[發(fā)明專利]用于飛行器的飛行編隊輔助系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-10-13
• 公開（公告）號: CN115963860A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設計）人: G·塔;C·弗洛特;J·貝克
• 申請（專利權）人: 空中客車簡化股份公司
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 亓云;蔡悅

編隊飛行輔助系統(tǒng)被機載置于跟隨飛行器上，以便從由領航飛行器生成的尾渦引發(fā)的向上氣流中受益。該系統(tǒng)將跟隨飛行器據信經歷的尾渦影響確定為傳感器進行的測量和無尾渦環(huán)境中的建模之間的差。使用遞歸貝葉斯濾波器，系統(tǒng)基于與領航飛行器和尾渦模型相關的信息確定尾渦的估計位置，并確定估計不確定性，根據該不確定性，計算出跟隨飛行器的乘客的潛在不適窗口。該系統(tǒng)將跟隨飛行器保持在潛在不適窗口之外。因此，提供了隨行飛行器的乘客的舒適性，同時受益于尾渦引發(fā)的向上氣流。

技術領域

本發(fā)明涉及用于飛行器的飛行編隊輔助系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于在編隊飛行期間輔助跟隨飛行器相對于領航飛行器的尾渦(也稱為邊緣渦流)的定位的系統(tǒng)。

背景技術

尾渦，也稱為邊緣渦流或翼尖渦流，是在飛行中的飛行器的翼尖處由機翼的壓力面和吸力面之間的壓力差引起的反向旋轉的尾流湍流。尾渦在飛行器通過之后可保持幾分鐘，并且同時可干擾在附近通過的另一飛行器上的乘客的舒適性。飛行中的飛行器之間的安全距離由空中交通管制(ATC)來施加，以便考慮尾渦并且避免與它們的存在相關的潛在飛行問題。

在編隊中，領航飛行器跟隨有一個或多個跟隨飛行器，它們可經歷與領航飛行器的尾渦相關的不適。然而，通過控制跟隨飛行器相對于尾渦的位置，跟隨飛行器可以獲益于由尾渦引發(fā)的向上氣流現象，從而減少阻力和燃料消耗。然而，如果跟隨飛行器進入領航飛行器的尾渦之間的空間，則跟隨飛行器經歷由尾渦引發(fā)的且削弱其性能的向下氣流現象。類似地，如果跟隨飛行器的機翼之一進入尾渦，則該跟隨飛行器經歷紊流。該紊流導致跟隨飛行器的乘客顯著地不適。

存在允許跟隨飛行器相對于由領航飛行器產生的尾渦自動定位自身的解決方案。例如，可以參考法國專利申請FR?3041121?A1。雖然其中公開的解決方案允許跟隨飛行器有效地獲益于由領航飛行器的尾渦引發(fā)的向上氣流現象，但是跟隨飛行器的乘客會經歷上述不適。

于是有益的是，提供一種編隊飛行輔助解決方案，該解決方案減輕上述不適，同時獲益于由領航飛行器的尾渦引發(fā)的向上氣流現象。

發(fā)明內容

提出了一種用于輔助飛行器編隊飛行的方法，該方法由作為跟隨飛行器的飛行器中的機載電子電路系統(tǒng)形式的系統(tǒng)來實現，該方法包括以下步驟：

-獲得與生成引發(fā)向上氣流的尾渦的領航飛行器相關的信息，該領航飛行器的系統(tǒng)旨在使跟隨飛行器獲益；

-將由跟隨飛行器經歷的尾渦影響確定為由跟隨飛行器的傳感器進行的測量與跟隨飛行器在無尾渦環(huán)境中的建模之間的差；

-使用遞歸貝葉斯濾波器，基于所獲得的關于領航飛行器的信息和尾渦模型，確定尾渦的估計位置，并且通過比較由跟隨飛行器經歷的尾渦的影響和據尾渦模型的尾渦對跟隨飛行器的理論影響，確定對尾渦的估計位置的估計不確定性；

-根據尾渦的估計位置的估計不確定性來確定尾渦的估計位置周圍的潛在不適窗口；以及

-當潛在不適窗口的尺寸允許時通過控制跟隨飛行器與尾渦的估計位置相距預定義距離的定位，以及否則通過控制與潛在不適窗口相距預定義余量的定位，限定并施加至尾渦的迫近軌跡并將跟隨飛行器保持在潛在不適窗口之外。

以這種方式，跟隨飛行器獲益于由領航飛行器的尾渦引發(fā)的向上氣流現象，而不會對跟隨飛行器的乘客產生不適。

在特定實施例中，遞歸貝葉斯濾波器是粒子濾波器。

在特定實施例中，尾渦的估計位置和潛在不適窗口被如下確定：

-對于基于所確定的尾渦的幾何位置確定的一組潛在位置中的每個潛在位置，確定在所述潛在位置處存在尾渦的概率值，其中所述概率值是通過將所述跟隨飛行器經歷的所述尾渦的影響與當尾渦位于所述潛在位置時根據尾渦模型的尾渦對跟隨飛行器的理論影響進行比較來確定的；