專利名稱：在飛機起飛時能導出異常信號的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在飛機起飛時在出現(xiàn)異常的情況下在飛機上產生出一個通知、警告或報警的信號的系統(tǒng)。
飛機的起飛過程，從松開制動器到離地升空，構成了飛機運行的一個敏感的階段，在這階段里，由于可能出現(xiàn)性能的各種損失，甚至風向或風力的變化，或者由于別的原因，因而會發(fā)生事故或意外，根據(jù)已有估計，它們發(fā)生的概率約為每次起飛的10-6。因此，為了提高安全性，就有必要及時向機組人員提供可靠和精確的信息，以便他們能確定起飛過程是否應該中止還是加以修正，并且應使正在跑道上滑行的飛機達到某一臨界速度V1之前就這樣做，這個速度是由理論計算得出的，其定義為在達到這一速度之前起飛可被中斷，而超出這一速度后起飛就必須繼續(xù)下去。
根據(jù)申請人的專利FR-2,650,101可以了解到這樣一種系統(tǒng)，它用于飛機起飛時在出現(xiàn)異常情況下，在飛機達到臨界滑行速度以前導出一個在飛機上的通知、警告或報警信號，在該臨界滑行速度到達之前起飛過程可被改變或被中止，而超出該速度時起飛必須繼續(xù)進行，該系統(tǒng)包括—計算下列表達式的裝置D1＝D1t+(Vat2-V11t2)/2γ1t其中·γ1t是在t瞬間飛機的實際加速度，·V11t是在t瞬間飛機的實際速度，·Vat是在t瞬間飛機的理論速度，
·D1t是在t瞬間飛機走過的實際距離，·D1是當V11t等于Vat時飛機走過的期望的實際距離，并計算比值D1/Dat其中·D1如上面所定義，和·Dat是在t瞬間飛機所走過的理論距離；—處理通知、警告或報警信號的裝置，包括比較D1/Dat值和預定的閾值S的裝置，這個閾值保證一個最小的安全距離，特別是為飛機制動和停止的距離；和—通知、警告或報警裝置，當上述D1/Dat比值超出或等于上述閾值時它能夠送出信息、警告或報警信號。
這樣，專利FR-2,650,101的系統(tǒng)就可以在起飛時出現(xiàn)異常情況下得到在飛機上的通知、警告或報警。這個信號僅僅在飛機的速度和它在跑道上所走過的距離分別小于決定性速度(臨界速度V1)和小于它已走過的和它相關的理論距離時才提供，以便在有必要的情況下允許中斷起飛處于完全是安全的狀態(tài)下。
但是，對于這樣的系統(tǒng)，在中斷起飛仍是可能的時刻和已經(jīng)不再可能的時刻之間的轉變是非常急劇的。在某一瞬間，系統(tǒng)不再向飛機駕駛員提供信息。但是，駕駛員并不確切地知道這一轉變會在什么時候發(fā)生。尤其是，在出現(xiàn)問題的情況下，駕駛員在任何時刻都不知道他所能得到的制動極限。
作為一個例子，我們假定在V1之前發(fā)生了報警。按照定義，中斷起飛仍是可能的。飛機尚未達到臨界速度，且飛機所走過的實際距離還沒有比它應該走過的理論距離大過預定的閾值(例如15％)。但是，這將很快達到這一步，因為已經(jīng)發(fā)出了報警。如果駕駛員不能立即作出反應，就將不能保證他能夠在可供使用的報警距離內把飛機真正停下來。
本發(fā)明的目的是避免這些缺點，并涉及前面所規(guī)定類型的一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)被加以改進以便向駕駛員提供新的信息使他能夠在出現(xiàn)異常情況時考慮他的判斷以繼續(xù)或停止起飛過程。
