(57)【要約】      （修正有）【課題】費用が低く、使用が便利な飛行訓練システムの訓練機器及びそのシミュレーション装置を提供する。【解決手段】飛行管理システムFMSのシミュレーション装置に関し、当該装置は、ナビゲートデータベース及び性能データベース２０４と、表示部分２０１と、水平断面部分２０２及び垂直断面部分２０３であって、ナビゲートデータベース及び性能データベース２０４を用いて、ユーザの指定した航路の水平航路情報及び垂直航路情報を提供する水平断面部分２０２及び垂直断面部分２０３と、を備え、表示部分２０１は、水平断面部分２０２及び垂直断面部分２０３に相互に統合される。【選択図】図２
2016081063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナビゲートデータベース及び性能データベースと、
表示部分と、
水平断面部分及び垂直断面部分であって、前記ナビゲートデータベース及び前記性能データベースを用いて、ユーザの指定した航路の水平航路情報及び垂直航路情報を提供する水平断面部分及び垂直断面部分と、を備え、
前記表示部分は、水平断面部分及び垂直断面部分に相互に統合される、飛行管理システムＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項２】
前記表示部分は、制御表示ユニット（ＣＤＵ）のインターフェースを含む、請求項１に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項３】
前記表示部分は、
１つ又は複数の表示頁と、
１つ又は複数のデータ項を含み、表示頁番号毎に、対応のデータ項を有する頁データベースと、
前記頁データベースの中の前記１つ又は複数のデータ項を呼び出して、対応の１つ又は複数の表示頁に提供する呼出ツールと、を備える、請求項１に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項４】
各頁は、内容を表示するための複数の可変区域を含み、前記頁データベースの対応のデータ項は複数の内容を含み、少なくとも１つの前記可変区域は、前記頁データベースの中での対応のデータ項の内容によって更新されることができる、請求項３に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項５】
前記呼出ツールは少なくとも１つの呼出サブツールを含み、前記呼出サブツールは少なくとも１つの前記可変区域を実時間で計算及び更新する、請求項４に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項６】
前記水平断面部分は、垂直断面を計算するための垂直断面航路を含み、各航路は、１つ又は複数のウェイポイントの水平ウェイポイント情報を含む、請求項１に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項７】
前記水平断面部分は、修正中の一時航路を記憶するためのものと、実行後の有効航路を記憶するためのものと、全体飛行段階の飛行ウェイポイントの全体的航路を記憶するためのものと、を更に含む、請求項６に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項８】
前記垂直断面部分は、離陸サブ部分、上昇サブ部分、巡航サブ部分、下降サブ部分、着陸サブ部分、及び復行サブ部分を含み、各サブ部分は１つ又は複数の予定点を含み、前記垂直断面部分は各前記予定点の垂直断面情報を計算する、請求項１に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項９】
前記離陸及び進入サブ部分に対して、１秒毎に一つの予定点を設定する、請求項８に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１０】
前記垂直断面部分は、反復計算方式を通じて離陸サブ部分、上昇サブ部分、巡航サブ部分、下降サブ部分、着陸サブ部分、及び復行サブ部分の予定点の垂直断面情報を計算する、請求項８に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１１】
前記垂直断面部分は、ルックアップテーブル方式を通じて、上昇サブ部分、巡航サブ部分、及び下降サブ部分の予定点の反復計算を簡素化する、請求項１０に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１２】
前記垂直断面部分は、補間法を通じて離陸サブ部分と進入サブ部分の予定点の垂直断面情報を計算する、請求項８に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１３】
前記垂直断面部分は、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースを含む、請求項１２に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１４】
前記標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースは、標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件によって分類された複数のデータテーブルを含む、請求項１３に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１５】
