugs.
Eine Navigationsdatenbank, welche im FMS abgelegt ist, umfasst Daten zur Erstellung des Flugplans. Diese Daten beinhalten Informationen bezüglich Luftstrassen und Wegpunkten, Warteschleifen, Flughäfen, Landebahnen und den standardisierten Abflugstrecken von Instrumentenflügen. Informationen werden zusätzlich mittels Funknavigationshilfen, welche Einrichtungen zur Distanzmessung beinhalten, Ultrakurzwellen-Rundum-Funkortung (VHF) und ungerichteten Funkfeueranlagen bereitgestellt.
Der Flugplan wird üblicherweise entweder von dem Piloten kleinerer Flugzeuge oder von einem Airline Dispatcher vor dem Abflug am Boden festgelegt. Der Flugplan wird darauf in das FMS eingepflegt, entweder durch eine Cockpittastatur, die Auswahl aus einer hinterlegten Sammlung üblicher Flugrouten oder durch eine Datenverbindung mit dem Dispatcherzentrum der Airline. Der Flugplan beinhaltet die Flugroute, die Flughöhe und Fluggeschwindigkeit für jede Etappe oder Abschnitt des Reiseflugs. Während der Vorflugkontrolle werden weitere Daten in das FMS eingepflegt, welche zur Verwaltung des Flugplans wichtig sind, wie beispielsweise das Fluggewicht und das Treibstoffgewicht.
Während des Fluges überwacht das FMS fortwährend verschiedene bordseitige Sensoren, um die Position des Flugzeugs und die Leistungsparameter zu bestimmen. Aus diesen Parametern und dem hinterlegten Flugplan berechnet das FMS die zu folgende Route. Der Pilot kann dieser Route manuell folgen, oder der Autopilot kann eingestellt werden, dieser Route zu folgen. Während des Fluges wird der Flugplan im FMS oftmals vom Piloten geändert. In diesem Fall muss das FMS die Informationen des Flugplans erneuern.
Es besteht der Bedarf, dreidimensionale Flugbahnen des Flugzeugs während des Betriebs zu berechnen, als ein Teil des Flugverwaltungsablaufs für das FMS, auf Basis eines Satzes an Faktoren, wie beispielsweise Fluggeschwindigkeitsziele, Schubkrafteinstellungen, Geschwindigkeits- und Höhengrenzen, vorhergesagte Winde und andere Parameter während des Steigflugs, des Reiseflugs und des Sinkflugs. Algorithmen für diese Berechnung benötigen typischerweise die Kenntnis des Treibstoffdurchsatzes des Motors und der Steigflugfähigkeit, welche spezielle Eigenschaften des einzelnen Flugwerks und der Motorenkombination sind. Die notwendigen detaillierten Aerodynamikmodelle des Flugwerks und des Motors eines speziellen Flugzeugs sind jedoch nur bei den Flugzeugherstellern erhältlich, welche die Informationen oftmals als hochgradig schätzenswert betrachten. Daher sind die erforderlichen Flugzeugleistungsdaten in der Regel nicht erhältlich für andere Unternehmen, welche Avionikausrüstung herstellen.
Es ist theoretisch möglich, für einen Avionikhersteller die Betriebseigenschaften eines gegebenen Flugzeugtyps abzuschätzen und diese Daten zu benutzen, um eine mehrdimensionale Datenbank zu erstellen, aus welcher anschließend der benötigte Treibstoffdurchsatz und die Steigflugparameter gewonnen werden. Dennoch müsste eine so große Menge an empirischen Daten über eine sehr große Flugzeit erfasst werden, um diese Datenbanken umfassend genug zu machen, dass sie einen faktischen Nutzen in der Erstellung von Flugzeugflugbahnen während des Flugplanungsprozesses haben, dass ein solcher Ansatz nicht besonders geeignet ist. Darüber hinaus erfordert das Durchsuchen einer großen Datenbank zum Finden von Daten, welche die größte Übereinstimmung mit einem gegebenen Satz an Betriebsbedingungen aufweisen, in Zukunft ein sehr aufwändiges Verfahren. Daher ist eine solche Datenbanksuche derzeit ein so großes Hemmnis, dass sie diesen Ansatz unpraktisch macht.
Selbst wenn dieser empirische Ansatz eingesetzt wird, kann die spezielle Datenbank nur mit diesem einen Flugzeugtyp effektiv genutzt werden.
Daher ist es erstrebenswert, einen anderen Ansatz zu entwickeln, welcher eine geringere Menge an Flugzeugleistungsdaten benötigt, um in der Lage zu sein, verlässliche Werte für Flugzeugbetriebsparameter zu erzeugen, wie zum Beispiel der Treibstoffdurchsatz und die Flugzeugsteigrate.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Leistungsparameter eines Flugzeuges wird abgeschätzt mittels eines Verfahrens, welches ein wiederholtes Messen der Leistungsparameter und ein Messen einer Vielzahl an anderen Betriebsparametern während des Fluges des Flugzeuges beinhaltet. Das erzeugt einen Satz von entsprechenden Istwerten für diese Betriebsparameter. Ein Datensatzgesamtwert wird berechnet aus jedem Satz an entsprechenden Betriebsparameterwerten. Jede zusammenhängenden Gruppe, bestehend aus einem gemessenen Leistungsparameterwert, entsprechenden Betriebsparameterwerten und dem entsprechenden Datensatzgesamtwert, wird als ein Eintrag in eine Datenbank für eine spätere Verwendung gespeichert. Die Einträge in der Datenbank können nach ihrem Datensatzgesamtwert sortiert werden.
