本發(fā)明涉及一種用于生成飛行器的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的方法，用于所述飛行器的至少一個(gè)導(dǎo)向系統(tǒng)中的至少一個(gè)接收系統(tǒng)，結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于橫軸、豎軸和縱軸中的至少一個(gè)軸的至少一個(gè)軌跡段。該飛行器的導(dǎo)向系統(tǒng)被配置成相對(duì)于所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡控制該飛行器的軌跡。該方法是由生成所述軌跡的電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明還涉及一種包括軟件指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)被計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)，這些軟件指令執(zhí)行本方法。

本發(fā)明還涉及一種用于生成這種軌跡的電子設(shè)備。

本發(fā)明還涉及一種飛行器，諸如飛機(jī)或直升機(jī)，包括用于生成所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的這種電子設(shè)備、飛行管理系統(tǒng)、外部設(shè)定點(diǎn)軌跡生成系統(tǒng)、一個(gè)或若干個(gè)導(dǎo)向系統(tǒng)，諸如自動(dòng)駕駛設(shè)備和/或電氣飛行命令和/或自動(dòng)推進(jìn)器，所生成的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡適合被發(fā)送到所述飛行器的導(dǎo)向系統(tǒng)中的至少一個(gè)接收系統(tǒng)。

本發(fā)明應(yīng)用于航空電子學(xué)領(lǐng)域并且更確切地應(yīng)用于飛行行為系統(tǒng)的領(lǐng)域。本發(fā)明的使用領(lǐng)域總體上涉及飛行器的飛行展開，包括滑行階段。本發(fā)明還涉及飛行行為系統(tǒng)從飛行器的起飛到降落的所有使用階段。

背景技術(shù)：

目前，飛行器的飛行行為涉及包含許多系統(tǒng)的不同自動(dòng)操作。盡管目前的飛行行為系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)?shù)販p少了事故率，但是相繼地增加功能和設(shè)備提高了事故率。系統(tǒng)的這種疊加是近幾十年來技術(shù)進(jìn)步的歷史結(jié)果。

因此，現(xiàn)在非常常見的是將設(shè)備掛載在飛行器上：

-飛行管理系統(tǒng)(FMS)：其形成軌跡設(shè)定點(diǎn)來產(chǎn)生飛行計(jì)劃；

-自動(dòng)駕駛，也稱為自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)(AFCS)：其執(zhí)行導(dǎo)向功能并且為此適合控制由飛行控制系統(tǒng)(FMS)提供的設(shè)定點(diǎn)。FMS的使用結(jié)合自動(dòng)駕駛的使用使得自動(dòng)化水平最大化。自動(dòng)駕駛還使得可以通過獲取由機(jī)組人員設(shè)定的參數(shù)并且保持這些參數(shù)來控制軌跡；

-自動(dòng)油門(AT)：在固定翼飛行器上，其負(fù)責(zé)管理助推；以及

-飛行控制系統(tǒng)(FCS)：其負(fù)責(zé)飛行器的短期穩(wěn)定并且還允許控制來自自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)(AFCS)的設(shè)定點(diǎn)。

這個(gè)設(shè)備被設(shè)計(jì)為具有其自身的接口裝置的獨(dú)立系統(tǒng)，即，用于飛行管理系統(tǒng)的特定接口，也被稱為故障控制顯示單元(MCDU)，用于自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的專用控制站，通常由旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和按鈕組成，也被稱為飛行導(dǎo)向控制面板(FGCP)，用于飛行控制系統(tǒng)(FCS)的控制桿或迷你桿，用于管理一個(gè)或若干個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的一個(gè)或若干個(gè)油門或平衡桿。

該多個(gè)系統(tǒng)所帶來的復(fù)雜性目前在機(jī)組人員的工作負(fù)擔(dān)中扮演不可忽視的角色。為了能夠執(zhí)行商業(yè)飛行，機(jī)組人員必須掌控若干個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)常在不同的自動(dòng)化水平下操作。

該多個(gè)系統(tǒng)使得設(shè)計(jì)和必須使用它們的機(jī)組人員的訓(xùn)練方面的成本增加。

此外，該多個(gè)系統(tǒng)和接口可證明是對(duì)機(jī)組人員造成混淆的來源。在事件/事故發(fā)生時(shí)，諸如飛行器失控，機(jī)組人員經(jīng)常會(huì)不正確地確定情況或者甚至混淆系統(tǒng)狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)因此是提出一種用于生成飛行器的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的方法和設(shè)備，用于飛行器的導(dǎo)向系統(tǒng)中的至少一個(gè)接收系統(tǒng)，飛行器的導(dǎo)向系統(tǒng)被配置成相對(duì)于所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡控制飛行器的軌跡，以便減小前述航空電子學(xué)系統(tǒng)的接口復(fù)雜性，使得可以提高飛行器的飛行安全并且降低機(jī)組人員的工作負(fù)擔(dān)。

為此，本發(fā)明涉及一種用于生成飛行器的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的方法，其中，該方法進(jìn)一步包括以下步驟：

-從多個(gè)操作模式中選擇至少一個(gè)操作模式，

-獲取由所述飛行管理系統(tǒng)準(zhǔn)備的設(shè)定點(diǎn)軌跡，所述準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于所述橫軸、所述豎軸和所述縱軸中的至少一個(gè)軸的一個(gè)或若干個(gè)軌跡段，

-從計(jì)算軌跡的模塊和用于生成設(shè)定點(diǎn)軌跡的外部系統(tǒng)獲得替代設(shè)定點(diǎn)軌跡，所述外部生成系統(tǒng)與所述飛行管理系統(tǒng)分離，所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于所述橫軸、所述豎軸和所述縱軸中的至少一個(gè)軸的一個(gè)或若干個(gè)軌跡段，

-生成所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡，所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括于與選擇第一操作模式相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段獲取的所述準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段以及于與選擇另一個(gè)操作模式相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段獲得的所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段。

該生成方法于是使得可以通過從多個(gè)操作模式選擇至少一個(gè)操作模式以及基于所選操作模式生成結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡來將結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的生成在電子生成設(shè)備內(nèi)集中化。該生成設(shè)備然后圍繞單個(gè)結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡執(zhí)行基于軌跡的導(dǎo)向功能，這使得可以提高飛行安全并且方便機(jī)組人員的工作。因此圍繞飛行器軌跡重新構(gòu)思機(jī)組人員和飛行行為系統(tǒng)之間的任務(wù)組織和分擔(dān)。

設(shè)定點(diǎn)軌跡是指用于航空電子學(xué)系統(tǒng)作為控制飛行器的軌跡的參考的軌跡。換言之，每個(gè)相應(yīng)的航空電子學(xué)系統(tǒng)被配置成相對(duì)于所述設(shè)定點(diǎn)軌跡控制該飛行器的軌跡。

結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡是指在生成設(shè)備的輸出端處發(fā)出的用于導(dǎo)向系統(tǒng)中的接收系統(tǒng)的設(shè)定點(diǎn)軌跡。換言之，結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡來自準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡和/或替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的生成。結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡于是來自生成設(shè)備的集中化。

根據(jù)本發(fā)明的其他有利方面，本方法包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)特征，單獨(dú)或根據(jù)所有技術(shù)上可能的組合考慮：

-僅當(dāng)選擇第一操作模式時(shí)才執(zhí)行獲取步驟；

-僅當(dāng)選擇另一操作模式時(shí)才執(zhí)行獲得步驟；

-當(dāng)選擇若干操作模式時(shí)，所述另一操作模式優(yōu)先于所述第一操作模式，并且在所述生成步驟期間，所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡由所獲得的所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段形成于與選擇所述多個(gè)操作模式相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段；

-所述飛行器進(jìn)一步包括所述飛行器的至少一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)、主控制構(gòu)件諸如控制桿或迷你桿、舵桿或油門、一個(gè)或若干個(gè)附加控制構(gòu)件以及副控制構(gòu)件諸如控制面板的選擇器或旋轉(zhuǎn)構(gòu)件、觸摸屏的觸敏鍵或語(yǔ)音命令系統(tǒng)，并且

當(dāng)所述另一所選操作模式是第二操作模式時(shí)，所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡是由所述軌跡計(jì)算模塊基于至少一個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)計(jì)算的軌跡，每個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)是從來自相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)的至少一個(gè)約束形成的或者是由所述飛行器的機(jī)組人員通過所述控制構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件選擇的。

-所述飛行器進(jìn)一步包括主控制構(gòu)件諸如控制桿或迷你桿、舵桿或油門，

所述方法進(jìn)一步包括獲取所述主控制構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件的機(jī)械特性，并且

當(dāng)所述另一所選操作模式是第三操作模式時(shí)，所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡是由所述軌跡計(jì)算模塊(40)基于為所述主控制構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件獲取的機(jī)械特性計(jì)算的軌跡；

-當(dāng)所述另一所選操作模式是第四操作模式時(shí)，所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡是從所述外部生成系統(tǒng)接收的設(shè)定點(diǎn)軌跡；

-所述第三操作模式優(yōu)先于所述第二操作模式，所述第二操作模式優(yōu)先于所述第四操作模式；

-可以為橫軸、豎軸和縱軸中的每個(gè)軸獨(dú)立地選擇每個(gè)操作模式；

-針對(duì)每個(gè)軌跡段，所述飛行器的至少一個(gè)航空特征是恒定的，每個(gè)航空特征選自由以下各項(xiàng)組成的群組：轉(zhuǎn)彎半徑、路線、地面梯度、高度、地面速度、豎向速度、橫搖角、俯仰姿態(tài)、航向、負(fù)載因數(shù)、橫向加速度、橫搖率、俯仰姿態(tài)變化率、梯度加速度、梯度加速度變化率、功率水平諸如特定發(fā)動(dòng)機(jī)額定值、性能水平諸如更佳爬升率、加速率和相對(duì)飛行速度(CAS、TAS、MACH)、位置以及側(cè)偏角；

-至少一個(gè)軌跡段包括所述飛行器的一個(gè)或若干個(gè)預(yù)定航點(diǎn)；

-所述飛行器進(jìn)一步包括主控制構(gòu)件諸如控制桿或迷你桿、舵桿或油門，

所述方法進(jìn)一步包括獲取所述主控制構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件的機(jī)械特性，并且

