[发明专利]飞行器的最大起飞重量确定

说明书

飞行器具有第一原理起飞处理器(PCE)、预测飞行包线保护处理器(PFEP)和最大起飞重量处理器。PCE被编程为预测飞行器在跑道上离地时的离地位置和能量状态。PFEP被编程为评估多个潜在轨迹中的每一个是符合还是违反预定飞行包线。最大重量处理器被编程为：当多个潜在轨迹中的任何一个符合预定飞行包线时，指示飞行器能够在飞行器重量下起飞；迭代地减少飞行器重量向PCE的输入，直到PCE指示多个潜在轨迹中的任何一个符合预定飞行包线；以及指示减少的飞行器重量的输入是最大允许起飞重量。

技术领域

本公开总体上涉及计算最大起飞重量的飞行器和飞行器系统。更具体地，本公开涉及针对单发动机起飞在各种重量下对定制替代离场程序进行建模，以及针对与飞行包线的符合性对定制替代离场程序进行测试。

背景技术

本节提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

许多机场具有定义的横向和垂直离场路径，称为标准仪表离场(SID，StandardInstrument Departure)。即使在起飞后不太可能地发生发动机故障的情况下，飞行员也必须计划执行SID。然而，由于在发动机熄火情况下可用的爬升性能降低，飞行器可能无法满足SID要求的爬升梯度。

如果飞行器无法满足SID要求的爬升梯度，飞行员有两个选项。第一个选项是通过减少乘客数量、消除货物或减少机载燃料量来减少飞行器的重量。在大多数情况下，减少乘客或行李的数量不是一种选项。减少机载燃料量可能意味着行程无法安全飞行，或者可能导致需要在预期目的地之前执行一次或多次中间停靠以补充燃料。这些结果都不是期望的。

第二个选项是执行具有较低爬升梯度的备用离场程序。这些备用离场程序(也称为障碍物离场程序(ODP，Obstacle Departure Procedure)和特殊障碍物离场程序(SODP，Special Obstacle Departure Procedure))存在两个主要挑战。挑战一是ODP/SODP是由第3方公司利用不同方法和过程创建的，它们通常未经任何(模拟的)测试来验证或由任何最大复杂性限制来约束(意味着机组人员需要采取多个动作以保持在所需的飞行路径上)。第二个挑战是这些程序不包含在机载的飞行管理系统(FMS，Flight Management System)数据库中，因此飞行员必须在工作量非常大的时段期间参考纸质或电子版本以建立正确的飞行路径。航空公司飞行员可能已经练习过替代离场程序，但公务航空飞行员可能以前从未练习过ODP/SODP。

发明内容

本文描述的实施例描述了一种系统，该系统允许机组人员知道为了在发生发动机故障的情况下离开机场，他们可以在机上具有的最大燃料，以及机组人员以尽可能低的工作量执行单发动机离场的方式，以便他们可以安全地完成起飞和离场。

在第一非限制性实施例中，一种飞行器具有飞行器重量，并且包括第一原理起飞处理器、预测飞行包线保护处理器和最大起飞重量处理器。第一原理起飞处理器被编程和配置为：基于飞行器重量和环境条件，预测飞行器在跑道上离地时的离地位置和能量状态。预测飞行包线保护处理器被编程和配置为：从第一原理起飞处理器接收能量状态和离地位置；基于能量状态生成飞行器从离地位置开始的多个潜在轨迹；以及评估多个潜在轨迹中的每一个是符合还是违反预定飞行包线。最大起飞重量处理器被编程和配置为：响应于预测飞行包线保护处理器确定多个潜在轨迹中的任何一个符合预定飞行包线，指示飞行器能够在飞行器重量下起飞；响应于预测飞行包线保护处理器确定所有多个潜在轨迹都违反预定飞行包线，迭代地减少飞行器重量向第一原理起飞处理器的输入，迭代地减少直到预测飞行包线保护处理器指示多个潜在轨迹中的任何一个符合预定飞行包线；以及指示迭代减少的飞行器重量的输入是最大允许起飞重量。