防止跑道偏離的著陸警報(bào)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)設(shè)及用于飛行器的著陸輔助系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，公開(kāi)的實(shí)施方式設(shè)及用于 提高飛行的著陸階段期間的安全性的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 飛行器，特別是固定翼飛機(jī)，通常通過(guò)著陸在細(xì)長(zhǎng)跑道上終止任何給定的飛行。飛 行員通?；趤?lái)自飛行管理計(jì)算機(jī)（FMC)的信息和計(jì)劃的接近（approach)信息，W及來(lái)自 地面管理員的關(guān)于跑道情況的信息計(jì)算飛行器安全著陸所需要的跑道距離的量。然后，飛 行員利用儀器、經(jīng)驗(yàn)和判斷來(lái)確定安全地降落在跑道上的位置。跑道偏離，其中飛行器不能 安全地停止在可利用的跑道上，是恒定的關(guān)注事項(xiàng)。當(dāng)跑道情況和/或飛行器能量將不允 許飛行器使用所有可利用的減速手段停止時(shí)進(jìn)行著陸可引起運(yùn)些事故。就安全完成飛行的 最后接近階段而言，需要輔助飛行員的系統(tǒng)和方法。理想地，運(yùn)些方法和系統(tǒng)將是易于實(shí)施 的，即使在定位于當(dāng)前飛行器上的現(xiàn)有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本公開(kāi)提供輔助飛行器著陸的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，該方法包括在飛行器接近著陸 在跑道上期間測(cè)定跑道上的目標(biāo)降落點(diǎn)，該目標(biāo)降落點(diǎn)被計(jì)算W允許在到達(dá)跑道終點(diǎn)之前 停止飛行器。然后，可W確定配置為允許在目標(biāo)降落點(diǎn)處或其之前飛行器在跑道上安全接 近并降落的邊界下降路線化oundarydescentpath)。響應(yīng)飛行器在邊界路線的選定限度 (selectedmargin)內(nèi)橫過(guò)，可向飛行器的操縱者發(fā)出警報(bào)。
[0004] 在一些實(shí)施方式中，方法可包括在飛行器接近著陸在跑道上期間，基于飛行器特 征和當(dāng)前著陸情況測(cè)定跑道上的最遲降落點(diǎn)，該最遲降落點(diǎn)被計(jì)算W允許在到達(dá)跑道的 終點(diǎn)之前停止飛行器。計(jì)算機(jī)處理器可比較估計(jì)的著陸飛行器的最短時(shí)間（T1)與估計(jì)的 到達(dá)最遲降落點(diǎn)的時(shí)間（T2)，并且當(dāng)T1預(yù)計(jì)在T2的規(guī)定限度內(nèi)時(shí)，向飛行器的操縱者發(fā)出 警報(bào)。 陽(yáng)0化]在一些實(shí)施方式中，輔助飛行器著陸的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括處理器；與處理器通信 的存儲(chǔ)器；和著陸警報(bào)程序，其包括由處理器執(zhí)行的儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的多個(gè)指令W進(jìn)行W 下步驟：在飛行器接近著陸在跑道上期間測(cè)定跑道上的最遲降落點(diǎn)，該最遲降落點(diǎn)被計(jì)算 W允許在到達(dá)跑道的終點(diǎn)之前停止飛行器；比較估計(jì)的著陸飛行器的最短時(shí)間（T1)與估 計(jì)的到達(dá)最遲降落點(diǎn)的時(shí)間（T2);和當(dāng)T1預(yù)計(jì)在T2的規(guī)定限度內(nèi)時(shí)，向飛行器的操縱者 發(fā)出警報(bào)。
[0006] 特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可W在本公開(kāi)的各種實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可W在又其 它實(shí)施方式中被合并，其進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明可參考下面的描述和附圖可見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1是顯示根據(jù)本公開(kāi)方面的飛行器接近跑道的側(cè)視圖，W及與說(shuō)明性的著陸警 報(bào)系統(tǒng)相關(guān)的各方面和尺寸的圖解。