Darauf wird während des Flugbetriebs die Komplexität der Suche in der Datenbank nach nutzbaren Leistungsparameterwerten, um beispielsweise die Flugbahnen zu berechnen, reduziert durch Verwenden eines erwarteten Gesamtwerts, welcher eine Bedingung darstellt, welche von der besten Übereinstimmung der Parameterwerte in der Datenbank erfüllt sein muss. Daher wird der erwartete Gesamtwert, welcher einem relevanten Betriebszustand des Flugzeugs zugeordnet ist, dazu verwendet, um einen zu durchsuchenden Bereich in der Datenbank auszuwählen. Eine detaillierte Suche nach dem besten Parametersatz wird innerhalb dieses Datenbankbereichs durchgeführt. Der Satz an Betriebsparametern in diesem Datenbankbereich, welcher die beste Übereinstimmung mit den Betriebsparametern des relevanten Betriebszustands des Flugzeugs aufweist, wird verwendet, um die Flugbahnen zu berechnen.
In spezielleren Fällen werden für einen erwarteten Punkt während des Betriebes eines Flugzeuges, wie zum Beispiel ein Ort entlang eines Flugplanes, erwartete Werte für die Vielzahl an Betriebsparametern ermittelt. Der resultierende Satz an Betriebsparameterwerten wird verwendet, um einen erwarteten Gesamtwert zu berechnen, in derselben Weise wie jeder Gesamtwert der Datensätze berechnet wurde.
Der Prozess wählt daraufhin einen Satz an Betriebsparameteristwerten aus der Datenbank aus, wobei der Satz einen Datensatzgesamtwert hat, der mit dem erwarteten Gesamtwert größtmöglich übereinstimmt. Beispielsweise basiert die Auswahl auf dem Satz an Betriebsparameteristwerten in der Datenbank, welcher zahlenmäßig am nächsten an dem erwarteten Gesamtwert liegt. Diese Auswahl kennzeichnet einen Bereich der Datenbank, der in der Nähe des ausgewählten Datensatzes liegt, in welchem eine detailliertere Analyse der Betriebsparameter durchgeführt wird, um den Leistungsparameterwert für den Gebrauch in der Flugverwaltung des Flugzeugs zu finden. Dieser Bereich ist kleiner als die gesamte Datenbank und ist beispielsweise eine vorherbestimmte Anzahl an Einträgen in der Datenbank in der Nähe des Eintrages, welcher die nächste Gesamtwertübereinstimmung hat.
Die Sätze an Werten für die Betriebsparameter in diesem Datenbankbereich werden analysiert, um den Satz zu finden, der die größte Übereinstimmung mit den erwarteten Werten für die Vielzahl an Betriebsparametern an dem Punkt von Interesse aus dem Flugplan aufweist. Bei einer Ausführungsform des aktuell vorgeschlagenen Verfahrens wird mindestens die Summe der Quadrate der Abweichung berechnet, um die beste Übereinstimmung zu finden. Danach wird die Schätzung des Leistungsparameters abgeleitet mittels Verwendung des Wertes von diesem Leistungsparameter aus den Sätzen der größten Übereinstimmung der Flugzeugparameterwerte in der Datenbank.
Das liefert einen geschätzten Wert für den Leistungsparameter an einem erwarteten Punkt des Flugzeugbetriebes, ohne dabei die speziellen aerodynamischen Modelle des Flugrahmens und der Flugzeugmotoren zu verwenden. Die vorliegende Methode findet auf heuristischer Weise die beste Schätzung des Leistungsparameters, welcher auf seinen zugeordneten Werten basiert, die durch das Flugzeug an dem angenommenen Punkt des Flugzeugbetriebs unter vergleichbaren Flugbedingungen erfahren und vorweggenommen wurden.
Ein anderer Aspekt des vorliegenden Verfahrens betrifft die Wartung der Datenbank. Sie beinhaltet die kontinuierliche Ergänzung der Datenbank mit aktuellen Leistungsdaten des Flugzeugs, welche während des Flugs gemessen werden. Neu erfasste Flugzeugbetriebsparameterdaten werden auf Plausibilität geprüft und ersetzen dann entweder einen bestehenden Eintrag in der Datenbank, welcher als ähnliche Duplikat ermittelt ist oder werden als neuer Datenpunkt hinzugefügt. Das Kriterium zur Bestimmung, ob neue und existierende Datensätze gleich genug sind, um als ähnliche Duplikate erachtet zu werden, basiert auf Abweichungsgrenzwerten für jeden der Parameter in dem Satz. Die Grenzwerte werden sinnvoll ausgewählt, um eine Balance zwischen der Gesamtgröße der Datenbank und den Genauigkeitsanforderungen herzustellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockschema eines Flugverwaltungssystems eines Flugzeugs;
2 ist ein Ablaufplan eines heuristischen Prozesses zum Aufbau einer Datenbank aus Leistungsdaten des speziellen Flugzeuges;
3 stellt die Datenstruktur von einem Satz an Leistungsdaten einer Datenbank dar; und
4 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Berechnung der vertikalen Geschwindigkeit (oder Steigrate) und des Treibstoffverbrauchs für das Flugzeug unter Verwendung der Datenbank.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Beginnend unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet die Avionik 100 an Bord eines Flugzeugs ein Flugverwaltungssystem (FMS) 102, welches einen Hauptprozessor (CPU) 104 aufweist. Der CPU führt Programme aus, die die Flugverwaltung des Flugzeuges durchführen und mit welchen das FMS benutzt wird. Die Programmbefehle zum Betreiben des FMS 102, Daten, welche die Funktionsfähigkeit des Flugzeuges spezifizieren und andere Verwaltungsdaten, welche vom FMS empfangen und produziert werden, werden in einem Speicher 106 abgelegt. Der Speicher 106 umfasst ein oder mehrere Speicher mit wahlfreiem Zugriff, eine CD-ROM, eine Festplatte und andere Arten von Speichermedien, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Ein Eingangs-/Ausgangskreis (I/O) 108 ist gekoppelt an den CPU 104 mit mehreren Gruppen von Sensoren des Flugzeugs. Die Sensoren beinhalten Fluggeschwindigkeitssensoren 110, um sowohl die tatsächliche Fluggeschwindigkeit, wie auch die vertikale Fluggeschwindigkeit des Flugzeuges zu bestimmen. Ein Höhensensor 112 und ein Beschleunigungssensor 114 sind ebenfalls an Eingänge des Eingangs-Ausgangskreises 108 angeschlossen. Mehrere übliche Sensoren 116 sind vorgesehen, um Betriebsparameter der Flugzeugmotoren zu erfassen. Andere Sensoren 117, welche üblicherlicherweise mit dem Flugverwaltungssystem verwendet werden, sind ebenfalls an das FMS 102 angeschlossen. Ein gewöhnliches Flugzeugnavigationssystem 118 versorgt ebenfalls den Eingang-/Ausgangskreis 108 der CPU mit Daten.
