用于飛機的地面制動警報的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及用于在著陸期間在當(dāng)前的飛機制動不足以避免跑道偏離時向飛行員發(fā)出警報的系統(tǒng)、方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已存在用于在著陸期間向飛行員發(fā)出警報跑道偏離(S卩，飛機脫離跑道的末端)的風(fēng)險的現(xiàn)有方法和設(shè)備。然而，現(xiàn)有方法和設(shè)備憑借飛行員對警報的認知和理解以及各種著陸信息和數(shù)據(jù)，諸如，飛機當(dāng)前的減速率、跑道狀況或剩余跑道距離，來確定合適的修正動作，并且然后飛行員必須及時采取修正動作。
[0003]例如，大部分跑道包括跑道地標(biāo)，諸如，確定至跑道末端的剩余距離的告示牌。飛行員使用這樣的地標(biāo)來估計飛機在地面上的性能(例如，其制動性能)是否跟預(yù)期性能一致并且是否還有足夠長的跑道使飛機將其速度減慢到允許飛機進入出口滑行道或者停止。跑道地標(biāo)還要求飛行員在所有狀況下都能夠讀取告示牌并且然后使用該信息來估計剩余的距離與飛機的制動性能關(guān)聯(lián)的程度。這個確定必須將飛機的可用減速工具考慮在內(nèi)，可用減速工具包括自動制動裝置(例如，自動輪距制動)、反推發(fā)動機推進器(例如，推力反向器)、以及使用襟翼(例如，擾流板或減速板)的氣動制動裝置。
[0004]為飛行員提供各種飛機性能特性(包括剩余跑道距離和跑道狀況)的視覺和/或聽覺呼叫的其他自動飛機系統(tǒng)是可用的。這樣的系統(tǒng)在航空工業(yè)中一般稱為近地警報系統(tǒng)或地形提示和警報系統(tǒng)(TAWS)，并且通常旨在于受控著陸期間防止地面意外事件。TAWS可以包括:(I)計算機系統(tǒng)(如在下文中的【具體實施方式】中倒數(shù)第二段中限定的)，該計算機系統(tǒng)根據(jù)使用飛機輸入(諸如，位置、姿態(tài)以及空速)以及地面、障礙物和機場信息(包括跑道信息)的數(shù)據(jù)庫的算法，執(zhí)行操作以預(yù)測飛機的飛行路徑與障礙物之間潛在的碰撞；以及(2)警報設(shè)備，該警報設(shè)備用于當(dāng)計算機系統(tǒng)預(yù)測飛到障礙物時向飛行員提供視覺和聽覺警報。TAWS可以包括軟件模塊，軟件模塊使用GPS位置數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫以提供聽覺呼叫和警報，聽覺呼叫和警報補充在滑行、起飛、最終進近、降落和滑跑期間飛行人員對飛機位置的警覺性，包括通過當(dāng)飛機接近跑道末端時提供及時的呼叫來幫助減少跑道偏離的風(fēng)險。例如，TAWS跑道模塊提供剩余距離呼叫以通知飛行員剩余跑道距離從而實現(xiàn)通知之目的。通過將飛機沿著跑道的當(dāng)前位置與跑道末端的位置進行比較確定是否發(fā)出呼叫。飛行員解讀提供的信息并且然后確定要進行什么修正動作。
[0005]飛行員參考預(yù)期計劃使用跑道地標(biāo)(如剩余距離告示牌)估計它們在地面上的性能。這將就要求飛行員能夠在所有狀況下讀懂告示牌(如果跑道上存在告示牌)并且然后估定與它們的制動性能相關(guān)程度。TAWS跑道模塊提供剩余距離呼叫，但飛行員仍然需要使其與制動性能關(guān)聯(lián)。當(dāng)飛行員針對當(dāng)前跑道狀況和/或剩余跑道距離使用的制動不足時可能會出現(xiàn)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有利地，提供一種改進的警報系統(tǒng)以在飛行員針對當(dāng)前跑道狀況和/或剩余跑道距離使用不足的制動時向飛行員發(fā)出警報。