BRPI1104291A2

BRPI1104291A2 - BALL PATH CALCULATION AND NON-TRANSITIONAL COMPUTER-READY CALCULATION SYSTEM

Info

Publication number: BRPI1104291A2
Authority: BR
Inventors: Joel Kenneth Klooster; Joachim Karl Ulf Hochwarth
Original assignee: Ge Aviat Systems Llc
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-10-29

Abstract

SISTEMA DE CÁLCULO DE TRAJETÓRIA DE ESPERA E MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR NÃO TRANSITÓRIO. Trata-se de um método e sistema de cálculo de trajetória de espera para gerar automaticamente uma trajetória de espera para uma aeronave que voa em uma espera padrão, em que a espera padrão é definida por uma ou mais órbitas dentro de uma área de espera selecionável. O sistema inclui um processador configurado para receber um tempo de partida de espera que indica um instante em que a aeronave deve sair da trajetória de espera para cumprir um tempo de chegada exigido (RTA) em um ponto de referência, determinar uma posição atual da aeronave dentro da espera padrão, e determinar um período de tempo para completar uma órbita de espera atual. O processador é configurado ainda para, se o período de tempo determinado para completar uma órbita de espera atual for menor ou igual ao tempo de partida de espera, manter a aeronave voando na espera padrão e determinar um período de tempo para reduzir a próxima órbita a fim de sair da espera padrão no tempo de partida de espera.WAITING AND TRAILING CALCULATION SYSTEM BY NON-TRANSITIONAL COMPUTER. This is a hold path calculation method and system for automatically generating a hold path for an aircraft flying a standard hold, where the default hold is defined by one or more orbits within a selectable hold area. . The system includes a processor configured to receive a standby start time indicating a time when the aircraft must exit the standby trajectory to meet a required arrival time (RTA) at a reference point, to determine a current aircraft position. within the standard hold, and determine a period of time to complete a current hold orbit. The processor is further configured to, if the time period determined to complete a current standby orbit is less than or equal to the standby start time, to keep the aircraft flying in the default standby and to determine a time period to reduce the next orbit to order to exit standard standby at standby departure time.

Description

"SISTEMA DE CÁLCULO DE TRAJETÓRIA DE ESPERA E MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR NÃO TRANSITÓRIO""WAITING AND TRAVELING CALCULATION SYSTEM BY NON-TRANSITIONAL COMPUTER"

Antecedentes da Invenção O campo da invenção refere-se em geral ao controle de aeronaves em voo, e mais especificamente, a um método e sistema para calcular uma trajetória de vôo de espera padrão que cumpra um tempo de partida de espera padrão exigido.Background of the Invention The field of the invention generally relates to in-flight aircraft control, and more specifically, to a method and system for calculating a standard hold flight path that meets a required standard hold departure time.

No espaço aéreo atual, atrasos em função de congestionamentos são comuns. Quando o número de aeronaves que entram em um espaço aéreo excede o número de aeronaves que podem ser controladas com segurança pelos meios de tráfego aéreo disponíveis (limitados pelo número de controladores e pelo tipo de automação), os atrasos são impostos às aeronaves. Esses atrasos são tipicamente provocados pela instrução para que a aeronave reduza a velocidade, com o uso de vetores radar, ou pela espera em órbita. Em caso de espera em órbita, o sistema de gerenciamento de voo (FMS) calcula a pista sobre o solo como uma seqüência de segmentós de reta e curvas, na forma de uma "pista de corridas". O segmento de reta é tipicamente um tempo fixo ou, com mais freqüência, uma distância fixa, e o segmento de curva é percorrido em um raio ou ângulo constante de inclinação constante para a transição de um segmento de reta para o outro.In today's airspace, congestion delays are common. When the number of aircraft entering an airspace exceeds the number of aircraft that can be safely controlled by the available air traffic means (limited by the number of controllers and the type of automation), delays are imposed on aircraft. These delays are typically caused by instructing the aircraft to slow down by using radar vectors, or by waiting in orbit. In case of orbit waiting, the Flight Management System (FMS) calculates the runway above the ground as a sequence of straight and curved segmentos in the form of a "race track". The line segment is typically a fixed time or, more often, a fixed distance, and the curve segment is traversed at a constant radius or angle of constant inclination for the transition from one line segment to another.

Um problema que envolve as operações dê espera atuais é que o tráfego aéreo deve estimar quando e quem deve comandar a aeronave para sair da espera padrão a fim de cumprir um tempo (para medição ou mesclagem com outra aeronave em uma seqüência de chegada definida) em um ponto após a saída da espera, como dentro do procedimento de chegada. Em razão da geometria da espera padrão, é difícil para o controlador estimar quando a aeronave irá sair da espera padrão ou quanto tempo será consumido pela aeronave até o ponto de chegada desejado após sair da espera, e em razão dessa incerteza, com freqüência ocorre um grande número de erros entre o instante em que o controlador espera que a aeronave chegue ao ponto desejado após sair da espera e o instante em que a aeronave de fato chega a esse ponto. Atualmente, os controladores de tráfego aéreo estimam, com base na experiência, o uso de um tempo médio de voo para determinar o instante em que irão solicitar que uma aeronave saia de sua espera padrão atual. Entretanto, o tempo de voo irá variar de maneira significativa com base no local em que a aeronave sairá da espera, introduzido uma incerteza que requer memórias intermediárias de separação. Essa incerteza resulta na redução da capacidade e no aumento da queima de combustível para as aeronaves seguintes em função do aumento do tempo consumido na espera padrão.A problem involving current hold operations is that air traffic must estimate when and who should command the aircraft to exit standard standby to meet a time (for measurement or merging with another aircraft in a defined arrival sequence) in one point after waiting, as in the arrival procedure. Due to the default hold geometry, it is difficult for the controller to estimate when the aircraft will exit standard hold or how much time the aircraft will consume to the desired arrival point after exiting hold, and because of this uncertainty often occurs. large number of errors between the instant the controller expects the aircraft to reach the desired point after exiting the wait and the instant the aircraft actually reaches that point. Currently, air traffic controllers estimate, based on experience, the use of average flight time to determine when they will require an aircraft to exit its current standard hold. However, flight time will vary significantly based on where the aircraft will exit standby, introducing an uncertainty that requires buffer memories. This uncertainty results in reduced capacity and increased fuel burn for subsequent aircraft due to increased time spent on standard standby.