前記標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースは、ある飛行機の初期性能パラメータによって分類された複数のデータサブテーブルを含む、請求項１４に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１６】
前記データサブテーブルは複数の垂直断面データを含み、各垂直断面データは、１つ又は複数の飛行機初期性能パラメータの特定値に対応する、請求項１５に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１７】
前記１つ又は複数の飛行機初期性能パラメータの特定値は最大値と最小値とを含む、請求項１６に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１８】
前記垂直断面部分は、垂直航路情報によって前記水平断面部分の水平航路情報を更新する、請求項１に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項１９】
ウェイポイントが変化する際に、前記垂直断面部分は、少なくとも一部が既に計算完了した垂直断面を用いる、請求項１に記載のＦＭＳのシミュレーション装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載のＦＭＳシミュレーション装置を含む訓練機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空技術分野に関し、特に飛行管理システムのシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行管理システムFMS（Flight Management System）は、大型飛行機のデジタル電子システムの核心で、複数の飛行機搭載電子システムを組織、協力、及び総合できる。一般的に、飛行機は、FMSの制御によって、全自動ナビゲーションを実現でき、最適な飛行経路、最適な飛行断面、及び、最適な燃料節減飛行方式で離陸から進入着陸までの全体飛行過程を終わらせる。従って、飛行機操縦士の訓練過程において、約1/3以上の訓練時間を費やして、FMSに対する熟練した使用を完成する。
【発明の概要】
【０００３】
飛行管理という大量な実際操作に関連があるシステムにおいて、室内授業とマニュアルとを読むだけでは、設備使用方法を熟練に把握できず、大量の時間と精力とを費やして練習しなければならない。しかし、固定シミュレーション装置FTD（Flight Training Device）及び全体飛行シミュレーション装置FFS（Full Flight Simulator）は、費用が高く、飛行機操縦士が飛行管理などのシステムに対する練習の際に大量に使用できない。従って、費用が安くて使用が便利な飛行訓練システムの訓練機器に対する開発が求められている。
【０００４】
Aerosim Inc.では、仮想シミュレーション装置VSIM（Virtual Simulator）、つまり、PC-Primus Epic（商標）システムを開発した。VSIMでは、Honeywell社で生産したリアルPrimus Epic（登録商標）FMSを使用し、これと組み合わせて使用する表示ソフトウェアを設計した。しかし、リアルFMSを使用して得た結果がもっと正しいが、これは、一方では、コンピュータの運算負荷を増加して、このような訓練機器を、運算資源がより限定された装置での適用に良くない、他方では、訓練機器の費用を増加させる。
【０００５】
上記のような問題点に基づいて、本願では、飛行管理システムFMSのシミュレーション装置を提供する。前記装置には、ナビゲートデータベース及び性能データベースと、表示部分と、水平断面部分及び垂直断面部分と、を含み、前記水平断面部分及び垂直断面部分は、ナビゲートデータベース及び性能データベースを用いて、ユーザの指定した航路の水平航路情報及び垂直航路情報を提供し、前記表示部分は、水平断面部分及び垂直断面部分と整合される。
【０００６】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記表示部分には、制御表示ユニットCDU画面を含む。
【０００７】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記表示部分には、一つ又は複数の表示頁と、一つ又は複数のデータ項を含み、表示頁番号毎に対応されるデータ項を有する頁データベースと、及び前記頁データベースの中の前記一つ又は複数のデータ項を呼び出して、対応される一つ又は複数の表示頁に提供する呼出ツールと、を含む。
【０００８】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、各頁には内容を表示するための複数の可変区域を含み、前記頁データベースの対応するデータ項には複数の内容を含み、少なくとも一つの前記可変区域は、前記頁データベースの中での対応されるデータ項の内容によって更新されることができる。
【０００９】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記呼出ツールには少なくとも一つの呼出サブツールを含み、前記呼出サブツールは少なくとも一つの前記可変区域を実時間で計算及び更新する。
【００１０】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記水平断面部分には垂直断面を計算するための垂直断面航路（leglistVertical）を含み、ここで、航路毎に一つ又は複数のウェイポイントの水平ウェイポイント情報を含まれる。