Die Flugbesatzung des Flugzeuges bedient das Flugzeugverwaltungssystem 102 mittels einer Bildschirmvorrichtung 120 und einer Tastatur 122. Die Tastatur 122 kann benutzt werden, um den Flugplan des Flugzeugs in das FMS 102 einzubringen, und die Bildschirmvorrichtung 120 liefert eine visuelle Darstellung des Flugplans während der Flugreise. Zusätzlich können Eingabe/Ausgabegeräte bereitgestellt werden, um die Flugbesatzung in die Lage zu versetzen, Daten und Befehle in das FMS einzubringen und Informationen aus dem FMS zu erhalten.
Zum Beispiel kann das FMS 102 eines von mehreren verfügbaren Modellen der Universal Avionics Systems Corporation von Tucson, Arizona, U. S. A. sein. Solch ein gewöhnliches FMS ist erweitert durch zusätzliche Programme, um das vorliegende Verfahren zur Berechnung von Flugzeugleistungsdaten zu implementieren, wie nachstehend beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 2 nutzt die vorliegende Methode zu Bewertung von Flugzeugleistung Datenbanken von Betriebsparametern, welche Positionsdaten und Leistungsdaten von dem Flugzeug umfasst, welche während gegenwärtiger Flüge erfasst werden. Vor dem Flug gibt der Pilot das Gesamtgewicht des Flugzeugs und das Gewicht des Treibstoffs an Bord in das FMS 102 zusammen mit den Daten des Flugplanes ein. Während sich das Flugzeug im Flug befindet, führt das FMS 102 regelmäßig eine Erfassungsprozedur 200 aus, welche bei Schritt 202 durch das Lesen der Sensoren 110 bis 116 beginnt, um Werte für spezielle Flugzeugbetriebsparameter und Flugzeugpositionsparameter zu erfassen. Aus den Sensordaten berechnet der CPU 104 des FMS andere Parameter. Das stellt ein Satz an Flugzeugbetriebsparametern bereit, die zum Beispiel die Höhe, die tatsächliche Fluggeschwindigkeit, die Inertialbeschleunigung in Längsrichtung, die Außenlufttemperatur und das gegenwärtige Gesamtgewicht des Flugzeuges beinhalten, wobei der Satz nicht auf diese Parameter beschränkt ist. Ebenfalls wird aus dem FMS 102 die vertikale Fluggeschwindigkeit abgeleitet, welche auch als Steigrate bezeichnet wird und der gesamte Treibstoffdurchsatz aller Motoren, welcher auch als Treibstoffverbrauch bezeichnet wird, wobei beide Einflussgrößen auch als Leistungsparameter bezeichnet werden. Das gegenwärtige Gesamtgewicht des Flugzeuges ist das anfängliche Gesamtgewicht vor dem Start abzüglich des Gewichtes des Treibstoffs, welcher während des Fluges bereits verbraucht wurde.
Jeder neu erfasste Wert für einen Flugzeugparameter wird geprüft, um sicherzugehen, dass er kein Fehlwert aufgrund eines vorübergehenden Zustands ist und nicht in übermäßiger Weise von der Vielzahl der zuvor erfassten Werte desselben Parameters abweicht. Falls ein solcher Fehlwertparameter gefunden wird, wird der gesamte Datensatz für diesen Punkt in dem Flug verworfen, und der Ablauf wartet an Schritt 202 auf einen bestimmten Zeitpunkt vor dem Eintreffen eines anderen Satzes an Betriebsparametern zum Verarbeiten.
Daraufhin werden an Schritt 204 einige der neuen Werte benutzt, um für den gerade gewonnenen Satz an Flugzeugparameterwerten einen Datensatzgesamtwert zu berechnen. Beispielsweise kann die nachfolgende Gleichung benutzt werden, um diesen Datensatzgesamtwert (AV) zu berechnen:
wobei i ist eine Nummer ist, welche den bestimmten Satz von erfassten Betriebsparameterwerten bezeichnet, A, B und C an einen speziellen Flugrahmen angepasste Beschränkungen sind, w das gegenwärtige Fluggewicht ist, und L die Abfallrate des Motorschubs ist. Für Flugzustände, bei welchen die Motorleistung dem benötigten Schub angepasst wird (z. B. während des Reiseflugs und der Sinkflugphase des Fluges), wird L gleich eins gesetzt. Für Flugzustände, welche von der gesetzten Motorleistung bestimmt werden, wie beispielsweise während des Steigfluges, wird L so gewählt, dass es allgemein bekannte Verlaufscharakteristiken des Motorschubs abbildet und somit eine Funktion des Höhe und der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit ist. Die Variable q ist der Geschwindigkeitsdruck, angepasst für Kompressibilität, und in diesem Fall definiert durch:
wobei δ das Verhältnis des Standardatmosphärendrucks und eine Funktion der Höhe ist und M die Machzahl für die tatsächliche Fluggeschwindigkeit ist.