為此目的，提出了這種類型的、用于在飛機達到臨界滑行速度之前當起飛時出現(xiàn)異常的情況下在飛機上產生出一個通知、警告或報警信號的系統(tǒng)，在達到該臨界滑行速度之前，起飛過程可被修改或中斷，而超過該值之后起飛就必須繼續(xù)進行，該系統(tǒng)包括—用于計算下列表達式的第一裝置D1＝D1t+(Vat2-V11t2)/2γ1t其中·γ1t是在瞬間t飛機的實際加速度，·V11t是在瞬間t飛機的實際速度，·Vat是在瞬間t飛機的理論速度，·D1t是在瞬間t飛機走過的實際距離，和·D1是在V11t等于Vat時飛機期望走過的實際距離，并且還計算下列比值D1/Dat其中·D1如上面所定義，和·Dat是在t瞬間飛機所走過的理論距離；—用于把比值D1/Dat和預定閾值S作比較的第一裝置；和—通知、警告和報警裝置；按照本發(fā)明，該系統(tǒng)的特征在于它還包括—用于計算下列表達式的第二裝置Dstop＝D1t+V11t(ΔT1+ΔT2)-1/γP[γct/γP(ln|γct|-1)+V11tln|γbt|-γbt/γP(ln|γbt|-1)]其中除了上面已經(jīng)定義的參數(shù)之外·ΔT1是飛機駕駛員的反應時間，·ΔT2是制動裝置的響應時間，·γbt是在制動開始時飛機的加速度，·γct是在制動結束時飛機的加速度，·γP＝(γbt-γct)/V11t，·Dstop表示如果駕駛員決定立即中斷起飛過程的話飛機必須停止在跑道上的位置，也就是說，它表示飛機起飛時在加速階段它的停止距離；—用于比較Dstop和可供使用的跑道長度L以便確定中斷起飛是否還可能的第二裝置；—所述通知、警告或報警裝置根據(jù)所述第一和第二比較裝置所提供的信息而起動，以便使駕駛員能決定他是否應繼續(xù)起飛過程。
這樣，通過連續(xù)地(特別是在飛機起飛時加速階段中)計算飛機為了停下而需要的距離(包括已走過的距離)并通過把它和可供使用的跑道長度進行比較，駕駛員擁有可供他隨意利用的有關制動極限的連續(xù)信息，因而也就擁有他能利用的有關決策時間的信息。例如，在起飛期間出現(xiàn)推力小于最大推力這樣的問題時，如果駕駛員還有相當?shù)臎Q策余地可用，那么他可以特別試一下重新建立起全部的起飛推力，即使這樣做會使中斷起飛稍微推遲，并假定這樣做所提供的推力增大仍不足以使安全的狀態(tài)得以恢復的話。更加有利的是，系統(tǒng)包括計算下列表達式的第三裝置Vmax=V11t2-2γbt(L-Dstop),]]>Vmax是飛機在加速階段從它實際位置開始到使它能停止在跑道盡頭的最大速度。
較為可取的是，系統(tǒng)包括計算下列表達式的第四裝置Vmin=Vat2-2γ1t(D1t-S·Dat),]]>和Dmin＝D1t-(V11t2-Vmin2)/2γ1t其中—Vmin是飛機從它的實際位置D1t并在具有正的恒定加速度γ1t時使它能到達在S.Dat的D1的最小速度，—Dmin是飛機以速度Vmin所走過的最小距離，這個速度使它能仍在加速階段，在正的恒定加速度γ1t時，以速度V11t到達位置D1t。
按照本發(fā)明的另一個特點，系統(tǒng)包括計算下列表達式的第五裝置Dstop′＝D1t-(V11t2)/2γ1t，Dstop′表示當飛機已處于制動階段時它在跑道上必須停下的位置，這個階段就是在起飛過程已經(jīng)中斷(γ1t＜0)之后。這就有可能(一旦駕駛員著手中斷起飛時)通過連續(xù)地向他提供飛機將在跑道的哪個位置停下的信息、并因此也提供剩下的跑道的長度(制動極限)而幫助他恰當?shù)夭倏v對飛機的制動。
在這后一種情況下，有可能提供用以計算下列表達式的第六種裝置Vmax′=-2γ1t(L-D1t),]]>Vmax′是當飛機在制動階段(γ1t＜0)使它能從它的實際位置起在跑道的盡頭停下的最大速度。
附圖中的各圖將使本發(fā)明是如何實現(xiàn)的變得更清楚。在這些圖中相同的參考數(shù)字表示相似的元件。


圖1是按照本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的方塊圖。
圖2是表明由按照本發(fā)明的系統(tǒng)所提供的信息計算以及由此而得到的顯示的圖。
圖3是表明計算理論加速度原理的方塊圖。
圖4是表明在飛機起飛時加速階段期間由按照本發(fā)明的系統(tǒng)所提供的附加信息計算示意圖。
圖5是說明在飛機制動階段由按照本發(fā)明的系統(tǒng)所提供的信息計算的示意圖。