【００１１】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記水平断面部分には、修正中の一時航路（leglistTemp）を記憶するためのものと、実行後の有効航路（leglistFinal）を記憶するためのものと、及び全体飛行段階の飛行ウェイポイントの全体的航路（leglistFull）を記憶するためのものと、を更に含む。
【００１２】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記垂直断面部分は、離陸サブ部分、上昇サブ部分、巡航サブ部分、下降サブ部分、着陸サブ部分、及び復行サブ部分を含み、ここで、各サブ部分には一つ又は複数の予定点を含み、前記垂直断面部分は各前記予定点の垂直断面情報を計算する。
【００１３】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記離陸及び進入サブ部分に対して、1秒毎に一つの予定点を設定する。
【００１４】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記垂直断面部分では、反復計算方式を通じて離陸サブ部分、上昇サブ部分、巡航サブ部分、下降サブ部分、着陸サブ部分、及び復行サブ部分の予定点の垂直断面情報を計算する。
【００１５】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記垂直断面部分では、ルックアップテーブル方式を通じて、上昇サブ部分、巡航サブ部分、及び下降サブ部分の予定点の反復計算を簡素化する。
【００１６】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記垂直断面部分では、補間法を通じて離陸サブ部分と進入サブ部分の予定点の垂直断面情報を計算する。
【００１７】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記垂直断面部分には、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースを含む。
【００１８】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースには、標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件によって分類された複数のデータテーブルを含む。
【００１９】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースには、ある飛行機の初期性能パラメータによって分類された複数のデータサブテーブルを含む。
【００２０】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記データサブテーブルには複数の垂直断面データを含み、各垂直断面データは、一つ又は複数の飛行機初期性能パラメータの特定値と対応される。
【００２１】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記一つ又は複数の飛行機初期性能パラメータの特定値は最大値と最小値を含む。
【００２２】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、前記垂直断面部分では、垂直航路情報によって前記水平断面部分の水平航路情報を更新する。
【００２３】
上記のようなFMSのシミュレーション装置において、ウェイポイントが変化する際に、前記垂直断面部分は、少なくとも一部が既に計算完了した垂直断面を用いる。
【００２４】
本発明のもう一つの様態によると、上記のようなFMSシミュレーション装置を含む訓練機器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
以下、図面に基づいて、本発明の好ましい実施形態を更に詳しく説明する。
【図１】飛行機が一回の飛行を実行する全過程を示す模式図である。
【図２】本発明の一つの実施例による飛行管理システムのシミュレーション装置を示す模式図である。
【図３】CDU画面を示す模式図である。
【図４】本発明の一つの実施例によるFMSシミュレーション装置の表示部分を示す模式図である。
【図５】本発明の一つの実施例による水平断面部分を示す模式図である。
【図６】本発明の一つの実施例による垂直断面部分を示す模式図である。
【図７】本発明の一つの実施例による垂直断面を計算する方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一つの実施例による垂直断面を計算する最適化方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一つの実施例による標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースの構造を示す模式図である。
【図１０】本発明のもう一つの実施例による垂直断面を計算する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の目的、技術案及び利点が明らかになるように、本発明の実施例の図面を参照して、本発明の実施例の技術案について、明らかで具体的に説明する。説明される実施例は、本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではないことは言うまでもない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造性の労働なしに獲得したその他のすべての実施例は本発明の範囲に属すべきである。
【００２７】