Die Istwerte für die Betriebs- und Leistungsparameter werden in zwei Datenbanken innerhalb des Speichers 106 des FMS 102 gespeichert. Eine erste Datenbank beinhaltet die gemessenen Betriebsparameter, welche während der Steigflugphase gemessen wurden, und eine zweite Datenbank beinhaltet die tatsächlichen Betriebsparameter, welche in anderen Phasen des Fluges erfasst worden sind. Daher wird in Schritt 206 bestimmt, ob das Flugzeug in der Steigflugphase ist, das heißt wenn die vertikale Fluggeschwindigkeit größer ist als ein gegebener Grenzwert oder wenn die Flughöhe schneller zunimmt als ein zuvor bestimmter Grenzwertanstieg. Basierend auf dieser Entscheidung läuft die Datenerfassungsprozedur entweder in Schritt 208 weiter, um den Satz an Betriebsparameteristwerten in der ersten Datenbank in Speicher 106 für die Steigflugphase abzuspeichern, oder in Schritt 210, um den Satz an Istwerten in der zweiten Datenbank für die Nichtsteigflugphase abzuspeichern. Wie graphisch in 3 dargestellt, wird in beiden Schritten 208 und 210 der Satz an Werten der tatsächlichen Betriebsparameter des Flugzeugs als Eintrag 220 abgespeichert. Es sollte verständlich sein, dass Werte für andere Flugzeugbetriebsparameter ebenfalls in diesem Datenbankeintrag gespeichert werden können.
Die Einträge 220 innerhalb jeder Datenbank werden sortiert nach ihrem Datensatzgesamtwert. Einem Fachmann wird klar sein, dass einfaches Speichern jedes neuen Satzes an erfassten Leistungsdaten zu einer extrem großen Datenbank führen würde, welche dadurch nicht effizient zu nutzen wäre. Darüber hinaus führt das Vorhandensein von Einträgen mit sehr ähnlichen Werten für die einzelnen Betriebsparameter nicht zu einer deutlich besseren Nutzbarkeit der Datenbank, wohingegen das Nutzen des einen oder des anderen von solch gleichen Einträgen keinen spürbar praktischen Unterschied macht. Aus diesem Grund speichern die Schritte 208 und 210 nur dann neue Einträge in die Datenbank, wenn der Satz an Flugzeugbetriebsparametern deutlich anders ist als der bereits existierende Satz an Betriebsparametern in der Datenbank. Andernfalls, im Fall von großer Ähnlichkeit, ersetzen die neuen Parameter den existierenden Satz mit dem Satz der großen Ähnlichkeit. Diese Erneuerung ist wünschenswert, da so die Datenbank die aktuellsten Leistungsdaten des Flugzeugs abbildet, denn diese Daten können sich im Laufe eines Flugzeuglebens verändern. Daher wird entweder in Schritt 208 oder Schritt 210 eine Suche nach bereits existierenden Datenbankeinträgen durchgeführt, welche einen Datensatzgesamtwert aufweisen, welcher im Bereich von Werten entweder oberhalb oder unterhalb des Datensatzgesamtwerts für den neuen Satz an Betriebsparameteristwerten liegt. Wenn diese Suche eine nahe Übereinstimmung mit einem existierenden Gesamtwert ergibt, werden die einzelnen Parameter in dem neuen und existierenden Satz überprüft, um herauszufinden, ob sie im Wesentlichen übereinstimmen. Ob zwei Datensätze als im Wesentlichen identisch angesehen werden können, basiert auf den relativ nah aneinander liegenden Werten der einzelnen Betriebsparameter, wie definiert durch eine Grenzwertabweichung. Wenn die beiden Datensätze dadurch als im Wesentlichen identisch angesehen werden können, ersetzt der neue Satz an Betriebsparameteristwerten den existierenden Satz entweder in Schritt 208 oder 210. Andernfalls wird der neue Satz an Betriebsparameteristwerten als neuer Datenbankeintrag gespeichert.
Nachdem der neue Satz an Istwerten für die Betriebsparameter in der entsprechenden Datenbank abgelegt wurde, wird in Schritt 212 ermittelt, ob sich das Flugzeug noch im Flug befindet. Ist das so, kehrt die Datenerfassungsprozedur 200 zum Schritt 202 zurück zum Einholen und Verarbeiten eines anderen Satzes an gemessenen Betriebsparameterwerten. Falls der Flug beendet ist, pausiert die Datenerfassungsprozedur 200 bis zu einem nächsten Flug.
In diesem Fall wird die Datenbank kontinuierlich mit gegenwärtigen Leistungsparametern angefüllt, welche während des Flugbetriebs gemessen werden. Neu erfasste Daten werden auf Plausibilität überprüft und ersetzen darauf existierende Datenpunkte in der Datenbank, welche als Duplikate erkannt wurden oder andernfalls zur Datenbank hinzugefügt werden. Das Kriterium zum Bestimmen, ob Datenpunkte gleich genug sind, um als Duplikate angesehen zu werden, basiert auf den Werten der Grenzwertabweichung für jede der Eingangsgrößen. Die Grenzwerte werden sinnvoll gewählt, um ein Gleichgewicht zwischen der Gesamtgröße der Datenbank und der Anforderung der Genauigkeit herzustellen.