基于為與從所述橫軸、所述豎軸和所述縱軸中選擇的相關(guān)軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件獲取的所述機(jī)械特性選擇所述操作模式；

-在所述選擇步驟期間，僅當(dāng)與所述橫軸、所述豎軸和所述縱軸中的相關(guān)軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件處于空閑位置時(shí)才切換到所述第一操作模式，所述空閑位置為所述主構(gòu)件未被操縱時(shí)的對(duì)應(yīng)位置，所述主構(gòu)件包括一個(gè)或若干個(gè)空閑位置；

-在所述選擇步驟期間，通過特定的按鈕切換到第一操作模式，

所述特定的按鈕優(yōu)選地被布置為抵靠主控制構(gòu)件；

-所述導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)選自由以下各項(xiàng)組成的群組：轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)、路線設(shè)定點(diǎn)、地面梯度設(shè)定點(diǎn)、高度設(shè)定點(diǎn)、地面速度設(shè)定點(diǎn)、豎向速度設(shè)定點(diǎn)、橫搖角設(shè)定點(diǎn)、俯仰姿態(tài)設(shè)定點(diǎn)、航向設(shè)定點(diǎn)、負(fù)載因數(shù)設(shè)定點(diǎn)、橫向加速度設(shè)定點(diǎn)、橫搖率設(shè)定點(diǎn)、俯仰姿態(tài)變化率設(shè)定點(diǎn)、梯度加速度設(shè)定點(diǎn)、梯度加速度變化率設(shè)定點(diǎn)、功率水平設(shè)定點(diǎn)、性能水平設(shè)定點(diǎn)、與航點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的地面軌跡設(shè)定點(diǎn)、相對(duì)飛行速度設(shè)定點(diǎn)(CAS、TAS、MACH)、側(cè)偏角設(shè)定點(diǎn)以及位置設(shè)定點(diǎn)；并且

-所述飛行器進(jìn)一步包括所述飛行器的至少一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)、至少一個(gè)數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)，并且

所述方法進(jìn)一步包括將所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡發(fā)送到導(dǎo)向系統(tǒng)、至少一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)和至少一個(gè)顯示系統(tǒng)中的至少一個(gè)接收系統(tǒng)。

本發(fā)明還涉及一種包括軟件指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)被計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)，這些軟件指令執(zhí)行上述方法。

本發(fā)明還涉及一種用于生成飛行器的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的電子生成設(shè)備，用于所述飛行器的至少一個(gè)導(dǎo)向系統(tǒng)中的至少一個(gè)接收系統(tǒng)，結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于橫軸、豎軸和縱軸中的至少一個(gè)軸的至少一個(gè)軌跡段，所述導(dǎo)向系統(tǒng)被配置成相對(duì)于所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡控制所述飛行器的軌跡，

所述生成設(shè)備包括：

-軌跡計(jì)算模塊，用于計(jì)算軌跡，

-選擇裝置，用于從多個(gè)操作模式中選擇至少一個(gè)操作模式，

-獲取裝置，用于獲取由飛行管理系統(tǒng)準(zhǔn)備的設(shè)定點(diǎn)軌跡，所述準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于所述橫軸、所述豎軸和所述縱軸中的至少一個(gè)軸的一個(gè)或若干個(gè)軌跡段，

-獲得裝置，用于從所述軌跡計(jì)算模塊和外部生成系統(tǒng)獲得替代設(shè)定點(diǎn)軌跡，所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于所述橫軸、所述豎軸和所述縱軸中的至少一個(gè)軸的一個(gè)或若干個(gè)軌跡段，所述外部生成系統(tǒng)與所述飛行管理系統(tǒng)分離，

-生成裝置，用于生成所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡，所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括于與選擇第一操作模式相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段獲取的所述準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段以及于與選擇另一個(gè)操作模式相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段獲得的所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段。

本發(fā)明還涉及一種飛行器，諸如飛機(jī)或直升機(jī)，包括用于生成結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的電子設(shè)備、飛行管理系統(tǒng)、外部設(shè)定點(diǎn)軌跡生成系統(tǒng)、一個(gè)或若干個(gè)導(dǎo)向系統(tǒng)，諸如自動(dòng)駕駛設(shè)備和/或電氣飛行命令和/或自動(dòng)推進(jìn)器，其中，所述生成設(shè)備如上所述，所生成的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡適合被發(fā)送到所述飛行器的導(dǎo)向系統(tǒng)中的至少一個(gè)接收系統(tǒng)。

附圖說明

當(dāng)閱讀以下說明書時(shí)，本發(fā)明的這些特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，以下說明書僅僅是非限制性示例并且是參照附圖描述的，在附圖中：

-圖1是根據(jù)本發(fā)明的飛行器的示意圖，該飛行器包括飛行控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、自動(dòng)駕駛設(shè)備、該飛行器的導(dǎo)向系統(tǒng)、該飛行器的保護(hù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)、一個(gè)或若干個(gè)控制桿或迷你桿、各自形成能夠被操縱來駕駛該飛行器的主控制構(gòu)件的一個(gè)或若干個(gè)舵桿和油門組件以及用于生成飛行器的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的電子設(shè)備，用于該導(dǎo)向系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)中的至少一個(gè)接收系統(tǒng)，該生成設(shè)備包括用于從第一、第二、第三和第四操作模式中選擇至少一個(gè)操作模式的裝置、用于獲取該飛行管理系統(tǒng)所準(zhǔn)備的設(shè)定點(diǎn)軌跡的裝置、用于獲得替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的裝置以及用于基于所選操作模式生成該結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的裝置；

-圖2是與該飛行器有關(guān)的索引軸在參考索引中的投影的示意圖。

-圖3是圖1中控制桿移動(dòng)的第一范圍值和第二范圍值的示意圖，如果特性值分別位于第一范圍、第二范圍內(nèi)，則分別切換到第三模式、第二模式；

-圖4是不同操作模式之間的關(guān)系的示意圖；

-圖5是在圖1的生成設(shè)備的屏幕上顯示的信息的示意圖；

-圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于生成該飛行器的該結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的方法的流程圖；以及

-圖7是示出不同操作模式之間的過渡的邏輯圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中，飛行器10諸如飛機(jī)或直升機(jī)包括飛行控制系統(tǒng)(FCS)12，也被稱為電傳操縱(FBW)，用于對(duì)飛行器的一組控制表面和致動(dòng)器13做出動(dòng)作。在固定翼飛行器的情況下，控制表面例如是副翼、升降舵或方向舵。在旋翼飛行器的情況下，控制表面例如是高度控制系統(tǒng)、槳葉角或尾槳距。

飛行器10包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)14，用于改變飛行器的發(fā)送器15所傳送的能量，諸如噴射發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪機(jī)。

飛行器10包括至少一個(gè)導(dǎo)向系統(tǒng)，諸如自動(dòng)駕駛(AP)設(shè)備16，也被稱為自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)(AFCS)，諸如飛行器的飛行管理系統(tǒng)(FMS)17。另外，導(dǎo)向系統(tǒng)是自動(dòng)推進(jìn)器，未示出，也被稱為自動(dòng)油門。

飛行器10包括至少一個(gè)外部系統(tǒng)18用于生成設(shè)定點(diǎn)軌跡以及飛行器的保護(hù)系統(tǒng)19A、19B，諸如空中防撞系統(tǒng)(TCAS)19A、地勢(shì)感知報(bào)警系統(tǒng)(TAWS)19B、天氣雷達(dá)(未示出)或風(fēng)切變檢測(cè)系統(tǒng)。保護(hù)系統(tǒng)19A、19B通常適用于保護(hù)飛行器10不受離開飛行包絡(luò)和/或與環(huán)境有關(guān)的沖突(地勢(shì)、交通、飛行條件變化)的危險(xiǎn)。

飛行器10包括一個(gè)或若干個(gè)數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)20，諸如向下顯示系統(tǒng)和/或向上顯示(HUD)系統(tǒng)。向下顯示系統(tǒng)例如是導(dǎo)航顯示器。

飛行器10包括測(cè)量與飛行器相關(guān)聯(lián)的特性、具體地與該組控制表面和致動(dòng)器13相關(guān)聯(lián)的特性的一組傳感器21并且將所述特性的測(cè)量值發(fā)送到飛行控制系統(tǒng)12、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元14、自動(dòng)駕駛設(shè)備16和/或飛行管理系統(tǒng)17。

飛行器10包括一個(gè)或若干個(gè)控制桿或迷你控制桿22、一個(gè)或若干個(gè)舵桿23以及一個(gè)或若干個(gè)油門或迷你油門24，各自形成能夠由飛行器的機(jī)組人員26操縱以便駕駛飛行器的主控制構(gòu)件。迷你油門24是指具有朝向平衡位置的返回力的油門。以下，術(shù)語(yǔ)“控制桿”將統(tǒng)一地指代控制桿或迷你控制桿并且術(shù)語(yǔ)“油門”將統(tǒng)一地指代油門或迷你油門。

另外，飛行器10包括另外的控制構(gòu)件28，使得可以增量或減量設(shè)定點(diǎn)或者直接指定該設(shè)定點(diǎn)的值。

飛行器10進(jìn)一步包括副控制構(gòu)件29，諸如控制面板的選擇器或旋轉(zhuǎn)構(gòu)件、觸摸屏的觸敏鍵或語(yǔ)音命令系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明，飛行器10包括用于生成飛行器的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的用于導(dǎo)向系統(tǒng)16的電子設(shè)備30，該結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于與飛行器相關(guān)聯(lián)的并且在圖2中示出的橫軸y₁(也被稱為橫截軸)、豎軸z₁以及縱軸x₁中的至少一個(gè)軸的至少一個(gè)軌跡段。

為橫軸y₁、豎軸z₁以及縱軸x₁中的每個(gè)軸或者可替代地為若干個(gè)軸的組合計(jì)算每個(gè)軌跡段。作為示例，飛行器10的轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)用于計(jì)算橫軸y₁的軌跡段并且在給定飛行速度的改善性能爬升設(shè)定點(diǎn)用于計(jì)算組合縱軸x₁和豎軸z₁的軌跡段。