Pelo menos alguns métodos conhecidos por abordar esse problema incluem um método para determinar a trajetória mais curta para sair da espera. Entretanto, esse método não usa um tempo de travessia exigido ou um tempo de saída exigido para concluir a trajetória de espera necessária; seu objetivo é simplesmente minimizar a distância exigida para sair da espera.At least some methods known to address this issue include a method for determining the shortest path out of standby. However, this method does not use a required traverse time or exit time required to complete the required wait trajectory; Your goal is simply to minimize the distance required to exit the wait.

Breve Descrição da Invenção Em uma realização, um sistema de cálculo de trajetória de espera para gerar automaticamente uma trajetória de espera para uma aeronave que voa em uma espera padrão, em que a espera padrão é definida por uma ou mais órbitas dentro de uma área de espera selecionável, inclui um processador configurado para receber um tempo de partida de espera que indica um instante em que a aeronave deve sair da trajetória de espera para cumprir um tempo de chegada exigido (RTA) em um ponto de referência, determinar uma posição atual da aeronave dentro da espera padrão, e determinar um período de tempo para completar uma órbita de espera atual. O processo é configurado ainda para, se o período de tempo determinado para completar uma órbita de espera atual for menor que o tempo restante até o tempo de partida de espera exigido, manter a aeronave voando na espera padrão durante pelo menos mais uma órbita e determinar um período de tempo para reduzir a próxima órbita a fim de sair da espera padrão no tempo de partida de espera.Brief Description of the Invention In one embodiment, a hold path calculation system for automatically generating a hold path for an aircraft flying in a standard hold, where the standard hold is defined by one or more orbits within a range. selectable standby, includes a processor configured to receive a standby start time indicating a time when the aircraft must exit the standby trajectory to meet a required arrival time (RTA) at a reference point, determine a current standby position. aircraft within the standard hold, and determine a time period to complete a current hold orbit. The process is further configured to, if the time period determined to complete a current hold orbit is less than the time remaining until the required holdoff time, to keep the aircraft flying at the standard hold for at least one more orbit and to determine a period of time to reduce the next orbit in order to exit standard standby on standby start time.

Em outra realização, um método de cálculo de uma trajetória de voo de espera padrão para cumprir um tempo de partida de espera padrão exigido inclui a) receber para uma aeronave que voa em uma espera padrão um tempo de partida de espera em que a espera padrão é definida por uma ou mais órbitas dentro de uma área de espera selecionável, b) determinar uma posição atual da aeronave dentro da espera padrão, e c) determinar um período de tempo para completar uma órbita de espera atual. O método inclui ainda d) se o período de tempo determinado para completar uma órbita de espera atual for menor que o tempo restante até o tempo de partida de espera exigido, manter o voo na espera padrão e retornar à etapa b) e e) determinar um período de tempo para reduzir a próxima órbita a fim de sair da espera padrão no tempo de partida de espera.In another embodiment, a method of calculating a standard standby flight path to meet a required standard standby departure time includes a) receiving for a aircraft flying a standard standby a standby departure time in which the standard standby is defined by one or more orbits within a selectable holding area, (b) determining a current aircraft position within the standard hold, and (c) determining a period of time to complete a current holding orbit. The method further includes d) if the time period determined to complete a current hold orbit is less than the time remaining until the required hold departure time, keep the flight in the standard hold and return to step b) and e) determine a period of time to reduce the next orbit in order to exit the default hold at the standby start time.

Em ainda outra realização, um meio legível por computador não transitório inclui um programa de computador que faz com que um processador a) receba por uma aeronave que voa em uma espera padrão um tempo de partida de espera em que a espera padrão é definida por uma ou mais órbitas dentro de uma área de espera selecionável e b) determine uma posição atual da aeronave dentro da espera padrão. O programa de computador também faz com que um processador c) determine um período de tempo para completar uma órbita de espera atual, d) se o período de tempo determinado para completar uma órbita de espera atual for menor que o tempo restante até o tempo de partida de espera exigido, mantenha o voo na espera padrão e retorne à etapa b), e e) determine um período de tempo para reduzir a próxima órbita a fim de sair da espera padrão no tempo de partida de espera. Breve Descrição dos DesenhosIn yet another embodiment, a non-transient computer readable medium includes a computer program that causes a processor a) to receive from an aircraft flying a standard standby a standby start time in which the standard standby is defined by a or more orbits within a selectable holding area and b) determine an aircraft's current position within the standard hold. The computer program also causes a processor c) to determine a period of time to complete a current standby orbit, d) if the time period determined to complete a current standby orbit is less than the time remaining until required hold, keep the flight in the standard hold and return to step b), and e) determine a time period to reduce the next orbit to exit the standard hold at the hold departure time. Brief Description of the Drawings

As Figuras 1 a 3 mostram realizações exemplificadoras do método e sistema descritos na presente invenção.Figures 1 to 3 show exemplary embodiments of the method and system described in the present invention.