Die Datenbanken werden während des Vorfluges durch das FMS 102 eingesetzt, um dreidimensionale Flugbahnen des Flugzeugs für die verschiedenen Abschnitte und Phasen des beabsichtigten Flugplans zu berechnen. Mit dem Ziel, diese Berechnungen für einen umfangreichen Flugplan durchzuführen, werden, wie oben erwähnt, detaillierte aerodynamische Modelle des Flugrahmens und des Motors für dieses spezielle Flugzeug im Vorfeld benötigt. Jedoch werden diese Modelle von den Flugzeugherstellern als hochgradig schätzenswert eingestuft und sind in der Regel nicht erhältlich für andere Unternehmen, welche Avionikausrüstung herstellen. Infolgedessen wurde die vorliegende Methode entwickelt, zum Abschätzen der Werte für den Treibstoffverbrauch und die vertikale Fluggeschwindigkeit an gewünschten Punkten im Flugplan ohne Gebrauch von den speziellen aerodynamischen Modellen der Flugrahmen und der Flugzeugmotoren zu machen. Die vorliegende Methode findet auf heuristische Weise die beste Abschätzung für den Treibstoffdurchsatz (Treibstoffverbrauch) und die vertikale Fluggeschwindigkeit (Streigrate) basierend auf den Werten für diese beiden Parameter, wie sie im Flugzeug unter vergleichbaren Flugbedingungen als erwartet an dem gewünschten Punkt im Flugplan erfasst wurden.
Während der Erstellung des Flugplans in dem FMS 102 führt das FMS 102, sobald dieser Standardprozess entweder einen oder beide Werte für den Treibstoffverbrauch und die vertikale Fluggeschwindigkeit für einen speziellen Punkt von Interesse in dem Entwurfsflug benötigt, die Parameterableitungsprozedur 300 durch, welche in 4 dargestellt ist, um diese Flugzeugbetriebsparameter abzuleiten. Die Parameterableitungsprozedur 300 kann ausgeführt werden während der Phase des Vorfluges oder während des Fluges, wenn die Flugbesatzung eine Änderung in dem zuvor festgelegten Flugplan vornimmt. Die Prozedur 300 beginnt bei Schritt 302, wo das FMS 102 erwartete Werte für die Flugzeugbetriebsparameter an interessanten Punkten entlang des Flugplans festlegt. Diese Betriebsparameter können die Flughöhe, die tatsächliche Fluggeschwindigkeit und die Inertialbeschleunigung in Längsrichtung beinhalten, für die aus dem Flugplan Werte festgelegt werden. Darin sind beispielsweise ebenfalls die erwartete Außenlufttemperatur enthalten, welche von der Flughöhe und meteorologischen Daten abgeleitet ist und das gegenwärtige Gesamtgewicht des Flugzeuges. Darauf wird bei Schritt 304 ein erwarteter Gesamtwert berechnet für diese erwarteten Betriebsparameterwerte, wobei dieselbe Gleichung oder derselbe Prozess benutzt wird, wie zur Berechnung des Datensatzgesamtwerts für jeden Dateneintrag in der FMS-Datenbank.
In Schritt 305 wird eine Festlegung getroffen, ob der interessante Punkt in der Steigflugphase des Fluges liegt. Das bestimmt, welche der beiden FMS-Datenbanken, die Steigflugdatenbank oder die Nichtsteigflugdatenbank, hierbei verwendet wird. Auf die entsprechende Datenbank wird dann in Schritt 306 zugegriffen, um einen Eintrag zu finden, der einen Datensatzgesamtwert aufweist, welcher dem erwarteten Gesamtwert für den interessanten Punkt auf dem Flugplan am nächsten kommt. Eine ideale Übereinstimmung liegt vor, wenn diese Gesamtwerte identisch sind, andernfalls ist die nahestmögliche Übereinstimmung der Datensatzgesamtwerte mit der kleinsten Differenz zum erwarteten Gesamtwert. Der Ort des Eintrags mit dem Wert der nahestmöglichen Übereinstimmung bestimmt einen Bereich der ausgewählten Datenbank, in welcher nach einem Satz an Betriebsparameterwerten gesucht wird, welcher die größtmögliche Übereinstimmung mit den Betriebsparametern des Flugzeuges an dem interessanten Punkt in dem Flugplan aufweist. Die Verwendung des Gesamtwertes begrenzt den Suchbereich, das heißt, es wird die Anzahl an Datenbankeinträgen reduziert, welche analysiert werden müssen. Der Suchbereich umfasst eine vorherbestimmte Anzahl an Datenbankeinträgen um den Eintrag mit der größten Gesamtwertübereinstimmung, und diese Anzahl ist sinnvollerweise so gewählt, um ein Gleichgewicht herzustellen zwischen der Berechnungszeit und der Genauigkeitsanforderung. Da die gewählte Datenbank nach dem Gesamtwert des Datensatzes sortiert ist, beinhaltet die gewählte Datenbank Einträge, welche zahlenmäßig nah aneinander liegende Datensatzgesamtwerte aufweisen und daher ähnliche Sätze an Istwerten für die Betriebsparameter und die Leistungsparameter haben.
Das vorliegende Auswahlverfahren nutzt die kleinste Summe der Quadrate der Abweichung zwischen dem Satz an erwarteten Betriebsparametern und dem Satz in der Datenbank, um den Satz an Betriebsparametern in der Datenbank zu finden, welcher größtmöglich mit den Flugzeugbetriebsparametern an dem interessanten Punkt in dem Flugplan übereinstimmt. Die Anzahl der anfallenden Gleichungen im Prozess zum Berechnen der kleinsten Summe der Quadrate wird so gewählt, dass die Analyse rechtzeitig erfolgt.
Nach dem Lokalisieren des Eintrags in der Datenbank, welcher die größtmögliche Übereinstimmung mit den Betriebsparameterwerten an einem interessanten Punkt im Flugplan aufweist, wird der Wert für die vertikale Geschwindigkeit in diesem Eintrag in Schritt 308 abgefragt und darauf in Schritt 310 verwendet, um die vertikale Geschwindigkeit (VS_x) an einem Punkt von Interesse im Flugplan zu berechnen. Diese Berechnung verwendet die nachfolgende Gleichung: VS_x = VS_DB + VS_RESIDUAL wobei VS_DB der Wert der vertikalen Fluggeschwindigkeit aus dem Datenbankeintrag ist, welcher den größtmöglichen Übereinstimmungsgesamtwert aufweist, und VS_RESIDUAL ein Ausgleich für die Abweichung des Werts für die vertikale Fluggeschwindigkeit aus der Datenbank ist, um zwischen dem erwarteten Betriebsparameterwert für den Punkt von Interesse im Flugplan und dem gewählten Satz an Betriebsparameteristwerten zu unterscheiden. VS_RESIDUAL ist definiert durch: VS_residual = f(h_x, w_x, v_x, t_x, v ._x)
wobei h, w, v, t und v . vorzugsweise die Flughöhe, das Gesamtgewicht, die tatsächliche Fluggeschwindigkeit, die Außenlufttemperatur und die Inertialbeschleunigung in Längsrichtung sind. Variablen und Betriebsparameterwerte mit dem Index db sind aus dem ausgewählten Datenbankeintrag entnommen und Index x bezeichnet die Variablen und Betriebsparameterwerte an dem speziellen Punkt von Interesse im Flugplan.
