[發明專利]優化受到達時間約束制約的巡航垂直剖面的系統和方法

在審

• 申請號: 201911099778.1
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN111240193A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: J·L·德普林斯;B·菲格拉爾;D·加里多-洛佩茲;J·沙爾;T·E·約卡姆
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

1.一種使飛行器在巡航階段期間沿著受到達時間約束制約的軌跡飛行的方法，該方法包括以下步驟：

(a)確定最優軌跡，該最優軌跡包括滿足航路點處所需到達時間的速度調度和優化燃油效率的垂直剖面(86，88-92)；以及

(b)使所述飛行器(42)在所述巡航階段期間沿著所述最優軌跡飛行；

其中，步驟(a)是由計算機(12)執行的整合功能，所述整合功能包括所需到達時間功能和巡航優化。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，只有當RTA速度模式和巡航優化均是活動的(64，78)并且所述最優軌跡的所述垂直剖面將顯著改進所述燃油效率或所述所需到達時間不可實現時，才執行步驟(a)。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述計算機是所述飛行器上的飛行管理計算機(12)。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，確定最優軌跡的步驟包括：確定在所述巡航階段期間增加飛行期間燃油效率的梯級在高度上的位置(88)。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(a)包括：

針對所需到達時間估計第一成本指數(CI_RTA,est)(86)；

針對所述第一成本指數確定最優垂直剖面(88)；

針對所述最優垂直剖面使用最大成本指數和最小成本指數計算估計到達時間窗口(89)；

確定所述所需到達時間是否在所述估計到達時間窗口之外(90)；

如果所述所需到達時間不在所述估計到達時間窗口之外，則對涉及軌跡預測的成本指數執行搜索迭代，該軌跡預測包括針對所述第一成本指數的所述最優垂直剖面(91)，從而得到第二成本指數(CI_RTA)，該第二成本指數生成滿足沿著所述最優垂直剖面飛行的所需到達時間的估計到達時間；以及

基于所述第二成本指數計算所述最優軌跡(92)。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，步驟(b)包括使所述飛行器根據所述最優垂直剖面和所述第二成本指數飛行。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，步驟(a)還包括在估計所述第一成本指數之前執行的以下步驟：

針對最大成本指數確定第一最優垂直剖面(82b)；

針對所述第一最優垂直剖面計算第一估計到達時間(82b)；

針對最小成本指數確定第二最優垂直剖面(82a)；

針對所述第二最優垂直剖面計算第二估計到達時間(82a)；以及

確定所述所需到達時間是否在由所述第一估計到達時間和所述第二估計到達時間界定的估計到達時間窗口之外(84)；

其中，只有當所述所需到達時間不在所述估計到達時間窗口之外時，才執行如權利要求5中所述的步驟。

8.一種使飛行器在巡航階段期間沿著受到達時間約束制約的軌跡飛行的系統，該系統包括計算機系統(12，32)，該計算機系統被配置為執行以下操作：

(a)針對最大成本指數確定第一最優垂直剖面(82b)；

(b)針對所述第一最優垂直剖面計算第一估計到達時間(82b)；

(c)針對最小成本指數確定第二最優垂直剖面(82a)；

(d)針對所述第二最優垂直剖面計算第二估計到達時間(82a)；

(e)確定所需到達時間是否在由所述第一估計到達時間和所述第二估計到達時間界定的估計到達時間窗口之外(84)；

(f)如果所述所需到達時間在所述估計到達時間窗口之外，則確定劣化的最優軌跡，該劣化的最優軌跡包括滿足航路點處所需到達時間的速度調度和改進燃油效率的劣化的最優垂直剖面(94-98)；以及

(g)如果所述所需到達時間在所述估計到達時間窗口之外，則控制所述飛行器(42)在所述巡航階段期間沿著所述劣化的最優軌跡飛行；

其中，所述計算機系統包括第一計算機(12)，所述第一計算機(12)被配置為執行操作(a)至操作(f)，并且操作(f)是包括所需到達時間功能和巡航優化的整合功能。