本発明では、飛行管理システムのシミュレータを提供して、構造及び機能面で飛行管理機器に対するシミュレーションを実現する。本発明のFMSシミュレータは、大部分のナビゲーション計算と性能計算機能とを保留し、制御表示装置CDU（Control Display Unit）と関連する入力と出力機能を保留し、飛行機操縦士の地面（on-ground）訓練と関係が無い又は関係があまり密接ではないその他の機能を除去する。本発明のFMSシミュレータは、ハードウェア装置でもよいし、ソフトウェアとして個人パソコンPC、ノートパソコン、タブレットPC（例えば、ipadなど）、携帯電話、又は他の運算装置で実行してもいい。
【００２８】
更なる一つの様態によると、本発明では、FMSとCDUの訓練機器を提供する。飛行機操縦士は、本発明の訓練機器に対する操作を通じて、地面又は任意場所でFMSとCDUに対する練習を行え、飛行機操縦士の訓練費用を大きく節減する。
【００２９】
図１は飛行機が一回の飛行を実行する全過程を示す模式図である。図１に示されるように、飛行機の一回の飛行は、離陸、上昇、巡航、下降、進入、及び着陸の過程を経過する。この期間内に、飛行機は、上昇過程の中に、高度限定又は速度限定によって、複数の上昇過程を含み、最適な速度と最適な高度で巡航する際にも、複数のウェイポイントを経過する可能性がある。下降点以後に、飛行機は、下降、進入、及び着陸を順次に完成する。従って、一回の飛行過程において、飛行機は二つの断面を形成する。一つは垂直断面で、もう一つは水平断面である。しかし、FMSが提供できる飛行時間、距離、速度、経済的断面、高度に対する予測は、効率を向上し、従来には操縦士により行われる大量の日常的操作を省略することで、飛行機を安全で経済的に飛行させる。本発明の一つの実施例のシミュレータも上記した予測機能を実現できる。
【００３０】
リアルFMSとCDU、従来の訓練装置に関わらず、FMSとCDUとの間に使用されるのは何れもサーバ−クライアント式である。つまり、CDUは、一つの独立的な表示装置又は画面として、データリンクを通じてFMSと接続される。しかし、これはシステムの複雑性を増加する上に、伝送障害によりシステムが運転できないような場合が多い。簡素化目的を実現するために、本発明の一部の実施例によるFMSシミュレータ（シミュレーション装置とシミュレーション方法を含む）では、整合方式を使用して、FMSとCDUの機能を一つの機能エンティティ又は応用プログラムに統一する。これは、データ交換を便利にするだけではなく、シミュレータ性能の向上にもいい。
【００３１】
図２は本発明の一つの実施例による飛行管理システムのシミュレーション装置を示す模式図である。図２に示されるように、FMSシミュレーション装置200には、表示部分201、水平断面部分202、及び垂直断面部分203を含む。表示部分201には、図３に示されたようなCDU画面300を含む。このCDU画面300の表示スクリーンとボタン部分はリアルCDUと同じで、これにより真正なシミュレーション効果を達成する。具体的に、CDU画面300は、表示スクリーンとボタンを含むハードウェア装置でもよいし、表示部分と仮想ボタン部分を含むソフトウェア画面でもよい。本発明の一つの実施例によると、CDU画面300は、例えば、ipadのようなタブレットPCの表示画面でもよい。ユーザはタブレットPCパンネルの仮想ボタンの対応する位置をタッチすることで、このボタンに対応される内容を入力する機能を達成できる。CDU画面300は、ユーザと本発明のシミュレータとの間で交互的に作用するインターフェースである。例えば、CDU画面300には、表示領域、行選択キー、ファンクションキー、文字及び数字キー、発光警報器などを含む。
【００３２】
本発明の一例によると、FMSシミュレーション装置200には、ユーザのFMSシミュレータに対する設定を受信するためのボタン部分を更に含める。ボタン部分は、実際ボタンでもいいし、表示部分201上の仮想ボタンでもいい。
【００３３】
水平断面部分202は、水平航路情報を提供するためのものである。具体的に、水平断面部分202は、飛行過程で既に経過した又は経過予定があるウェイポイント情報及びこのウェイポイントに関する速度、高度、時間、飛行方向、及び距離などの情報を獲得、記憶、及び提供するためのものである。このようなウェイポイント情報によって、飛行機が飛行する水平断面を共通に定義する。
【００３４】
垂直断面部分203は、飛行過程の垂直断面情報を提供するためのものである。具体的に、飛行機の不同な飛行段階によって、飛行機の予定点での飛行状態情報を計算する。前記飛行状態情報には、予定速度、予定高度、予定時間、及び予定燃料残量を含むが、これらに限られるのではない。予定点の選定は、飛行機の飛行段階の不同さによって異なる。例えば、上昇段階において、1000フィート以下の距離毎に一つの予定点を設定する。巡航段階においては、5海里以下の距離毎に一つの予定点を設定する。本発明の一例によると、計算を簡素化するために、計算量が最も集中される離陸段階及び進入段階において、１秒毎に一つの予定点を設定する。このようにすると、計算量を大きく減少でき、運算負荷を低下させることができる。このような予定点の情報によって、飛行機が飛行する垂直断面を共通に定義する。
【００３５】
本発明の一つの実施例によると、FMSシミュレーション装置は、ナビゲートデータベース及び性能データベース204を含む。ナビゲートデータベースは、飛行機が離陸から着陸までの全過程で全て自動航行能力を有するために設計されたもので、全領域の航行情報を記憶する。前記航行情報は、飛行機飛行領域の空港、ウェイポイント、航行局の地理位置、周波数、及び航路構成構造などを含む。
【００３６】
