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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Erzeugung eines Flugplanes für
einen taktischen Flug eines Flugzeuges.
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Moderne
Flugzeuge besitzen ein Flugsteuersystem, das einen Flugplan liefert,
der aus untereinander verbundenen Überflugpunkten gebildet wird.
An jedem Überflugpunkt
bis zum Bestimmungsflughafen liefert das Flugsteuersystem die Vorhersagen: Überflugzeit,
Geschwindigkeit, Höhe,
noch an Bord befindliche Treibstoffmenge. Darüber hinaus schlägt das Flugsteuersystem
eine Optimierung des Flugplanes vor: optimale Reisehöhe, optimale
Geschwindigkeit für
jede Flugphase.
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Es
ist bekannt, dass ein ziviler Flugplan, dem beispielsweise ein ziviles
Transportflugzeug unterliegt, einen Ausgangsflughafen und einen
Bestimmungsflughafen und gegebenenfalls einen Umleitungsflughafen umfasst.
In der zivilen Luftfahrt variiert die an Bord des Flugzeugs befindliche
Ladung (Passagiere, Fracht) im Verlauf ein und desselben Fluges
nicht. Darüber
hinaus sind die Schwankungen der Treibstoffmenge abhängig vom
Verbrauch der Motoren und sind daher während des Fluges vorhersehbar.
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Ein
Verfahren zur Erzeugung eines solchen Flugplanes ist aus der Druckschrift
US 6,134,500 bekannt.
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Dagegen
muss ein taktischer Flugplan, das heißt, ein Flugplan, der für einen
taktischen Flug bestimmt ist, taktische Ereignisse berücksichtigen,
um die Vorhersagen modifizieren zu können. Für ein in einen taktischen Flug
einbezogenes Flugzeug können
im Verlauf des Fluges vier Typen von taktischen Ereignissen die transportierte
Ladung variieren lassen oder die Menge des an Bord befindlichen
Treibstoffs (außer
durch den normalen Verbrauch des Treibstoffs) variieren lassen,
und zwar:
- – eine
Verminderung der transportierten Ladung beim Luftabwurf oder bei
einer Entladung während
eines taktischen Etappenziels, das einer Landung auf einem Zwischengelände aus
taktischen Gründen
(Warten, Beladung, Entladung, .....) entspricht, gefolgt von einem
Start in Richtung des Bestimmungsortes oder in Richtung eines anderen
taktischen Etappenziels;
- – eine
Zunahme der transportierten Ladung bei einer Beladung während eines
taktischen Etappenziels;
- – eine
Verminderung des an Bord befindlichen Treibstoffs (nicht aufgrund
des ordnungsgemäßen Verbrauchs
des Flugzeugs) als Tankflugzeug bei einer Luftbetankung; und
- – eine
Zunahme des an Bord befindlichen Treibstoffs als betanktes Flugzeug
bei einer Luftbetankung.
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Die üblichen
Flugsteuersysteme berücksichtigen
diese taktischen Ereignisse in den Vorhersagen des Flugplanes nicht,
bevor diese Ereignisse nicht tatsächlich aufgetreten sind. Ebenso
ist keine Optimierung des Flugplanes von dem Punkt an vorgesehen,
an welchem ein taktisches Ereignis stattfinden wird, und zwar bevor dieses
Ereignis tatsächlich
stattgefunden haben wird.
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Wenn
ein taktisches Ereignis tatsächlich
stattgefunden hat oder teilweise stattgefunden hat (Betankung oder
Teilabwurf), werden die Vorhersagen mit den neuen Flugzeugparametern
aktualisiert. Denn wenn die Veränderung
eingetreten ist, werden die Parameter zum Gewicht des Flugzeugs
durch die Besatzung modifiziert, damit die Vorhersagen in Abhängigkeit
von der gegenwärtigen
Situation neu berechnet werden.
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Die üblichen
Flugsteuersysteme sind daher nicht in der Lage, einen taktischen
Flugplan zu erzeugen, das heißt,
bei der Vorbereitung des Fluges einen Flugplan zu erzeugen, der
taktische Ereignisse berücksichtig, die
im Verlauf des Fluges auftreten werden.
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Die
vorliegende Erfindung hatte zur Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen.
Sie betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines taktischen Flugplanes
für ein
Flugzeug, wie dieses im Anspruch 1 definiert ist.