[0008] 圖2是描繪由根據(jù)本公開(kāi)方面的著陸警報(bào)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式執(zhí)行的操作的流 程圖。
[0009] 圖3是顯示根據(jù)本公開(kāi)方面的說(shuō)明性著陸警報(bào)系統(tǒng)中部件之間關(guān)系的示意圖。
[0010] 圖4A-4C是描繪根據(jù)本公開(kāi)方面的用于視覺(jué)上指示與著陸警報(bào)系統(tǒng)相關(guān)信息的 示例性顯示的=個(gè)不同說(shuō)明性狀態(tài)的圖解。
[0011] 圖5是根據(jù)本公開(kāi)方面的適用于著陸警報(bào)系統(tǒng)的說(shuō)明性數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】 柳1引概述
[0013] 用于防止跑道偏離的著陸警報(bào)系統(tǒng)和方法的各種實(shí)施方式在下面描述并在相關(guān) 附圖中圖解。除非另有說(shuō)明，著陸警報(bào)系統(tǒng)和/或其各個(gè)部件可W，但并不要求，包含本文 描述、說(shuō)明和/或合并的結(jié)構(gòu)、部件、功能和/或變體的至少一種。此外，與著陸警報(bào)系統(tǒng)相 連的本文描述、說(shuō)明、和/或合并的結(jié)構(gòu)、部件、功能和/或變體可W，但并不要求，包含在其 它警報(bào)系統(tǒng)和過(guò)程中。各種實(shí)施方式的W下描述事實(shí)上僅是示例性的并且決不旨在限制本 發(fā)明、其應(yīng)用或用途。另外地，由下面描述的實(shí)施方式所提供的優(yōu)點(diǎn)事實(shí)上是說(shuō)明性的并且 不是所有實(shí)施方式都提供相同的優(yōu)點(diǎn)或相同程度的優(yōu)點(diǎn)。
[0014] 用于防止跑道偏離的著陸警報(bào)系統(tǒng)通?？蒞描述為計(jì)算機(jī)實(shí)施的過(guò)程，其中對(duì)于 跑道上的一個(gè)或多個(gè)降落點(diǎn)，分析飛行器的高度和地速。著陸飛行器的時(shí)間基于由當(dāng)前高 度的預(yù)先確定的最大下降速度測(cè)定。到達(dá)跑道上一個(gè)或多個(gè)降落點(diǎn)的每個(gè)的時(shí)間還基于地 速和距每個(gè)降落點(diǎn)的地理距離測(cè)定。然后，將著陸時(shí)間與到達(dá)降落點(diǎn)的時(shí)間相比較，并且如 果著陸時(shí)間超過(guò)到達(dá)降落點(diǎn)的時(shí)間，向飛行器操縱者發(fā)出警報(bào)。在一些實(shí)例中，也更早向操 縱者發(fā)出警報(bào)，比如響應(yīng)著陸時(shí)間在到達(dá)降落點(diǎn)時(shí)間的預(yù)先確定限度內(nèi)。
[0015] 飛行器可W包括任何適合類型的飛行器，比如客機(jī)、貨機(jī)、軍用飛行器、無(wú)人駕駛 的飛機(jī)、固定翼飛機(jī)、直升飛機(jī)、水上飛機(jī)、軍用噴氣機(jī)、或任何其它類型的飛行器。飛行器 可W由航空公司或其它商業(yè)實(shí)體、軍事單位或任何其它政府實(shí)體、或任何其它公眾或私人 實(shí)體操縱。此外，飛行器可W是有人駕駛的或無(wú)人駕駛的。如果飛行器是有人駕駛的，則它 可W由飛行器上的一個(gè)或多個(gè)操縱者控制。如果飛行器是無(wú)人駕駛的，則一個(gè)或多個(gè)操縱 者可W從遠(yuǎn)程位置一-即不在飛行器上一-控制飛行器。
[0016] 相似地，跑道可包括任何適合的起落地帶、停機(jī)坪、飛機(jī)場(chǎng)或具有邊界的表面，超 過(guò)該邊界飛行器的著陸是不期望的或不安全的。著陸表面可W在陸地上、水上和/或另一 個(gè)動(dòng)力構(gòu)件（craft)比如航空母艦的飛行甲板上。跑道可包括在商業(yè)機(jī)場(chǎng)處典型的鋪擱的 跑道。跑道可W具有長(zhǎng)度和寬度，并且可W是大體平面的。跑道可W具有兩個(gè)相對(duì)的終點(diǎn)， 兩者中的任何一個(gè)可W被指定為跑道的終點(diǎn)，取決于著陸飛行器的期望方向，其可能互換。 在一些實(shí)例中，跑道的終點(diǎn)可W是指定的點(diǎn)或區(qū)域，并且可能不必需指明跑道表面的物理 終點(diǎn)。運(yùn)可能是運(yùn)種情況，例如，當(dāng)多個(gè)跑道重疊或通過(guò)間隙式的鋪擱表面連接時(shí)。