參考圖1，這是一個用于在飛機起飛時在出現(xiàn)異常情況下在飛機達到臨界滑行速度之前導出在飛機上的通知、警告或報警信號的系統(tǒng)，該臨界滑行速度是指在到達該值之前起飛過程可被修改或中斷、而超過該值之后起飛就必須繼續(xù)進行，這個系統(tǒng)包括—用于計算下列表式的第一裝置1D1＝D1t+(Vat2-V11t2)/2γ1t其中
·γ1t是在瞬間t飛機的實際加速度，·V11t是在瞬間t飛機的實際速度，·Vat是在瞬間t飛機的理論速度，·D1t是在瞬間t飛機走過的實際距離，和·D1是當V11t等于Vat時飛機走過的期望實際距離，并計算比值D1/Dat其中·D1如上面所定義，和·Dat是在瞬間t飛機走過的理論距離；—用于比較比值D1/Dat和預定閾值S的第一裝置2；和—通知、警告或報警裝置3。
如前面已經(jīng)指出的，這是從上述的專利FR-2,650,101通常已知的。
更為具體的是，按照本發(fā)明，所述系統(tǒng)另外還包括—用于計算下列表達式的第二裝置4Dstop＝D1t+V11t(ΔT1+ΔT2)-1/γP[γct/γP(ln|γct|-1)+V11tln|γbt|-γbt/γP(ln|γbt|-1)]其中，除了上面已定義的參數(shù)外·ΔT1是飛機駕駛員的反應時間，·ΔT2是制動裝置的響應時間，·γbt是在開始制動時飛機的加速度，·γct是在結束制動時飛機的加速度，·γP＝(γbt-γct)/V11t，·Dstop表示如果駕駛員決定立即中斷起飛過程的話飛機必須停止在跑道上的位置，也就是說，它表示飛機起飛時在加速階段它的停止距離；—用于比較Dstop和可供使用的跑道長度L以便確定中斷起飛是否還可能的第二裝置；如在后面將要更詳細地了解的那樣，通知、警告和報警裝置3是根據(jù)第一比較裝置2和第二比較裝置5所提供的信息而起動，以便使駕駛員能決定他是否要繼續(xù)起飛過程。
第一計算裝置1將在下面參考圖2被加以更具體的說明。從6來的并經(jīng)過連線7傳輸?shù)睦碚摷铀俣圈胊t被加到積分器8的輸入端而在它的輸出端則可提供理論速度Vat，而理論加速度γat的確定將在下面參考圖3加以說明，理論速度Vat經(jīng)過連線9而加到積分器10，而它的輸出端則能提供理論距離Dat，這個Dat又經(jīng)過連線11加到除法器12的相當于分母的輸入端。此外，理論速度Vat還通過連線13加到計算機14，它能在其輸出端提供Vat2的值，此值經(jīng)過連線15而加到減法器16的正輸入端。
同樣，從17來并經(jīng)連線18傳送的實際加速度γ1t加到積分器19，它能在其輸出端提供實際速度V11t，此值經(jīng)過連線20而加到積分器21，它能夠在其輸出端提供實際距離D1t，此實際距離經(jīng)過連線22加到加法器23的一個輸入端。此外，實際速度V11t還經(jīng)過連線24加到計算機25，它能在其輸出端提供V11t2的值，此值經(jīng)過連線26加到減法器16的負輸入端。
減法器16在它的輸出端提供(Vat2-V11t2)的值，并經(jīng)過連線27接到計算機28，在它的輸出端上能提供(Vat2-V11t2)/2的值，此值經(jīng)過連線29而加到除法器30的相當于分子的輸入端。此外，實際加速度γ1t經(jīng)過連線31加到除法器30的相當于分母的輸入端。除法器30的輸出提供(Vat2-V11t2)/2γ1t的值，此值經(jīng)連線32連接到加法器23的另一個輸入端，而在其輸出端則提供D1＝D1t+(Vat2-V11t2)/2γ1t的值，此值則經(jīng)連線33傳送到除法器12的相當于分子的輸入端并在其輸出端提供D1/Dat的值。
在第一比較裝置2中，比值D1/Dat經(jīng)過連線34加到減法器35的正輸入端，在它的負輸入端則接收從36來的而經(jīng)過連線37的預定的閾值S(特定情況下等于1.15)。