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Zu
diesem Zweck ist das Verfahren gemäß der Erfindung, in welchem:
- a) Eingangsdaten definiert werden, die wenigstens
Daten über
die Masse und die anfängliche
Ladung eines Flugzeugs, meteorologische Daten, Überflugpunkte des Flugplans
und wenigstens ein Optimierungskriterium umfassen;
- b) mit Hilfe der Eingangsdaten unter Durchführung einer Vorhersagefunktion
und einer Optimierungsfunktion ein Flugprofil des Flugplanes bestimmt
wird, dass für
jeden Überflugpunkt
des Flugplanes eine Mehrzahl von Vorhersageinformationen und zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Überflugpunkten
des Flugplanes optimierte Parameter umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass
- α) zu
berücksichtigende
taktische Ereignisse des taktischen Fluges ausgewählt werden;
- β) für jedes
auf diese Weise ausgewählte
taktische Ereignis wenigstens ein Parameter, der durch dieses taktische
Ereignis an einem speziellen Variationspunkt des Flugplanes modifiziert
wird, sowie der mit dieser Modifikation korrespondierende Parameter
bestimmt werden;
- δ) beim
Schritt b) jede so bestimmte Parametervariation, die an dem entsprechenden
Va riationspunkt berücksichtigt
wird, zur Bestimmung des Flugprofils verwendet wird.
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Aufgrund
der vorliegenden Erfindung wird auf diese Weise ein taktischer Flugplan
erzeugt, der taktische Ereignisse des vorgenannten Typs berücksichtigt,
die im Verlauf des betreffenden taktischen Fluges auftreten.
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In
vorteilhafter Weise werden am Schritt α):
- α1) geplante
taktische Ereignisse definiert; und
- α2)
aus allen so definierten, geplanten taktischen Ereignissen diejenigen
ausgewählt,
die berücksichtigt werden
müssen.
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Gemäß der Erfindung:
- – definiert
das Optimierungskriterium eine Beziehung zwischen dem Treibstoffverbrauch
des Flugzeugs und der Flugzeit; und/oder
- – umfassen
die Vorhersageinformationen für
jeden Überflugpunkt
wenigstens die Überflugzeit,
die Überfluggeschwindigkeit,
die Überflughöhe und die
an Bord des Flugzeugs verbleibende Treibstoffmenge; und/oder
- – umfassen
die optimierten Parameter wenigstens die optimale Geschwindigkeit
und gegebenenfalls die optimale Reisehöhe zwischen zwei aufeinanderfolgenden Überflugpunkten.
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Gemäß der Erfindung
umfassen die taktischen Ereignisse wenigstens eines der folgenden
Ereignisse: einen Luftabwurf, eine Flugbetankung und ein taktisches
Etappenziel mit einer Landung.
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In
vorteilhafter Weise korrespondiert der Parameter der modifiziert
wird, mit einem der folgenden Parameter:
- – des durch
dass Flugzeug transportierten Ladungsgewichts;
- – des
an Bord des Flugzeugs befindlichen Treibstoffgewichts;
- – das
Leergewicht des Flugzeugs;
- – die Überflugzeit;
- – die
Position des Schwerkraftzentrums des Flugzeugs; und
- – die
aerodynamische Konfiguration des Flugzeugs.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
entspricht der spezielle Variationspunkt:
- – dem Endpunkt
eines Abwurfes für
einen Abwurfvorgang;
- – den
Endpunkt einer Betankung für
eine Betankung, die durch das Flugzeug als Tankflug zeug ausgeführt wurde;
- – dem
Anfangspunkt der Betankung für
eine Betankung, die durch das Flugzeug als betanktes Flugzeug ausgeführt wird;
und
- – dem
Anfangspunkt der Landepiste für
ein taktisches Etappenziel.
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Ferner
wird am Schritt β)
als Variation eines Parameters bestimmt:
- – für einen
Abwurf, die Verminderung des durch das Flugzeugs transportierten
Ladungsgewichts;
- – für eine durch
das Flugzeug als Tankflugzeug ausgeführte Betankung, die Verminderung
des an Bord des Flugzeugs befindlichen Treibstoffgewichts;
- – für eine durch
das Flugzeug als betanktes Flugzeug ausgeführte Betankung, die Zunahme
des an Bord des Flugzeugs befindlichen Treibstoffgewichts; und
- – für ein taktisches
Etappenziel, die evtl. Variation des transportierten Ladungsgewichts,
die evtl. Variation des Gewichts des an Bord des Flugzeugs befindlichen
Treibstoffs und die Aufenthaltszeit am Boden.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird am Schritt δ) die Variation
des Parameters oder eines geschätzten
Wertes des Parameters am Ende des korrespondierenden taktischen
Ereignisses, das durch die Variation des Parameters berücksichtigt
wird, direkt verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Erzeugung
eines Flugplanes für
einen taktischen Flug eines Flugzeuges, wie sie im Anspruch 10 definiert
ist.
