用于实时飞机性能监视的系统和方法技术方案

一种用于确定飞机燃油里程性能的计算机设备和方法。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述处理器被设为与所述存储器进行通信并且被配置来发出存储在所述存储器中的多个指令。所述指令发出信号以在飞机飞行期间接收实时飞机数据，并处理所述实时数据以确定实时飞机质量数据。执行计算以基于所确定的实时飞机质量数据来确定飞机的实时燃油里程性能。

System and method for real-time aircraft performance monitoring

A computer device and method for determining the fuel mileage performance of an aircraft. The computer device includes a memory and a processor configured to communicate with the memory and to issue a plurality of instructions stored in the memory. The command sends a signal to receive real-time aircraft data during the flight of the aircraft, and processes the real-time data to determine real-time aircraft quality data. The calculation is performed to determine the real-time fuel mileage performance of the aircraft based on the determined real-time aircraft mass data.

【技术实现步骤摘要】
用于实时飞机性能监视的系统和方法专利技术人：ThomasHorsagerMichaelHaukomWilliamBaumgartenMatthewHansenKennethFreeman本申请为申请日为2013年02月01日、申请号为201310041979.2、专利技术名称为“用于实时飞机性能监视的系统和方法”的中国专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2012年2月3日提交的美国专利申请序列号61/594,761的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文。
本专利技术涉及一种用于实时飞机性能监视的系统和方法，更具体地来说，涉及优化燃油里程性能。
技术介绍
燃油使用是航空业的主要运营成本之一，并且相应地优化燃油里程性能，即燃油效率是优先考虑的事。可以在新飞机的制造过程中增加燃油效率，并且燃油效率可以包括更高效的引擎设计、更轻的设计材料和改进的空气动力学性能，然而对于现存的飞机来说，增加燃油效率已被证明是困难的。使用常规技术来提高燃油效率的现有飞机通常以指定的飞行包络飞行，该指定的飞行包络取决于飞机的当前总重量或质量、环境数据和性能参数(例如速度和高度)。具体来说，飞行员随着因燃油消耗而质量减少来调整飞机的高度和巡航速度，这进而优化燃油效率。最优巡航速度是根据由燃油效率导出的成本计划来确定的。成本计划具有由航空公司计算且平衡时间和燃油成本的成本指数。例如，随着燃油成本增加，成本指数下降并导致更低(即更慢)的最优巡航速度。然而，由于质量变化和环境数据假设的计算不精确，计算燃油里程性能的常规技术经常是不精确的。例如，飞行机组人员通常从实际和估算的质量的组合导出飞机的飞行前质量。该飞行前质量被输入到飞行计算机，飞行计算机根据预先编程的算法来调整飞行剖面，这些预先编程的算法可以考虑到因飞行过程中的燃油消耗所导致的质量变化。然而，这些预先编程的算法依赖于经常导致计算的条件与实际条件(包括质量和环境条件)之间的变化的统计模型。尝试计算燃油里程性能的其他常规技术出现在飞行后。例如，一些航空公司以人工方式跟踪每次飞行结束时所消耗的燃油。然而，该方法无法帮助在飞行过程中优化燃油效率，因为其仅在飞行后测量燃油里程性能。显然，在本领域中，需要经由实时飞机性能监视来提高飞机燃油效率的改进的系统和方法。而且，需要使用实时飞机性能监视来更精确地确定质量，进而提高燃油里程性能，例如燃油效率。再者，需要以实时方式更精确地监视影响燃油里程性能的其他因素，如环境条件。
技术实现思路