Darauf bezieht der Prozessor 104 an Schritt 312 den Istwert für den Treibstoffverbrauch aus dem ausgewählten Datenbankeintrag. Dieser Wert wird darauf in Schritt 316 verwendet, um den Treibstoffverbrauch (FF) an dem interessanten Punkt in dem Flugplan zu berechnen. Diese Berechnung verwendet die Gleichung: FF = FF_DB + FF_RESIDUAL wobei FF_DB der Wert für den Treibstoffverbrauch von dem Datenbankeintrag mit der größtmöglichen Übereinstimmung ist und FF_RESIDUAL ein Ausgleich für die Abweichung für den Datenbankwert des Flugzeugtreibstoffverbrauchs ist. Der Wert für FF_RESIDUAL für die Steigflugphase (CLB) oder die Nichtsteigflugphase (CRZ) wird abgeleitet gemäß den Ausdrücken: FF_residual = f(h_x, w_x, v_x, t_x, v ._x)
wobei VS die vertikale Geschwindigkeit und g die Gravitationskonstante ist. I ist die Treibstoffbrenngeschwindigkeit und wird gewählt zum Wiedergeben der gewöhnlich bekannten Verlaufscharakteristik der Treibstoffverbrennung des Motors. Bei dieser Anwendung ist die Treibstoffbrenngeschwindigkeit eine Funktion der Flughöhe.
Die Werte für den Treibstoffverbrauch und die vertikale Fluggeschwindigkeit, wie vorzugsweise in Schritt 310 und 314 berechnet, werden darauf von dem Flugverwaltungssystem in üblicher Weise verwendet zum Erstellen der Flugbahn des Flugzeuges an dem bestimmten Punkt von Interesse.
Die vorliegende heuristische Methode zum Bestimmen des Treibstoffdurchsatzes und der vertikalen Fluggeschwindigkeit bietet eine ausreichende Genauigkeit für die Planung des Fluges, verbunden mit einem relativ geringen Aufwand an empirischen Flugzeugleistungsdaten, im Vergleich mit einem Verfahren, welches lediglich separate zweidimensionale Datenbanken für den Treibstoffdurchsatz und die vertikale Fluggeschwindigkeit erzeugt.
Die vorangegangene Beschreibung bezieht sich vornehmlich auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Obwohl einige Aufmerksamkeit verschiedenen Alternativen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung geschenkt wurde, wird davon ausgegangen, dass sich dem Fachmann weitere Alternativen ergeben, welche aus der Offenbarung der Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich sind. Daher sollte der Schutzbereich der Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt und nicht durch die vorhergehende Offenbarung eingeschränkt werden.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Schätzung eines Leistungsparameters eines Flugzeugs, umfassend: Bestimmen erwarteter Werte für eine Vielzahl an Betriebsparametern, die voraussichtlich während des Flugzeugbetriebs auftreten; Berechnen eines erwarteten Gesamtwerts in Abhängigkeit von den erwarteten Werten; Zugreifen auf eine Datenbank, welche eine Vielzahl an Datensätzen beinhaltet, abgeleitet aus verschiedenen Betriebszuständen des Flugzeugs, wobei jeder Datensatz Werte für die Vielzahl an Betriebsparametern, einen Wert für den Leistungsparameter und einen Datensatzgesamtwert umfasst; Auswählen eines Datensatzes aus der Datenbank, basierend auf einem Vergleich des Datensatzgesamtwerts und des erwarteten Gesamtwerts; Verwenden des einen Datensatzes zum Erhalten eines Wertes des Leistungsparameters aus der Datenbank; und Bestimmen der Schätzung des Leistungsparameters im Hinblick auf den Wert des Leistungsparameters, erhalten aus der Datenbank.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Leistungsparameter mindestens einer der Werte für die vertikale Fluggeschwindigkeit und den Treibstoffverbrauch ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl an Betriebsparametern einen oder mehrere Werte aus der Flughöhe, der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit, der Inertialbeschleunigung in Längsrichtung, der Aussenlufttemperatur und des Flugzeuggewichts beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Auswählen eines Datensatzes einen Datensatz aus der Datenbank wählt, welcher den Datensatzgesamtwert aufweist, der zahlenmäßig dem erwarteten Gesamtwert am nächsten kommt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verwenden des einen Datensatzes umfasst: Analysieren der Datensätze innerhalb eines gegebenen Datenbankbereichs, wobei der Bereich kleiner ist als die gesamte Datenbank und den einen Datensatz beinhaltet; und Auswählen eines Datensatzes innerhalb eines gegebenen Datenbankbereichs, welcher die bestmögliche Übereinstimmung mit den erwarteten Werten für eine Vielzahl an Betriebsparametern aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die kleinste Quadratsumme der Abweichungen benutzt wird, um den Datensatz innerhalb eines gegebenen Datenbankbereichs zu bestimmen, welcher die bestmögliche Übereinstimmung mit den erwarteten Werten für eine Vielzahl an Betriebsparametern aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Bestimmen eines Werts für einen Leistungsparameter (VS) die folgende Gleichung nutzt: VS = VS_DB + VS_RESIDUAL wobei VS_DB der Wert für den Leistungsparameter ist, erhalten aus der Datenbank, und VS_RESIDUAL ein Einstellwert ist, der der Differenz einer Abweichung von VS_DB infolge einer Differenz zwischen den erwarteten Werten und einem Datensatz, aus welchem der Wert für den Leistungsparameter erhalten wurde, Rechnung trägt.
