用于駕駛具有性能函數(shù)服務器的飛行器的系統(tǒng)和飛行器的制造方法
【專利摘要】本公開提供一種用于駕駛具有性能函數(shù)服務器的飛行器的系統(tǒng)和飛行器。其中，所述用于駕駛飛行器的系統(tǒng)（1）包括性能函數(shù)服務器（2），性能函數(shù)服務器（2）鏈接到駕駛系統(tǒng)（1）的所有計算機（C1到CN），性能函數(shù)服務器（2）含有駕駛系統(tǒng)（1）的所有性能函數(shù)，且能夠?qū)⑿阅芎瘮?shù)的結果提供給駕駛系統(tǒng)（1）的至少所述計算機（C1到CN）。
【專利說明】用于駕駛具有性能函數(shù)服務器的飛行器的系統(tǒng)和飛行器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于駕駛飛行器的系統(tǒng)，即能夠?qū)嵤└鞣N函數(shù)的系統(tǒng)，該函數(shù)能能夠幫助飛行員執(zhí)行飛行器的駕駛且監(jiān)視飛行，該系統(tǒng)尤其包括用于進行計算和監(jiān)督以及傳送警報的裝置。該駕駛系統(tǒng)包括多個計算機，所述計算機使用航空類型的預先記錄數(shù)據(jù)且尤其是性能數(shù)據(jù)。
【背景技術】
[0002]當前，使用性能數(shù)據(jù)的計算機也含有各種性能函數(shù)。
[0003]在本發(fā)明的背景中:
[0004]-性能數(shù)據(jù)被理解為意即數(shù)據(jù)表，該數(shù)據(jù)表表示用于計算飛行力學(被稱為性能計算)的飛行器參數(shù)(空氣動力學、發(fā)動機等);
[0005]-性能計算被理解為意即飛行力學的計算，飛行力學的計算示出飛行器行為且使用性能數(shù)據(jù)；以及
[0006]-性能函數(shù)被理解為意即性能計算的集合以及性能數(shù)據(jù)的讀取，其結果直接服務飛行器的飛行員和/或系統(tǒng)。由這些性能函數(shù)產(chǎn)生的信息可以被傳送到用戶裝置(或系統(tǒng))，以下稱為“性能函數(shù)結果”，其代表性能計算的結果和/或性能數(shù)據(jù)中讀取的信息的直接恢復。
[0007]已知現(xiàn)代飛行器擁有許多機載函數(shù)，其使用它們自己的性能數(shù)據(jù)庫和自己的性能計算模塊。這些性能數(shù)據(jù)和計算存在于各種系統(tǒng)中，諸如飛行準備工具、飛行控制計算機，以及例如飛行管理系統(tǒng)(FMS)類型的飛行管理系統(tǒng)，或飛行警告系統(tǒng)(FWS)類型的警告系統(tǒng)。
[0008]在當前的體系結構中，每個數(shù)據(jù)庫和每個性能計算工具理想上適于針對其而被開發(fā)的飛行器函數(shù)(復雜性、格式、開發(fā)質(zhì)量或DAL (設計保障等級)(根據(jù)航空標準D0-178B)、精度)。
[0009]由于構建的方式，含有這些各種函數(shù)的計算機是獨立的，因此可以彼此獨立地被開發(fā)(developed)和驗證(validated)。
[0010]該傳統(tǒng)的分散和多結構導致涉及性能函數(shù)的缺點，尤其是:
[0011]-數(shù)據(jù)冗余導致用于這些數(shù)據(jù)的開發(fā)、驗證和交付的任務和工具的冗余。
[0012]確實，當前的結構呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)庫和性能算法的冗余，這導致用于以所期望格式開發(fā)、驗證和提供這些各種元素的較大工作量；
[0013]-飛行器上計算和數(shù)據(jù)的冗余，這會導致針對同一個參數(shù)的不同結果。
[0014]因此，當準備任務時，可以調(diào)用若干計算系統(tǒng)以在機務人員職權下計算相同的參數(shù)。然而，對于這些系統(tǒng)的每一個，數(shù)據(jù)庫以及在精度和計算時間方面的需求是不同的，因此這些參數(shù)的開發(fā)是不同的。這具有對同一個參數(shù)提供不同結果的后果；
[0015]-性能數(shù)據(jù)和計算的冗余導致計算機的開發(fā)和驗證的冗余。
[0016]每個計算機具有它自己的開發(fā)和驗證的周期。這導致涉及性能函數(shù)的冗余的驗證階段；以及
[0017]-計算機中已經(jīng)存在、但不可由另一計算機使用的性能數(shù)據(jù)和計算，導致在該另一計算機中重新開發(fā)該相同函數(shù)。