結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡適合被發(fā)送到導(dǎo)向系統(tǒng)16或者作為可選附加發(fā)送到一個(gè)或若干個(gè)保護(hù)系統(tǒng)19A、19B以及一個(gè)或若干個(gè)顯示系統(tǒng)20。導(dǎo)向系統(tǒng)16、保護(hù)系統(tǒng)19A、19B以及顯示系統(tǒng)20然后各自形成適合從生成設(shè)備30接收所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的接收系統(tǒng)。該飛行器的導(dǎo)向系統(tǒng)16被配置成相對(duì)于所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡控制該飛行器的軌跡。每個(gè)保護(hù)系統(tǒng)19A、19B被配置成監(jiān)控結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡并且有利地保護(hù)它，即，如果沿著結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡檢測(cè)到危險(xiǎn)則提出一個(gè)或若干個(gè)避障軌跡。顯示系統(tǒng)20被配置成顯示結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡。

飛行器10根據(jù)地面速度向量V_S相對(duì)地面移動(dòng)，該地面速度向量與水平面H形成角度γ_S，也被稱為該飛行器的地面梯度，并且根據(jù)飛行速度向量V_a相對(duì)于空氣移動(dòng)，該飛行速度向量與水平面H形成角度γ_a，也被稱為該飛行器的飛行梯度。地面速度向量V_S與飛行速度向量V_a之間的差值對(duì)應(yīng)于風(fēng)速向量V_W，該風(fēng)速向量表示空氣相對(duì)于地面的移動(dòng)。

飛行控制系統(tǒng)12本身是已知的并且通過對(duì)所有控制表面和致動(dòng)器13做出動(dòng)作而使得飛行器10的姿態(tài)改變。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元14本身是已知的并且可以使得飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)15的助推改變。

自動(dòng)駕駛設(shè)備16和/或自動(dòng)推進(jìn)器本身是已知的并且可以對(duì)飛行器的軌跡做出動(dòng)作。

飛行管理系統(tǒng)17本身是已知的并且適合管理飛行器10的飛行計(jì)劃，從起飛到降落。

每個(gè)設(shè)定點(diǎn)軌跡生成系統(tǒng)18位于生成設(shè)備30外部。每個(gè)外部生成系統(tǒng)18進(jìn)一步與飛行管理系統(tǒng)17分離。外部生成系統(tǒng)18例如是飛行器的第二飛行管理系統(tǒng)，也被表示為FMS2。可替代地，外部生成系統(tǒng)18是用于從位于飛行器10外部的裝置獲取軌跡的系統(tǒng)，設(shè)定點(diǎn)軌跡例如來自于數(shù)據(jù)鏈路或電子飛行袋(EFB)類型的電子輸入板。

空中防撞系統(tǒng)19A本身是已知的并且適合監(jiān)控飛行器周圍的空域，具體以便檢測(cè)配備有相應(yīng)的有源應(yīng)答器的其他飛行器或者甚至提供一個(gè)或若干個(gè)軌跡約束或提出一個(gè)或若干個(gè)避障軌跡。這個(gè)檢測(cè)獨(dú)立于空中交通控制器所進(jìn)行的空中交通控制。

地勢(shì)感知報(bào)警系統(tǒng)19B本身是已知的并且適合將飛行數(shù)據(jù)(位置、速度)與地勢(shì)模型或者與來自無線電高度表的測(cè)量值組合來計(jì)算飛行器的軌跡與地面的可能相交并且如果適用的話生成警告或者甚至提供一個(gè)或若干個(gè)軌跡約束或提出一個(gè)或若干個(gè)避障軌跡。

傳感器21具體能夠提供有關(guān)該組控制表面和致動(dòng)器13的元素位置的信息，例如，控制表面的位置，和/或有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)15的狀態(tài)和/或有關(guān)高揚(yáng)程配置和/或有關(guān)起落架的伸展或收起狀態(tài)的信息。

傳感器21進(jìn)一步能夠提供有關(guān)飛行器的位置和動(dòng)力學(xué)的信息，諸如姿態(tài)、加速度、地面速度、路線、高度、緯度、經(jīng)度，和/或有關(guān)飛行器10的環(huán)境，優(yōu)選地有關(guān)飛行器10在其中移動(dòng)的大氣層，例如壓力或溫度。

每個(gè)控制桿22適合允許用戶控制飛行器10的姿態(tài)。傳統(tǒng)上，每個(gè)控制桿22是適合在橫向移動(dòng)、縱向移動(dòng)或橫向和縱向移動(dòng)的任何組合中致動(dòng)的控制桿。換言之，每個(gè)控制桿22可在至少兩個(gè)不同的移動(dòng)方向上移動(dòng)，在所描述的示例中，這些移動(dòng)方向進(jìn)一步垂直于彼此。

更確切地，每個(gè)控制桿22本身是已知的并且適合允許用戶對(duì)控制桿的橫向移動(dòng)的橫搖角以及控制桿的縱向移動(dòng)的俯仰角(也被稱為俯仰姿態(tài))或負(fù)載因數(shù)進(jìn)行控制。

每個(gè)舵桿23本身是已知的并且適合允許用戶控制飛行器的偏航角和地面制動(dòng)的進(jìn)度。

每個(gè)油門24適合通過控制系統(tǒng)14改變飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)15的助推或功率。每個(gè)油門24例如是適合通過固定翼飛行器的縱向移動(dòng)以及旋翼飛行器的豎向移動(dòng)制動(dòng)的控制桿。換言之，每個(gè)油門24可沿著移動(dòng)方向(即，縱向或豎向方向)移動(dòng)。

每個(gè)主構(gòu)件22、23、24包括每個(gè)移動(dòng)方向的空閑位置，該空閑位置(也被稱為中立位置)是主構(gòu)件22、23、24未被操縱時(shí)的位置，優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的主構(gòu)件22、23、24沿著相應(yīng)的移動(dòng)方向的行程D的極限值之間的中間位置。在圖3中，該空閑位置是對(duì)應(yīng)于軸P_R的位置。

另外，每個(gè)控制桿22和每個(gè)油門24是可控制的(即，可轉(zhuǎn)向的)機(jī)械力控制桿，并且機(jī)械力反饋定律限定由每個(gè)桿22、24基于每個(gè)桿22、24相對(duì)于其空閑位置的行程D所提供的機(jī)械力。根據(jù)此版本，每個(gè)控制桿22和每個(gè)油門24通常更確切地被稱為迷你桿和迷你油門。

另外，機(jī)械力反饋定律取決于其他參數(shù)，諸如例如致動(dòng)器或?qū)蛳到y(tǒng)的狀態(tài)。

另外，形成每個(gè)油門24和/或每個(gè)控制桿22的每個(gè)控制桿包括至少一個(gè)預(yù)定參考位置，該參考位置例如對(duì)應(yīng)于位置缺口(未示出)。

另外，附加的控制構(gòu)件28被緊固到每個(gè)控制桿22和/或每個(gè)油門24上。其可在在還少一個(gè)方向上移動(dòng)，以便增量或減量至少一個(gè)相應(yīng)的設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)附加的控制構(gòu)件28被定位在油門24上時(shí)，相應(yīng)的導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)優(yōu)選地是滑行時(shí)的飛行速度設(shè)定點(diǎn)(CAS、TAS、MACH)或地面速度。當(dāng)附加的控制桿28可在兩個(gè)分離的方向上移動(dòng)時(shí)，其適合增量或減量?jī)蓚€(gè)分離的導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)附加的控制桿28被定位在控制桿22上時(shí)，其優(yōu)選地可在兩個(gè)分離的垂直方向上移動(dòng)，一個(gè)是縱向而另一個(gè)是橫向。對(duì)應(yīng)于附加控制桿28的縱向移動(dòng)的導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)于是優(yōu)選地是高度，并且對(duì)應(yīng)于附加控制桿28的橫向移動(dòng)的導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)于是優(yōu)選地是航向或路線。

附加控制桿28例如在其可在兩個(gè)分離的方向上移動(dòng)時(shí)具有錐形形狀或者在其可在單個(gè)方向上移動(dòng)時(shí)具有旋鈕形式。與每個(gè)控制桿22相關(guān)聯(lián)的附加控制桿28優(yōu)選地是錐形的，也被稱為A形架，并且與每個(gè)油門24相關(guān)聯(lián)的附加控制桿28優(yōu)選地處于旋鈕形式。

“姿態(tài)”是指飛行器的預(yù)定軸(稱為飛行器軸)及其在參考平面中的投影之間的定向角。在姿態(tài)之間，本身已知的并且以下參考圖2重新提及的橫搖角或側(cè)偏角、俯仰角或姿態(tài)以及航向之間存在區(qū)別。

參考平面是從三個(gè)參考軸確定的。

飛行器軸和參考軸在飛行器10的預(yù)定設(shè)定點(diǎn)A處是并發(fā)的，A例如接近飛行器的重力中心。

參考軸是局部區(qū)域參考軸并且包括豎向參考軸z₀、縱向參考軸x₀和橫向參考軸y₀，形成被稱為“參考基”的直接標(biāo)準(zhǔn)正交基(x_o,y_o,z_o)。

豎向參考軸z₀是在局部重力場(chǎng)的下降方向上定向并且穿過飛行器的預(yù)定點(diǎn)A的軸?？v向參考軸x₀是在預(yù)定方向上定向的軸，例如磁北或地理北并且與豎向參考軸z₀正交。橫向參考軸y₀完成z₀和x₀從而形成“參考基”。

豎向參考軸z₀和縱向參考軸x₀形成豎向參考平面。橫向參考軸y₀和縱向參考軸x₀形成水平參考平面。

飛行器軸包括縱向飛行器軸x₁、豎向飛行器軸z₁和橫向飛行器軸y₁，形成被稱為“飛行器基”的直接標(biāo)準(zhǔn)正交基(x₁，y₁，z₁)。

縱向飛行器軸x₁是朝向飛行器定向的、穿過預(yù)定點(diǎn)A并且屬于飛行器的對(duì)稱面的軸。飛行器的對(duì)稱面通常與飛行器的機(jī)身的幾何定義有關(guān)并且例如涉及穿過飛行器的機(jī)頭和點(diǎn)A并且與飛行器的機(jī)翼在閑置時(shí)所形成的平面正交的平面。橫向飛行器軸y₁是垂直于對(duì)稱面并且朝向飛行器的右側(cè)定向的軸，即，在飛行器上機(jī)載的觀察器的右側(cè)并且看向飛行器的前方。豎向飛行器軸z₁完成y₁和x₁從而形成“飛行器基”。