Verfahren zum Bereitstellen einer Schätzung eines Leistungsparameters eines Flugzeugs, umfassend: wiederholtes Bestimmen von Istwerten einer Vielzahl von Betriebsparametern während des Fluges des Flugzeugs und eines Istwerts eines Leistungsparameters, wodurch mehrere Sätze an Istwerten angelegt werden; für jeden Satz an Istwerten, Berechnen eines Datensatzgesamtwerts und Zuordnen dieses Datensatzgesamtwerts zu diesem Satz an Istwerten; für einen erwarteten Punkt während des Flugzeugbetriebs, Bestimmen erwarteter Werte für die Vielzahl an Betriebsparametern; Berechnen eines erwarteten Gesamtwerts im Hinblick auf die erwarteten Werte; Auswählen einer Vielzahl an Sätzen von Istwerten im Hinblick auf den erwarteten Gesamtwert; Analysieren der Vielzahl an Sätzen an Istwerten zum Auffinden eines vorhandenen Satzes an Istwerten, welcher den erwarteten Werten am nächsten kommt; und Ableiten der Schätzung des Leistungsparameters im Hinblick auf den Istwert eines Leistungsparameters aus dem vorhandenen Satz an Istwerten.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Leistungsparameter mindestens einer der Werte für die vertikale Fluggeschwindigkeit und den Treibstoffverbrauch ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Vielzahl an Betriebsparametern einen oder mehrere Werte aus der Flughöhe, der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit, der Inertialbeschleunigung in Längsrichtung, der Aussenlufttemperatur und des Flugzeuggewichts beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Analysieren der Vielzahl an Sätzen von Istwerten die kleinste Quadratsumme der Abweichungen nutzt, um einen vorhandenen Satz an Istwerten aufzufinden, welcher den erwarteten Werten am nächsten kommt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Auswählen einer Vielzahl von Sätzen an Istwerten das Auswählen eines Satzes an Istwerten umfasst, welcher mit einem Datensatzgesamtwert verknüpft ist, der zahlenmäßig am nächsten am erwarteten Gesamtwert liegt, wodurch ein gewählter Satz an Istwerten ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Auswählen einer Vielzahl von Sätzen an Istwerten ferner ein Bestimmen eines Datenbankbereichs umfasst, welcher den ausgewählten Satz an Istwerten beinhaltet, der Istwert eines Leistungsparameters aus dem ausgewählten Satz an Istwerten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Bestimmen eines Wertes für einen Leistungsparameter (VS) die folgende Gleichung nutzt: VS = VS_DB + VS_RESIDUAL wobei VS_DB der Istwert für einen Leistungsparameter in dem vorhandenen Satz an Istwerten ist und VS_RESIDUAL ein Einstellwert ist, der der Differenz einer Abweichung von VS_DB infolge einer Differenz zwischen den erwarteten Werten und dem vorhandenen Satz an Istwerten, Rechnung trägt.
Verfahren zum Bereitstellen einer Schätzung eines Leistungsparameters eines Flugzeugs, umfassend: wiederholtes Bestimmen von Istwerten einer Vielzahl von Betriebsparametern während des Fluges des Flugzeugs und eines Istwerts eines Leistungsparameters, wodurch mehrere Sätze von Istwerten angelegt werden; für jeden Satz an Istwerten, Berechnen eines Datensatzgesamtwerts durch Verwenden der Werte der Vielzahl an Betriebsparametern in diesem Satz; Speichern in einer Datenbank als jeweils separaten Eintrag, jeden Satz an Istwerten und den Datenbankgesamtwert, welcher hieraus berechnet wird; für einen Punkt entlang eines Flugplans des Flugzeugs, Ableiten erwarteter Werte für die Vielzahl an Betriebsparametern; Berechnen eines erwarteten Gesamtwerts durch Verwenden der erwarteten Werte; Auswählen eines Datenbankeintrags, welcher einen Datensatzgesamtwert aufweist, der dem erwarteten Gesamtwert am nächsten kommt; Auswahl eines Datenbankbereichs im Hinblick auf den Datenbankeintrag; und Analysieren der Sätze an Istwerten innerhalb des Datenbankbereichs, um einen vorhandenen Satz von Istwerten aufzufinden, welcher dem erwarteten Wert am nächsten kommt; und Ableiten der Schätzung des Leistungsparameters im Hinblick auf den Istwert eines Leistungsparameters in dem vorhandenen Satz an Istwerten.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Leistungsparameter mindestens einer der Werte für die vertikale Fluggeschwindigkeit und den Treibstoffverbrauch ist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Vielzahl an Betriebsparametern einen oder mehrere Werte aus der Flughöhe, der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit, der Inertialbeschleunigung in Längsrichtung, der Aussenlufttemperatur und des Flugzeuggewichts beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Analysieren der Vielzahl an Sätzen von Istwerten die kleinste Quadratsumme der Abweichungen nutzt, um den vorhandenen Satz an Istwerten aufzufinden, welcher den erwarteten Werten am nächsten kommt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei das Bestimmen eines Wertes für einen Leistungsparameter (VS) die folgende Gleichung nutzt: VS = VS_DB + VS_RESIDUAL wobei VS_DB der Wert für einen Leistungsparameter aus dem gewählten Datenbankeintrag ist und VS_RESIDUAL ein Einstellwert ist, der der Differenz einer Abweichung von VS_DB infolge einer Differenz zwischen den erwarteten Werten und den Istwerten der Vielzahl der Betriebsparameter im vorhandenen Satz an Istwerten, Rechnung trägt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, umfasst ferner: Erstellen einer ersten Datenbank zum Speichern von Sätzen an Istwerten, erfasst in der Zeit, in welcher sich das Flugzeug in einer Steigflugphase befindet, und Erstellen einer zweiten Datenbank zum Speichern von Sätzen an Istwerten, erfasst in der Zeit, in welcher sich das Flugzeug in Nichtsteigflugphasen befindet, und wobei das Speichern in einer Datenbank jeden Satz an Istwerten und den Datensatzgesamtwert speichert, daraus berechnet in einer der ersten und zweiten Datenbank im Hinblick auf eine Flugphase entsprechend diesen Istwerten.