具体的に、ナビゲートデータベースのデータは、二種類に分類されることができる。その一つは、各航空会社に全て適用される標準データで、前記データは、アメリカJeppeson航行図発行会社と契約を締結して、Jeppeson会社で定期的に提供するようにすることができる。もう一つは、航空会社の飛行路線の航路構造だけに関するデータである。この部分は、本発明のシミュレータを使用する航空会社で提供できる。具体的に、ナビゲートデータベースのデータは、航行設備情報（航行局の標識、位置、周波数、海抜高度などを含む）、空港情報（空港の位置、空港海抜高度、滑走路長さ、滑走路方位などを含む）、航路情報（航路類型、高度、飛行方向、運転区間距離とウェイポイント説明などを含む）、会社航路（例えば、航空会社で飛行する固定路線データ）及び端末領域プログラム（標準計器出発方式 SID(Standard Instrucment Departure)、標準計器到着方式 STAR(Standard Terminal Arrival Route)、飛行コース反転、待機、復行、進入プログラムなどを含む）を含むことができる。
【００３７】
性能データベースは、飛行機性能管理の基礎で、性能最適化計算を完成するためのものである。前記性能データベースは、飛行機垂直断面計算に必要な関連データを含む。性能データベースのデータは、二つの類型に分類されることができる。その一つは詳細な飛行機空気力学モデルで、もう一つは飛行機に搭載されたエンジンデータモデルである。例えば、飛行機空気力学モデルは、ウイング面積、飛行エンベロープ(flight envelope)、揚力特性曲線及び飛行機極座標曲線(polar curve)を含む。エンジンデータモデルは、燃料消費特性曲線、飛行の各段階の背分力(thrust force)データ及びエンジン騒音データを含む。
【００３８】
飛行機の飛行する水平及び垂直断面を得た後、水平断面部分202と垂直断面部分203は、水平及び垂直断面情報を表示部分201へ提供して、CDU画面300の対応される位置に表示されるようにする。
【００３９】
図４は本発明の一つの実施例によるFMSシミュレーション装置の表示部分を示す模式図である。図４に示されるように、表示部分400には、表示頁410、頁データベース420、及び呼出ツール430を含む。本発明の一つの実施例によると、表示頁410には、初期/基準インデックス頁、識別頁、位置初期頁、位置基準頁、位置移動頁、航路頁、標準計器出発方式/標準計器到着方式インデックス頁、標準計器出発方式頁、標準計器到着方式頁、性能初期頁、性能極限頁、N1極限頁（地面)、離陸基準頁（2頁)、上昇頁（ECON)、航路運転区間頁、N1極限頁（空中)、シングル上昇頁、巡航頁（ECON)、航路データ（RTE DATA)頁、プロセス頁（4頁）、待機頁、シングル巡航頁、下降頁（ECON)、進入基準頁、下降予報頁などの29個の表示頁（Page）を含む。これと対応し、頁データベース410には、各頁に対して一つの対応されるデータ行(data row)を含む。呼出ツール430は、頁データベース410の中のデータを呼出して、頁データベース410のあるデータ行の中のデータを対応される表示頁に正しく表示するためのものである。
【００４０】
本発明の一例によると、表示画面は38個の可変区域から構成される。具体的に、各表示画面には、タイトル欄、草稿欄及び6個の行を含み、その中で各行は、タイトルと本文の2個のサブ行から構成され、各サブ行は、左、中、右の3個の可変区域から構成され、全部で38個の可変区域から構成される。例えば、表示画面はテキスト形式で表示され、可変区域はテキストボックス（text box）形式で表示される。
【００４１】
上記した実施例において、本発明のFMSシミュレータの表示部分はデータベースを呼出すことによってCDU画面300での表示を実現する。このような表示方式のよく知られる利点は、表示待機内容を頁データベース420に予め記憶しておくことができるということである。特に計算が必要なその内容に対して、本発明のFMSシミュレータが、ユーザがこのような、計算が必要な内容を含む頁を表示しない場合に、このような内容の計算を予め完成した後頁データベース420へ記憶することができる。このようにすると、運算資源を大きく節約でき、表示速度を向上できる。
【００４２】
表示頁に対する更新も簡単に行える。例えば、あるテキストボックス（text box）のような可変区域の内容は、PAGEデータベースに対する修正を通じて変更されることができる。さらに特別に、現在表示頁のある可変区域に表示される内容が、その他パラメータの変化によって変化する際、呼出ツールには、一部可変区域の具体的なある可変区域に表示すべく内容についてのサブツールを含む。このサブツールは、この頁を呼出す際に、このテキストボックス（text box）に表示すべく内容を実時間に計算する。言い換えると、実時間に変化する可変区域に対して、呼出ツールには、この可変区域に対するサブツールを含む。例えば、このサブツールは、垂直断面に基づいてこの可変区域の表示内容を実時間に計算できる。
【００４３】
図５は本発明の一つの実施例による水平断面部分を示す模式図である。図５に示されるように、水平断面部分には四つの航路リスト(leglist)を含む。ウェイポイントリスト(leglist)は、アレイ、リンクリスト(Linked List)などのデータ構造で実現されてもいいし、記憶素子(memory cell)又はレジスタ(register)などの方式で実現されてもいい。四つのウェイポイントリスト(leglist)は、それぞれ、修正中の一時航路（leglistTemp）、実行後の有効航路（leglistFinal）、全体飛行段階の飛行ウェイポイントの全体的航路（leglistFull）、及び垂直断面を計算するための垂直断面航路（leglistVertical）を記憶するためのものである。各航路に記憶されたデータ要素、つまり水平ウェイポイント情報には、ウェイポイント名称、ウェイポイント経緯度、ウェイポイント高度及び速度限定、ウェイポイントに到着予定である速度高度と時間、ウェイポイントへ飛行する飛行方向、直前ウェイポイントと現在ウェイポイントとの間の距離、ウェイポイントの風データ、及びウェイポイントが属する航路（route）名称のような11個の情報を含む。