圖3圖解地表示理論加速度γat莉如何確定的。一方面，理論的發(fā)動機速度38和實際的發(fā)動機的速度39是由FADEC(“完全授權需求發(fā)動機控制”)40和由發(fā)動機41提供的，而另一方面，環(huán)境溫度42、環(huán)境壓強43、馬赫數(shù)44和VTAS 45是由ADC/IRS(“飛行數(shù)據(jù)計算機”/“慣性參考系統(tǒng)”)的系統(tǒng)46提供的，以便產生一個推進模型47和空氣動力學模型48。此外，從相當于由加強員所提供的輸入的方塊49，有可能得到前緣和襟翼50的位置(這個位置要提供給空氣動力學模型48)、重量51、跑道長度52、跑道斜率53和跑道狀態(tài)54。推力55是作為推進模型的輸出而得到的，而VTAS 56、飛機的升力(Rz)57和飛機的阻力(Rx)58則由空氣動力學模型的輸出而得到。這些各式各樣的參數(shù)以及前面提到的參數(shù)51到54，提供給處理設備59，它根據(jù)力學定律和滑行模型提供理論加速度γat作為它的輸出60。
此外，還應指出，一方面，實際加速度γ1t是由飛機的慣性單元測量而得的，另一方面，在制動開始時的理論加速度γbt和在制動結束時的理論加速度γct是在下列的假定條件下以和γat同樣的方法計算的—對于計算γbt，假定發(fā)動機的速度是降低的速度(變慢的N1)，—對于計算γct，假定發(fā)動機的速度是降低的速度且飛機的速度為零。
再來參考圖2，從61來的且經(jīng)過連線62傳送的在制動開始時的加速度γbt被加到減法器63的正輸入端，而從64來的經(jīng)過連線65傳送的在制動結束時的加速度γct則加到減法器63的負輸入端。后者在其輸出端提供γbt-γct的值，它經(jīng)過連線66連接到除法器67的相當于分子的輸入端。此外，除法器67的相當于分母的輸入端則經(jīng)過連線68而連接到積分器19的輸出端，所以在除法器67的輸出端所提供的是值γbt-γct/V11t＝γP，它又經(jīng)過各自的連線69、70和71而接到各個除法器72、73和74的每個都相當于其分母的各個輸入端。在制動結束時的加速度γct經(jīng)過連線75而加到除法器72的相當于分子的輸入端。在除法器72的輸出端所得到的值γct/γP經(jīng)過連線76而加到乘法器77的輸入端。此外，在制動結束時的加速度γct還經(jīng)過連線78加到乘法器79以便將它的值乘以-1，它的輸出則經(jīng)過連線80加到計算機81，計算機在其輸出端提供值ln|γct|，該值經(jīng)過連線82加到加法器83的一個輸入端，加法器的另一個輸入端則經(jīng)過連線84接收一個由85所提供的值-1。值ln|γct|-1則經(jīng)過連線86加到乘法器77的另一個輸入端，在它的輸出端則送出值γct/γP(ln|γct|-1)，該值經(jīng)連線87加到加法器88的一個輸入端。
另外，在制動開始時的加速度γbt通過連線89而加到乘法器90，它把該值乘以-1，其輸出經(jīng)過連線91而加到計算機92，計算機在其輸出端提供值ln|γbt|，該值經(jīng)過聯(lián)線93而加到乘法器94的一個輸入端，乘法器的另一個輸入端則經(jīng)過連線95而接收值V11t。乘法器94的輸出值V11t ln|γbt|經(jīng)過連線96而加到加法器97的一個輸入端。
在制動開始時的加速度γbt(乘以-1)經(jīng)過連線98也加到除法器73的相當于分子的輸入端，而在其輸出端則提供值-γbt/γP，該值則經(jīng)過連線99而加到乘法器100的一個輸入端。此外，值ln|γbt|經(jīng)過連線101加到加法器102的一個輸入端，加法器的另一個輸入端則經(jīng)過連線103接收從85來的值-1。加法器102輸出的值ln|γbt|-1經(jīng)過連線104加到乘法器100的另一個輸入端，它的輸出是值-γbt/γP(ln|γbt|-1)則經(jīng)過連線105加到加法器97的另一個輸入端。后者所輸出的值經(jīng)過連線106加到加法器88的另一個輸入端。因此，加法器將給出值A＝γct/γP(ln|γct|-1)+V11tln|γbt|-γbt/γP(ln|γbt|-1)作為輸出，它再經(jīng)過連線107加到乘法器108的一個輸入端。