A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma trajetória de voo de uma espera padrão exemplificadora de acordo com uma realização exemplificadora da presente invenção;Figure 1 is a schematic diagram of an exemplary standard hold flight path in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;

A Figura 2 é um diagrama de fluxo de um método de cálculo de uma trajetória de espera exemplificador para cumprir um tempo de partida de espera exigido; eFigure 2 is a flow diagram of a method of calculating an exemplary hold path to meet a required hold start time; and

A Figura é um diagrama esquemático simplificado de um sistemaFigure is a simplified schematic diagram of a system.

de gerenciamento de voo (FMS) de acordo com uma realização exemplificadora da presente invenção.flight management system (FMS) according to an exemplary embodiment of the present invention.

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

A descrição detalhada a seguir ilustra realizações da invenção a título de exemplo e não a título de limitação. É contemplado que a invenção apresenta aplicação geral nas realizações analíticas e metódicas de cálculo automático de um tempo de partida de espera padrão para cumprir um tempo de chegada exigido (RTA) em um ponto de referência em aplicações industriais, comerciais e residenciais. Conforme usado na presente invenção, um elemento ou etapaThe following detailed description illustrates embodiments of the invention by way of example and not by way of limitation. It is contemplated that the invention has general application in the analytical and methodical realizations of automatically calculating a standard waiting start time to meet a required arrival time (RTA) at a reference point in industrial, commercial and residential applications. As used in the present invention, an element or step

citado no-singular e precedido da palavra "um" ou "uma" não deve ser compreendido como uma exclusão de elementos ou etapas plurais, a menos que tal exclusão seja explicitamente citada. Além disso, referências a "uma realização" da presente invenção não são destinadas a serem interpretadas como uma exclusão da existência de realizações adicionais que também incorporem os recursos citados.Quoted singular and preceded by the word "one" or "one" should not be understood as an exclusion of plural elements or steps unless such exclusion is explicitly cited. Furthermore, references to "one embodiment" of the present invention are not intended to be construed as excluding the existence of additional embodiments that also incorporate the aforementioned features.

As realizações da presente invenção facilitam a redução da incerteza associada à saída de aeronaves de esperas padrão e a redução da carga de trabalho dos controladores associada a cálculos manuais por meio do cálculo do modo mais eficiente para sair de uma espera padrão no tempo necessário a fim de cumprir com precisão um tempo de chegada exigido em um ponto.The embodiments of the present invention facilitate reducing the uncertainty associated with standard standby aircraft output and reducing the controllers' workload associated with manual calculations by calculating the most efficient way to exit a standard standby within the required time. accurately meet a required arrival time at one point.

A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma trajetória de vooFigure 1 is a schematic diagram of a flight path.

100 de uma espera padrão exemplificadora 102 de acordo com uma realização exemplificadora da presente invenção. Na realização exemplificadora, a trajetória de voo 100 inclui uma perna de aproximação 104 por meio da qual uma aeronave 106 entra na espera padrão 102. A trajetória de voo 100 inclui ainda uma primeira perna em curva 110, uma primeira perna em linha reta 112, uma segunda perna em curva 114, uma segunda perna em linha reta 108, um ponto de saída de espera 116 e uma perna de afastamento100 of an exemplary standard hold 102 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. In the exemplary embodiment, flight path 100 includes an approach leg 104 through which an aircraft 106 enters standard standby 102. Flight path 100 further includes a first curved leg 110, a first straight leg 112, a second curved leg 114, a second straight leg 108, a standby exit point 116, and a retraction leg

118 por meio da qual a aeronave 106 sai da espera padrão 102. Quando o tráfego de entrada excede a capacidade de um aeroporto ou espaço aéreo,118 whereby aircraft 106 exits standard standby 102. When incoming traffic exceeds the capacity of an airport or airspace,

um controlador pode orientar a aeronave 106 a entrar na espera padrão 102 e a orbitar a espera padrão 102 ao longo da trajetória de voo 100 até que o aeroporto ou espaço aéreo possa acomodar a aeronave 106. A espera padrão 102 pode ser definida pelo controlador ou codificada em um procedimento publicado que esteja contido em um banco de dados de navegação carregável e possa ser especificado por um tempo ou distância para percorrer as pernas em linha reta 108 e 112 e um raio ou ângulo de inclinação para as pernas em curva 110 e 114. Tipicamente, os comprimentosa controller may direct aircraft 106 to enter standard standby 102 and orbit standard standby 102 along flight path 100 until the airport or airspace can accommodate aircraft 106. Standard standby 102 may be set by the controller or coded in a published procedure that is contained in a loadable navigation database and can be specified by a time or distance to walk the straight legs 108 and 112 and a turn radius or angle of turn for legs 110 and 114 Typically, the lengths