橫向飛行器軸y₁和水平參考平面之間的角度Φ是橫搖角?？v向飛行器軸x₁和水平參考平面之間的角度θ是俯仰角。縱向飛行器軸x₁和豎向參考平面之間的角度ψ是航向。Φ、θ和ψ通常被稱為使得可以從飛行器的索引進(jìn)行到參考索引的歐拉角。

生成設(shè)備30包括顯示屏32和信息處理單元34，該信息處理單元例如由存儲(chǔ)器36以及與存儲(chǔ)器36相關(guān)聯(lián)的處理器38組成。

在圖1的示例中，生成設(shè)備30與飛行控制系統(tǒng)12、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)14、自動(dòng)駕駛設(shè)備16、飛行管理系統(tǒng)17、外部生成系統(tǒng)18和保護(hù)系統(tǒng)19A、19B分離。

在未示出的替代方案中，生成設(shè)備30被集成到選自以下元素中的任何一個(gè)元素中：飛行控制系統(tǒng)12、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)14、自動(dòng)駕駛設(shè)備16、飛行管理系統(tǒng)17、外部生成系統(tǒng)18和保護(hù)系統(tǒng)19A、19B。顯示屏32和信息處理單元34于是分別對(duì)應(yīng)于所述元素的未示出的顯示屏和信息處理單元。根據(jù)此替代方案，生成設(shè)備30優(yōu)選地被集成到飛行控制系統(tǒng)12中。

存儲(chǔ)器36能夠存儲(chǔ)用于基于至少一個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)或基于所獲取的有關(guān)主控制構(gòu)件22、23、24中的一個(gè)構(gòu)件的機(jī)械特性計(jì)算設(shè)定點(diǎn)軌跡的軟件程序40，諸如所述構(gòu)件的行程D或沿著相應(yīng)的方向施加到所述構(gòu)件上的機(jī)械力F，每個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)由機(jī)組人員26通過控制構(gòu)件22、23、24、28、29中的一個(gè)構(gòu)件選擇或者從來自保護(hù)系統(tǒng)19A、19B中的一個(gè)系統(tǒng)形成或者獲取自飛行管理系統(tǒng)17或獲取自外部生成系統(tǒng)18。計(jì)算軟件40當(dāng)被處理器38執(zhí)行時(shí)形成用于計(jì)算設(shè)定點(diǎn)軌跡的位于生成設(shè)備30內(nèi)部的軌跡計(jì)算模塊。

存儲(chǔ)器36能夠存儲(chǔ)用于從多個(gè)操作模式中選擇至少一個(gè)操作模式的軟件程序42，諸如第一操作模式M1、第二操作模式M2、第三操作模式M3和第四操作模式M4。以下將更詳細(xì)地面描述這些不同的操作模式M1、M2、M3、M4。

存儲(chǔ)器36能夠存儲(chǔ)用于獲取由飛行管理系統(tǒng)17準(zhǔn)備的設(shè)定點(diǎn)軌跡的軟件程序44，該準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的至少一個(gè)軸的一個(gè)或若干個(gè)軌跡段。

存儲(chǔ)器36能夠存儲(chǔ)用于從軌跡計(jì)算模塊40和外部生成系統(tǒng)18中的元素獲得替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軟件程序46，該替代設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的至少一個(gè)軸的一個(gè)或若干個(gè)軌跡段。

存儲(chǔ)器36能夠存儲(chǔ)用于生成該結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的軟件程序48，該結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括于與選擇第一操作模式M1相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段獲取的準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段以及于與選擇另一個(gè)操作模式M2、M3、M4相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段獲得的替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段。

存儲(chǔ)器36還適合存儲(chǔ)用于在屏幕32上顯示用于輔助機(jī)組人員26的駕駛的信息的軟件50。

處理器38能夠加載并運(yùn)行軟件程序40、42、44、46、48和50中的每一個(gè)軟件程序。

選擇軟件42、獲取軟件44、獲得軟件46、生成軟件48以及顯示軟件50分別形成用于選擇至少一個(gè)操作模式M1、M2、M3、M4的裝置、用于獲取準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡的裝置、用于獲取替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的裝置，用于生成該結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的裝置以及用于顯示駕駛輔助信息的裝置。

可替代地，軌跡計(jì)算模塊40、選擇裝置42、獲取裝置44、獲得裝置46、生成裝置48以及顯示裝置50的形式為可編程邏輯組件或者專用集成電路。

軌跡計(jì)算模塊40適合基于至少一個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)或者基于主控制構(gòu)件22、23、24中的一個(gè)構(gòu)件的機(jī)械特性D、F計(jì)算一個(gè)或若干個(gè)設(shè)定點(diǎn)軌跡段。

針對(duì)每個(gè)軌跡段，飛行器10的至少一個(gè)航空特征是恒定的，每個(gè)航空特征選自由以下各項(xiàng)組成的群組：轉(zhuǎn)彎半徑、路線、地面梯度、高度(絕對(duì)的、氣壓的、相對(duì)于地勢(shì))、地面速度、豎向速度、橫搖角、俯仰姿態(tài)、航向、負(fù)載因數(shù)、橫向加速度、橫搖率、俯仰姿態(tài)變化率、梯度加速度、梯度加速度變化率、功率水平諸如特定發(fā)動(dòng)機(jī)額定值、性能水平諸如更佳爬升率、加速率和飛行速度CAS(校準(zhǔn)空氣速度)、TAS(真實(shí)飛行速度)、MACH、側(cè)偏位置以及側(cè)偏角。

梯度加速度設(shè)定點(diǎn)是沿著由選自飛行速度向量V_a和地面速度向量V_S的速度向量所承載的方向的加速度設(shè)定點(diǎn)。

設(shè)定點(diǎn)軌跡段例如包括第一參考航點(diǎn)或平面以及第二參考航點(diǎn)或平面，第一參考航點(diǎn)或平面形成軌跡段的開始而第二參考航點(diǎn)形成軌跡段的結(jié)束。

可替代地，設(shè)定點(diǎn)軌跡段由其他開始和結(jié)束條件限定，這些條件例如取決于飛行器10的外部環(huán)境和飛行器的性能。作為示例，包含250節(jié)的恒定CAS速度設(shè)定點(diǎn)的軌跡段的開始條件是穿過10000英尺的高度。作為附加示例，包含恒定豎向速度設(shè)定點(diǎn)的軌跡段的結(jié)束條件是用于跟隨恒定高度設(shè)定點(diǎn)的設(shè)定點(diǎn)軌跡段的最優(yōu)高度捕捉條件。最優(yōu)高度捕捉條件例如對(duì)應(yīng)于通過不超過預(yù)定舒適閾值(諸如等于的閾值0.05g)并且導(dǎo)致機(jī)動(dòng)飛行而不超過后續(xù)軌跡段的負(fù)載因數(shù)完成的高度檢測(cè)。如本身已知的，高度捕捉是從飛行器10的高度變化階段(上升或下降)過渡到維持飛行器的高度的階段。

可選地，一個(gè)或若干個(gè)預(yù)定航點(diǎn)被添加到相應(yīng)的軌跡段以便更好地限定所述軌跡段。這些預(yù)定航點(diǎn)然后形成位于相應(yīng)的軌跡段的開始和結(jié)束之間的中間航點(diǎn)。

作為示例，在高原平衡直線飛行的情況下，結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括三個(gè)軌跡段，每個(gè)軸一個(gè)軌跡段。縱向軌跡段是維持速度，例如具有恒定CAS的軌跡段，豎向軌跡段是維持高度，例如具有恒定氣壓高度的軌跡段，并且橫向軌跡段是維持航向，即，具有恒定航向的軌跡段。

作為附加示例，為了下降到更低的高度，結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包含兩個(gè)豎向軌跡段。第一豎向軌跡段由按照特定發(fā)動(dòng)機(jī)額定值的下降限定，例如最小空閑額定值，并且第二豎向軌跡段由期望的更低氣壓高度限定。第一軌跡段然后被排序，即被消除并且由后續(xù)軌跡段替代，一旦滿足激活后續(xù)軌跡段的條件，即一旦滿足最優(yōu)高度捕捉條件。

作為附加示例，為了從右側(cè)改變航向，結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包含兩個(gè)橫向軌跡段。第一橫向軌跡段(從右側(cè)轉(zhuǎn)向)由恒定的正向橫搖(例如，橫搖15°)限定并且第二橫向軌跡段由所期望的離開航向限定。

作為附加示例，在沿著橫軸對(duì)控制桿22作出強(qiáng)力動(dòng)作的情況下，橫向軌跡在第一位置(即，在活躍位置)包括用于維持橫搖角的軌跡段；橫搖角是從控制桿22的行程計(jì)算的。橫向軌跡然后在第二位置包括恒定橫搖軌跡段，該橫搖設(shè)定點(diǎn)例如是由軌跡計(jì)算模塊40計(jì)算的橫搖預(yù)測(cè)。當(dāng)控制桿22沿著橫向方向返回中立位置時(shí)，第一軌跡段例如被排序，即，當(dāng)控制桿22的橫向位置不再計(jì)算維持橫搖率的軌跡段時(shí)。因此，對(duì)控制桿22的動(dòng)作限定橫向軌跡段。

在基于主控制構(gòu)件22、23、24中的一個(gè)構(gòu)件的機(jī)械特性D、F計(jì)算設(shè)定點(diǎn)軌跡段的情況下，軌跡計(jì)算模塊40適合讀取由主控制構(gòu)件22、23、24中的每一個(gè)構(gòu)件發(fā)布的控制信號(hào)，該控制信號(hào)取決于機(jī)械特性D、F，然后將每個(gè)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為主設(shè)定點(diǎn)，諸如縱向加速度設(shè)定點(diǎn)或負(fù)載因數(shù)設(shè)定點(diǎn)或俯仰姿態(tài)變化設(shè)定點(diǎn)或橫搖率設(shè)定點(diǎn)，可選地還來自傳感器21的數(shù)據(jù)。