以下詳細地公開的主題致力于用于減少跑道偏離(即，飛機脫離跑道末端)的數(shù)目的系統(tǒng)和方法。提供了一種警報系統(tǒng)，該警報系統(tǒng)在計算機計算表示當(dāng)前飛機制動不足(或者幾乎不足)時向飛行員發(fā)出警報以使飛機免于脫離跑道末端。使用將飛機的當(dāng)前地速、飛機的當(dāng)前減速率或最大手動減速率、以及從飛機的當(dāng)前位置到跑道末端的距離(即，剩余跑道距離)考慮在內(nèi)的算法，來評估在滑跑期間的當(dāng)前飛機制動。由大氣數(shù)據(jù)慣性基準(zhǔn)裝置(ADIRU)測量當(dāng)前地速和當(dāng)前減速率，使用全球定位系統(tǒng)(GPS)測量飛機的當(dāng)前位置，從跑道信息數(shù)據(jù)庫中檢索跑道末端的位置。
[0007]在本文中公開的主題的一個方面是用于飛機的機載制動警報系統(tǒng)，包括計算機系統(tǒng)和可操作地耦接至計算機系統(tǒng)的警報設(shè)備，計算機系統(tǒng)被編程為執(zhí)行以下操作:(a)獲得表示飛機在跑道上的當(dāng)前位置和當(dāng)前地速及最終地速、飛機的最大手動減速率、以及跑道末端的位置的數(shù)據(jù)；(b)計算從飛機的當(dāng)前位置到跑道的末端的剩余跑道距離；(C)基于飛機的當(dāng)前地速和最大手動減速率計算飛機在最大手動制動期間達到最終地速將會飛行的最大手動減速距離；(d)將最大手動減速距離與剩余跑道距離進行比較；以及(e)如果最大手動減速距離大于剩余跑道距離，發(fā)出警報激活信號。警報設(shè)備能夠響應(yīng)于由計算機系統(tǒng)發(fā)出的警報激活信號而產(chǎn)生警報(例如，視覺的或聽覺的警報)。在飛機的滑跑期間執(zhí)行操作(b)到(e)。
[0008]在本文中公開的主題的另一方面是用于飛機的機載制動警報系統(tǒng)，包括計算機系統(tǒng)和可操作地耦接至計算機系統(tǒng)的警報設(shè)備，計算機系統(tǒng)被編程為執(zhí)行以下操作:(a)獲得表示飛機在跑道上的當(dāng)前位置和當(dāng)前地速及最終地速、飛機的最大手動減速率、以及跑道末端的位置的數(shù)據(jù)；(b)計算從飛機的當(dāng)前位置到跑道的末端的剩余跑道距離；(C)基于當(dāng)前地速及最終地速和最大手動減速率計算最大手動減速時間；(d)基于飛機的當(dāng)前地速和最大手動減速率計算飛機在等于最大手動減速時間和規(guī)定的時間間隔的總和的時段期間將會飛行的距離；(e)將在操作(d)中計算的距離與剩余跑道距離進行比較；以及(f)如果在操作(d)中計算的距離大于剩余跑道距離，則發(fā)出警報激活信號。警報設(shè)備能夠響應(yīng)于由計算機系統(tǒng)發(fā)出的警報激活信號而產(chǎn)生警報(例如，視覺的或聽覺的警報)。在飛機的滑跑期間執(zhí)行操作(b)到(f)。
[0009]在本文中公開的主題的另一方面是用于飛機的機載制動警報系統(tǒng)，包括計算機系統(tǒng)和可操作地耦接至計算機系統(tǒng)的警報設(shè)備，計算機系統(tǒng)被編程為執(zhí)行以下操作:(a)獲得表示飛機在跑道上的當(dāng)前位置和當(dāng)前地速及最終地速、以及跑道末端的位置的數(shù)據(jù)；(b)設(shè)置飛機的計劃減速率的值；(C)計算從飛機的當(dāng)前位置到跑道末端的剩余跑道距離；(d)基于飛機的當(dāng)前地速和計劃的減速率計算飛機在達到最終地速之前將會飛行的距離；(e)將在操作(d)中計算的距離與剩余跑道距離進行比較；以及(f)如果在操作(d)中計算的距離大于剩余跑道距離，則發(fā)出警報激活信號。警報設(shè)備能夠響應(yīng)于由計算機系統(tǒng)發(fā)出的警報激活信號而產(chǎn)生警報(例如，視覺的或聽覺的警報)。