119 de cada perna em linha reta 108 e 112 são iguais. A distância percorrida ao longo de cada perna da trajetória de voo 100 pode ser determinada pelo119 of each straight leg 108 and 112 are equal. The distance traveled along each leg of flight path 100 can be determined by

tempo de voo na perna e por uma velocidade da aeronave. Embora mostrada como uma "pista de corridas" ou um formato oval, a espera padrão 102 pode ser configurada de maneira diferente e pode incluir uma pluralidade de pernas em linha reta e/ou pernas em curva. À medida que a aeronave 106 orbita em torno da espera padrão 102, a aeronave 106 passa periodicamente pelo ponto de saída de espera 116. Um tempo até o ponto de saída de espera 116 a partir de quaiquer ponto ao longo da trajetória de voo 100 pode ser calculado a partir de um comprimento das pernas em linha reta 108 e 112, um comprimento das pernas em curva 110 e 114, uma velocidade da aeronave 106, e quaisquer influências externas, como, mas não limitado a, velocidade e direção do vento. Quando o controlador necessita que a aeronave 106 saia da espera padrão 102, a aeronave 106 pode estar localizada em qualquer ponto ao longo da trajetória de voo 100. Para sair da espera padrão 102 de maneira ordenada, um tempo para que a aeronave 106 atinja o ponto de saída de espera 116 é estimado e comparado ao tempo que a aeronave necessita para estar no ponto de saída de espera 116 de acordo com o comando do controlador. O tempo exigido até o ponto de saída de espera 116 pode ser baseado em um tempo exigido até um ponto de tempo de chegada exigido (RTA) 120 a jusante do ponto de saída de espera 116. Se o tempo previsto para que a aeronave 106 atinja o ponto de saída de espera 116 for posterior ao tempo de saída de espera comandado pelo controlador, um comprimento da trajetória de voo 100 deverá ser reduzido para sair da espera padrão 102 no tempo de saída exigido. Caso contrário, pelo menos mais uma órbita na trajetória de voo 100 será necessária.leg flight time and aircraft speed. Although shown as a "racetrack" or an oval shape, the standard stand 102 may be configured differently and may include a plurality of straight legs and / or curved legs. As aircraft 106 orbits around standard standby 102, aircraft 106 periodically passes standby exit point 116. A time to standby exit point 116 from any point along flight path 100 may be calculated from a straight leg length 108 and 112, a curved leg length 110 and 114, an aircraft speed 106, and any external influences such as, but not limited to, wind speed and direction. When the controller requires aircraft 106 to exit standard standby 102, aircraft 106 may be located at any point along flight path 100. To exit standard standby 102 in an orderly manner, a time for aircraft 106 to reach Standby Exit 116 is estimated and compared to the time the aircraft needs to be at Standby Exit 116 according to the controller command. The time required to standby exit point 116 may be based on a time required to a required arrival time point (RTA) 120 downstream of standby exit point 116. If the expected time for aircraft 106 to reach If the standby exit point 116 is later than the controller commanded standby exit time, a flight path length 100 must be shortened to exit the standard standby 102 at the required exit time. Otherwise, at least one more orbit on flight path 100 is required.

Uma vez que o tempo estimado para que a aeronave 106 atinja o ponto de saída de espera 116 é posterior ao tempo de saída de espera exigido, o comprimento da órbita deve ser reduzido para sair da espera padrão 102 no tempo de saída de espera exigido. Uma órbita reduzida 122 pode ser definida por duas pernas em curva 124 e 126 dimensionadas de maneira similar às pernas em curva 110 e 114, e pelas pernas em linha reta reduzidas 128 e 130, que apresentam um comprimento 132 que é menor que o comprimento 119. Uma distância de perna em linha reta mínima 134 pode ser usada para definir uma órbita de espera mínima 136 e pode ser selecionada como uma distância mínima ao nível das asas.Since the estimated time for aircraft 106 to reach standby exit point 116 is later than the required standby exit time, the orbit length must be reduced to exit standard standby 102 at the required standby exit time. A reduced orbit 122 may be defined by two curved legs 124 and 126 similarly sized to curved legs 110 and 114, and reduced straight legs 128 and 130, which have a length 132 that is less than length 119 A minimum straight leg distance 134 may be used to define a minimum standby orbit 136 and may be selected as a minimum wing level distance.