另外，除法器74的相當于分子的輸入端經(jīng)過連線109接收來自85的值-1。除法器74的輸出值-1/γP經(jīng)過連線110加到乘法器108的另一個輸入端。后者所輸出的值-1/γP·A經(jīng)過連線111加到加法器112的一個輸入端，加法器的另一個輸入端接收值V11t(ΔT1+ΔT2)，其中的V11t經(jīng)連線113而來自于積分器19，連線結束于計算機114，在它的輸出端提供上述值并經(jīng)過連線115而把該值加到所述的另一個輸入端。加法器112的輸出經(jīng)過連線116而連接到加法器117，而它的另一個輸入端則經(jīng)過連線118接收從積分器21而來的值D1t。
加法器117的輸出是值D1t+V11t(ΔT1+ΔT2)-1/γP·A＝Dstop，它經(jīng)過連線119而加到減法器120的正輸入端，減法器的負輸入端則經(jīng)過連線122而接收從121來的跑道的長度參數(shù)L。
在直到飛機停下來的實際制動期間，飛機所走過的距離D，這就是說是去掉在駕駛員的反應時間(ΔT1)和制動裝置的響應時間(ΔT2)內飛機所走過的距離，是以下列方式進行計算的。在這一實際制動期間，速度從Vbt(制動開始時的速度)減少到零，而加速度則從γbt變到γct。為了計算γbt，假定在有效的制動開始的時候，發(fā)動機的速度已穩(wěn)定在降低了的速度上，而這實際上與現(xiàn)實情況并不十分相符。我們有—γbt＝γat(理論加速度)此時V＝Vbt且發(fā)動機速度等于降低了的速度；—γct＝γat(理論加速度)此時V＝0且發(fā)動機速度等于降低了的速度。
為了計算實際制動距離D，假定值(γ＝γbt，V＝Vbt)是按照形式為γ＝aV+b的曲線而變化到值(γ＝γct，V＝0)的。
這樣，我們就有 因此，如果γP＝(γbt-γct)/Vbt，D＝-1/γP[(γct)/γP·(ln|γct|-1)+Vbt·ln|γbt|-γbt/γP·(ln|γbt|-1)]此時，實際上Vbt＝V11t.
作為第一比較裝置2的輸出而得出的值D1/Dat-S，以及作為第二個比較裝置5的輸出而得到的值Dstop-L，分別通過連線123和124而提供給通知、警告或報警裝置3。這些裝置包含處理子組件125和顯示子組件126。值D1/Dat-S通過第一邏輯運算器127，如果D1/Dat-S≤0則在其輸出端提供一個邏輯值0，而如果D1/Dat-S＞0則為邏輯值1，所述邏輯值經(jīng)過連線128而送到開關129的輸入端，開關由連線133所傳送的邏輯值所控制。值Dstop-L經(jīng)過連線130并用乘法器131把它的值乘以-1而通過第二個邏輯運算器132，如果在該運算器的輸入值為負或零，則在它的輸出端提供邏輯值零，而如果該運算器的輸入值為正，則輸出邏輯值為1。這個邏輯值0或1經(jīng)過連線133送到開關129的控制端，使得當這個邏輯值為1時開關閉合，而當這個值為0時開關打開。開關129的輸出經(jīng)過連線134接到第一顯示器135，當它被激活時(邏輯值1)，第一顯示器顯示信息“停止”，開關129的輸出還經(jīng)過連線136和一個邏輯值反相器137連接到第二顯示器138，當它被激活時(邏輯值1)，第二顯示器顯示信息“停止”或“起飛”。此外，Dstop-L的值通過連線139并經(jīng)過第三邏輯運算140，當Dstop-L≤0，則在它的輸出提供邏輯值0，而如果Dstop-L＞0，則提供邏輯值1，所述邏輯值經(jīng)過連線141而接到第三顯示器142，當它被激活時(邏輯值1)，則第三顯示器顯示信息“起飛”。
這樣，可見1/如果D1/Dat-S＜0和Dstop-L＜0，則顯示器138將提供信息“停止”或“起飛”；2/如果D1/Dat-S＜0和Dstop-L＞0，則顯示器142將顯示信息“起飛”(顯示器135和138不提供)；3/如果D1/Dat-S＞0和Dstop-L＜0，則顯示器135將顯示信息“停止”；4/如果D1/Dat-S＞0和Dstop-L＞0，則顯示器142將提供信息“起飛”(顯示器135和138不提供)。