[0018]當希望在給定計算機中建立新函數(shù)時(為了使用正被討論的計算機中已經(jīng)存在的函數(shù))，由于缺少其余的可用資源，可能需要在另一計算機中安裝該函數(shù)。這一限制導致重復或重新開發(fā)飽和計算機(saturated computer)上存在的基礎函數(shù)(underlyingfunction)集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明涉及一種用于駕駛飛行器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個使用性能函數(shù)結果的計算機，其能夠彌補由傳統(tǒng)的分散和多結構引起的上述缺點。
[0020]出于這個目的，根據(jù)本發(fā)明，所述駕駛系統(tǒng)的不同尋常之處在于:除使用性能函數(shù)結果的所述計算機之外，該駕駛系統(tǒng)包括單個的機載性能函數(shù)服務器:[0021]-其鏈接到駕駛系統(tǒng)的所有所述計算機；
[0022]-其含有所述駕駛系統(tǒng)的所有性能函數(shù)；
[0023]-其包括:
[0024]籲至少一個性能數(shù)據(jù)庫，其存儲性能數(shù)據(jù)表；
[0025]?性能計算裝置，其執(zhí)行所有性能計算；以及
[0026]?用于管理性能函數(shù)服務器的操作的單元；以及
[0027]-其能夠?qū)⑿阅芎瘮?shù)的結果提供到稱為客戶端計算機的計算機和駕駛系統(tǒng)的至少所有所述計算機。
[0028]因此，駕駛系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的結構如上所述能夠集中數(shù)據(jù)和性能計算(在性能函數(shù)服務器的水平處)，以及使它們尤其對每個計算機(稱為客戶端計算機)可用，所述每個計算機鏈接到所述性能函數(shù)服務器。
[0029]這個新的、集中的和簡化的結構尤其具有以下優(yōu)點:
[0030]-由于其在單個系統(tǒng)(性能函數(shù)服務器)中含有所有性能函數(shù)，使得能夠避免這些函數(shù)的開發(fā)和驗證的冗余；
[0031]-將這些性能函數(shù)(尤其計算)提供到任何需要它的計算機；
[0032]-針對各種計算機發(fā)送的請求獲得的性能函數(shù)(尤其計算)的結果之間的一致性，;以及
[0033]-演進(evolve)能力。為滿足飛行器函數(shù)的任何新的開發(fā)需要，調(diào)用性能計算，可以再次使用性能函數(shù)服務器中已經(jīng)存在的函數(shù)。
[0034]有利地:
[0035]-至少一個所述客戶端計算機包括用于產(chǎn)生請求和將請求傳達到所述性能函數(shù)服務器的裝置，通過該請求客戶端計算機請求性能函數(shù)的特定結果；以及
[0036]-所述性能函數(shù)服務器包括用于處理接收的請求、用于產(chǎn)生相應的性能計算、以及至少用于將結果傳達到發(fā)送請求的客戶端計算機的裝置。
[0037]此外，有利地，所述系統(tǒng)包括使得能夠通過性能函數(shù)服務器接收當前值的裝置，所述當前值涉及飛行器或在其中演進的環(huán)境(例如天氣預測)。[0038] 此外，有利地，所述性能函數(shù)服務器執(zhí)行性能函數(shù)(性能計算或性能數(shù)據(jù)的讀取):
[0039]-或響應于請求；
[0040]-或主動地，根據(jù)接收的當前值。
[0041]此外，有利地，所述性能函數(shù)服務器:
[0042]-可以以恒定流傳達性能函數(shù)服務器的結果，從而它們可以直接被所述客戶端計算機查詢；和/或
[0043]-包括用于記錄性能函數(shù)結果的裝置，所述結果隨后可以被傳達。
[0044]因此，所述性能函數(shù)服務器能夠響應于當前請求傳送其響應于先前請求執(zhí)行的函數(shù)或性能計算的結果-如果認為該結果仍然有效，該結果已被記錄。
[0045]此外，有利地，所述駕駛系統(tǒng)包括普通類型的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，通過該普通類型的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡性能函數(shù)服務器鏈接到駕駛系統(tǒng)的至少所述計算機。在這種情況下，有利地，所述駕駛系統(tǒng)包括能夠?qū)⑺鲴{駛系統(tǒng)外部的至少一個計算機鏈接到所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(通過這個網(wǎng)絡，從而鏈接到所述性能函數(shù)服務器)的裝置，所述駕駛系統(tǒng)外部的至少一個計算機成為客戶端計算機。
