[发明专利]自动飞行控制系统和方法

说明书

提供了一种飞行器飞行控制系统和方法。该系统提供接收惯性数据、传感器数据和目标空速的控制模块。控制模块利用飞行器推力和阻力模型来处理所接收的数据以评估飞行器能量状态。基于飞行器能量状态，控制模块确定（i）由目标空速处的最大推力限定的最大预测潜在飞行路径“最大PPFP”，以及（ii）由目标空速处的空转推力限定的空转预测潜在飞行路径，“空转PPFP”。控制模块生成用于显示系统的显示命令，以显示（i）飞行路径角度、（ii）最大PPFP和（iii）空转PPFP。此外，当FPA在最大PPFP之上或在空转PPFP之下时，控制模块生成并显示预测飞行路径速度指示器（PFPS）。

技术领域

本发明一般涉及交通工具显示系统，并且更具体地涉及在飞行器自动飞行控制系统（AFCS）和方法中利用飞行器能量状态信息。

背景技术

飞行器系统在复杂性方面继续发展，特别是相对于飞行器显示系统。飞行仪器和相关联的显示器在飞行器上用来集成来自数据源的信息并执行或帮助用户执行与例如飞行计划、指导和导航以及性能管理相关的功能。飞行员越容易获得并理解这些仪器和显示器提供的信息，飞行员将越可能能够成功使飞行器飞行。

常规的AFC系统通常包括自动驾驶仪（AP）和自动油门（A/T）速度控制功能两者。对于A/T速度控制，AFC系统管理发动机推力。相比之下，在AP速度控制中，AFC系统通过管理飞行器的垂直路径来控制飞行器的速度。在某些场景中，可能存在关于飞行器的速度是由A/T控制还是由自动驾驶仪控制的飞行员混淆。虽然常规的AFCS在飞行器中是常见的，但是增强飞行员对飞行器的态势感知和控制的任何改进是有益的。

因此，希望提供改进的飞行器AFC系统和方法。具体地，提供增强的速度控制信息的AFC系统和方法是期望的。期望的增强的AFC系统和方法使得飞行员能够容易地理解飞行器的能量状态，以及AP和A/T速度控制模式的相互作用和限制。此外，根据结合附图和本发明的背景技术进行的随后的本发明的详细描述和所附权利要求，本发明的其他期望特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供本发明内容来以简化的形式描述在具体实施方式中被进一步描述的选择概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，它也不旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

提供了一种用于在飞行器的主飞行显示器（PFD）上提供飞行路径角度（FPA）信息的方法，该方法包括：从用户接口接收目标空速；从导航系统接收包括飞行路径角度、姿态和空速的导航数据；从机载传感器接收包括环境数据和发动机推力状态的传感器数据；在控制模块处，处理导航数据、传感器数据和目标空速，以确定（i）由目标空速处的最大推力限定的最大预测潜在飞行路径（最大PPFP），以及（ii）由目标空速处的空转推力限定的空转PPFP；并且命令PFD渲染（render）（i）飞行路径角度，以及（ii）表示最大PPFP的第一符号和表示空转PPFP的第二符号。

还提供了一种供主飞行显示器（PFD）使用的飞行器飞行控制系统，该系统包括：机载传感器，用于提供包括环境数据和感测的发动机推力数据的传感器数据；导航系统，用于提供惯性数据，包括飞行路径角度、姿态和空速；控制模块，包括处理器和存储器，所述控制模块被配置成：接收传感器数据；接收惯性数据；接收目标空速；处理惯性数据、传感器数据和目标空速，以确定（i）由目标空速处的最大推力限定的最大潜在飞行路径（最大PPFP），以及由目标空速处的空转推力限定的空转PPFP；并生成与（i）飞行路径角度、（ii）最大PPFP和（iii）空转PPFP相关联的显示命令；以及主飞行显示器（PFD），被耦合到控制模块并且被配置成接收显示命令并选择性地渲染飞行路径角度、表示最大PPFP的第一符号和表示空转PPFP的第二符号。