再參考圖1，按照本發(fā)明的系統(tǒng)還可以包括用于計算以下表達式的第三裝置150Vmax=V11t2-2γbt(L-Dstop),]]>Vmax是飛機在加速階段在立即中斷起飛的情況下使它能從它的實際位置起在跑道的盡頭停下的最大速度；系統(tǒng)還有第四裝置151，用于計算以下表達式Vmin=Vat2-2γ1t(D1t-S.Dat),]]>和Dmin＝D1t-(V11t2-Vmin2)/2γ1t其中—Vmin是飛機在加速階段從它的實際位置D1t并在正的恒加速γ1t的情況下使它能達到在S.Dat的D1的最小速度，—Dmin是飛機以速度Vmin所走過的最小距離，該速度能使飛機在正的恒加速γ1t時以速度V11t達到位置D1t。所述信息同樣可以提供給所述的通知、警告或報警裝置3以便在那里顯示。
這些不同表達式的計算能夠使飛機還在起飛加速階段就向駕駛員提供新的信息，它們將參考圖4而預以說明。
和前面一樣，從152來的實際加速度γ1t經(jīng)過連線153被送到積分器154，從而得到實際速度V11t并經(jīng)過連線155加到積分器156，在它的輸出端157提供實際走過的距離D1t。很清楚，這些值也可以從圖2所示的計算裝置的相應“分支”導出。
實際速度V11t經(jīng)過連線158加到計算機159，在它的輸出端提供值V11t2，后者的這個值經(jīng)過連線160加到減法器161的正輸入端。此外，從162來的制動開始時的加速度γbt經(jīng)過連線163加到計算機164，在其輸出端提供值2γbt，后者的這個值又經(jīng)過連線165加到乘法器166的第一輸入端。另外，按照圖2所計算的并從167來的Dstop按原樣送到168并通過連線169加到減法器170的負輸入端。從171來的跑道長度L提供給172并經(jīng)過連線173加到減法器170的正輸入端。值(L-Dstop)經(jīng)過連線174提供給乘法器166的另一個輸入端。在乘法器輸出端所得的值2γbt(L-Dstop)經(jīng)過連線175加到減法器161的負輸入端以便作為輸出而提供值V11t2-2γbt(L-Dstop)。此值經(jīng)過連線176而加到計算機177，它在它的輸出端178提供值V11t2-2γbt(L-Dstop)=Vmax.]]>和前面一樣，理論速度是從理論加速度γat得到的，它是來自179并經(jīng)過連線180而加到積分器181，這個理論速度Vat經(jīng)過連線182而加到積分器183以得到理論距離Dat，再經(jīng)過連線184而加到計算機185，作為輸出而提供值S.Dat(S是以前定義的閾值，其值作為例子可以是1.15)。后面這個值經(jīng)過連線186加到減法器187的負輸入端，而在減法器的正輸入端上則經(jīng)過連線188被加以實際距離D1t。另外，實際加速度γ1t通過連線189加到計算機190，在其輸出端則提供值2γ1t。后面這個值經(jīng)過連線191加到乘法器192的一個輸入端，它的另一個輸入端經(jīng)過連線193接收值(D1t-S.Dat)。乘法器192輸出的值2γ1t(D1t-S.Dat)經(jīng)過連線194加到加法器195的一個輸入端。理論速度Vat經(jīng)過連線196加到計算機197，在其輸出提供Vat2，此值經(jīng)過連線198而加到加法器195的另一輸入端。后者所輸出的值Vat2+2γ1t(D1t-S.Dat)通過連線199而加到計算機200，計算機在它的輸出端201提供值Vat2+2γ1t(D1t-S.Dat)=Vmin.]]>而且，實際速度V11t經(jīng)過連線202加到計算機203，在其輸出端提供值V11t2，它經(jīng)過連線204加到減法器205的正輸入端，它的負輸入端則經(jīng)過連線206接收值Vmin2。值V11t2-Vmin2經(jīng)過連線207加到除法器208的相當于分子的輸入端，而它的相當于分母的輸入端則經(jīng)過連線209接收值2γ1t。所得結果的值(V11t2-Vmin2)/2γ1t經(jīng)過連線210加到減法器211的負輸入端，而它的正輸入端則經(jīng)過連線212接收值D1t。減法器211的輸出213提供值D1t-(V11t2-Vmin2)/2γ1t＝Dmin。
