[發明專利]用于執行緊急降落和著陸的系統和方法

在審

• 申請號: 201810460271.3
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN109131908A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: W·博斯沃思;D·R·延森;M·里根
• 申請（專利權）人: 極光飛行科學公司
• 主分類號: B64D45/00
• 分類號: B64D45/00;B64D45/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;張穎

本申請公開了一種用于執行緊急降落和著陸的系統和方法，提供了一種機組自動化系統，其向飛行員提供飛機的物理狀態的高保真知識，并且基于預測模型通知飛行員期望狀態中的任何偏差。該機組自動化可以被提供為非侵入式的飛機中的機組自動化系統，該機組自動化系統通過視覺技術感知飛行器的狀態，得到飛行器狀態矢量和其他飛行器信息，并且將與期望的飛行器狀態的任何偏差傳遞給飛行員。該機組自動化還可以監測飛行員健康，并且當需要時作為機器人副飛行員來執行緊急下降和著陸操作。

技術領域

本公開涉及飛行控制系統、方法和裝置的領域；更具體地，本公開涉及用于經由用作機器人副駕駛的機組自動化系統執行緊急降落和著陸操作的系統、方法和裝置。

背景技術

駕駛艙自動化方面的最近經驗已經表明，在飛行甲板上增加額外功能的先前方法增加了復雜性，導致過度依賴自動化，并且尤其是在危急情況期間未必會減少工作負荷。另外一個挑戰是，航空電子設備制造商為了提供高可靠性和可驗證性，已經制定了針對任何期望改進的嚴格的基于需求的設計和改變命令。因此，遺留飛機的轉換通常成本高昂，并且在需求、驗證和測試方面需要大量的資本投資。

弗吉尼亞州馬納薩斯的極光飛行科學公司(Aurora Flight SciencesCorporation)之前開發了一種能夠在起飛、巡航和著陸期間操作鉆石DA42雙星(DiamondDA42Twin Star)的右座飛行員助理。右座飛行員助理稱為Centaur，其可以在不影響原始型號證書的情況下安裝到DA42中或從DA42中移除，從而保持飛機的原始認證。Centaur包括主要飛行控制設備和它自己的航空電子設備套件的機械致動，并且可以用于與飛行員一起擔任監督角色，或者作為完全無人駕駛的飛行器。例如，Centaur可以由飛機后座的操作員飛行，在筆記本電腦上指導飛行計劃。雖然Centaur提供了許多功能，但是它也有一些缺點。特別是：(1)Centaur的硬件無法移植到其他飛行器，也不能將軟件即插即用擴展到其他功能；(2)Centaur系統的組件是侵入式的，并且需要以對飛行器非常特定的方式(即，DA42)切入現有航空電子線路；(3)Centaur不允許機載飛行員擔任操作員并執行諸如指揮飛行計劃的任務；以及(4)Centaur沒有獲得關于其正在操作的飛行器的知識。

因此，需要一種開放式架構系統，該系統能夠快速引進新功能、提高安全性、增長功能性并減少飛行員的工作負荷而無需大量費用或重新認證。還需要向飛行員提供持續的飛行器狀態監測和信息增加，其可以有效地充當自動化的飛行工程師。另外，需要一種系統和方法，例如在飛行員喪失能力的情況下，通過飛行器中的現有自動著陸能力的操作，執行緊急降落和著陸。事實上，意外飛行員喪失能力的悲劇發生要求健康飛行員(當兩名飛行員可用時)進行單獨降落和著陸。諸如本文所公開的機組自動化系統滿足這些需求，并且能夠快速引入新的功能以減輕跨機身移植(例如，通過臨時安裝)時的負擔。如將要討論的，機組自動化系統可以為各種終端用戶帶來顯著的好處。一個示例應用包括疲勞和厭倦可以導致機組人員注意力的降低的飛行器的操作，在這種情況下，機組自動化系統通過警告飛行員并且在某些情況下呈現飛行器控制來降低飛行操作中的風險。其他示例應用存在于目前人為錯誤的可能性限制了飛行器的廣泛使用(例如，低空作業)，同步作業、無人駕駛飛行、無人駕駛編隊和載人飛行引導以及由于全面的數據記錄而提高了匯報能力的情況下。

鑒于上述內容，本發明提供了一種用作機器人副駕駛的機組自動化系統，該機組自動化系統被配置為在飛行員喪失能力的情況下自動執行緊急降落和著陸，以及其他功能。這種系統可以被安裝在包含現有自動著陸系統的飛行器上(諸如普通商用飛行器)，或者被安裝在不具有現有自動著陸系統的飛行器上。

發明內容

本公開涉及飛行控制系統、方法和裝置；更具體地，涉及一種機組自動化系統，該系統被配置為在飛行員喪失能力的情況下自動執行緊急降落和著陸，以及其他功能。