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Gemäß der Erfindung
ist die Vorrichtung von der Bauweise, mit:
- – ersten
Eingabemitteln, welche einem Bediener ermöglichen, Eingangsdaten einzugeben,
die wenigstens Daten für
das anfängliche
Gewicht und die anfängliche
Ladung des Flugzeugs, meteorologische Daten, Überflugpunkte des Flugplans
und wenigstens ein Optimierungskriterium umfassen;
- – einer
Zentraleinheit, um mit Hilfe der Eingangsdaten unter Durchführung einer
Vorhersagefunktion und einer Optimierungsfunktion ein Flugprofil
des Flugplanes zu bestimmen, das für jeden Überflugpunkt des Flugplanes
eine Mehrzahl von Vorhersageinformationen und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Überflugpunkten
des Flugplanes optimierte Parameter umfasst; und
- – Anzeigemittel,
um auf einem Visualisierungsschirm das durch die Zentraleinheit
bestimmte Flugprofil darzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass:
- – die
Vorrichtung ferner zweite Eingabemittel umfasst, die einem Bediener
ermöglichen,
für jedes
taktische Ereignis des taktischen Fluges die Variation wenigstens
eines Parameters einzugeben, der durch dieses taktische Ereignis
an einem speziellen Variationspunkt des Flugplanes modifiziert wird;
und
- – die
Zentraleinheit für
jede Variation des Parameters, die mit Hilfe der zweiten Eingabemittel
eingegeben worden ist und die am korrespondierenden Variationspunkt
berücksichtigt
wird, verwendet wird, um das Flugprofil zu bestimmen.
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Darüber hinaus
und in einer speziellen Ausführungsform:
- – umfasst
die Vorrichtung ferner wenigstens eine Datenbank, die den taktischen
Ereignissen zugehörige Parametervariationen
enthält;
- – ermöglichen
die zweiten Eingabemittel einem Bediener, taktische Ereignisse einzugeben
zu können
und
- – verwendet
die Zentraleinheit automatisch die Parametervariationen, die in
der Datenbank enthalten sind und einem speziellen taktischen Ereignis
zugeordnet sind, wenn der Bediener dieses taktische Ereignis mit Hilfe
der zweiten Eingabemittel eingibt, so dass das Flugprofil bestimmt
werden kann.
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Die
Figuren der beigefügten
Zeichnungen werden verständlich
machen, wie die Erfindung ausgeführt werden
kann. In diesen Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen ähnliche
Elemente.
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1 ist
das Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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2 zeigt
schematisch ein Flugprofil eines Flugplanes.
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3 zeigt
schematisch eine Seite, die einem Bediener dargestellt werden kann
und die vorliegende Erfindung gut erläutern kann.
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Die
Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung,
und schematisch in 1 dargestellt, ist zur Erzeugung
eines Flugplanes für
einen taktischen Flug eines Flugzeuges bestimmt.
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Es
ist bekannt, dass im Verlauf eines taktischen Fluges unterschiedliche
Typen taktischer Ereignisse im Verlauf des Fluges die transportierte
Ladung variieren lassen können
oder die Masse des an Bord des Flugzeugs befindlichen Treibstoffs
variieren lassen können
(anders als durch den normalen Treibstoffverbrauch), und zwar durch:
- – eine
Verminderung der transportierten Ladung bei einem Luftabwurf oder
bei einer Entla dung während eines
taktischen Etappenziels. Ein taktisches Etappenziel entspricht einer
Landung auf einem Zwischengelände
zu taktischen Zwecken (Warten, Beladung, Entladung, ...) gefolgt
von einem Start in Richtung des Bestimmungsortes oder in Richtung
eines weiteren taktischen Etappenziels;
- – eine
Zunahme der transportierten Ladung bei einer Ladung während eines
taktischen Etappenziels;
- – eine
Verminderung des an Bord befindlichen Treibstoffs (nicht aufgrund
des ordnungsgemäßen Verbrauchs
des Flugzeugs) bei einer Flugbetankung als Tankflugzeugs; und
- – eine
Zunahme des an Bord befindlichen Treibstoffs bei einer Flugbetankung
als betanktes Flugzeug.
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In
gewöhnlicher
Weise umfasst ein Flugplan, wie dieser in 2 dargestellt
ist, für
das Flugprofil PV, das heißt,
der Darstellung in vertikaler Ebene des Flugplanes insbesondere:
- – Überflugpunkte
P1 bis P5;
- – Informationen
in Bezug auf die Überflugpunkte
P1 bis P5, wie den Zeitpunkt bzw. die Uhrzeit des Überflugs
T1 bis T5, die Überfluggeschwindigkeit
V1 bis V5, die Überflughöhe A1 bis
A5 und die noch an Bord des Flugzeugs verbliebene Treibstoffmenge
FOB1 bis FOB5;
- – Abschnitte
S1 bis S4, welche die Überflugpunkte
P1 bis P5 verbinden.
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Ein
taktischer Flugplan entspricht somit einem Flugplan; der taktische
Ereignisse des vorgenannten Typs berücksichtigt, die bei einem taktischen
Flug vorhanden sind (Betankung, Abwurf, taktisches Etappenziel).