[0046]駕駛系統(tǒng)外部的計算機可以是安裝在飛行器上的計算機，其形成所述飛行器的其他系統(tǒng)的一部分。它也可以是便攜式計算機或任何其他裝置(飛行器外部)，尤其是開放式的，其對操作員尤其是飛行器的飛行員是可用的。
[0047]此外，本發(fā)明涉及飛行器，尤其涉及裝備例如如前所述的駕駛系統(tǒng)的運輸飛機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]附圖中的圖使得能夠理解怎樣可以實現(xiàn)本發(fā)明。在這些圖中，相同的附圖標記表示相似的元素。
[0049]圖1是飛行器的駕駛系統(tǒng)的框圖，能夠說明本發(fā)明。
[0050]圖2是飛行器的駕駛系統(tǒng)的框圖，能夠說明請求的處理的例子。
【具體實施方式】
[0051]圖1中示意性示出的說明本發(fā)明的系統(tǒng)I是飛行器(未示出)尤其是飛機特別是運輸機的駕駛系統(tǒng)，即能夠?qū)嵤└鞣N函數(shù)的系統(tǒng)，各種函數(shù)能夠幫助飛行員執(zhí)行飛行器的駕駛并跟蹤飛行。
[0052]該駕駛系統(tǒng)I尤其包括多個普通計算機Cl、C2、…、CN，N是大于2的整數(shù)，其使用預先記錄的數(shù)據(jù)，且更具體地使用性能數(shù)據(jù)。
[0053]根據(jù)本發(fā)明，所述駕駛系統(tǒng)I還包括單個性能函數(shù)服務器2，性能函數(shù)服務器2在飛行器上，尤其表現(xiàn)出以下特征:
[0054]-其鏈接到駕駛系統(tǒng)I的所有所述計算機Cl到CN，優(yōu)選地，通過普通的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)或飛行器的網(wǎng)絡3，尤其AFDX或以太網(wǎng)類型的網(wǎng)絡，如圖1中的雙向鏈接LCl到LCN和L2所示；
[0055]-其含有所述駕駛系統(tǒng)I的所有性能函數(shù)；以及
[0056]-能夠?qū)⑿阅芎瘮?shù)結果提供給稱為客戶端計算機的計算機，以及提供給駕駛系統(tǒng)I的至少所有所述計算機Cl到CN。[0057]為此，所述性能函數(shù)服務器2包括:
[0058]-至少一個性能數(shù)據(jù)庫4，其是靜態(tài)存儲類型的實體。該性能數(shù)據(jù)庫4存儲大量的普通性能數(shù)據(jù)的表，即示出用于普通飛行力學、計算(稱為性能計算)的飛行器參數(shù)(空氣動力學、發(fā)動機等)的數(shù)據(jù)表；
[0059]-性能計算裝置5，其執(zhí)行所有的性能計算，即示出飛行器的行為以及使用所述性能數(shù)據(jù)庫4的飛行力學計算，其中所述裝置5通過鏈路7鏈接到所述性能數(shù)據(jù)庫4。裝置5包含所有的性能計算函數(shù)，低速和高速的，能夠被用在與駕駛系統(tǒng)I相連接的飛行器上；以及
[0060]-用于管理性能函數(shù)服務器2的單元6，單元6鏈接到鏈路L2，且經(jīng)由鏈路8鏈接到所述裝置5。
[0061]所述管理單元6包括性能函數(shù)服務器2的軟件。其負責從各種客戶端計算機接收請求，以及給各種客戶端計算機提供使用所述性能函數(shù)服務器2的性能計算裝置5和數(shù)據(jù)庫4提供的所請求的信息。
[0062]因此，該性能函數(shù)服務器2包含涉及性能的所有計算模塊以及所有數(shù)據(jù)。
[0063]此外，如上所指出的，所述性能函數(shù)服務器2使其數(shù)據(jù)和性能函數(shù)結果、尤其是性能計算，對與其鏈接的所有計算機(尤其Cl到CN)可用。
[0064]這使得能夠去除傳統(tǒng)結構中存在的數(shù)據(jù)表和性能計算的冗余，以及確保使用這些數(shù)據(jù)的各種計算機Cl到CN之間結果的一致性。
[0065]此外，所述駕駛系統(tǒng)I包括普通裝置，所述普通裝置使得能夠?qū)⑺鲴{駛系統(tǒng)I外部的至少一個計算機9鏈接到所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡3，如鏈路L9所示。
[0066]因此，駕駛系統(tǒng)I外部的該計算機9鏈接到所述性能函數(shù)服務器2，成為性能函數(shù)服務器2的客戶端計算機。該計算機9可以是安裝在飛行器上的計算機，形成所述飛行器的其他系統(tǒng)的一部分。計算機9也可以是便攜式計算機，尤其開放式的計算機，或飛行器外部的任何其他裝置(非航空電子式)，計算機9對操作者、尤其飛行器的飛行員可用。