【００４４】
一時航路（leglistTemp）は、主に撤回機能を支持するためのものである。例えば、ユーザが新しいウェイポイント情報を入力して確認しない場合、新しいウェイポイント情報は、leglistTempに一時的に記憶される。本発明の一例によると、システムが十分な計算能力を有すると、ウェイポイントの増加又は削除後の水平断面と垂直断面情報を計算し始める。
【００４５】
有効航路（leglistFinal）は効力を発生した後のウェイポイント情報を記憶するためのものである。つまり、実行することを確認する航路情報のためのものである。本発明の一例によると、システムは有効航路の中の新しいウェイポイントの増加又は削除後の水平断面と垂直断面情報を直接計算する。空中段階の時に、飛行した点は表示された有効航路から自動的に削除される。
【００４６】
全体的航路（leglistFull）は、既にウェイポイントを飛行した航路と現在飛行待機航路の集合、つまり飛行機が飛行する全体的航路を記憶するためのものである。leglistFullには、飛行機が離陸から、上昇、巡航、下降、及び進入までの全体的航路情報を記憶するためのものであり、ユーザは各段階で自由に転換できる。
【００４７】
垂直断面航路（leglistVertical）は、垂直断面を計算するための航路を記憶するためのものである。例えば、待機点のような一部ウェイポイントは、垂直断面を計算する必要ではない。しかし、一部ウェイポイントは必ず垂直断面への計算に追加しなければならなく、例えば、空中段階時、既に飛行した点は表示される有効航路から自動的に削除されるが、このような点は、垂直断面に対する計算に対して非常に重要で、計算時に必ず追加しなければならない。垂直断面航路（leglistVertical）は全体的航路（leglistFull）と異なる。
【００４８】
上記した水平断面の構造を通じて、ユーザに便利性をもたらすと共に、データを頻繁に読み込む場合及び実時間計算に対する需要を減少して、本発明のシミュレータ運転効率と反応速度を向上させる。
【００４９】
本発明の一つの実施例によると、水平断面部分はleglistクラスから構築される。このクラスには、ウェイポイント名称、ウェイポイント経緯度、ウェイポイント高度及び速度限定、ウェイポイントに到着予定である速度高度と時間、ウェイポイントへ飛行する飛行方向、直前ウェイポイントと現在ウェイポイントとの間の距離、ウェイポイントの風データ、及びウェイポイントが属する航路（route）名称などの11個の情報を含む水平ウェイポイント情報を記憶する。このクラスは四つの実現方式、つまり四つのleglistアレイを有する。前記四つのleglistアレイは、一時航路（leglistTemp）、有効航路（leglistFinal）、全体的航路（leglistFull）、及び垂直断面航路（leglistVertical）を含む。
【００５０】
本発明の一例によると、水平断面部分202と表示部分201は、直接にデータ交換を行う。例えば、leglistFinal内のウェイポイントは、表示頁PAGEデータベースに記憶されてもいいし、呼出ツールを呼出してCDUのRTE LEG頁を表示することで、全ての有効なウェイポイントを調べてもいい。各ウェイポイントの11個の情報において、一部はナビゲートデータベースから検索でき（例えば、ウェイポイント名称と航路名称）、その他の水平断面情報は、計算を通じて獲得すべきである。
【００５１】
以下、離陸ウェイポイントを例として、ウェイポイントの計算例に対して具体的に説明する。計算過程を簡素化するために、空港をA、海抜を0メートル、滑走路をS、方向を正北方向0°、段階を標準計器出発方式段階、飛行機重さをM、重心位置をG、離陸フラップ(flap)をθ、風速を停止(static wind)、温度を標準温度ISA、及び飛行機コストインデックス(cost index)をCと設定する。第１のウェイポイントを離陸する標準計器出発方式高度は410フィートで、巡航高度を考慮しない。具体的計算過程は以下のようなステップを含む。
【００５２】
a.  410フィートでの経緯度を計算し、
b.  性能データベースの内容によって、離陸断面を計算し、
c.  速度、水平距離、燃料消費量、到着時間を計算し、
d.  距離を再び計算し、
e.  経緯度を再び計算し、
f.  二回反復計算した結果の間の誤差が所定の値より小さくなるまで段階b-eを繰り返し、及び
g.  標準計器出発方式高度410フィートでのウェイポイント情報を得た後に、次のウェイポイントの速度、水平距離、燃料消費量、到着時間を計算できる。
【００５３】
図６は本発明の一つの実施例による垂直断面部分を示す模式図である。図６に示されるように、垂直断面部分600には、離陸サブ部分601、上昇サブ部分602、巡航サブ部分603、下降サブ部分604、着陸サブ部分605、及び復行サブ部分606を含む。各サブ部分には一つ又は複数の予定点を含む。上記した説明のように、不同なサブ部分の予定点に対する選択方式は異なる。予定点には水平ウェイポイントを含む。
【００５４】
本発明の一つの実施例によると、垂直断面部分600は、各予定点での予定速度、高度、時間、及び燃料残量を計算し、且つ計算結果を、対応されるサブ部分に記憶することで、各サブ部分の垂直断面を得る。
【００５５】