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Die
Vorrichtung 1 ist von der Bauweise, mit:
- – Eingabemitteln 2,
welche einem Bediener erlauben, Eingangsdaten einzugeben, die wenigstens
Daten des anfänglichen
Gewichts und der anfänglichen
Ladung des Flugzeugs, meteorologische Daten, Überflugpunkte P1 bis P5 des
Flugplanes und wenigstens ein Optimierungskriterium umfassen;
- – einer
Zentraleinheit 3, die durch eine Verbindung 4 mit
den Eingabemitteln 2 verbunden ist, um mit Hilfe der Eingangsdaten
unter Durchführung
einer gewöhnlichen
Voraussagefunktion und einer gewöhnlichen Optimierungsfunktion
ein Flugprofil PV des Flugplanes zu bestimmen, das für jeden Überflugpunkt
P1 und P5 des Flugplanes eine Mehrzahl von Vorhersageinformationen
umfasst und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Überflugpunkten P1 und P5 des
Flugplanes optimierte Parameter umfasst; und
- – Anzeigemittel 5,
welche mit einer Verbindung 6 an die Zentraleinheit 3 angeschlossen
sind, um auf einen Visualisierungsschirm 7 das durch die
Zentraleinheit 3 bestimmte Flugprofil PV darzustellen.
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Gemäß der Erfindung
und um einen taktischen Flugplan des vorgenannten Typs erzeugen
zu können:
- – umfasst
die Vorrichtung 1 ferner Eingabemittel 8, die über eine
Verbindung 9 mit einer Zentraleinheit 3 verbunden
sind und die einem Bediener erlauben, für jedes berücksichtigte taktische Ereignis
des taktischen Fluges die Variation ΔX von wenigstens einem Parameter
einzugeben, der durch dieses taktische Ereignis am speziellen Variationspunkt
pi des Flugplanes fixiert wird; und
- – verwendet
die Zentraleinheit 3 jede Variation ΔX des Parameters X, der mit
Hilfe der Eingabemittel 8 eingegeben worden ist und diesen
am korrespondierenden Variationspunkt pi berücksichtigt, um das Flugprofil PV
zu bestimmen.
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In
gewöhnlicher
Weise basieren die von der Zentraleinheit 3 durchgeführten Vorhersagen
auf den von der Besatzung spezifizierten Anfangsbedingungen, der
Geometrie des Flugplanes und Leistungsmodellen, welche die Eigenschaften
des Flugzeugs berücksichtigen
(Motoren, aerodynamische Eigenschaften, Leistungsfähigkeiten).
Die Leistungsmodelle, die für
die Vorhersagen und auch für
die Optimierung verwendet werden, werden ausgehend von Modellen
im Windkanal erarbeitet und werden nach Flugversuchen korrigiert.
Sie reflektieren die Leistungsfähigkeiten
von Motoren, die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs und seine
ordnungsgemäße Leistungsfähigkeit.
Diese Modelle werden zum Beispiel in einem üblichen Flugsteuersystem (nicht
dargestellt) gespeichert, das mit der Zentraleinheit 3 verbunden
ist, und zwar in Form von Leistungstabellen, die für jeden
Flugzeugtyp geeignet sind. Diese Tabellen erlauben, in Abhängigkeit
von Eingangsparametern, wie dem Flugzeuggewicht, der Höhe..., die
Parameter zu bestimmen, welche die Leistungsfähigkeit des Flugzeugs widerspiegeln,
wodurch möglich
wird, das Flugprofil PV zu optimieren und die Vorhersagen zu berechnen.
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Ferner
und gemäß der Erfindung:
- – definiert
das Optimierungskriterium eine Beziehung (gewählt durch die Besatzung) zwischen
dem Treibstoffverbrauch des Flugzeugs und der entsprechenden Flugzeit;
- – umfassen
Vorhersageinformationen für
jeden Überflugpunkt
P1 bis P5 wenigstens die Überflugzeit
T1 bis T5, die Überfluggeschwindigkeit
V1 bis V5, die Überflughöhe A1 bis
A5 und das Treibstoffgewicht FOW1 bis FOW5, der an Bord des Flugzeugs
verbleibt;
- – umfassen
die optimierten Parameter wenigstens die optimale Geschwindigkeit
und gegebenenfalls die optimale Reisehöhe über den Abschnitten S1 bis
S4 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Überflugpunkten; und
- – umfassen
die möglichen
taktischen Ereignisse eines taktischen Fluges wenigstens eines der
folgenden Ereignisse: einen Luftabwurf, eine Luftbetankung und ein
taktisches Etappenziel mit einer Landung.
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Es
werden die folgenden unten angegebenen Abkürzungen verwendet.