在飛機的滑跑期間執(zhí)行操作(b)到(f)?？蛇x地，計算機系統(tǒng)被進一步編程為獲得表示當(dāng)前跑道狀況和推力反向器使用的數(shù)據(jù)，其中，根據(jù)表示當(dāng)前跑道狀況和推力反向器使用的數(shù)據(jù)在操作(b)中設(shè)置計劃減速率的值。可選地，計算機系統(tǒng)被編程為執(zhí)行以下附加操作:獲得表示飛機上已設(shè)置自動制動的數(shù)據(jù);獲得表示飛機的當(dāng)前減速率的數(shù)據(jù);并且將當(dāng)前減速率與表中減速率的多個范圍進行比較，每個范圍均與各自的自動制動設(shè)置值和各自的跑道狀況的狀態(tài)相關(guān)。在這個實施方式中，在操作(b)中設(shè)置的計劃減速率的值為包括當(dāng)前減速率的減速率范圍中的一個范圍的最低值。
[0010]又一個方面是一種用于監(jiān)測飛機滑跑期間的制動的方法，該方法包括:(a)獲得表示飛機在跑道上的當(dāng)前位置和當(dāng)前地速及最終地速、飛機的最大手動減速率、以及跑道末端的位置的數(shù)據(jù)；(b)計算從飛機的當(dāng)前位置到跑道末端的剩余跑道距離；(C)基于飛機的當(dāng)前地速和最大手動減速率計算飛機在最大手動制動期間達到最終地速將會飛行的最大手動減速距離；以及(d)將所述最大手動減速距離與剩余跑道距離進行比較。由飛機上的計算機系統(tǒng)執(zhí)行操作(a)到(d)。如果最大手動減速距離大于剩余跑道距離，發(fā)出警報激活信號;并且響應(yīng)于發(fā)出警報激活信號來產(chǎn)生警報。
[0011]另一方面是用于監(jiān)測飛機滑跑期間的制動的方法，該方法包括:(a)獲得表示飛機在跑道上的當(dāng)前位置和當(dāng)前地速及最終地速、飛機的最大手動減速率、以及跑道末端的位置的數(shù)據(jù)；(b)計算從飛機的當(dāng)前位置到跑道末端的剩余跑道距離；(C)基于所述當(dāng)前地速及最終地速和所述最大手動減速率計算最大手動減速時間；(d)基于飛機的當(dāng)前地速和最大手動減速率計算飛機在等于最大手動減速時間和規(guī)定的時間間隔的總和的時段期間將會飛行的距離；以及(e)將在操作(d)中計算的距離與剩余跑道距離進行比較。由飛機上的計算機系統(tǒng)執(zhí)行操作(a)到(e)。如果在操作(d)中計算的距離大于剩余跑道距離，發(fā)出警報激活信號;并且響應(yīng)于警報激活信號的發(fā)出產(chǎn)生警報。
[0012]本文中公開的主題的另一方面是用于監(jiān)測飛機滑跑期間的制動的方法，該方法包括:(a)獲得表示飛機在跑道上的當(dāng)前位置和當(dāng)前地速及最終地速、以及跑道末端的位置的數(shù)據(jù)；(b)設(shè)置飛機的計劃減速率的值；(C)計算從飛機的當(dāng)前位置到跑道末端的剩余跑道距離；(d)基于飛機的當(dāng)前地速和計劃的減速率計算飛機在達到最終地速之前將會飛行的距離；以及(e)將在操作(d)中計算的距離與剩余跑道距離進行比較。由飛機上的計算機系統(tǒng)執(zhí)行操作(a)到(e)。如果在操作(d)中計算的距離大于剩余跑道距離，發(fā)出警報激活信號;并且響應(yīng)于警報激活信號的發(fā)出產(chǎn)生警報。
[0013]根據(jù)一個選項，在前段中描述的方法進一步包括獲得表示當(dāng)前跑道狀況和推力反向器使用的數(shù)據(jù)，其中，根據(jù)表示當(dāng)前跑道狀況和推力反向器使用的數(shù)據(jù)在操作(b)中設(shè)置計劃減速率的值。根據(jù)另一選項，在前段中描述的方法進一步包括獲得表示飛機上已設(shè)置自動制動的數(shù)據(jù);獲得表示飛機的當(dāng)前減速率的數(shù)據(jù)；以及將當(dāng)前減速率與表