A Figura 2 é um diagrama de fluxo de um método exemplificador 200 de cálculo de uma trajetória de espera para cumprir um tempo de partida de espera exigido. Na realização exemplificadora, o método 200 inclui receber 202 um tempo de chegada exigido (RTA), por exemplo, um RTA no ponto de referência a jusante da posição atual da aeronave é recebido por uma aeronave que orbita em uma espera padrão. O tempo RTA pode estar no próprio ponto de saída de espera 116, em cujo caso este representa o tempo de partida de espera. Em uma realização, o tempo RTA é fornecido por um controlador de tráfego aéreo ou um planejador de operações. O método 200 inclui ainda calcular 204 um tempo de saída de espera exigido. Se o RTA foi atribuído ao ponto de saída de espera 116, o tempo de saída de espera será igual ao RTA. Caso contrário, o tempo de saída de espera poderá ser calculado de acordo com o RTA em um ponto de referência a jusante e o tempo estimado do ponto de saída de espera 116 até o ponto de referência RTA. O método 200 inclui calcular 206 um próximo tempo de travessia de espera. Com o uso dos dados de posição atual, velocidade alvo, vento e temperatura da aeronave, o tempo de chegada estimado para completar a órbita de espera atual é calculado. O método 200 inclui ainda determinar 208 se o próximo tempo de travessia de espera ocorre após o tempo de saída de espera exigido. Se o próximo tempo de travessia de espera previsto ocorrer após o tempo de saída de espera exigido, o comprimento da órbita deverá ser reduzido para sair da espera no tempo de saída exigido. Caso contrário, pelo menos mais uma órbita na espera padrão será necessária, e o método 200 voltará a calcular 206 um próximo tempo de travessia de espera para a próxima órbita de espera.Figure 2 is a flow diagram of an exemplary method 200 of calculating a hold path to meet a required hold start time. In the exemplary embodiment, method 200 includes receiving a required arrival time (RTA) 202, for example, an RTA at the reference point downstream of the aircraft's current position is received by an aircraft orbiting a standard standby. The RTA time may be at the standby exit point 116 itself, in which case it represents the standby departure time. In one embodiment, RTA time is provided by an air traffic controller or an operations planner. The method 200 further includes calculating 204 a required wait exit time. If RTA has been assigned to standby exit point 116, the standby exit time will be equal to RTA. Otherwise, the standby exit time may be calculated in accordance with the RTA at a downstream reference point and the estimated standby time 116 to the RTA reference point. Method 200 includes calculating 206 a next wait crossing time. Using the aircraft's current position, target speed, wind, and temperature data, the estimated arrival time to complete the current standby orbit is calculated. Method 200 further includes determining whether the next wait crossing time occurs after the required wait exit time. If the next expected wait crossing time occurs after the required wait exit time, the orbit length must be reduced to exit the wait at the required exit time. Otherwise, at least one more standard hold orbit is required, and method 200 will recalculate a next hold crossing time for the next hold orbit.

Para reduzir a órbita de espera atual, o método 200 inclui calcular 210 um período de tempo para desviar da órbita. Por exemplo, se o próximo tempo de travessia de espera for posterior ao tempo de saída)de espera exigido, o comprimento da órbita deverá ser reduzido para sair da espera padrão no tempo de saída exigido pelo controlador. Na realização exemplificadora, o tempo para desviar da espera padrão é calculado como a diferença entre o tempo de saída de espera estimado e o tempo de saída de espera exigido. Uma vez que o período de tempo para desviar-se da órbita é determinado, um valor de distância para reduzir a órbita é determinado pelo cálculo 212 de uma distância de perna em linha reta de espera. Para reduzir o comprimento da órbita de espera atual, a distância das duas pernas em linha reta é reduzida em um valor igual. Em uma realização alternativa, a distância das duas pernas em linha reta pode ser reduzida de maneira independente. Em uma realização, o novo tempo de perna em linha reta de espera é calculado com o uso do tempo de perna em linha reta de espera atual menos a metade do período de tempo para desvio. A distância de perna em linha reta de espera pode ser calculada como o tempo de perna em linha reta de espera multiplicado pela velocidade de solo.To reduce the current standby orbit, method 200 includes calculating 210 a period of time to deviate from orbit. For example, if the next wait crossing time is later than the required wait exit time, the orbit length must be reduced to exit the standard wait at the exit time required by the controller. In the exemplary embodiment, the time to deviate from the standard wait is calculated as the difference between the estimated wait exit time and the required wait exit time. Since the time period for deviating from orbit is determined, a distance value for reducing orbit is determined by calculating 212 a straight-legged standby distance. To reduce the length of the current standby orbit, the distance between the two straight legs is reduced by an equal amount. In an alternative embodiment, the distance of the two legs in a straight line may be reduced independently. In one embodiment, the new straight waiting leg time is calculated using the current straight waiting leg time minus half the deviation time period. The standby straight leg distance can be calculated as the standby straight leg time multiplied by the ground speed.

O método 200 inclui determinar 214 se a distância de perna em linha reta de espera é menor que uma distância de perna em linha reta mínima. Se a distância de perna em linha reta de espera for menor que a distância de perna em linha reta mínima permitida, por exemplo, uma distância mínima ao nível das asas, então, mais de uma distância de órbita de espera será ajustada. Caso contrário, o cálculo será concluído 216. O método 200 inclui ainda determinar 218 se a distância de perna em linha reta de espera é igual à distância de perna em linha reta mínima e, em caso afirmativo, a distância de perna em linha reta de espera será ajustada para ser igual à distância de perna em linha reta mínima limite. O método 200 inclui determinar 220 se uma órbita de espera anterior existe. Se nenhuma órbita de espera anterior existir antes da órbita sendo atualmente reduzida, o tempo de saída de espera será reduzido o máximo possível e não poderá ser reduzido posteriormente; o cálculo será concluído 222. Caso contrário, se uma órbita de espera anterior não existir, o método 200 incluirá recuperar 224 as informações da órbita de espera anterior incluindo, por exemplo, sem limitação, a distância de perna em linha reta e o próximo tempo de travessia de espera relacionados à espera anterior. As etapas de calcular 210 um período de tempo para desviar da órbita e calcular 212 uma distância de perna em linha reta de espera são repetidas, resultando em duas órbitas de espera reduzidas em que a primeira usa a distância de perna em linha reta de espera calculada e a segunda usa a distância de perna em linha reta mínima. Opcionalmente, essas duas distâncias podem ser calculadas como uma média para criar duas órbitas de espera iguais.Method 200 includes determining 214 if the straight-line leg distance is less than a minimum straight-leg distance. If the straight waiting leg distance is less than the minimum allowable straight leg distance, for example, a minimum wing level distance, then more than one waiting orbit distance will be adjusted. Otherwise, the calculation will be completed 216. Method 200 further includes determining 218 if the straight-legged leg distance is equal to the minimum straight-leg distance and, if so, the straight-legged distance of The hold will be adjusted to be equal to the minimum straight leg distance limit. Method 200 includes determining 220 if a previous standby orbit exists. If no previous standby orbit exists before the current orbit is being reduced, the standby exit time is reduced as much as possible and cannot be reduced later; the calculation will be completed 222. Otherwise, if a previous standby orbit does not exist, method 200 includes retrieving 224 information from the previous standby orbit including, without limitation, the straight leg distance and the next time. waiting times related to the previous wait. The steps of calculating 210 a time period to deviate from orbit and calculating 212 a straight standby leg distance are repeated, resulting in two reduced standby orbits where the first uses the calculated straight standby leg distance and the second uses the minimum straight leg distance. Optionally, these two distances can be averaged to create two equal standby orbits.