図７は本発明の一つの実施例による垂直断面を計算する方法を示すフローチャートである。図７に示されるように、垂直断面を計算する方法700は以下のようなステップを含む。ステップ710において、飛行機の飛行段階を判断する。飛行段階は、離陸、上昇、巡航、下降、着陸、復行に分けられる。不同な段階では不同なアルゴリズムを有するため、ステップ720において、現在の飛行段階によって対応されるアルゴリズムを選択する。ステップ720は、以下のその他の段階以後、具体的な計算を実行する前に実施してもいい。
【００５６】
続いて、ステップ730において、飛行段階の全てのウェイポイントでの速度と高度限定を分析した後、この限定に基づいて、上記したウェイポイントを飛行する予定速度と高度を計算する。その後、ステップ740において、現在飛行段階の全てのウェイポイントを基づいて、この飛行段階での予定点の設定方式と選択したアルゴリズムによって、この飛行段階における飛行機が全ての予定点に到着する垂直断面情報を続いて計算する。前記情報は、予定速度、予定高度、予定到着時間、及び予定燃料残量を含むが、これに限られない。
【００５７】
本発明の一例によると、離陸段階において、地面から増速して、地面を離脱し、ランディングギアを収容し、フラップを収容するなどの過程は全てこの段階で完成される。飛行機の空力形状(aerodynamic configuration)は、離陸過程で複数回変化して、離陸断面の計算に影響をもたらすため、飛行機の空力特性を正しく反映するように、離陸段階では一般的に予定点を非常に密集に選択する。本発明の一例によると、10フィート以下の高度毎に予定点を設定する。本発明の更なる一例によると、計算量を減少するために、1秒毎に予定点を設定する。本発明の一例によると、進入段階では、離陸段階と同一な予定点設定方式を使用する。本発明の一例によると、離陸と進入段階での予定点の設定はナビゲートデータベースの中の内容を参照できる。上記した実施例では、410フィートでの例を列挙したが、この方法は、離陸段階でのその他の予定点に対する計算にも用いられる。進入過程において、着陸点から、予定点の垂直断面情報を逆に計算し、その方法は離陸過程と類似である。
【００５８】
上昇段階は、下降段階と類似であり、予定点の設定においては、高度歩幅を使用する。本発明の一例によると、上昇段階は、1500フィートから限定高度又は巡航高度までを示し、下降段階は、巡航高度から進入高度（例えば外部標識限定高度）まで下降することを示す。上昇段階と下降段階において、1000フィート以下の距離毎に予定点を設定する。
【００５９】
巡航段階では、飛行機の飛行状態が比較的に穏やかである。本発明の一例によると、5海里以下の距離の歩幅(step length)毎に予定点を設置する。一回の飛行過程において、飛行機は何回かの上昇と水平飛行又は巡航過程を経過する可能がある。各過程では、各自のアルゴリズムを使用して、予定点の垂直断面情報を計算することで、全体航路の垂直断面を得る。
【００６０】
以下、上昇段階を例として、本発明の一つの実施例によって予定点の垂直断面情報をどのように計算するかについて、具体的に説明する。
【００６１】
開始上昇点が1500フィートであるとすると、目標高度は巡航高度又は次の高度限定点である。積分方式を使用して上昇から目標高度までの速度、燃料消費量、揚力、抵抗力など関連パラメータを計算する。
【００６２】
上昇段階であるため、積分歩幅は1000フィートである。まず中間高度2000フィート（1500+1000/2）での関連パラメータ、中間高度、つまり1500フィートから2500フィートまでの平均値を計算して、そして、平均値によって2500フィートでのデータを推算する。具体的なアルゴリズムは以下のようなステップを含む。
【００６３】
a.  2000フィートでの重力Wが揚力Lと等しいであるとすると、これにより揚力係数CLを計算できる。
b.  CLによって、修正後の抵抗力係数を計算して、そして、この高度での背分力と加速因子を計算できる。
c.  この高度での背分力と加速因子によって、上昇飛行経路角(flight path angle、γ)を計算できる。
d.  γによって、上昇率R/Cを計算でき、再び、R/Cによって1000フィートを上昇するのに所要する時間step timeを計算できる。
e.  step timeによって、距離と燃料消費量を計算でき、これにより、2000フィート高度でのWを修正でき、再びγによってLを修正できる。
f.  修正後のW及びLを求めると、CLを再び計算できる。
g.  二回反復計算したWの差が所定の閾値より小さくなるまでに、段階b-fを繰り返す。
【００６４】
具体的に、循環毎に一つのWを獲得でき、且つ、毎回求めたWは、その前のWにだんだん接近する。その差が許容誤差（つまり、所定の閾値）より小さい場合、このWを、認定できる最終のWとする。このように、2000フィートでの垂直断面情報の関連データを計算し、その後、このような方式で、2500フィートでのデータを推算し、目標高度まで、再びこのような方式でその他の高度でのデータを計算する。
【００６５】
もし、上昇段階で高度限定があるとすると、この高度に到着する時、飛行機は、飛行方向を水平飛行に変換すべきであり、水平飛行で、この高度限定を有するウェイポイントを通過しなければならない。その後、再び上昇を継続する。速度限定に対する対処方法はこれと類似である。
【００６６】