[0017] 依據(jù)本公開(kāi)的方面的著陸警報(bào)系統(tǒng)可W在如下面進(jìn)一步描述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中 實(shí)施。在一些實(shí)例中，著陸警報(bào)系統(tǒng)可W至少部分地在現(xiàn)有飛行器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)施。例 如，飛機(jī)上的地形感知警告系統(tǒng)（TAW巧可W被編程W執(zhí)行與根據(jù)本公開(kāi)方面的著陸警報(bào) 系統(tǒng)相關(guān)的處理步驟。 柳1引定義
[0019] "空速"是飛行器的在飛行中相對(duì)于飛行器周圍空氣的速度。如果飛行器的空速太 低，則飛行器可能失速（stall)。飛行器巡航飛行期間太高的空速可能導(dǎo)致顫動(dòng)。接近著陸 期間太高的空速可能導(dǎo)致?lián)p害飛行器襟翼或其它飛行器系統(tǒng)。
[0020] "地速"是飛行器相對(duì)于飛行器在其上飛行的地面或水的速度。在操縱飛行器期間 的某些時(shí)間下，可能期望飛行器的地速不太高或不太低。例如，如果在接近和著陸操縱期間 飛行器的地速太低，則飛行器飛過(guò)風(fēng)切變情況的能力可能降低。如果在接近和著陸期間飛 行器的地速太高，則飛行器可能超過(guò)跑道的終點(diǎn)著陸，或者可能著陸在跑道上的位置并且 具有運(yùn)樣的速度：在飛行器到達(dá)跑道的終點(diǎn)之前，停止飛行器可能是困難的。
[0021] "拉平（flare)"指的是當(dāng)飛行器到達(dá)最終著陸階段并且使飛行器的前緣端上升W 定向起落架從而適當(dāng)?shù)亟佑|著陸表面時(shí)飛行器高度的變化。該階段通常在預(yù)先確定的高度 處進(jìn)行，并且飛行器的下降角度在拉平階段期間通常比不久之前的接近階段期間小。
[0022] 具體實(shí)例、主要部件和可選方案 陽(yáng)02引實(shí)施例1 :
[0024] 該實(shí)施例描述了具有對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)著陸點(diǎn)的多個(gè)警報(bào)的說(shuō)明性著陸警報(bào)系 統(tǒng)10 ;參見(jiàn)圖1。
[00巧]在該實(shí)施例中，飛行器12可W接近飛行器預(yù)期著陸在其上的跑道14,該跑道具有 起點(diǎn)或開(kāi)端16和與開(kāi)端相對(duì)的終點(diǎn)或末端18。如W上所描述，跑道的運(yùn)兩個(gè)端點(diǎn)根據(jù)期望 的接近可W是可互換的，并且可W是虛擬的或指定的點(diǎn)而不是物理端點(diǎn)。飛行器12將具 有地理位置20,其對(duì)應(yīng)于飛行器目前位于其上的地面或水上的點(diǎn)。飛行器12的位置20和 地面上的第二位置之間的關(guān)系可對(duì)應(yīng)于飛行器和所述第二位置之間的水平距離。相似地， 飛行器的地速可用于測(cè)定飛行器在兩點(diǎn)之間行駛的時(shí)間長(zhǎng)度。因此，飛行器12在點(diǎn)20處 已知的當(dāng)前位置和跑道14上任何給定位置之間行駛的時(shí)間可通過(guò)將飛行器的地速除W兩 點(diǎn)之間的距離來(lái)測(cè)定或估算。該估算假設(shè)地速將保持恒定，并且只要滿足假設(shè)或更新計(jì)算 其是精確的。
[0026] 飛行器一一比如飛行器12-一通常具有已知的或可預(yù)測(cè)的停止能力，運(yùn)取決于運(yùn) 樣的因素如制動(dòng)能力、起落架特性、跑道情況、風(fēng)速等等。典型地，飛行器的一個(gè)或多個(gè)停止 距離基于至少部分由操縱者提供的當(dāng)前情況和對(duì)應(yīng)于期望的制動(dòng)模式測(cè)定。例如，計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)可W基于使用的制動(dòng)的量和類型一一上至并包括飛行器的最大制動(dòng)能力，測(cè)定各種停 止距離。通常，飛行器的制動(dòng)在減小的速度下執(zhí)行W使對(duì)飛行器部件和內(nèi)容物一一比如乘 客一一的壓力最小化。制動(dòng)模式可W由操縱者選擇，并且可W基于更新的情況或使用者選 擇改變。由操縱者或由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或控制器選擇的制動(dòng)模式可被稱為計(jì)劃的制動(dòng)模式。
[0027] 基于計(jì)劃的制動(dòng)模式，計(jì)