A Figura 3 é um diagrama esquemático simplificado do sistema de gerenciamento de voo (FMS) 300 de acordo com uma realização exemplificadora da presente invenção. Na realização exemplificadora, o FMS 300 inclui um controlador 302 que apresenta um processador 304 e uma memória 306. O processador 304 e a memória 306 são acoplados de maneira comunicativa por meio de um barramento 312 a uma unidade de entrada/saída (l/O) 310 que também é acoplada de maneira comunicativa a uma pluralidade de subsistemas 313 por meio de um barramento 314 ou uma pluralidade de barramentos dedicados. Em várias realizações, os subsistemas 313 podem incluir um subsistema de motor 316, um subsistema de comunicações 318, um subsistema de entrada e visor de cabine 320, um subsistema de piloto automático 322 e/ou um subsistema de navegação 324. Outros subsistemas não mencionados e um número maior ou menor de subsistemas 313 também podem estar presentes. O subsistema de entrada e visor de cabine 320 inclui os visores de cabine nos quais informações de navegação, informações de parâmetros de voo da aeronave, estado do motor e do combustível e outras informações são exibidas. O subsistema de entrada e visor de cabine 320 inclui ainda vários painéis de controle por meio dos quais o piloto ou navegador pode inserir o comando "sair da espera" (EH) no FMS 300 após receber, por exempio, uma mensagem apropriada de um controlador de tráfego aéreo. O subsistema de piloto automático 322 controla os atuadores de superfície de voo que alteram a trajetória da aeronave para seguir as direções de navegação fornecidas pelo FMS 300. O subsistema de navegação 324 fornece informações de localização atuais ao controlador 302. Embora a Figura 3 ilustre uma arquitetura particular adequada para executar o método 200 (mostrado na Figura 2), outras arquiteturas para o FMS 300 também podem ser usadas. Na realização exemplificadora, as instruções de computador paraFigure 3 is a simplified schematic diagram of flight management system (FMS) 300 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. In the exemplary embodiment, the FMS 300 includes a controller 302 having a processor 304 and a memory 306. Processor 304 and memory 306 are communicatively coupled via a bus 312 to an input / output unit (I / O). 310 which is also communicatively coupled to a plurality of subsystems 313 by means of a bus 314 or a plurality of dedicated buses. In various embodiments, subsystems 313 may include a motor subsystem 316, a communications subsystem 318, a cabin display and input subsystem 320, an autopilot subsystem 322, and / or a navigation subsystem 324. Other unspecified subsystems and a larger or smaller number of subsystems 313 may also be present. Cabin input and display subsystem 320 includes cabin displays in which navigational information, aircraft flight parameter information, engine and fuel status, and other information are displayed. Cabin input and display subsystem 320 further includes various control panels through which the pilot or navigator can enter the "exit standby" (EH) command into the FMS 300 after receiving, for example, an appropriate message from a controller. of air traffic. Autopilot subsystem 322 controls flight surface actuators that alter the aircraft's path to follow the navigation directions provided by the FMS 300. Navigation subsystem 324 provides current location information to controller 302. Although Figure 3 illustrates a particular architecture suitable for performing method 200 (shown in Figure 2), other architectures for FMS 300 can also be used. In the exemplary embodiment, computer instructions for

executar o método 200 encontram-se na memória 306 juntamente com o mapa, ponto de referência, espera padrão e outras informações úteis para determinar as trajetórias de voo desejadas, pontos de referência, curvas e outras manobras da aeronave. À medida que o FMS 300 executa o método 200, este usa as informações do subsistema de navegação 324 e as informações de rota, espera padrão e desempenho da aeronave armazenadas na memória 306. Tais informações são convenientemente inseridas pelo piloto ou navegador por meio do subsistema de entrada e visor de cabine 320 e/ou obtidas a partir de meios legíveis por computador não transitórios, por exemplo, CD ROMs contendo tais informações, sinais recebidos de sistemas de controle não integrados, ou uma combinação dos mesmos.performing method 200 are in memory 306 along with the map, waypoint, standard hold, and other useful information for determining desired flight paths, landmarks, curves, and other aircraft maneuvers. As the FMS 300 executes method 200, it uses navigation subsystem information 324 and aircraft routing, standby, and performance information stored in memory 306. Such information is conveniently entered by the pilot or navigator through the subsystem. input and display cabin 320 and / or obtained from non-transient computer readable media, for example, CD ROMs containing such information, signals received from non-integrated control systems, or a combination thereof.