Verfahren nach Anspruch 20: umfassend ferner Bestimmen, ob sich der Punkt entlang des Flugplans des Flugzeugs in einer Steig- oder Nichtsteigflugphase befindet; und wobei Auswählen eines Eintrags, Auswählen eines Bereichs, Analysieren der Sätze an Istwerten und Ableiten der Schätzung des Leistungsparameters, die erste oder die zweite Datenbank nutzen, gewählt in Abhängigkeit von der Bestimmung.
Verfahren zur Schätzung der vertikalen Fluggeschwindigkeit und des Treibstoffverbrauchs eines Flugzeugs, umfassend: wiederholtes Bestimmen von Istwerten einer Vielzahl von Betriebsparametern während des Fluges des Flugzeugs, eines Istwerts der vertikalen Fluggeschwindigkeit und eines Istwerts des Treibstoffverbrauchs, wodurch mehrere Sätze an Istwerten erzeugt werden; Berechnen eines Datensatzgesamtwerts für jeden Satz von Istwerten; Speichern eines jeden Satzes von Istwerten und den Datensatzgesamtwert, berechnet hierfür in einer Datenbank als separaten Eintrag; Ableiten erwarteter Werte für die Vielzahl an Betriebsparametern für einen Punkt entlang des Flugplans des Flugzeugs; Berechnen eines erwarteten Gesamtwerts durch Verwenden der Istwerte; Auswählen eines Datenbankeintrags, welcher einen Datensatzgesamtwert aufweist, der dem erwarteten Gesamtwert am nächsten kommt; Auswahl eines Datenbankbereichs in Abhängigkeit von dem Datenbankeintrag; und Analysieren der Sätze von Istwerten innerhalb des Datenbankbereichs, um einen vorhandenen Satzes von Istwerten aufzufinden, welcher den erwarteten Werten am nächsten kommt; Ableiten einer Schätzung der vertikalen Fluggeschwindigkeit im Hinblick auf den Istwert der vertikalen Fluggeschwindigkeit im vorhandenen Satz an Istwerten; und Ableiten einer Schätzung des Treibstoffverbrauchs im Hinblick auf den Istwert des Treibstoffverbrauchs im vorhandenen Satz an Istwerten.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Vielzahl an Betriebsparametern einen oder mehrere Werte aus der Flughöhe, der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit, der Inertialbeschleunigung in Längsrichtung, der Aussenlufttemperatur und des Flugzeuggewichts beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, wobei Analysieren der Vielzahl an Sätzen von Istwerten die kleinste Quadratsumme der Abweichungen nutzt, um den vorhandenen Satz an Istwerten aufzufinden, welcher den erwarteten Werten am nächsten kommt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei das Bestimmen eines Werts für die vertikale Fluggeschwindigkeit (VS) die folgende Gleichung nutzt: VS = VS_DB + VS_RESIDUAL wobei VS_DB der Wert für die vertikale Fluggeschwindigkeit aus dem ausgewählten Eintrag in der Datenbank ist und VS_RESIDUAL ein Einstellwert ist, der der Differenz einer Abweichung von VS_DB infolge einer Differenz zwischen den erwarteten Werten und den Istwerten einer Vielzahl von Betriebsparametern in dem ausgewählten Eintrag in der Datenbank, Rechnung trägt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei das Bestimmen eines Werts für den Treibstoffverbrauch (FF) die folgende Gleichung nutzt: FF = FF_DB + FF_RESIDUAL wobei FF_DB der Wert für die vertikale Fluggeschwindigkeit aus dem ausgewählten Eintrag in der Datenbank ist und FF_RESIDUAL ein Einstellwert ist, der der Differenz einer Abweichung von VS_DB infolge einer Differenz zwischen den erwarteten Werten und den Istwerten einer Vielzahl von Betriebsparametern in dem ausgewählten Eintrag in der Datenbank, Rechnung trägt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, ferner umfassend: Erstellen einer ersten Datenbank zum Speichern von Sätzen an Istwerten, erfasst in der Zeit, in welcher sich das Flugzeug in einer Steigflugphase befindet, und Erstellen einer zweiten Datenbank zum Speichern von Sätzen an Istwerten, erfasst in der Zeit, in welcher sich das Flugzeug in Nichtsteigflugphasen befindet, und wobei das Speichern in einer Datenbank jeden Satz an Istwerten und den Datensatzgesamtwert speichert, daraus berechnet in einer der ersten und zweiten Datenbank in Abhängigkeit von einer Flugphase entsprechend diesen Istwerten.
Verfahren nach Anspruch 27: ferner umfassend Bestimmen, ob sich der Punkt entlang des Flugplans des Flugzeugs in einer Steig- oder Nichtsteigflugphase befindet; und wobei Auswählen eines Eintrags, Auswählen eines Bereichs, Analysieren der Sätze an Istwerten, Ableiten einer Schätzung der vertikalen Fluggeschwindigkeit und Ableiten einer Schätzung des Treibstoffverbrauchs, die erste oder die zweite Datenbank nutzen, gewählt in Abhängigkeit von der Bestimmung.