JP7365839B2 - 飛行の巡航フェーズにおける垂直プロファイルを最適化するための電子装置および方法 - Google Patents
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Description
飛行の巡航フェーズ中に航空機が飛行すべき垂直プロファイルを最適化する方法であって、(a)航空機の潜在的な巡航飛行経路に沿った全ての潜在的に適切なステップ位置を決定することと、(b)潜在的な巡航飛行経路に沿った全てのレベル区間とステップ区間のコストに基づいて重み付けられた重み付きグラフを表すデジタルデータを生成することと、(c)グラフ理論を重み付きグラフに適用することにより、巡航最適化問題を解くことと、(d)巡航最適化問題を解いた結果として得られた最適化された垂直プロファイルのステップ位置と高度を出力することと、(e)最適化された垂直プロファイルのステップ位置と高度に基づくルートに沿って予測軌道を生成することと、(f)ルートの一部に対応する最適化された垂直プロファイルの少なくとも一部を、コックピットグラフィカルディスプレイシステムに表示することと、を含む方法。
予測軌道の一部に従って飛行するように航空機を制御することを、さらに含む、条項A1に記載の方法。
予測軌道の一部に沿った航空機の飛行中に手順ステップ(a)から(e)までを繰り返して、更新された予測軌道を生成することを、さらに含む、条項A1からA2のいずれか1つに記載の方法。
手順ステップ(a)が、全ての潜在的なフライトレベルの区間におけるコスト曲線を並列に計算することであって、各区間のコスト曲線が、航空機パフォーマンスモデルに基づいている、計算することと、コスト曲線間の全ての交点を決定することと、を含む、条項A1からA3のいずれか1つに記載の方法。
コスト曲線を計算することが、1つの区間における潜在的なフライトレベルの各々について推定燃料消費量を計算することと、次いで、次の区間のコスト曲線計算のための航空機重量を推定するために、最小の推定燃料消費量を考慮することと、を含む、条項A1からA4のいずれか1つに記載の方法。
手順ステップ(b)が、交点間の各フライトレベルでの全てのレベル区間のコストを合計することと、各交点について、航空機パフォーマンスモデルに基づいて、それぞれの交差するコスト曲線の2つのフライトレベル間で上昇または降下するコストを計算することと、を含み、計算することは、飛行しないレベル区間についてのコストの部分を差し引くことによりコストを補正することを含み、コストのその部分は、上昇または降下中に移動した距離に比例する、条項A1からA5のいずれか1つに記載の方法。
レベル区間が、重み付きグラフにおいて横方向エッジとして表され、ステップ区間が、重み付きグラフにおいて垂直エッジとして表される、条項A1からA6のいずれかに記載の方法。
手順ステップ(c)が、経路発見アルゴリズムを使用して、重み付きグラフにおいて、最適な垂直プロファイルを表す横方向エッジと垂直エッジを見つけることを含む、条項A1からA7のいずれか1つに記載の方法。
手順ステップ(a)から(e)までが、航空機の飛行中に飛行管理コンピュータによって周期的に実行される、条項A1からA8のいずれか1つに記載の方法。
飛行の巡航フェーズ中に航空機が飛行すべき垂直プロファイルを最適化するための電子装置であって、以下の動作を実行するように構成されたコンピュータシステムを含む電子装置:(a)航空機の潜在的な巡航飛行経路に沿った全ての潜在的に適切なステップ位置を決定すること、(b)潜在的な巡航飛行経路に沿った全てのレベル区間とステップ区間のコストに基づいて重み付けられた重み付きグラフを表すデジタルデータを生成すること、(c)グラフ理論を重み付きグラフに適用することにより、巡航最適化問題を解くこと、(d)巡航最適化問題を解いた結果として得られた最適化された垂直プロファイルのステップ位置と高度を出力すること、(e)最適化された垂直プロファイルのステップ位置と高度に基づくルートに沿って、航空機が飛行すべき予測軌道を生成すること。
動作(a)が、全ての潜在的なフライトレベルの区間におけるコスト曲線を並列に計算することであって、各区間のコスト曲線が、航空機パフォーマンスモデルに基づいている、計算することと、コスト曲線間の全ての交点を決定することと、を含む、条項A10に記載の電子装置。
コスト曲線を計算することが、1つの区間における潜在的なフライトレベルの各々について推定燃料消費量を計算することと、次いで、次の区間のコスト曲線計算のための航空機重量を推定するために、最小の推定燃料消費量を考慮することと、を含む、条項A10またはA11に記載の電子装置。