[0067]因此，駕駛系統(tǒng)I包括裝置、尤其網(wǎng)絡3，其授權外部工具(非飛行器上)工具或飛行器上計算機的連接，飛行器上計算機可以具有類似于任何其他客戶端計算機的工作模式。
[0068]此外:
[0069]-客戶端計算機Cl到CN和9包括用于產(chǎn)生請求和將請求傳達到所述性能函數(shù)服務器2的裝置Ml到麗和M9 ；以及
[0070]-所述性能函數(shù)服務器2包括用于處理接收的請求的管理單元6，用于產(chǎn)生(使用庫4)上述請求所請求的信息的裝置5，以及用于將該信息(或性能函數(shù)結果)傳達到傳送請求的客戶端計算機的管理單元6。
[0071]所述性能函數(shù)服務器2執(zhí)行性能計算:
[0072]-跟隨請求；或
[0073]-主動地進行，根據(jù)例如通過網(wǎng)絡3接收的、飛行器或其在其中演進的環(huán)境(例如天氣預測)的參數(shù)的當前值，網(wǎng)絡3又經(jīng)由鏈路LO接收該當前值(圖1)。
[0074]此外，所述性能函數(shù)服務器2可以以恒定流傳達性能函數(shù)的結果，即通過網(wǎng)絡3以重復方式傳達的結果的流的形式，以這樣的方式，客戶端計算機在任何時候可以直接查詢性能函數(shù)的結果。
[0075]此外，所述性能函數(shù)服務器2還包括普通裝置10，即動態(tài)存儲實體，例如其被合并入管理單元6，用于存儲裝置5執(zhí)行的性能計算的結果。因此，性能函數(shù)服務器2也可以使先前存儲在裝置10中的性能計算的結果，以流的形式或跟隨請求對客戶端計算機可用，而不必重復這些計算，這只要認為這些結果呈現(xiàn)足夠程度的有效性、尤其是根據(jù)執(zhí)行計算和被考慮類型的參數(shù)起經(jīng)過的時間。
[0076]性能函數(shù)服務器2、尤其是管理單元6，還可以自動地計算某些參數(shù)，尤其以流的形式使它們可用。
[0077]因此，性能函數(shù)服務器2尤其可以進行以下操作:
[0078]A)使基于請求(發(fā)送針對與一組輸入相關聯(lián)的性能函數(shù)的請求)執(zhí)行的性能計算的結果對每個客戶端計算機Cl到CN和9可用。在這種情況下，性能函數(shù)服務器2可以使用飛行器的當前輸入用于執(zhí)行計算；
[0079]B)使基于在先前請求(即不進行任何新的計算)基礎上執(zhí)行的性能計算的先前獲得的結果對每個客戶端計算機Cl到CN和9可用；以及
[0080]C)使性能計算的結果以恒定流對每個客戶端計算機Cl到CN和9可用。這些結果可以在任何時候被查詢。這些結果可以是由性能函數(shù)服務器2主動計算的，或是由任何一個客戶端計算機傳送的先前請求的結果。
[0081]以下參考圖2描繪客戶端計算機CN傳送的特定請求的實施期間性能函數(shù)服務器2的工作。該請求可以例如與飛行器的起飛速度的計算有關。
[0082]在這個例子中:
[0083]-計算機CN開發(fā)(尤其使用它的裝置麗)恢復所希望的參數(shù)必需的請求。如箭頭Fl所示，本地通信模塊通過網(wǎng)絡3 (以及相關聯(lián)的鏈路LCN和L2)發(fā)送這些請求以引起性能函數(shù)服務器2的關注；
[0084]-用于管理性能函數(shù)服務器2的單元6接收這些請求，要求計算裝置5(如箭頭F2所示)執(zhí)行適當?shù)男阅苡嬎悖?br> [0085]-計算裝置5使用數(shù)據(jù)庫4中存儲的數(shù)據(jù)表實施這些計算，如箭頭F3所示，且其將結果傳送到管理單元6 (箭頭F4);以及
[0086]-作為對請求的響應，性能函數(shù)服務器2將這些結果發(fā)送到客戶端計算機CN(箭頭F5)，且也將這些結果存儲在存儲器10中(箭頭F6)，從而可以隨后在必要時將它們提供給其他計算機。
[0087]因此，駕駛系統(tǒng)I尤其呈現(xiàn)出以下優(yōu)點:
[0088]-由于在單個系統(tǒng)(性能函數(shù)服務器2)中含有所有的性能函數(shù)，能夠避免這些函數(shù)的開發(fā)和驗證的冗余。此外，使它們對所有的客戶端計算機Cl到CN和9可用；
[0089]-應請求或通過直接查詢將性能計算提供給任何需要它的客戶端系統(tǒng)，這能夠使每個客戶端計算機使用存在的性能函數(shù)，或查詢實時產(chǎn)生的結果的流。此外，外部(非航空電子)計算機例如計算機9可以作為客戶端計算機被連接到性能函數(shù)服務器2，以使用它的資源；