O FMS 300 pode ser configurado para emitir um comando para que o subsistema de piloto automático 322 mova as superfícies de controle de voo da aeronave sem intervenção humana direta para realizar um voo ao longo da trajetória de saída reduzida desejada. Alternativamente, se o piloto automático for desacoplado, o FMS 300 poderá fornecer sugestões ou direções de mudança de curso ao piloto por meio, por exemplo, de exibição no subsistema de entrada e visor de cabine 320, que quando seguidas pelo piloto, fazem com que a aeronave voe ao longo da trajetória de saída reduzida desejada. O controlador 302 pode ser incorporado a um dispositivo de hardware independente ou pode ser exclusivamente uma construção de firmware e/ou software executada no FMS 300 ou outro sistema veicular.The FMS 300 may be configured to issue a command for the autopilot subsystem 322 to move the flight control surfaces of the aircraft without direct human intervention to perform a flight along the desired shortened exit path. Alternatively, if the autopilot is decoupled, the FMS 300 may provide course changes or suggestions to the pilot through, for example, display in the input subsystem and cockpit display 320, which when followed by the pilot causes the aircraft flies along the desired short exit path. Controller 302 may be incorporated into a standalone hardware device or may be solely a firmware and / or software construct performed on the FMS 300 or other vehicular system.

O termo "processador", conforme usado na presente invenção,The term "processor" as used in the present invention,

refere-se a unidades centrais de processamento, microprocessadores, microcontroladores, circuitos de conjunto reduzido de instruções (RISC), circuitos integrados de aplicação específica (ASIC), circuitos lógicos, e qualquer outro circuito ou processador com capacidade para executar as funções descritas na presente invenção.refers to central processing units, microprocessors, microcontrollers, reduced instruction set circuits (RISC), application specific integrated circuits (ASICs), logic circuits, and any other circuit or processor capable of performing the functions described herein. invention.

Conforme usado na presente invenção, os termos "software" e "firmware" são intercambiáveis, e incluem qualquer programa de computador armazenado em memória para execução por processador 304, incluindo memória RAM, memória ROM, memória EPROM, memória EEPROM e memória RAM não volátil. Os tipos de memórias acima são apenas exemplificadores, e, dessa maneira, não são limitadores quanto aos tipos de memórias utilizáveis para armazenamento de um programa de computador.As used in the present invention, the terms "software" and "firmware" are interchangeable, and include any computer program stored in memory for execution by processor 304, including RAM, ROM, EPROM, EEPROM, and nonvolatile RAM. . The above memory types are exemplary only, and thus are not limiting as to the types of memories usable for storing a computer program.

Conforme será apreciado com base no relatório descritivo anterior, as realizações da apresentação descritas acima podem ser implantadas com o uso de programação de computadores ou técnicas de engenharia incluindo software, firmware, hardware de computador ou qualquer combinação ou subconjunto dos mesmos, em que o efeito técnico é proporcionado por um cálculo automatizado eficiente em uma aeronave para substituir cálculos manuais, e geralmente imprecisos, que são atualmente realizados pelo controlador de tráfego aéreo. Qualquer um desses programas resultantes, que apresentem meios de códigos legíveis por computador, pode ser incorporado ou aplicado a um ou mais meios legíveis por computador, produzindo, dessa maneira, um produto de programa de computador, isto é, um artigo de fabricação, de acordo com as realizações discutidas da apresentação. Os meios legíveis por computador podem ser, por exemplo, sem Hmitação, uma unidade fixa (rígida), um disquete, um disco óptico, uma fita magnética, uma memória semicondutora como uma memória somente de leitura (ROM), e/ou qualquer meio de transmissão/recepção como a Internet ou outro enlace ou rede de comunicação. O artigo de fabricação que contém o código de computador pode ser produzido e/ou usado pela execução do código diretamente a partir de um meio, pela cópia do código de um meio para outro meio ou pela transmissão do código através de uma rede. As realizações descritas acima de um método e sistema deAs will be appreciated from the foregoing descriptive report, the presentation achievements described above may be implemented using computer programming or engineering techniques including software, firmware, computer hardware or any combination or subset thereof, where the effect Technical support is provided by an efficient automated calculation on an aircraft to replace manual, and often inaccurate, calculations that are currently performed by the air traffic controller. Any of these resulting programs, which have computer readable code means, may be incorporated or applied to one or more computer readable media, thereby producing a computer program product, i.e. an article of manufacture, of according to the discussed achievements of the presentation. Computer readable media may be, for example, without Hmit, a fixed (hard) drive, a floppy disk, an optical disk, a magnetic tape, a semiconductor memory as a read-only memory (ROM), and / or any media. transmission / reception such as the Internet or other communication link or network. The article of manufacture containing the computer code may be produced and / or used by executing the code directly from a medium, copying the code from one medium to another, or transmitting the code over a network. The achievements described above of a method and system of