軌跡計(jì)算模塊40然后適合從被轉(zhuǎn)換為主設(shè)定點(diǎn)的控制信號(hào)隨著時(shí)間計(jì)算對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)的特性變化估計(jì)值，從計(jì)算日期T到預(yù)測(cè)日期T’。軌跡計(jì)算模塊40還能夠通過預(yù)定的變形計(jì)算控制信號(hào)的變形。這種變形的目的是提供表示控制信號(hào)從在計(jì)算日期T之前或同時(shí)的至少一個(gè)日期時(shí)的控制信號(hào)的值的進(jìn)一步演變的在計(jì)算日期T之后的至少一個(gè)日期T*的估計(jì)值，諸如在預(yù)測(cè)日期T’之前和之后的日期。

例如，濾波器被施加到控制信號(hào)。

例如，在連續(xù)信號(hào)的情況下，濾波器是具有預(yù)定傳遞函數(shù)H的線性濾波器。

例如，在離散信號(hào)的情況下，控制信號(hào)的變形的每個(gè)樣本取決于控制信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)樣本以及控制信號(hào)的變形的一個(gè)或多個(gè)先前樣本。

有利地，傳遞函數(shù)H是在預(yù)定頻帶內(nèi)具有正相位的濾波器的傳遞函數(shù)。有利地，傳遞函數(shù)濾波器H在包括在0Hz與20Hz之間、優(yōu)選地包括在0Hz與10Hz之間、更優(yōu)選地在0Hz與5Hz之間的頻帶內(nèi)具有正相位。

傳遞函數(shù)H例如是高通濾波器的傳遞函數(shù)。

例如，在連續(xù)信號(hào)的情況下，在拉普拉斯域中，高通濾波器H的簡(jiǎn)單表達(dá)式被寫為：

其中，系數(shù)G、K是傳遞函數(shù)H的系數(shù)并且p表示拉普拉斯變量。

傳遞函數(shù)H的所有或一些系數(shù)G、K的值根據(jù)傳感器21所提供的數(shù)據(jù)而改變。為系數(shù)G、K授權(quán)的不同值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器36中。

例如，為了預(yù)測(cè)橫搖率或負(fù)載因數(shù)，傳遞函數(shù)H被寫為：

在離散信號(hào)的情況下，濾波器的輸入樣本和輸出樣本之間的關(guān)系通常從傳遞函數(shù)H的先前表達(dá)式導(dǎo)出。

軌跡計(jì)算模塊40適合根據(jù)傳感器21所提供的數(shù)據(jù)修改系數(shù)G、K的值。

軌跡計(jì)算模塊40進(jìn)一步適合根據(jù)控制信號(hào)計(jì)算信號(hào)對(duì)時(shí)間的積分并且將所計(jì)算的積分的值調(diào)整為相應(yīng)特性的當(dāng)前值。

作為可選附加，軌跡計(jì)算模塊40適合例如基于為另一個(gè)飛行器軸計(jì)算的估計(jì)值校正所計(jì)算的估計(jì)值。這種校正具體地反映飛行器軸和參考軸之間的角度隨著時(shí)間的變化以及因此飛行器的速度向量在參考基中的投影隨著時(shí)間的變化。這種校正還反映飛行器10的速度模塊隨著時(shí)間的變化。例如，這種校正負(fù)責(zé)豎向速度與梯度之間的關(guān)系以及豎向速度和地面速度之間的關(guān)系。這種校正還例如負(fù)責(zé)橫搖角、地面速度以及轉(zhuǎn)彎半徑之間的關(guān)系，轉(zhuǎn)彎半徑是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的概念。

軌跡計(jì)算模塊40還適合在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定傳感器21所測(cè)量的值變化的情況下校正所計(jì)算的估計(jì)值。

所計(jì)算的估計(jì)值然后例如用于限定軌跡段，諸如具有恒定橫搖和/或在恒定梯度上具有加速度和/或具有恒定俯仰姿態(tài)和/或具有恒定豎向速度或梯度的軌跡段。估計(jì)值例如還用于顯示結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡。

每個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)選自由以下各項(xiàng)組成的群組：轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)、路線設(shè)定點(diǎn)、地面梯度設(shè)定點(diǎn)、高度設(shè)定點(diǎn)(氣壓的、絕對(duì)的、相對(duì)于地面)、地面速度設(shè)定點(diǎn)、豎向速度設(shè)定點(diǎn)、橫搖角設(shè)定點(diǎn)、俯仰姿態(tài)設(shè)定點(diǎn)、航向設(shè)定點(diǎn)、負(fù)載因數(shù)設(shè)定點(diǎn)、橫向加速度設(shè)定點(diǎn)、橫搖率設(shè)定點(diǎn)、俯仰姿態(tài)變化率設(shè)定點(diǎn)、梯度加速度設(shè)定點(diǎn)、梯度加速度變化率設(shè)定點(diǎn)、功率水平設(shè)定點(diǎn)、性能水平設(shè)定點(diǎn)、與航點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的地面軌跡設(shè)定點(diǎn)、相對(duì)飛行速度設(shè)定點(diǎn)(CAS、TAS、MACH)、側(cè)偏角設(shè)定點(diǎn)以及位置設(shè)定點(diǎn)。

每個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)于是形成自來自保護(hù)系統(tǒng)19A、19B中的一個(gè)系統(tǒng)的至少一個(gè)約束、或者由機(jī)組人員26通過控制構(gòu)件22、23、24、28、29中的一個(gè)構(gòu)件選擇或者獲取自飛行管理系統(tǒng)17或獲取自外部生成系統(tǒng)18。

當(dāng)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)形成自來自保護(hù)系統(tǒng)19A、19B中的一個(gè)系統(tǒng)的約束時(shí)，導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)也被稱為保護(hù)設(shè)定點(diǎn)。在前述導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)中，任何導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)可以形成自來自保護(hù)系統(tǒng)19A、19B中的一個(gè)系統(tǒng)的約束。

當(dāng)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)由機(jī)組人員26通過操縱至少一個(gè)相應(yīng)的主控制構(gòu)件22、23、24并且另外進(jìn)一步根據(jù)操作附加控制構(gòu)件28選擇時(shí)，軌跡計(jì)算模塊40適合基于相應(yīng)的操縱計(jì)算每個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)。機(jī)組人員26選擇的導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)優(yōu)選地選自由以下各項(xiàng)組成的群組：轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)、路線設(shè)定點(diǎn)、地面梯度設(shè)定點(diǎn)、高度設(shè)定點(diǎn)、地面速度設(shè)定點(diǎn)、豎向速度設(shè)定點(diǎn)、橫搖角設(shè)定點(diǎn)、俯仰姿態(tài)設(shè)定點(diǎn)、航向設(shè)定點(diǎn)、橫向加速度設(shè)定點(diǎn)、梯度加速度設(shè)定點(diǎn)、功率水平設(shè)定點(diǎn)、性能水平設(shè)定點(diǎn)、與航點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的地面軌跡設(shè)定點(diǎn)、相對(duì)飛行速度設(shè)定點(diǎn)(CAS、TAS、MACH)、側(cè)偏角設(shè)定點(diǎn)以及位置設(shè)定點(diǎn)。

軌跡計(jì)算模塊40例如適合根據(jù)控制桿22在其縱向方向上的操縱計(jì)算豎向速度設(shè)定點(diǎn)Vzc或梯度設(shè)定點(diǎn)。豎向速度設(shè)定點(diǎn)Vzc或梯度設(shè)定點(diǎn)與豎向飛行器軸z₁相關(guān)聯(lián)。

軌跡計(jì)算模塊40例如適合根據(jù)控制桿22在其橫向方向上的操縱計(jì)算飛行器的橫搖設(shè)定點(diǎn)或轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)R_c。橫搖設(shè)定點(diǎn)或轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)R_c與橫向飛行器軸y ₁相關(guān)聯(lián)。

軌跡計(jì)算模塊40例如能夠根據(jù)常規(guī)的轉(zhuǎn)換定律將獲取自控制桿22的縱向橫向行程轉(zhuǎn)換為控制參數(shù)。

軌跡計(jì)算模塊40然后能夠根據(jù)飛行器10的位置和來自先前轉(zhuǎn)換的控制參數(shù)形成豎向速度設(shè)定點(diǎn)或轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)R_c。

作為示例，在豎向飛行器軸z₁的情況下，通過在兩個(gè)時(shí)刻T₀與T₁之間對(duì)來自所獲取的縱向行程的先前轉(zhuǎn)換的控制參數(shù)進(jìn)行積分然后將該積分加到時(shí)刻T₀的豎向速度設(shè)定點(diǎn)Vzc來計(jì)算時(shí)刻T₁的豎向速度設(shè)定點(diǎn)Vzc。

有利地，基于豎向速度設(shè)定點(diǎn)Vzc通過使用飛行器的傳感器21通過以下等式測(cè)量的地面速度Vsol的估計(jì)值計(jì)算梯度設(shè)定點(diǎn)(也被稱為飛行路徑角(FPA))，由FPA梯度驗(yàn)證：

可替代地，首先計(jì)算梯度設(shè)定點(diǎn)，然后計(jì)算豎向速度設(shè)定點(diǎn)Vzc。

作為示例，在橫向飛行器軸y₁的情況下，通過在兩個(gè)時(shí)刻T₀與T₁之間對(duì)來自所獲取的橫向行程的先前轉(zhuǎn)換的控制參數(shù)進(jìn)行積分然后將該積分加到時(shí)刻T0的橫搖設(shè)定點(diǎn)來計(jì)算時(shí)刻T₁的橫搖設(shè)定點(diǎn)

有利地，基于先前形成的橫搖設(shè)定點(diǎn)通過經(jīng)由飛行器的傳感器21使用以下等式測(cè)量的地面速度Vsol的估計(jì)值計(jì)算地面轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)R_c：

可替代地，首先計(jì)算地面轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定點(diǎn)R_c，然后計(jì)算橫搖設(shè)定點(diǎn)

軌跡計(jì)算模塊40例如能夠根據(jù)常規(guī)的轉(zhuǎn)換定律將油門24的行程轉(zhuǎn)換為發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)。軌跡計(jì)算模塊40于是能夠根據(jù)油門24的操縱形成縱向速度設(shè)定點(diǎn)?？v向速度設(shè)定點(diǎn)與飛行器縱軸x₁相關(guān)聯(lián)。

作為示例，控制參數(shù)然后通過預(yù)定表被轉(zhuǎn)換為梯度加速度設(shè)定點(diǎn)，取決于飛行器及其所考慮的配置。然后通過對(duì)兩個(gè)時(shí)刻T₀與T₁之間的梯度加速度設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行積分然后將該積分加到時(shí)刻T₀的縱向設(shè)定點(diǎn)的值來計(jì)算時(shí)刻T₁的縱向速度設(shè)定點(diǎn)。