動作(b)が、交点間の各フライトレベルでの全てのレベル区間のコストを合計することと、各交点について、航空機パフォーマンスモデルに基づいて、それぞれの交差するコスト曲線の2つのフライトレベル間で上昇または降下するコストを計算することと、を含む、条項A10からA12のいずれか1つに記載の電子装置。
レベル区間が、重み付きグラフにおいて横方向エッジとして表され、ステップ区間が、重み付きグラフにおいて垂直エッジとして表される、条項A10からA13のいずれか1つに記載の電子装置。
動作(c)が、経路発見アルゴリズムを使用して、重み付きグラフにおいて、最適な垂直プロファイルを表す横方向エッジと垂直エッジを見つけることを含む、条項A10からA14のいずれか1つに記載の電子装置。
飛行の巡航フェーズ中に航空機が飛行すべき垂直プロファイルを最適化するためのシステムであって、コックピットグラフィカルディスプレイシステムおよび以下の動作を実行するように構成されたコンピュータシステムを含むシステム:(a)航空機の潜在的な巡航飛行経路に沿った全ての潜在的に適切なステップ位置を決定すること、(b)潜在的な巡航飛行経路に沿った全てのレベル区間とステップ区間のコストに基づいて重み付けられた重み付きグラフを表すデジタルデータを生成すること、(c)グラフ理論を重み付きグラフに適用することにより、巡航最適化問題を解くこと、(d)巡航最適化問題を解いた結果として得られた最適化された垂直プロファイルのステップ位置と高度を出力すること、(e)最適化された垂直プロファイルのステップ位置と高度に基づくルートに沿って、航空機が飛行すべき予測軌道を生成すること、(f)ルートの一部に対応する最適化された垂直プロファイルの少なくとも一部を表示するように、コックピットグラフィカルディスプレイシステムを制御すること。
動作(a)が、全ての潜在的なフライトレベルの区間におけるコスト曲線を並列に計算することであって、各区間のコスト曲線が、航空機パフォーマンスモデルに基づいている、計算することと、コスト曲線間の全ての交点を決定することと、を含む、条項A16に記載のシステム。
動作(b)が、交点間の各フライトレベルでの全てのレベル区間のコストを合計することと、各交点について、航空機パフォーマンスモデルに基づいて、それぞれの交差するコスト曲線の2つのフライトレベル間で上昇または降下するコストを計算することと、を含む、条項A16またはA17に記載のシステム。
レベル区間が、重み付きグラフにおいて横方向エッジとして表され、ステップ区間が、重み付きグラフにおいて垂直エッジとして表される、条項A16からA18のいずれか1つに記載のシステム。
動作(c)が、経路発見アルゴリズムを使用して、重み付きグラフにおいて、最適な垂直プロファイルを表す横方向エッジおよび垂直エッジを見つけることを含む、条項A16からA19のいずれか1つに記載のシステム。
Claims (13)
- 飛行の巡航フェーズ中に航空機(42)が飛行する垂直プロファイルを最適化する方法(100)であって、
(a)前記航空機の潜在的な巡航飛行経路に沿った全ての潜在的に適切なステップ位置を決定することと、
(b)前記潜在的な巡航飛行経路に沿った全てのレベル区間とステップ区間のコストに基づいて重み付けられた重み付きグラフを表すデジタルデータを生成することと、
(c)グラフ理論を前記重み付きグラフに適用することにより、巡航最適化問題を解くことと、
(d)前記巡航最適化問題を解いた結果として得られた最適化された垂直プロファイルのステップ位置と高度を出力することと、
(e)前記最適化された垂直プロファイルの前記ステップ位置と高度に基づくルートに沿って予測軌道を生成することと、
(f)前記ルートの一部に対応する前記最適化された垂直プロファイルの少なくとも一部を、コックピットグラフィカルディスプレイシステム(15)に表示することと、
を含み、
手順ステップ(a)が、
全ての潜在的なフライトレベルの区間におけるコスト曲線を並列に計算することと、
前記コスト曲線間の全ての交点を決定することと、
を含み、
各区間の前記コスト曲線が、航空機パフォーマンスモデルに基づいており、
前記コスト曲線は、距離に対する単位距離当たりのコストを表す、方法(100)。 - 前記予測軌道の一部に従って飛行するように前記航空機(42)を制御することを、さらに含む、請求項1に記載の方法(100)。
- 前記予測軌道の前記一部に沿った前記航空機(42)の飛行中に手順ステップ(a)から(e)までを繰り返して、更新された予測軌道を生成することを、さらに含む、請求項1または2に記載の方法(100)。