从下文描述，将提出并显见到本专利技术的目的和优点。通过书面描述及其权利要求书以及从附图中具体提出的设备、系统和方法，将实现并达到本专利技术的其他优点。为了实现这些和其他优点以及根据本专利技术的目的，正如所体现的，一方面，本专利技术包括一种确定飞机燃油里程性能的计算机设备和方法，其中本专利技术的此方面中包括在飞机飞行过程中接收实时飞机数据并处理实时数据以确定实时飞机质量数据。执行计算以基于所确定的实时飞机质量数据来确定飞机的实时燃油里程性能。本专利技术的其他方面包括当所述燃油里程性能低于预定的阈值时传送指示所述燃油里程性能下降的告警信号。另一个方面包括基于计算的实时燃油里程性能来调整飞机的高度和巡航速度。其他方面包括将燃油里程性能作为记录存储在具有先前存储的记录的数据库中，并且基于先前存储的记录的至少一个来计算燃油里程性能的性能趋势。其他方面包括根据所计算的性能趋势确定燃油里程性能的下降，并且在燃油里程性能的下降落在预定的阈值以下时对飞机执行维护。附图说明由此本专利技术所涉及的本领域普通技术人员将更容易地理解如何采用本专利技术的创新系统和方法，下文参照附图将更详细地描述其实施方案，其中：图1是实时飞机性能监视的执行方法的系统示意图；以及图2是根据示出的实施方案的框图。具体实施方式现在参照附图更全面地描述本专利技术，附图中示出本专利技术的示出的实施方案。本专利技术不以任何方式受限于示出的实施方案，因为下文描述的示出的实施方案仅是本专利技术的示范，正如本领域技术人员理解到的，本专利技术可以多种形式体现。因此，要理解本文所公开的任何结构和功能性细节均不应被解释为限制，而仅应被解释为权利要求书的基础以及用于教导本领域技术人员多种方式地采用本专利技术的代表。再者，本文所使用的术语和短语不旨在限制，而是提供本专利技术的可理解描述。除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属的领域中的技术人员所共识的相同含义。虽然与本文描述的相似或等同的任何方法和材料也可以在本专利技术的实践或测试时使用，但是现在描述的是实例性方法和材料。本文提及的所有出版物以引用的方式并入本文以公开和描述这些出版物所涉及的方法和/或材料。必须注意，正如本说明书和所附权利要求书中所使用的，除非上下文明确地另行指出，否则单数形式“一个”(a，an)和“所述”包括多个引用项。因此，例如，对“激励”的引述包括多个这种激励，以及对“信号”的引述包括对本领域中公知的一个或多个信号及其等同物的引述，等等。本文论述的公开仅对应于在本申请提交日之前披露而提供。本文无任何内容被解释为认同本专利技术无权依据在先专利技术先于此类公开。再者，所提供的公开的日期可能与需要独立地确认的实际公开日期不同。应理解，下文论述的本专利技术的实施方案优选地是驻留在具有控制逻辑以便能够在具有计算机处理器的机器上执行的计算机可用介质上的软件算法、程序或代码。该机器通常包括被配置来提供源于计算机算法或程序执行的输出的存储器存储装置。正如本文所使用的，术语“软件”理应与能够在主机计算机的处理器中的任何代码或程序，而无论是在硬件、固件中实现还是作为光盘、存储器存储装置或从远程机器下载而可获得的软件计算机产品来实现。本文描述的实施方案包括用于实现上文描述的等式、关系和算法的此类软件。本领域技术人员将基于上文描述的实施方案理解本专利技术的其他特征和优点。相应地，除所附权利要求书限定以外，本专利技术不限于具体示出和描述的内容。本文引用的所有公开和引述以全文引用的方式明确地并入本文。参照下文示出的实施方案，本专利技术针对用于实时飞机性能监视的系统和方法。更具体地来说，本专利技术针对确定实时飞机质量，并基于实时飞机质量来确定性能参数。实时飞机性能监视使飞行员能够作出更精确且有效的决策以最大化飞机性能和优化飞机飞行剖面。这些决策包括调整飞机的高度和巡航速度。例如，自动驾驶系统或飞行员能够基于将燃油随时间燃耗导致的重量减小纳入考虑的实时质量启动向更高高度的阶段爬升以获得提高的燃油里程性能。此外，可以根据部分从实时质量计算导出的更精确的成本计划来调整飞机的巡航速度。该成本计划还可以从燃油里程性能因素的实时评估导出。参照附图，具体为图1，其中提供用于实时飞机性能监视的系统，即系统100的示意图。系统100优选地包括耦合到网络130(例如飞机数字总线和/或飞机无线电网络)的计算机105。计算机105优选地包括用户接口110、处理器115和存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制飞机的系统，包括：/n飞机传感器；/n飞机接口装置，包括设置成与所述飞机传感器通信的电子飞行包（EFB），所述EFB包括：/n存储器；/n显示器；以及/n设置成与所述存储器和显示器通信的处理器，所述存储器具有存储在其中的指令，所述指令在被所述处理器读取时使得所述处理器：/n在飞机飞行期间从所述飞机传感器接收实时飞机数据；/n处理所述实时飞机数据以确定实时飞机质量数据，所述实时飞机质量数据考虑到由于随时间的燃油燃烧而导致的重量减少；/n基于确定的飞机质量数据和选自包括环境参数和性能参数的参数群组的至少一个参数来计算所述飞机的实时燃油里程性能，所述性能参数包括速度数据、高度数据、温度数据、压力数据和攻击角度数据，其中所述实时数据包括飞机满载重量、推力、阻力、升力、速度、高度和飞机正飞行通过的大气条件；以及/n将所述实时燃油里程性能传送到所述EFB的所述显示器。/n