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Die
Vorrichtung 1 ermöglicht
der Besatzung, entsprechend der Planung der Mission des Flugzeugs, wie
sie am Anfang oder während
des Fluges definiert wird, zu spezifizieren:
- – für den Abwurf,
die Verminderung des Gewichts der transportierten Ladung Δ PW (< 0) aufgrund des
Abwurfs (von Luftlandetruppen oder von Material);
- – für eine Betankung
als Betankungsflugzeug, die Verminderung des Treibstoffsgewichts
an Bord Δ FOB (< 0) aufgrund der Übertragung
von Treibstoff an ein zu betankendes Flugzeug;
- – für eine Betankung
als betanktes Flugzeug, die Zunahme des Treibstoffgewichts an Bord Δ FOB (< 0) aufgrund der Übertragung
des Treibstoffs von einem Tankflugzeug und;
- – für ein taktisches
Etappenziel, die Variation der transportierten Masse Δ PW (< 0 oder > 0) aufgrund der Beladung
oder Entladung von Truppen oder Material, der Variation des Treibstoffgewichts
an Bord Δ FOB (< 0 oder > 0) aufgrund von Treibstoffübertragungsvorgängen am
Boden sowie die Zeit, die am Boden verstreichen wird, bevor wieder
gestartet wird ΔT
(> 0).
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Mehrere
taktische Ereignisse können
im Verlauf des Fluges geplant werden. Die Besatzung spezifiziert
somit die verschiedenen Parameter X, die für jedes dieser taktischen Ereignisse
zu berücksichtigen
sind.
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Jedes
taktische Ereignis ist verbunden mit einem Variationspunkt pi des
Flugplanes, zum Beispiel:
- – dem Endpunkt des Abwurfs
für den
Abwurf;
- – dem
Endpunkt der Betankung, wenn die Betankung durch das Flugzeug als
Betankungsflugzeug ausgeführt
wird. Man berücksichtigt
somit, dass die Gesamtheit des Treibstoffs an Bord des Flugzeugs,
bis zum Ende der Treibstoffübertragung überwacht
wird, was ermöglicht,
die Treibstoffmenge an Bord während
der Betankungsdauer nicht zu unterschätzen;
- – dem
Anfangspunkt der Betankung, wenn die Betankung durch das Flugzeug
als zu betankendes Flugzeug ausgeführt wird. Man berücksichtigt
somit, dass man die Gesamtheit des Treibstoffs vom Anfang der Betankung
an erhält,
was ermöglicht,
die Treibstoffmenge an Bord während
der Dauer der Betankung nicht zu unterschätzen; und
- – dem
Anfangspunkt der Landebahn im Falle eines taktischen Etappenziels.
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Man
berücksichtigt
somit für
die Vorhersagen, die Veränderung
im Augenblick des betreffenden Variationspunktes pi.
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Es
sei angemerkt, dass sich im Falle eines Betankungsflugzeugs eine
Variation des Treibstoffgewichts übertragen kann durch:
- – eine
Variation der durch das Flugzeugs für seinen ordnungsgemäßen Verbrauch
verwendbaren Treibstoffmenge in dem Falle, in welchem der Treibstoff,
der an das zu betankende Flugzeug geliefert wird, aus den gleichen
Tanks kommt, wie denjenigen, die durch das Betankungsflugzeug verwendet
werden, um seine eigenen Motoren zu versorgen; oder
- – eine
einfache Variation der transportierten Ladung in dem Falle, in welchem
der Treibstoff, der an ein zu betankendes Flugzeug geliefert wird,
nicht für
das Betankungsflugzeug für
dessen eigenen ordnungsgemäßen Verbrauch
verwendbar ist.
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Im
letzteren Fall wird man wieder zu einer Verminderung der transportierten
Ladung wie bei einem Abwurf gelangen. Im Laufe der Beschreibung
wird berücksichtigt,
dass eine Variation des Treibstoffgewichts im Falle eines Betankungsflugzeugs
eine Variation des Treibstoffgewichts entspricht, die durch dieses
Flugzeug selbst verbrauchbar ist.
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Es
sei ferner angemerkt, dass:
- – wenn man
die Masse der transportierten Ladung PWpi, die im Verlauf des Fluges
für ein
in einen taktischen Flug eingebundenes Flugzeug variiert, dem Leergewicht
OWE des Flugzeugs hinzufügt,
das normalerweise im Verlauf des Fluges konstant ist, man das Gewicht
ohne den Treibstoff des Flugzeugs ZFWpi am Punkt pi erhält: ZFWpi = OWE + PWpi
- – wenn
man diese Masse ohne Treibstoff ZFWpi der Treibstoffmasse an Bord
FOBpi hinzufügt,
erhält
man das Gesamtgewicht GWpi des Flugzeugs am Punkt pi: GWpi
= ZFWpi + FOBpi.
-
Es
werden nun unterschiedliche Beispiele beschrieben, welche erlauben,
die Durchführung
der vorliegende Erfindung gut darzustellen:
- A/
wenn im Rahmen eines taktischen Fluges ein Variationspunkt p1 angenommen
wird, an welchem eine Betankung geplant ist, gilt:
- • FOBp1 F = FOBp1 + Δ FOBp1wobei FOBp1 F die
Vorhersage der an p1 an Bord befindlichen Treibstoffmenge ist, unter
Berücksichtigung der
Betankung; und
- • GWp1 F = ZFWp1 + FOBp1Fwobei GWp1 F die
Vorhersage der Gesamtmasse des Flugzeugs bei p1 ist, unter Berücksichtigung
der Betankung.