- 前記コスト曲線を計算することが、1つの区間における潜在的なフライトレベルの各々について推定燃料消費量を計算することと、次いで、次の区間のコスト曲線計算のための航空機重量を推定するために、最小の推定燃料消費量を考慮することと、を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法(100)。
- 手順ステップ(b)が、
交点間の各フライトレベルでの全てのレベル区間の前記コストを合計することと、
各交点について、航空機パフォーマンスモデルに基づいて、交差するコスト曲線のそれぞれの2つのフライトレベル間で上昇または降下するための前記コストを計算することと、
を含み、前記計算することが、飛行しないレベル区間についての前記コストの部分を差し引くことにより前記コストを補正することを含み、前記コストのその部分が、上昇または降下中に移動した距離に比例する、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法(100)。 - 前記レベル区間が、前記重み付きグラフにおいて横方向エッジとして表され、前記ステップ区間が、前記重み付きグラフにおいて垂直エッジとして表される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法(100)。
- 手順ステップ(c)が、経路発見アルゴリズムを使用して、前記重み付きグラフにおいて、最適な垂直プロファイルを表す横方向エッジと垂直エッジを見つけることを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法(100)。
- 手順ステップ(a)から(e)までが、前記航空機(42)の飛行中に飛行管理コンピュータ(12)によって周期的に実行される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法(100)。
- 飛行の巡航フェーズ中に航空機(42)が飛行する垂直プロファイルを最適化するための電子装置(12)であって、以下の動作:
(a)前記航空機の潜在的な巡航飛行経路に沿った全ての潜在的に適切なステップ位置を決定することと、
(b)前記潜在的な巡航飛行経路に沿った全てのレベル区間とステップ区間のコストに基づいて重み付けられた重み付きグラフを表すデジタルデータを生成することと、
(c)グラフ理論を前記重み付きグラフに適用することにより、巡航最適化問題を解くことと、
(d)前記巡航最適化問題を解いた結果として得られた最適化された垂直プロファイルのステップ位置と高度を出力することと、
(e)前記最適化された垂直プロファイルの前記ステップ位置と高度に基づくルートに沿って、前記航空機が飛行する予測軌道を生成することと、
を実行するように構成されたコンピュータシステムを含み、
動作(a)が、
全ての潜在的なフライトレベルの区間におけるコスト曲線を並列に計算することと、
前記コスト曲線間の全ての交点を決定することと、
を含み、
各区間の前記コスト曲線が、航空機(42)パフォーマンスモデルに基づいており、
前記コスト曲線は、距離に対する単位距離当たりのコストを表す、電子装置(12)。 - 前記コスト曲線を計算することが、1つの区間における潜在的なフライトレベルの各々について推定燃料消費量を計算することと、次いで、次の区間のコスト曲線計算のための航空機重量を推定するために、最小の推定燃料消費量を考慮することと、を含む、請求項9に記載の電子装置(12)。
- 動作(b)が、
交点間の各フライトレベルでの全てのレベル区間の前記コストを合計することと、
各交点について、航空機パフォーマンスモデルに基づいて、交差するコスト曲線のそれぞれの2つのフライトレベル間で上昇または降下するための前記コストを計算することと、
を含む、請求項9または10に記載の電子装置(12)。 - 前記レベル区間が、前記重み付きグラフにおいて横方向エッジとして表され、前記ステップ区間が、前記重み付きグラフにおいて垂直エッジとして表される、請求項9から11のいずれか一項に記載の電子装置(12)。
- 動作(c)が、経路発見アルゴリズムを使用して、前記重み付きグラフにおいて、最適な垂直プロファイルを表す横方向エッジと垂直エッジを見つけることを含む、請求項9から12のいずれか一項に記載の電子装置(12)。
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