當(dāng)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)是由機(jī)組人員26通過操縱至少一個(gè)相應(yīng)的副控制構(gòu)件29選擇的時(shí)，諸如控制面板選擇器、觸摸屏或語(yǔ)音控制系統(tǒng)，軌跡計(jì)算模塊40適合讀取導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)的值，然后直接使用副控制構(gòu)件29輸入這個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)值，而無需如前所述在操縱至少一個(gè)主控制構(gòu)件22、23、24來選擇該導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)那樣由軌跡計(jì)算模塊轉(zhuǎn)換。

軌跡計(jì)算模塊40通常適用于基于至少一個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)計(jì)算設(shè)定點(diǎn)軌跡段，被考慮在內(nèi)以便計(jì)算軌跡段的每個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)持續(xù)對(duì)應(yīng)于該軌跡段的時(shí)間段是恒定的。在前述示例中，第一軌跡段是根據(jù)恒定橫搖率計(jì)算的，則第二軌跡段是根據(jù)恒定橫搖率計(jì)算的。

選擇軟件42適用于從第一、第二、第三和第四操作模式M1、M2、M3、M4中選擇一個(gè)或若干個(gè)操作模式。

根據(jù)第一實(shí)施例，可以為橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的每一個(gè)軸獨(dú)立地選擇每個(gè)操作模式M1、M2、M3、M4，并且現(xiàn)在將針對(duì)橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的任何一個(gè)軸描述選擇操作模式，應(yīng)當(dāng)理解的是選擇方法針對(duì)每個(gè)軸是完全相同的。

第一模式M1是默認(rèn)模式，也被稱為飛行計(jì)劃模式，并且對(duì)應(yīng)于其中結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡是從飛行管理系統(tǒng)17接收的準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)估計(jì)的操作。對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)的第二模式M2也被稱為向量模式。對(duì)應(yīng)于主設(shè)定點(diǎn)的第三模式M3也被稱為手動(dòng)模式。

選擇軟件42適合獲取主控制構(gòu)件22、23、24中的一個(gè)構(gòu)件的機(jī)械特性D、F以及基于為與橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的討論軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件22、23、24獲取的機(jī)械特性D、F選擇相應(yīng)的操作模式。

選擇軟件42適合選擇第一操作模式M1或者從另一個(gè)操作模式M2、M3、M4切換到第一操作模式M1，如圖4中的虛線箭頭F₂₁、F₃₁、F₄₁所示，僅當(dāng)與橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的討論軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件22、23、24處于其空閑位置(也被稱為中立位置)時(shí)。

可替代地或另外，選擇軟件42適合選擇操作模式、具體地第四操作模式M4，如圖4中的實(shí)線箭頭F₁₄、F₂₄、F₃₄所示，在獲取特定按鈕的致動(dòng)之后，諸如形成副控制構(gòu)件29的控制面板選擇器或觸敏鍵或者諸如附加控制構(gòu)件28。

選擇軟件42優(yōu)選地適合切換到第三模式M3，如圖4中的折線箭頭F₁₃、F₂₃、F₄₃所示，當(dāng)所獲取的與所討論的飛行器軸相對(duì)應(yīng)的機(jī)械特性的值(諸如行程D或施加力F)屬于第一值范圍時(shí)。選擇軟件42優(yōu)選地適合切換到第二模式M2，如圖4中的虛線箭頭F₁₂、F₃₂、F₄₂所示，當(dāng)所獲取的機(jī)械特性的值屬于第二值范圍時(shí)，第二范圍不同于第一范圍。第二范圍的值的絕對(duì)值優(yōu)選地小于第一范圍的值的絕對(duì)值，使用零值對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的主構(gòu)件22、23、24的中立位置的慣例。

第二范圍優(yōu)選地與第一范圍分離，以便允許滯后、避免第二模式M2和第三模式M3之間的寄生切換或者用戶所不希望的切換。

在圖3的示例中，由選擇軟件42考慮在內(nèi)的機(jī)械特性是控制桿22的位置。第一值范圍處于第一區(qū)間60和第二區(qū)間62的形式，第一和第二區(qū)間60、62優(yōu)選地是分開的并且基本上相對(duì)于與控制桿22的中立位置相對(duì)應(yīng)的軸P_R是對(duì)稱的。類似地，第二值范圍處于第三區(qū)間64和第四區(qū)間66的形式，第三和第四區(qū)間64、66優(yōu)選地是分開的并且基本上相對(duì)于與控制桿22的中立位置相對(duì)應(yīng)的軸P_R是對(duì)稱的。

在圖3中，第一和第二區(qū)間60、62對(duì)應(yīng)于控制桿22距離中立位置比距離與第三和第四區(qū)間64、66相關(guān)聯(lián)的位置更遠(yuǎn)的位置。換言之，通過測(cè)量控制桿22的處于角度偏離形式的位置或者所述位置與其中立位置之間的行程D，與控制桿22的位置相關(guān)聯(lián)的第二范圍的值的絕對(duì)值小于與控制桿22的位置相關(guān)聯(lián)的第一范圍的值的絕對(duì)值，其中零值對(duì)應(yīng)于控制桿22的中立位置。在圖3中，在不同的位置示出了控制桿22，具體地在其中立位置，其中行程D的值隨著位置變化。

在未示出的替代方案中，由選擇軟件42考慮在內(nèi)的機(jī)械特性是在相應(yīng)方向上施加在控制桿22上的機(jī)械力。

當(dāng)控制桿22是具有線性力反饋的控制桿時(shí)，控制桿22在相應(yīng)方向的移動(dòng)是由用戶施加在控制桿22上的力F的線性函數(shù)。

當(dāng)控制桿22是具有可控力反饋的控制桿時(shí)，控制桿22的移動(dòng)例如是由用戶施加在控制桿22上的力F的非線性函數(shù)。

在所描述的示例中，飛行器10包括若干個(gè)主控制構(gòu)件22、23、24，并且選擇軟件42然后適合獲取該多個(gè)主控制構(gòu)件22、23、24的機(jī)械特性。選擇軟件42然后優(yōu)選地適合針對(duì)每個(gè)主控制構(gòu)件22、23、24根據(jù)為相應(yīng)的主控制構(gòu)件獲取的機(jī)械特性在第二模式M2和第三模式M3之間切換。

在所描述的示例中，控制桿22可在至少兩個(gè)不同的移動(dòng)方向上移動(dòng)，即縱向方向和橫向方向，并且選擇軟件42然后優(yōu)選地適合針對(duì)控制桿22并且根據(jù)為所述控制桿22在相應(yīng)的移動(dòng)方向上獲取的機(jī)械特性在第二模式M2和第三模式M3之間切換。

另外，選擇軟件42進(jìn)一步適合允許僅當(dāng)飛行器10的狀態(tài)向量的測(cè)量值或估計(jì)值、狀態(tài)向量的所述測(cè)量值或估計(jì)值的第一和第二偏移、飛行器10的飛行速度、飛行器10的側(cè)偏角以及飛行器10的事故率的至少一個(gè)航空特性的值被包括在相應(yīng)的預(yù)定值范圍中時(shí)才從第三模式M3切換到第二模式M2。飛行器10的狀態(tài)向量由飛行器10的位置和狀態(tài)組成。

根據(jù)第二實(shí)施例，一個(gè)或若干個(gè)操作模式的選擇在橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的至少兩個(gè)軸之間耦合，即，耦合軸共享操作模式的選擇。以下將參考圖7更詳細(xì)地描述模式選擇。還規(guī)定的是圖7涉及第一和第二實(shí)施例。

現(xiàn)在將參照?qǐng)D7針對(duì)第一和第二實(shí)施例更詳細(xì)地描述操作模式M1、M2、M3、M4之間的切換條件。

獲取軟件44適合獲取由飛行管理系統(tǒng)17準(zhǔn)備的設(shè)定點(diǎn)軌跡，該準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡包括用于橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的至少一個(gè)軸的一個(gè)或若干個(gè)軌跡段。換言之，獲取軟件44適合從飛行管理系統(tǒng)17接收所述準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡。

作為可選附加，獲取軟件44由處理器38執(zhí)行僅當(dāng)選擇第一操作模式M1時(shí)才獲取所述準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡。

獲得軟件46適合獲得替代設(shè)定點(diǎn)軌跡，該替代設(shè)定點(diǎn)軌跡來自于軌跡計(jì)算模塊40或相應(yīng)的外部生成系統(tǒng)18并且包括用于橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的至少一個(gè)軸的一個(gè)或若干個(gè)軌跡段。換言之，獲得軟件46適合從軌跡計(jì)算模塊40或外部生成系統(tǒng)18中的一個(gè)系統(tǒng)接收所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡。

作為可選附加，獲得軟件46由處理器38執(zhí)行當(dāng)選擇第二、第三和第四操作模式M2、M3、M4中的一個(gè)模式時(shí)才獲得所述替代設(shè)定點(diǎn)軌跡。

根據(jù)所描述的示例，當(dāng)另一選擇的操作模式是第二操作模式M2時(shí)，獲得軟件46適合基于至少一個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)獲得由軌跡計(jì)算模塊40計(jì)算的軌跡，所述基于導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)計(jì)算的軌跡然后形成用于計(jì)算結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的替代設(shè)定點(diǎn)軌跡于與選擇第二操作模式M2相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段。

在所描述的示例中，當(dāng)另一選擇的操作模式是第三操作模式M3時(shí)，獲得軟件46適合基于相應(yīng)的主控制構(gòu)件22、23、24的機(jī)械特性D、F獲得由軌跡計(jì)算模塊40計(jì)算的軌跡，所述基于機(jī)械特性D、F計(jì)算的軌跡然后形成用于計(jì)算結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的替代設(shè)定點(diǎn)軌跡于與選擇第三操作模式M3相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段。

根據(jù)所描述的示例，當(dāng)另一選擇的操作模式是第四操作模式M4時(shí)，獲得軟件46適合獲得從相應(yīng)的外部生成系統(tǒng)18接收的設(shè)定點(diǎn)軌跡，所述接收的設(shè)定點(diǎn)軌跡然后形成用于計(jì)算結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的替代設(shè)定點(diǎn)軌跡于與選擇第四操作模式M4相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段。