值V11t也可以在214處輸出。
有關確定上述表達式的一些細節(jié)將在下面給出。
Vmin是飛機為了在t+Δt瞬間能夠在點D1＝S.Dat達到速度Vat而在瞬間t所必需具有的最小速度。因此我們可以寫出V11(t+Δt)＝Vat＝Vmin+γ1t·ΔtD1(t+Δt)＝Dat.S＝D1t+Vmin·Δt+·γ1t·Δt2因此Vmin=Vat2+2γ1t[D1t-Dat.S]]]>Dmin是飛機為了在D1t時具有速度V11t所必須以Vmin走過的最小距離。我們有V11t＝Vmin+γ1t·ΔtD1t＝Dmin+Vmin·Δt+·γ1t·Δt2因此Dmin＝D1t-(V11t2-Vmin2)/2γ1tVmax是仍能使飛機在跑道上停下的飛機在D1t處的最大速度。因此，這是飛機在立即中斷起飛的情況下使它能停在跑道的盡頭的在D1t處的速度。Vmax的概念就是使用了對停止距離Dstop的計算。
參考圖1，按照本發(fā)明的系統(tǒng)另外還可以包括第五裝置250用于計算表達式Dstop′＝D1t-(V11t2)/2γ1t，Dstop′表示當飛機已經(jīng)處于制動階段時，也就是說在中斷起飛過程之后，飛機必須停下的在跑道上的位置，同時還包括第六裝置251用于計算表達式Vmax′=-2γ1t(L-D1t),]]>Vmax′是使飛機從它的實際位置起在跑道的盡頭停下的最大速度。所述信息同樣可以提供給通知、警告或報警裝置3以便在那里顯示。
這兩個表達式的計算將參考圖5而預以說明。
從252來的實際加速度γ1t經(jīng)過連線253加到積分器254，它提供實際速度V11t，此值經(jīng)過連線255而加到積分器256，在其輸出端257提供實際距離D1t。
此外，實際加速度γ1t經(jīng)過連線258加到計算機259，在其輸出端提供值-2γ1t，它經(jīng)過連線260加到除法器261的相當于分母的輸入端。實際速度V11t經(jīng)過連線262加到計算器263的輸入端，在其輸出端提供值V11t2，它又經(jīng)過連線264加到除法器261的相當于分子的輸入端。來自除法器的值-(V11t2)/2γ1t經(jīng)過連線265加到加法器266的一個輸入端，它的另一個輸入端則經(jīng)過連線267接收值D1t。加法器266的輸出端268送出值D1t-(V11t2)/2γ1t＝Dstop′進一步地，值D1t經(jīng)過連線269加到減法器270的負輸入端，它的正輸入端則經(jīng)過連線272接收從271來的跑道長度值L。減法器270輸出的值L-D1t經(jīng)過連線273加到乘法器274的一個輸入端，它的另一個輸入端經(jīng)過連線275接收值2γ1t。乘法器274的輸出的值-2γ1t(L-D1t)經(jīng)過連線276加到計算機277，它在輸出端278提供值-2γ1t(L-D1t)=Vmax′.]]>值V11t和L可以分別在279和280輸出。
有關確定上述表達式(制動階段)的一些細節(jié)將在下面給出。
在制動階段，停止距離Dstop′僅僅在飛機已經(jīng)在制動階段過了5秒鐘后再開始計算(這使它有可能避免在飛機發(fā)動機減低速度的轉變階段進行計算)。在一時刻，可以認為發(fā)動機的速度已穩(wěn)定在降低了的速度上。為了計算停止距離，假定加速度保持恒定并等于實際加速度。這實際上代表了在飛機開始制動時的一種樂觀的解決方法(計算的停止距離＜實際停止距離)。不過，越是進入制動階段，就越接近于實際情況。