cálculo de uma trajetória de espera para cumprir um tempo de partida de espera exigido oferecem meios confiáveis e com boa relação custo-benefício para fornecer um método automatizado para calcular o tamanho ideal de uma espera padrão no ar a fim de cumprir um tempo de chegada exigido em um ponto de referência à frente da aeronave. O comprimento da porção em linha reta de uma órbita adicional em uma espera padrão do tipo "pista de corridas" é ajustado para deixar a espera no tempo necessário a fim de cumprir esse tempo de chegada. Mais especificamente, os métodos e sistemas descritos na presente invenção facilitam a minimização do tempo extra em uma espera padrão que requer empuxo e queima de combustível extra. Além disso, os métodos e sistemas descritos acima facilitam a redução do consumo total de combustível da aeronave em um espaço aéreo congestionado e a redução da carga de trabalho dos controladores. Como resultado, os métodos e sistemas descritos acima facilitam a operação da aeronave de uma maneira confiável e com boa relação custo-benefício.Calculating a waiting trajectory to meet a required waiting time offers a reliable and cost-effective means of providing an automated method for calculating the optimal size of a standard airborne wait to meet a required arrival time. at a reference point in front of the aircraft. The length of the straight portion of an additional orbit in a standard racetrack hold is adjusted to leave the hold on time to meet this arrival time. More specifically, the methods and systems described in the present invention facilitate the minimization of overtime in a standard standby that requires thrust and burning of extra fuel. In addition, the methods and systems described above facilitate the reduction of total aircraft fuel consumption in a congested airspace and the reduction of controllers' workload. As a result, the methods and systems described above facilitate aircraft operation in a reliable and cost-effective manner.

A presente descrição por escrito usa exemplos para apresentar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir a prática da invenção por qualquer elemento versado na técnica, incluindo a fabricação e o uso de quaisquer dispositivos ou sistemas e a realização de quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exempios que ocorram àqueies versados na técnica. Tais outros exemplos destinam-se a estar dentro do escopo das reivindicações desde que apresentem elementos estruturais que não sejam diferentes da linguagem literal das reivindicações, ou desde que incluam elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais em relação à linguagem literal das reivindicações.The present written description uses examples to present the invention, including the best mode, and also to permit the practice of the invention by any person skilled in the art, including the manufacture and use of any devices or systems and the performance of any embodied methods. . The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims provided that they have structural elements that are not different from the literal language of the claims, or provided they include equivalent structural elements with non-substantial differences from the literal language of the claims.

Claims

1. WAIT PATH CALCULATION SYSTEM to automatically generate a hold path for an aircraft (106) flying a standard hold (102), where the default hold is defined by one or more orbits within a hold area. selectable, wherein said system comprises a processor (304) configured to: receive a standby start time indicating an instant when the aircraft must exit the standby path; determine a current aircraft position within the standard standby; determine a period of time to complete a current hold orbit; If the time period determined to complete a current standby orbit is less than the time remaining until the standby departure time, keep the aircraft flying at the standard standby; and determining a period of time to reduce the next orbit in order to exit standard standby on standby start time.

A system according to claim 1, wherein the waiting departure time is calculated to meet a required arrival time (RTA) at a selectable reference point.

A system according to claim 1, wherein said processor (304) is further configured to determine a difference between the time to complete the current standby orbit and the standby start time.

A system according to claim 1, wherein the standard stand includes a substantially oval runway including a plurality of straight legs (108,112,128,130) and a plurality of curved legs (110,124,126), said processor ( 304) is further configured to determine a new standard straight line leg time using a current standard straight line leg time less than the time to reduce the next orbit divided by an amount of straightness of legs in straight line.

A system according to claim 1, wherein if a first new standard straight line leg distance is less than a minimum allowable line leg distance (134), said processor (304) shall be further set to determine an adjustment for more than one standard standby straight leg distance for more than one orbit.

A system according to claim 4, wherein said processor (304) is further configured to: define a standard standby straight leg distance (102) for a first of more than one orbit for a distance of minimum permitted straight leg (134); and determining a standard straight hold leg distance for one second from more than one orbit using a new standard straight hold leg time multiplied by an aircraft speed (106).

A system according to claim 4, wherein said processor (304) is further configured to define standard standby straight leg distances (102) for more than one orbit to an average of a leg distance permissible minimum straight line length (134) and a standard standby straight leg distance determined using a new standard straight line standby time multiplied by an aircraft speed (106).

A system according to claim 4, wherein if a first new standard standby straight leg distance (102) is equal to a minimum allowable straight leg distance (134), said processor ( 304) will be further configured to adjust a first new standard straight line leg distance (102) so that it is equal to the minimum allowable straight line leg distance.

9. NON-TRANSITIONAL COMPUTER-READABLE MEDIA, which includes a computer program that causes a processor (304) to: (a) receive from a aircraft (106) flying a standard standby (102) a standby departure time of that the default hold is defined by one or more orbits within a selectable hold area; (b) determine a current aircraft position within the standard standby; c) determine a period of time to complete a current hold orbit; d) If the time period determined to complete a current standby orbit is less than the time remaining until the standby departure time, keep the flight on standard standby and return to step b); and e) determine a period of time to reduce the next orbit in order to exit the standard hold at the standby start time.

A NON-TRANSITIONAL COMPUTER-READABLE MEDIA according to claim 9, which includes a computer program that causes the processor (304) to determine a difference between the time to complete the current standby orbit and the time to start. wait.