生成軟件48適合基于所選操作模式生成結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡，結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括于與選擇第一操作模式M1相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段獲取的準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段以及于與選擇另一個(gè)操作模式(即選擇第二、第三和第四操作模式M2、M3、M4中的任何模式)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段獲得的替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段。

當(dāng)選擇若干操作模式時(shí)，除了第一操作模式M1之外的操作模式優(yōu)先于第一操作模式M1，并且生成軟件48然后適合從持續(xù)對(duì)應(yīng)于選擇這些多個(gè)操作模式的時(shí)間段獲得的替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段計(jì)算結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡。換言之，第二、第三和第四操作模式M2、M3、M4中的每一個(gè)模式優(yōu)先于第一操作模式M1。

具體地，在所描述的示例中，第三操作模式M3優(yōu)先于第二操作模式M2，第二操作模式優(yōu)先于第四操作模式M4。

有利地，第一模式M1和第四模式M4之間的相對(duì)優(yōu)先級(jí)在所提供的設(shè)定點(diǎn)軌跡原點(diǎn)處取決于外部生成系統(tǒng)18。作為示例，當(dāng)外部生成系統(tǒng)18是電子飛行袋(EFB)類型的電子輸入板時(shí)，優(yōu)先級(jí)被給予第一模式M1。作為附加示例，當(dāng)外部生成系統(tǒng)18是數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)時(shí)，優(yōu)先級(jí)被給予第四模式M4。

顯示軟件50適合在屏幕32上為機(jī)組人員26顯示駕駛信息，諸如模擬地平線70、速度向量符號(hào)72以及速度向量設(shè)定點(diǎn)符號(hào)74，如圖5所示。速度向量符號(hào)72表示飛行器10的地面速度向量V_S的當(dāng)前方向。速度向量設(shè)定點(diǎn)符號(hào)74表示由用戶具體地使用控制桿22控制的速度向量設(shè)定點(diǎn)。地平線70與速度向量符號(hào)72之間的縱坐標(biāo)代數(shù)偏差Δ₁的表示飛行器的地面梯度γ_S。地平線70與速度向量設(shè)定點(diǎn)符號(hào)74之間的縱坐標(biāo)代數(shù)偏差Δ₂的表示梯度設(shè)定點(diǎn)。速度向量符號(hào)72與速度向量設(shè)定點(diǎn)符號(hào)74之間的橫坐標(biāo)代數(shù)偏差Δ₃表示飛行器的當(dāng)前路線設(shè)定點(diǎn)與當(dāng)前路線之間的偏差，與速度向量設(shè)定點(diǎn)符號(hào)74的橫向位置表示路線設(shè)定點(diǎn)。地平線70與速度向量設(shè)定點(diǎn)符號(hào)74之間的代數(shù)角度表示橫搖設(shè)定點(diǎn)。

現(xiàn)在將使用圖6描述根據(jù)本發(fā)明的生成設(shè)備30的操作，圖6示出根據(jù)本發(fā)明的用于生成結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的方法的流程圖。

在初始步驟100期間，生成設(shè)備30通過使用其選擇軟件42獲取主控制構(gòu)件22、23、24、附加控制構(gòu)件28以及副控制構(gòu)件29中的至少一個(gè)控制構(gòu)件的致動(dòng)來開始。致動(dòng)是指機(jī)組人員26對(duì)這些控制構(gòu)件22、23、24、28、29中的一個(gè)構(gòu)件的任何動(dòng)作，諸如操縱主控制構(gòu)件22、23、24中的一個(gè)控件或附加控制構(gòu)件28中的一個(gè)控件，獲得諸如按壓控制面板選擇器或觸敏鍵或者諸如機(jī)組人員26下達(dá)給語(yǔ)音控制系統(tǒng)的語(yǔ)音命令。

基于在步驟100期間獲取的致動(dòng)并且作為基于將參照?qǐng)D7描述的其他標(biāo)準(zhǔn)的可選附加，生成設(shè)備30接下來從第一、第二、第三、第四操作模式M1、M2、M3、M4中選擇一個(gè)或若干個(gè)操作模式。

根據(jù)第一實(shí)施例，可以為每個(gè)軸從橫軸y1、豎軸z1和縱軸x1中獨(dú)立地選擇每個(gè)操作模式M1、M2、M3、M4。

根據(jù)第二實(shí)施例，若干操作模式的選擇在橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中的至少兩個(gè)軸之間耦合。

如上所述，基于為與從橫軸y1、豎軸z1和縱軸x1中選擇的相關(guān)軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件22、23、24獲取的機(jī)械特性諸如行程D或施加力F選擇操作模式M1、M2、M3、M4。

具體地，用于與所考慮的飛行器軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件22、23、24的所獲取的機(jī)械特性D、F的值不為零時(shí)，則僅在第二操作模式M2和第三操作模式M3之間選擇操作模式。換言之，與所考慮的軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件22、23、24由機(jī)組人員26操縱，僅可為所述軸選擇的操作模式是第二和第三操作模式M2、M3。

僅當(dāng)與所考慮的飛行器軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件22、23、24處于中立位置時(shí)才切換到第一操作模式M1。

當(dāng)選擇第一操作模式M1時(shí)，生成設(shè)備30進(jìn)行到以下步驟120，在此期間，飛行管理系統(tǒng)17所準(zhǔn)備的設(shè)定點(diǎn)軌跡由獲取軟件44獲取。

當(dāng)從第二、第三和第四模式M2、M3、M4中選擇另一操作模式時(shí)，生成設(shè)備30直接從步驟110進(jìn)行到步驟130，在此期間，獲得替代設(shè)定點(diǎn)軌跡，該替代設(shè)定點(diǎn)軌跡來自于生成設(shè)備30內(nèi)部的軌跡計(jì)算模塊40或者來自于外部生成系統(tǒng)18中的一個(gè)系統(tǒng)。

可替代地，如圖6中的虛線路徑所示，在步驟110結(jié)束時(shí)相繼地執(zhí)行獲取120和獲得130步驟而不管所選操作模式如何。

在獲取步驟120或獲得步驟130結(jié)束時(shí)，生成設(shè)備30在步驟140期間并且使用生成軟件48基于所選操作模式生成結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡，結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡包括持續(xù)對(duì)應(yīng)于選擇第一操作模式M1的時(shí)間段的準(zhǔn)備好的設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段以及持續(xù)對(duì)應(yīng)于從第二、第三和第四模式M2、M3、M4中選擇另一操作模式的時(shí)間段的替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到當(dāng)選擇若干個(gè)操作模式時(shí)，另一個(gè)操作模式M2、M3、M4優(yōu)先于第一操作模式，并且結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡然后由替代設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡段形成持續(xù)對(duì)應(yīng)于選擇該多個(gè)操作模式的時(shí)間段。

具體地，當(dāng)從第二、第三和第四模式M2、M3、M4選擇若干個(gè)操作模式時(shí)，第三模式M3優(yōu)先于第二模式M2，第二模式M2進(jìn)而優(yōu)先于第四模式M4。然后通過為來自多個(gè)所選模式中的最高優(yōu)先級(jí)模式獲得的替代設(shè)定點(diǎn)軌跡從第二、第三和第四模式M2、M3、M4形成結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡持續(xù)對(duì)應(yīng)于選擇該多個(gè)模式的時(shí)間段。

當(dāng)選擇第二操作模式M2時(shí)，替代設(shè)定點(diǎn)軌跡是由軌跡計(jì)算模塊40基于前述至少一個(gè)導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)計(jì)算的軌跡。

當(dāng)選擇第三操作模式M3時(shí)，替代設(shè)定點(diǎn)軌跡是由軌跡計(jì)算模塊40基于為從橫軸y₁、豎軸z₁和縱軸x₁中選擇的相關(guān)軸相關(guān)聯(lián)的主控制構(gòu)件22、23、24獲取的機(jī)械特性D、F計(jì)算的軌跡。

當(dāng)選擇第四操作模式M4時(shí)，替代設(shè)定點(diǎn)軌跡是從相應(yīng)的外部生成系統(tǒng)18接收的設(shè)定點(diǎn)軌跡。

在步驟150期間并且使用生成軟件48，生成設(shè)備30接下來向接收系統(tǒng)16、19A、19B、20發(fā)送在步驟140期間生成的結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡以便由導(dǎo)向系統(tǒng)16控制飛行器10相對(duì)于所述結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的軌跡或者以便保護(hù)系統(tǒng)19A、19B中的一個(gè)系統(tǒng)監(jiān)視和/或保護(hù)飛行器的軌跡，并且作為可選附加，由顯示系統(tǒng)20中的一個(gè)系統(tǒng)顯示飛行器10的軌跡。

另外在步驟150期間，駕駛輔助信息由顯示軟件50顯示在屏幕32上，如圖5所示。

在步驟150結(jié)束時(shí)，生成設(shè)備30返回步驟100，以便獲取控制構(gòu)件22、23、24、28、29的新致動(dòng)。

現(xiàn)在將參照?qǐng)D7更詳細(xì)地描述不同操作模式M1、M2、M3、M4之間的轉(zhuǎn)變，圖7示出這些轉(zhuǎn)變的邏輯圖。

在步驟200期間，選擇軟件42在步驟280期間驗(yàn)證是否滿足接合第三模式M3(也被稱為手動(dòng)模式)的條件。接合第三模式M3的條件例如包括用于對(duì)應(yīng)于所考慮的飛行器軸或耦合飛行器軸中的一個(gè)軸的主控制構(gòu)件22、23、24的所獲取的機(jī)械特性D、F的值被包括在第一區(qū)間60或第二區(qū)間62內(nèi)，圖3可見。

根據(jù)第一實(shí)施例，當(dāng)所考慮的飛行器軸滿足接合第三模式M3的條件時(shí)，則在步驟210期間僅為所考慮的飛行器軸選擇第三模式M3。

根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)飛行器的耦合軸中的一個(gè)軸滿足接合第三模式M3的條件時(shí)，則在步驟210期間為飛行器的所有耦合軸選擇第三模式M3。

在步驟210結(jié)束時(shí)，在已經(jīng)接合第三模式M3之后，當(dāng)生成設(shè)備30在步驟220期間檢測(cè)到危險(xiǎn)時(shí)，具體地使用保護(hù)系統(tǒng)19A、19B或傳感器21，告知飛行器10的危險(xiǎn)的功能被激活(步驟230)，并且所發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)被告知機(jī)組人員26，例如通過顯示軟件50在屏幕32上。