So wird, indem GWp1 F und FOBp1 F in den Vorhersageberechnungen
ausgehend vom Punkt p1 berücksichtigt
werden, die Variation des Gewichts der transportierten Ladung und
die Variation des Treibstoffgewichts an Bord aufgrund der Betankung
in p1 berücksichtigt;
- B/ wenn im Rahmen eines taktischen Fluges ein Variationspunkt
p2 angenommen wird, an welchem ein Abwurf geplant ist, gilt:
- • PWp2F = PWp2 + Δ PWp2wobei PWp2F die Vorhersage
des Gewichts der transportierten Ladung in p2 ist unter Berücksichtigung
des Abwurfs; und
- • GWp2F = FOBp2 + OWE + PWp2Fwobei GWp2F die
Vorhersage des Gesamtgewichtes des Flugzeugs in p2 ist unter Berücksichtigung
des Abwurfs.
So wird unter Berücksichtigung von GWp2F bei
den Berechnungen der Vorhersagen ausgehend vom Punkt p2 die Variation
des Gewichts der transportierten Ladung aufgrund des Abwurfs in
p2 berücksichtigt;
- C/ wenn im Rahmen eines taktischen Fluges ein Variationspunkt
p3 angenommen wird, an welchem ein taktisches Etappenziel geplant
ist, gilt:
- • PWp3F = PWp3 + Δ PWp3wobei PWp3F die Voraussage
des Gewichts der transportierten Ladung in p3 ist unter Berücksichtigung
der Beladung oder Endladung;
- • FOBp3F = FOBp3 + Δ FOBp3,wobei FOBp3F die
Vorhersage des Treibstoffgewichts an Bord in p3 ist, wobei die Übertragung
von Treibstoff berücksichtigt
wird;
- • GWp3F = FOBp3F + OWE + PWp3Fwobei GWp3F
die Vorhersage des Gesamtgewichtes des Flugzeugs in p3 ist, unter
Berücksichtigung
der Beladung (oder Endladung) und der Übertragung von Treibstoff;
und
- • Tp3F = Tp3 + Δ Tp3wobei
Tp3F die Vorhersage der Überflugzeit
in p3 ist (vorgesehene Abflugzeit), unter Berücksichtigung der Standzeiten
in p3 aufgrund der Dauer des taktischen Etappenziels.
So wird
unter Berücksichtigung
von GWp3F, FOBp3F und Tp3F in den Berechnungen der Vorhersagen ausgehend
vom Punkt p3 die Variation des Gewichts der transportierten Ladung,
die Variation des an Bord befindlichen Treibstoffgewichts und die
Standdauer in p3 aufgrund eines taktischen Etappenziels in p3 berücksichtigt.
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Es
können
die vorgenannten Prinzipien gemäß der Erfindung
verallgemeinert werden. Denn wenn im Rahmen eines taktischen Fluges
ein Variationspunkt pi angenommen wird, an welchem ein taktisches
Ereignis geplant ist, welches das Gewicht der transportierten Ladung
und/oder das an Bord befindliche Treibstoffgewicht variieren lässt und/oder
eine Standzeit des Flugzeugs über
eine bestimmte Dauer an diesem Punkt pi mit sich bringt, werden
der oder die folgenden Parameter, die dem taktischen Ereignis entsprechen,
angewendet:
- – PWpiF
= PWpi + Δ PWpiwobei
PWpiF die Vorhersage des Gewichts der transportierten Ladung in
pi ist, unter Berücksichtigung
der Variation des Gewichts der transportierten Ladung ( Δ PWpi) an
dem Punkt pi;
- – FOBpiF = FOBpi + Δ FOBpiwobei FOBpiF die
Vorhersage des Gewichts des an Bord befindlichen Treibstoffes in
pi ist, unter Berücksichtigung
der Übertragung
von Treibstoff (Δ FOBpi)
am Punkt pi;
- – GWpiF = FOBpiF + OWE + PWpiFwobei GWpiF
die Vorhersage des Gesamtgewichts des Flugzeugs in pi ist, unter
Berücksichtigung
der Variation des Gewichts der transportierten Ladung (Δ PWpi) am
Punkt pi und der Übertragung
von Treibstoff (Δ FOBpi)
am Punkt pi;
- – TpiF = Tpi + ΔTpi wobei
TpiF die Vorhersage der Überflugzeit
in pi ist (Abflugzeit vom Punkt pi), unter Berücksichtigung der Standzeiten
in pi; und
- – ganz
allgemein, XpiF = Xpi + ΔXpiwobei XpiF die Vorhersage
des Wertes als beliebigen Parameters X in pi ist, unter Berücksichtigung
der geplanten Variation dieses Parameters in pi.