[0090]-為不同計算機發(fā)送的請求獲得的性能計算結果之間的一致性；以及
[0091]-演進的能力。對利用性能計算的飛行器函數(shù)的任何新開發(fā)需求可以使用性能函 數(shù)服務器2中已經(jīng)存在的函數(shù)。
【權利要求】
1.一種用于駕駛飛行器的系統(tǒng)，包括使用性能函數(shù)的結果的多個計算機(C1-CN)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括單個的機載性能函數(shù)服務器(2): -所述單個的機載性能函數(shù)服務器(2)鏈接到駕駛系統(tǒng)(I)的所有所述計算機(Cl-CN)； -所述單個的機載性能函數(shù)服務器(2)含有所述駕駛系統(tǒng)(I)的所有性能函數(shù)； -所述單個的機載性能函數(shù)服務器(2)包括: 籲至少一個性能數(shù)據(jù)庫(4)，其存儲性能數(shù)據(jù)表； ?性能計算裝置(5)，其執(zhí)行所有性能計算；以及 ?用于管理性能函數(shù)服務器(2)的操作的單元(6);以及 -所述單個的機載性能函數(shù)服務器(2)能夠?qū)⑿阅芎瘮?shù)的結果提供給稱為客戶端計算機的計算機和駕駛系統(tǒng)(I)的至少所有所述計算機(C1-CN)。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于: -至少一個所述客戶端計算機(C1-CN，9)包括用于產(chǎn)生請求和將請求傳達到所述性能函數(shù)服務器(2 )的裝置(Ml-MN，M9 )，所述裝置(Ml-MN，M9 )通過所述請求來請求性能函數(shù)的特定結果；以及 -所述性能函數(shù)服務器(2)包括用于處理接收的請求、產(chǎn)生相應性能函數(shù)、且至少將結果傳達到傳送請求的客戶端計算機的裝置。
3.如權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，其包括使得能夠通過性能函數(shù)服務器(2)接收與飛行器有關的當前值的裝置。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述性能函數(shù)服務器(2)根據(jù)接收的當前值主動地執(zhí)行性能函數(shù)。
5.如上述權利要求的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述性能函數(shù)服務器(2)以恒定流傳達性能函數(shù)的結果，從而其可以被所述客戶端計算機直接查詢。
6.如上述權利要求的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述性能函數(shù)服務器(2)包括用于記錄其執(zhí)行的性能函數(shù)的結果的裝置(10)。
7.如上述權利要求的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述性能函數(shù)服務器(2)能夠響應于當前請求傳送其響應于先前請求執(zhí)行的性能函數(shù)的結果，該結果已被記錄。
8.如上述權利要求的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(3)，所述性能函數(shù)服務器(2)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(3)鏈接到所述駕駛系統(tǒng)(I)的至少所述計算機(Cl-CN)。
9.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括能夠?qū)⑺鲴{駛系統(tǒng)(I)外部的至少一個計算機(9)鏈接到所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(3)的裝置，所述駕駛系統(tǒng)(I)外部的至少一個計算機(9 )成為客戶端計算機。
10.一種飛行器，其特征在于，其包括如權利要求1到9的任一項所述的系統(tǒng)(I)。
【文檔編號】G06F17/50GK103927406SQ201410012566
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2013年1月15日
【發(fā)明者】法比安·皮塔爾, 熱羅姆·沙普塔爾, 馬蒂厄·阿里貝托 申請人:空中客車營運有限公司