發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)類型具有很多可能的原因，主要原因是以下原因：

-可能需要避障策略的交通相關(guān)的沖突；

-飛行器的當(dāng)前軌跡與地勢(shì)之間的沖突；

-天氣相關(guān)的威脅，基本上是局部現(xiàn)象，諸如風(fēng)梯度、晴空擾流或尾流，其檢測(cè)是機(jī)載地在飛行器上完成的，例如通過雷達(dá)或激光雷達(dá)。更高高度的天氣有關(guān)的現(xiàn)象(諸如風(fēng)暴)通常已知在上游并且然后被集成到軌跡計(jì)算中。

在步驟230結(jié)束時(shí)，在步驟240期間由顯示軟件50在屏幕32上顯示所選模式，也被稱為活躍輔助水平。在這種情況下，選擇第三模式M3，并且所顯示的活躍輔助水平于是就是手動(dòng)模式。

可替代地，顯示并不區(qū)分手動(dòng)和向量輔助水平，在手動(dòng)模式中顯示的水平于是就是向量水平。在這個(gè)替代方案中，手動(dòng)模式和向量模式之間的切換對(duì)于機(jī)組人員透明，即，機(jī)組人員不知道這個(gè)切換。

活躍輔助水平的顯示被可選地完成，并且步驟240于是可選。當(dāng)步驟240未完成時(shí)，該方法直接返回步驟200。

如果在步驟200期間不滿足接合第三模式M3的條件，則生成設(shè)備30進(jìn)行到步驟250，該步驟與前述危險(xiǎn)檢測(cè)步驟220完全相同。

如果在步驟250期間檢測(cè)到危險(xiǎn)，則生成設(shè)備進(jìn)行到步驟260，在此期間，飛行器10的保護(hù)功能被激活。

其接下來生成被稱為“保護(hù)設(shè)定點(diǎn)”的用于向量的導(dǎo)向設(shè)定點(diǎn)以便避免所發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)。

在步驟260結(jié)束時(shí)，生成設(shè)備30進(jìn)行到步驟270，在此期間，所發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)被告知機(jī)組人員，例如通過使用顯示軟件50的屏幕32。

在步驟270結(jié)束時(shí)，生成設(shè)備30進(jìn)行到步驟290，以下將描述。

如果在步驟250期間未檢測(cè)到危險(xiǎn)，選擇軟件42在步驟280期間驗(yàn)證是否滿足接合第二模式M2(也被稱為向量模式)的條件。

根據(jù)第一實(shí)施例，當(dāng)以下條件之一為真所考慮的飛行器軸滿足接合第二模式M2的條件時(shí)：

-用于對(duì)應(yīng)于所考慮的飛行器軸的主控制構(gòu)件22、23、24的所獲取的機(jī)械特性D、F的值被包括在第三區(qū)間64或第四區(qū)間66內(nèi)，圖3可見，并且飛行器處于兼容飛行包絡(luò)中，例如，飛行器10的動(dòng)態(tài)特性不過量。換言之，如果飛行器的針對(duì)所考慮的耦合軸的動(dòng)態(tài)特性未超過預(yù)定閾值則可以選擇第二模式M2；或

-對(duì)應(yīng)于所考慮的耦合軸的主控制構(gòu)件22、23、24處于中立位置，飛行器10被穩(wěn)定在受影響的駕駛軸上，并且第一模式M1或第四模式M4對(duì)所考慮的飛行器軸無效。

根據(jù)第一實(shí)施例，當(dāng)所考慮的飛行器軸滿足接合第二模式M2的條件時(shí)，則在步驟290期間僅為所考慮的飛行器軸選擇第二模式M2。

根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)以下條件之一為真滿足接合第二模式M2的條件時(shí)：

-所獲取的機(jī)械特性D、F的值被包括在第三區(qū)間64或第四區(qū)間66內(nèi)用于對(duì)應(yīng)于耦合飛行器軸的主控制構(gòu)件22、23、24中的至少一個(gè)構(gòu)件，所獲取的機(jī)械特性D、F的絕對(duì)值針對(duì)對(duì)應(yīng)于耦合軸的其他主控制構(gòu)件22、23、24低于第三和第四區(qū)間64、66的最大界限，并且飛行器處于兼容飛行包絡(luò)中，例如飛行器10的動(dòng)態(tài)特性沿著耦合軸不會(huì)太大。換言之，如果飛行器10到飛行器的不同耦合軸的動(dòng)態(tài)特性不在對(duì)應(yīng)的預(yù)定閾值之上則可以選擇第二模式M2；或

-對(duì)應(yīng)于耦合軸的主控制構(gòu)件22、23、24全部處于中立位置，飛行器10被穩(wěn)定在所有耦合駕駛軸上，并且第一模式M1或第四模式M4對(duì)耦合飛行器軸無效。

根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)滿足接合第二模式M2的前述條件時(shí)，則在步驟290期間為所有耦合的飛行器軸選擇第二模式M2。

在步驟290結(jié)束時(shí)，生成設(shè)備30進(jìn)行到步驟240來顯示活躍輔助水平，在此期間，顯示軟件50在屏幕32上顯示有關(guān)選擇第二模式M2的信息。所顯示的活躍輔助水平于是就是向量模式。

如果在步驟280期間不滿足接合第二模式M2的條件，則選擇軟件42進(jìn)行到步驟300，在此期間，驗(yàn)證接合第四模式M4的條件。

接合第四模式M4的條件如下：

-對(duì)應(yīng)于所考慮的軸或耦合軸的主構(gòu)件沿著所考慮的方向處于中立位置；并且

-機(jī)組人員致動(dòng)特定的按鈕，諸如形成副控制構(gòu)件29的控制面板選擇器或觸敏鍵或諸如附加控制構(gòu)件28。

根據(jù)第一實(shí)施例，當(dāng)所考慮的飛行器軸滿足接合第四模式M4的條件時(shí)，則在步驟310期間僅為所考慮的飛行器軸選擇第四模式M4。

根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)滿足接合第四模式M4的條件時(shí)，則在步驟310期間為所有耦合的飛行器軸選擇第四模式M4。

在步驟310結(jié)束時(shí)，生成設(shè)備30進(jìn)行到步驟240來顯示活躍輔助水平，在此期間，顯示軟件50在屏幕32上顯示有關(guān)選擇第四模式M4的信息。

如果在步驟300期間不滿足接合第四模式M4的條件，則選擇軟件42進(jìn)行到步驟320，在此期間，驗(yàn)證接合第一模式M1的條件。

根據(jù)第一實(shí)施例，當(dāng)以下條件之一為真所考慮的飛行器軸滿足接合第一模式M1的條件時(shí)：

-對(duì)應(yīng)于所考慮的飛行器軸的主控制構(gòu)件22、23、24的所獲取的機(jī)械特性D、F的值是零，即，相應(yīng)的主構(gòu)件22、23、24處于中立位置，并且機(jī)組人員26按壓特定的按鈕，未示出，也被稱為“現(xiàn)在恢復(fù)”，例如存在于主構(gòu)件22、23、24中的一個(gè)構(gòu)件上；或

-通過操作對(duì)應(yīng)于所考慮的飛行器軸的主控制構(gòu)件22、23、24，機(jī)組人員26已經(jīng)選擇對(duì)應(yīng)于所考慮的飛行器軸上的飛行計(jì)劃的設(shè)定點(diǎn)；或

-機(jī)組人員26已經(jīng)通過致動(dòng)第二控制構(gòu)件選擇對(duì)應(yīng)于所考慮的飛行器軸上的準(zhǔn)備好的軌跡的設(shè)定點(diǎn)。

根據(jù)第一實(shí)施例，當(dāng)所考慮的飛行器軸滿足接合第一模式M1的條件時(shí)，則在步驟330期間僅為所考慮的飛行器軸選擇第一模式M1。

根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)以下條件之一為真滿足接合第一模式M1的條件時(shí)：

-對(duì)應(yīng)于飛行器的耦合軸的主控制構(gòu)件22、23、24全部在所考慮的方向上處于中立位置，并且機(jī)組人員26按壓特定的按鈕，被稱為“現(xiàn)在恢復(fù)”；或

-通過操縱主構(gòu)件22、23、24中的一個(gè)構(gòu)件，機(jī)組人員26已經(jīng)選擇與這些飛行器軸中的一個(gè)軸上的飛行計(jì)劃相對(duì)應(yīng)的設(shè)定點(diǎn)，而對(duì)應(yīng)于耦合軸的所有其他主構(gòu)件22、23、24處于中立位置。

根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)滿足接合第一模式M1的前述條件時(shí)，則在步驟330期間為所有耦合的飛行器軸選擇第一模式M1。

在步驟330結(jié)束時(shí)，生成設(shè)備30進(jìn)行到步驟240來顯示活躍輔助水平，在此期間，顯示軟件50在屏幕32上顯示有關(guān)選擇第一模式M1的信息。所顯示的活躍輔助水平于是就是飛行計(jì)劃模式。

如果在步驟320期間不滿足接合第一模式M1的條件，則選擇軟件42進(jìn)行到步驟240。

本領(lǐng)域技術(shù)人員于是將理解到模式接合的含義對(duì)應(yīng)于模式選擇的含義接合模式M1、M2、M3、M4之間的優(yōu)先級(jí)含義。

規(guī)定所描述的操作是使得總是為飛行器的這三個(gè)軸中的每一個(gè)軸選擇第一、第二、第三和第四操作模式M1、M2、M3、M4中的至少一個(gè)操作模式。當(dāng)生成設(shè)備30被初始化時(shí)，默認(rèn)為每個(gè)飛行器軸選擇操作模式，即第一模式M1。

于是在生成設(shè)備30內(nèi)將結(jié)果設(shè)定點(diǎn)軌跡的生成集中化，這使得可以相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的許多分離的航空電子學(xué)系統(tǒng)的多個(gè)界面減少人機(jī)界面的復(fù)雜性。

根據(jù)本發(fā)明的生成設(shè)備30和生成方法因此使得可以提高飛行器10的飛行安全并且減少機(jī)組人員26的工作負(fù)擔(dān)。