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So
wird unter Berücksichtigung
von WpiF, FOBpiF, TpiF, XpiF in den Berechnungen der Vorhersagen ausgehend
vom Punkt pi berücksichtigt
die Variation des Gewichts der transportierten Ladung, die Variation des
Gewichts des an Bord befindlichen Treibstoffs, die Standzeit in
pi und jede weitere Variation eines beliebigen Parameters X, die
sich aus den geplanten taktischen Ereignis am Punkt pi ergibt.
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Gemäß der Erfindung
kann der Parameter X bei einer Verwendung der Vorrichtung 1,
in welcher die Vorhersagen unter Berücksichtigung von Variationen
des Schwerpunktes berechnet werden, der Schwerpunkt des Flugzeugs
sein.
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Der
Parameter X kann auch das Leergewicht des Flugzeugs (OWE) im Falle
eines Flugzeugs darstellen, das in geplanter Weise Elemente im Flug
abwirft (Waffen, Zusatztanks...), wobei diese Elemente anfänglich Teil
des Flugzeugs ohne seine Ladung und ohne seinen Treibstoff waren.
In diesem letzten Fall kann die Verwendung der Erfindung ausgedehnt
werden, um die Variationen des aerodynamischen Luftwiderstands des Flugzeugs
zu berücksichtigen,
der sich aufgrund des Verschwindens seiner äußeren Elemente ergibt, in der Annahme
einer Durchführung
der Erfindung, der einen Luftwiderstandsfaktor einfügen lässt, der
es erlaubt, das Ergebnis der Berechnungen der Vorhersagen in Abhängigkeit
von der aerodynamischen Ausbildung des Flugzeugs einzustellen. Dank
der Erfindung kann die Variation des Luftwiderstandsfaktors schon
bei der Planung des Fluges berücksichtigt
werden. Das gleiche gilt für
die Variation des Schwerpunktes des Flugzeugs.
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Gemäß der Erfindung
kann ein Bediener, soweit es den Parameter X betrifft, mit Hilfe
von Mitteln 8 sowohl direkt die Variation Δ Xpi dieses
Parameters X in pi eingeben, als auch den Wert XpiF des Parameters X
nach einer Variation in pi eingeben. Die beiden Ausführungsformen
sind äquivalent,
denn ΔXpi
und XpiF sind durch die folgende Beziehung miteinander verbunden: XpiF = Xpi + ΔXpi.
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Darüber hinaus
gilt in einer speziellen Ausführungsform,
dass:
- – die
Vorrichtung 1 ferner wenigstens eine Datenbank 10 aufweist,
die durch eine Verbin dung 11 mit einer Zentraleinheit 3 verbunden
ist und Variationen des Parameters ΔX enthält, die den taktischen Ereignissen zugeordnet
sind;
- – die
Eingangsmittel 8 in der Weise gebildet sind, das sie einem
Bediener erlauben, taktische Ereignisse einzugeben;
- – die
Zentraleinheit 3 automatisch die Variationen des in der
Datenbank 10 enthaltenen Parameters ΔX verwendet (um das Profil des
Flugs PV zu bestimmen) und diese einem speziellen taktischen Ereignis
zuordnet, wenn der Bediener dieses taktische Ereignis mit Hilfe
der Eingabemittel 8 eingibt.
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Die
Eingabemittel 2 und 8 können auch in einer einzigen
Eingabeeinheit 12 zusammengefasst sein. Diese Eingabeeinheit 12 kann
zum Beispiel mit den Anzeigemitteln 5 kooperieren, so dass
eine Schnittstelle gebildet wird.
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In
einer speziellen Ausführungsform
kann die Vorrichtung 10, um einem Bediener zu ermöglichen,
Variationen des Parameters einzugeben oder wenigstens eine solche
Eingabe zu erleichtern, zum Beispiel auf einem Visualisierungsschirm 7 oder
auf einem spezifischen Schirm eine Seite anzeigen, wie die Seite 13,
die in Figur dargestellt ist.
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Diese
Seite 13 umfasst drei Zonen Z1, Z2 und Z3:
- – eine
Zone Z1, in welcher die Vorrichtung 1 automatisch für einen
Punkt pi des Flugplans PV vorhergesagte Parameter anzeigt, zum Beispiel
die Parameter Tpi (mit einem Wert 08H12 im Beispiel der 3),
FOBpi (05,3 Tonnen [T] und PWpi (23,0 Tonnen);
- – eine
Zone Z2, die einem Benutzer erlaubt, Variationen von speziellen
Parametern in den spezifischen Fällen 14, 15 und 16 einzugeben,
insbesondere die Variationen des Parameters Δ Tpi (00H25), Δ FOBpi (+07,5
Tonnen) und Δ PWpi
(–02,1
Tonnen); und
- – eine
Zone Z3, in welcher die Vorrichtung 1 automatisch neue
Parameter TpiF (08H37), FOBpiF (12,8 Tonnen) PWpiF (20,9 Tonnen)
anzeigt, die von der Zentraleinheit 3 berücksichtigt
werden, um den taktischen Flugplan auszuarbeiten.