所以我們可得V＝0＝V11t+γ1t+ΔtDstop′＝D1t+V11t·Δt+·γ1t·Δt2即Dstop′＝D1t-(V11t2)/2γ1tVmax′是直接用下列公式得到的V＝0＝Vmax′+γ1t·ΔtL＝D1t+Vmax′·Δt+·γ1t·Δt2因此Vmax′=-2γ1t(L-D1t).]]>總之，按照本發(fā)明的系統(tǒng)使駕駛員能夠預先考慮他的決定，根據(jù)情況采取不同的決定并在最佳的時刻采取最好的決定。
權利要求
1.一種用于在飛機達到臨界滑行速度之前當起飛時出現(xiàn)異常的情況下在飛機上產生出一個通知、警告或報警信號的系統(tǒng)，在達到該臨界滑行速度之前，起飛過程可被修改或中斷，而超出該值之后則起飛必須繼續(xù)進行，該類型的系統(tǒng)包括—用于計算下列表達式的第一裝置(1)D1＝D1t+(Vat2-V11t2)/2γ1t其中·γ1t是在瞬間t飛機的實際加速度，·V11t是在瞬間t飛機的實際速度，·Vat是在瞬間t飛機的理論速度，·D1t是在瞬間t飛機走過的實際距離，和·D1是當V11t等于Vat時飛機預期走過的實際距離，并且還用于計算下列比值D1/Dat其中·D1如上面所定義，和·Dat在瞬間t飛機走過的理論距離；—用于把比值D1/Dat和預定閾值S進行比較的第一裝置(2)；和—通知、警告和報警裝置(3)；其特征在于還包括—用于計算下列表達式的第二裝置(4)Dstop＝D1t+V11t(ΔT1+ΔT2)-1/γP[γct/γP(ln|γct|-1)+V11tln|γbt|-γbt/γP(ln|γbt|-1)]其中除了上面已定義的參數(shù)外·ΔT1是飛機駕駛員的反應時間，·ΔT2是制動裝置的響應時間，·γbt是在制動開始時飛機的加速度，·γct是在制動結束時飛機的加速度，·γP＝(γbt-γct)/V11t，·Dstop是如果駕駛員決定立即中斷起飛過程時飛機必須在跑道上停下的位置，也就是說，它代表飛機在其起飛的加速階段時的停止距離?！糜诒容^Dstop和可用的跑道長度L以便確定中斷起飛是否仍有可能的第二裝置(5)；—所述通知、警告或報警裝置(3)根據(jù)上述第一(2)和第二(5)比較裝置所提供的信息而起動的，以便讓駕駛員能決定他是否應該繼續(xù)起飛過程。
2.權利要求1所要求的系統(tǒng)，其特征在于它包括用于計算表達式的第三裝置(150)Vmax=V11t2-2γbt(L-Dstop),]]>Vmax是飛機在加速階段在出現(xiàn)立即中斷起飛過程的情況下使它能從它的實際位置起在跑道的盡頭停下的最大速度。
3.權利要求1或權利要求2所要求的系統(tǒng)，其特征在于它包括用于計算下列表達式的第四裝置(151)Vmin=Vat2-2γ1t(D1t-s.Dat),]]>和Dmin＝D1t-(V11t2-Vmin2)/2γ1t其中—Vmin是飛機在加速階段從它的實際位置D1t和在恒定加速度γ1t＞0的情況下使它能達到S.Dat的D1的最小速度，—Dmin是飛機以速度Vmin所走過的最小距離，該速度能使它在恒加速度γ1t時以速度V11t達到位置D1t。
4.權利要求1到3中任何一項所要求的系統(tǒng)，其特征在于它包括用于計算表達式的第五裝置(250)Dstop′＝D1t-(V11t2)/2γ1t，Dstop′表示飛機已經(jīng)處于制動階段，也就是說，在中斷起飛過程之后，它必須在跑道上停下的位置。
5.權利要求4要求的系統(tǒng)，其特征在于它包括用于計算表達式的第六裝置(281)Vmax=-2γ1t(L-D1t),]]>Vmax′是飛機在制動階段(實際加速度γ1t＜0)使它從實際位置起在跑道的盡頭停下的最大速度。
全文摘要
用于在飛機起飛時在意外的情況下在飛機上產生出通知、警告或報警信號的系統(tǒng)。按照本發(fā)明，系統(tǒng)包括·裝置(4)，用于在駕駛員決定立即中斷起飛過程時計算飛機必須在跑道上停下的位置，也就是說，表示飛機在起飛時的加速階段的停止距離；·裝置(5)，用于比較D
文檔編號B64D45/00GK1136353SQ9519095
公開日1996年11月20日 申請日期1995年9月25日 優(yōu)先權日1994年9月28日
發(fā)明者L·科昆, C·勒德拉奧列 申請人:國家航空工業(yè)公司