【技术特征摘要】
20120203 US 61/5947611.一种用于控制飞机的系统，包括：
飞机传感器；
飞机接口装置，包括设置成与所述飞机传感器通信的电子飞行包（EFB），所述EFB包括：
存储器；
显示器；以及
设置成与所述存储器和显示器通信的处理器，所述存储器具有存储在其中的指令，所述指令在被所述处理器读取时使得所述处理器：
在飞机飞行期间从所述飞机传感器接收实时飞机数据；
处理所述实时飞机数据以确定实时飞机质量数据，所述实时飞机质量数据考虑到由于随时间的燃油燃烧而导致的重量减少；
基于确定的飞机质量数据和选自包括环境参数和性能参数的参数群组的至少一个参数来计算所述飞机的实时燃油里程性能，所述性能参数包括速度数据、高度数据、温度数据、压力数据和攻击角度数据，其中所述实时数据包括飞机满载重量、推力、阻力、升力、速度、高度和飞机正飞行通过的大气条件；以及
将所述实时燃油里程性能传送到所述EFB的所述显示器。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述飞机传感器将实时数据传送到所述处理器。


3.如权利要求1所述的系统，其中所述实时数据选自由以下项组成的群组：阻力、升力、速度和高度。


4.如权利要求3所述的系统，其中存储在存储器中的所述指令还使得所述处理器传送指示燃油里程性能的下降的告警信号。


5.如权利要求3所述的系统，其中存储在存储器中的所述指令还使得所述处理器将所述燃油里程性能传送到飞机的驾驶舱。


6.如权利要求3所述的系统，还包括具有高度和巡航速度的飞机，其中所述飞机基于所述燃油里程性能来调整所述高度和所述巡航速度。


7.如权利要求3所述的系统，其中所述处理器基于所述飞机质量数据来计算所述燃油里程性能，所述系统还包括：
具有记录的数据库，以及
其中所述存储器还使得所述处理器将所述燃油里程性能数据作为所述记录的一个记录存储在所述数据库中，并将至少所述一个记录与至少一个先前存储的记录进行比较来获得性能趋势数据。


8.一种计算机实现的方法，包括：
在飞机飞行期间在电子飞行包（EFB）处从飞机传感器接收实时数据；
在计算机处理器中处理所述实时数据以确定实时飞机质量数据，所述实时飞机质量数据考虑到由于随时间的燃油燃烧而导致的重量减少；
基于所述确定的飞机质量数据和选自包括环境参数和性能参数的参数群组的至少一个参数来计算所述飞机的实时燃油里程性能，所述性能参数包括速度数据、高度数据、温度数据、压力数据和攻击角度数据，其中所述实时数据包括飞机满载重量、推力、阻力、升力、速度、高度和飞机正飞行通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：T霍尔萨格，M豪科姆，W鲍姆加特，M汉森，K弗里曼，
申请(专利权)人：罗斯蒙特航天公司，
类型：发明
国别省市：美国;US