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Die
Anzeige ist natürlich
an das am Punkt pi angenommene taktische Ereignis angepasst. So
wird beispielsweise für
einen Abwurf nur der Fall 16 (Δ PWpi) angezeigt und für Bediener
zugänglich,
um den geeigneten Wert einzugeben.
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Die
Vorrichtung 1 ermöglicht
darüber
hinaus, im Falle des taktischen Fluges, die Optimierung der Geschwindigkeiten
für jede
Flugphase (Segmente S1 bis S4) und die Optimierung der Reisehöhe anzupassen. Die
taktischen Phasen (Betankung, Abwurf, taktisches Etappenziel) werden
mit vorgeschriebener Geschwindigkeit und vorgeschriebener Höhe durchgeführt.
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Diese
Flugphasen werden daher nicht selbst einer Geschwindigkeits- und
Höhenoptimierung
unterzogen. Dennoch gehen die Flugphasen, an denen die Optimierungsberechnungen
angewendet werden (Steigen, Reisen, Sinken), den herkömmlichen
Phasen voraus (und folgen diesen). Wenn man den folgenden Ablauf
annimmt: Abheben, Steigen, Reisephase 1, ... taktische
Phase, ..., Reisephase 2, ..., kann die optimale Höhe für die Reisephase 1 basierend
auf der am Anfang der Reisephase 1 vorhergesagten Masse,
und die optimale Höhe
für die
Reisephase 2 basierend auf der am Anfang der Reisephase 2 vorhergesagten
Masse berechnet werden, wobei die letztgenannte, vorhergesagte Masse
das während
der taktischen Phase plötzlich
aufgetretene taktische Ereignis berücksichtigt, und zwar dank der
vorgenannten Eigenschaften gemäß der Erfindung. Das
gleiche Prinzip ist für
die Berechnung optimaler Geschwindigkeiten vor und nach einer taktischen
Phase anwendbar.
-
Aus
strategischen Gründen
kann die Besatzung entscheiden, nur bestimmte taktische Ereignisse
für ihre
Berücksichtigung
bei der Berechnung von Vorhersagen in Betracht zu ziehen. Deshalb:
- – definiert
sie geplante taktische Ereignisse; und
- – wählt sie
aus allen so definierten, geplanten taktischen Ereignissen diejenigen
aus, die berücksichtigt
werden sollen.
-
Typischerweise
kann für
eine Mission, im Verlauf der ein Flugzeug betankt werden muss, die
Besatzung entscheiden, die Betankung nicht zu berücksichtigen,
um den Fall so erscheinen zu lassen, dass keine Betankung stattgefunden
hat. So entscheidet sie, nicht zu riskieren, dass die an Bord befindliche
Treibstoffmenge vom Punkt der Betankung unterschätzt wird. Dennoch werden in
dem Falle, in welchem diese Betankung nicht berücksichtigt wird, die Vorhersagen
vom Gesichtspunkt des Gesamtgewichts aus (somit vom Gesichtspunkt
der Leistungsfähigkeit
des Flugzeugs aus) nach dem Punkt der Betankung berücksichtigt.
Ein weiterer Fall ist derjenige des Abwurfs: der nachteiligste Fall
für das
vorgenannte Gesamtgewicht (und somit für die Leistungsfähigkeit)
ist derjenige, in welchem der Abwurf nicht stattgefunden hat, die
Masse des Flugzeugs ohne Treibstoff nach dem Ereignis identisch
bleibt.
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Es
kann daher der Besatzung ermöglicht
werden, die Vorhersagen zu visualisieren, in dem eine ungünstige Strategie
hinsichtlich der Leistungsfähigkeiten
oder hinsichtlich der Voraussagen des an Bord befindlichen Treibstoffs
angenommen wird. Die Besatzung kann auch Zwischenlösungen einstellen,
indem sie die zu berücksichtigten
Ereignisse individuell auswählt.
Man kann auch eine durch Abrundung definierte Strategie in Betracht
ziehen, die durch die Besatzung modifizierbar ist oder nicht. Man
kann auch in Betracht ziehen, dass die Vorhersagen über den
Treibstoff und die Vorhersagen über
die Gesamtmasse (und folglich die Leistungsfähigkeit des Flugzeugs) auf
unterschiedlichen Hypothesen basieren.
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Die
Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung
ermöglicht
einem Bediener somit:
- – taktische Ereignisse eines
taktischen Fluges für
die Vorhersagen und die Optimierung des Flugplanes schon bei der
Vorbereitung des Fluges, bevor diese Ereignisse eintreten, zu berücksichtigen;
- – aus
diesen Ereignissen diejenigen auszuwählen, die berücksichtigt
werden müssen,
und zwar in Abhängigkeit
von der Strategie, die gewählt
wird, um die Vorhersagen zu berechnen, und um der Besatzung zu ermöglichen,
alle Fälle
in Betracht zu ziehen (je nach dem ob man annimmt, dass ein Ereignis
im Verlauf des Fluges stattfinden wird oder nicht).