上記したアルゴリズムは、反復計算と関連されるため、運算資源が不足な多くの設備にとって、反復計算は時間がかかるため、使用体験に良くない。運算資源に対する需要を減少するために、本発明の一例によると、上昇飛行経路角γによって分類された複数のデータテーブルを導入する。具体的に、上昇飛行経路角γの範囲は、20°から5°までで、0.1°の間隔毎に一つのデータテーブルを設定する。このデータテーブルには、この上昇飛行経路角での不同な重量、コストインデックス、温度に対応される飛行機の速度、高度、水平距離、及び時間が記憶される。一定の速度で上昇する飛行経路角γが、高度の上昇によって線形減少されると仮定すると、直接にテーブル検索方式を通じて、不同な高度での飛行機の速度、高度、水平距離、時間、及び燃料残量などの垂直断面データを獲得できる。これにより、反復計算により運算資源を占めることを避けることができる。
【００６７】
ステップ750において、垂直断面によって計算されたより正しい垂直断面情報、例えば速度、高度、時間、及び燃料残量によって、水平断面の中のウェイポイントの水平断面情報を更新し、その他のウェイポイントの水平断面情報を再び計算する。
【００６８】
全ての各飛行段階での垂直断面に対する計算を完成した後、全体飛行過程の完全な垂直断面を獲得できる。垂直断面と水平断面との和集合は距離で、距離があれば、距離によって、次のウェイポイントに到着する速度、高度などの情報を計算できる。本発明の一例によると、このウェイポイントに到着する速度と高度を獲得すれば、次のウェイポイントへ回転して飛行するのに必要な回転半径などのデータを計算でき、これにより、本ウェイポイントに到着する距離及び次のウェイポイントに到着する距離を修正できる。このようにして、水平断面を再び更新する。
【００６９】
本発明の一例によると、もし飛行過程でウェイポイントを更新したら、運算資源を節約するために、できるだけその前の計算結果を重複利用すべきである。
【００７０】
例えば、飛行機の離陸重量、コストインデックス、巡航高度、及びバックアップ燃料は変化しなく、ウェイポイントだけ変化すると仮定する。この場合に、先ず、変化がどの段階で起きたかを分析する。もし、巡航段階で変化が発生し、且つ全体運航距離(総航程)に変化がないなら、上昇、下降、及び巡航段階の変化前のウェイポイントの垂直断面には変化しないため、直接に呼出すことができる。その後、再度、変化した後のウェイポイントの垂直断面データを計算すればいい。もし、下降段階で変化が発生したら、上昇段階での垂直断面は変化が発生しないため、直接に呼出すことができ、下降と巡航段階での垂直断面を再び計算しなければならない。もし、上昇段階で変化が発生し、且つ速度、高度限定が、変化が発生する前のウェイポイントに影響を及ぼさないなら、上昇段階の変化前の航路の垂直断面には変化が発生しないため、直接に呼出すことができ、変化後の運転区間と巡航、下降段階の垂直断面を再び計算しなければならない。このようにして、できるだけ既に記憶されたデータを呼出すことを通じて、全体航路の垂直断面を再び計算するのをできるだけ避けることができ、全体計算時間を減少する。
【００７１】
本発明の一例によると、航路部分の最適化も初期パラメータ、つまり、離陸重量、コストインデックス、巡航高度、バックアップ燃料、ウェイポイント、高度及び速度限定、全体運航距離に基づいて行える。例えば、現在航路において新たに計算した垂直断面を航路データベースに記憶して、その後の垂直断面に対する計算を簡単化させる。
【００７２】
図８は本発明の一つの実施例による垂直断面を計算する最適化方法を示すフローチャートである。この方法は、標準計器到着方式と標準計器出発方式プログラムに関するものである。つまり、飛行機の離陸段階及び進入段階に関するものである。これは、垂直断面の中で計算量が最も大きい部分である。もし、この部分に対する計算を最適化できれば、運算資源不足の問題をかなり解決できる。
【００７３】
図８に示されるように、最適化方法800には以下のようなステップを含む。ステップ810において、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースを構築する。標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースは、標準計器出発方式及び標準計器到着方式と初期性能データを提供した場合に計算する垂直断面データを記憶するためのものである。このようにすると、もし、ユーザが次に同じな標準計器出発方式及び標準計器到着方式と初期データを入力すると、データベースに記憶された垂直断面データを直接に呼出すことができて、大量の計算量を省略する。
【００７４】
このような方法が直面した一つの課題は、飛行機の初期性能データはその量が膨大で、標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件も数万個もあることである。もし、標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件と飛行機の初期データを組み合わせると、数十万以上に達することもある。従って、このような組み合わせの全部の垂直断面データを全てデータベースに記憶することはできない。そうすると、記憶スペースを過度に浪費するだけではなく、データベースの構築と更新の両方とも一層多くの問題が発生する。
【００７５】
図９は本発明の一つの実施例による標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースの構造の模式図である。図９に示されるように、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベース900には、標準計器出発方式データベースと標準計器到着方式データベースを含む。標準計器出発方式データベースを例として、各空港又は各空港の各滑走路毎に一つの独立的なデータテーブルを構築する。例えば、図９には、北京首都空港、上海虹橋空港、上海浦東空港と杭州蕭山空港など四つのデータテーブルが示されている。当業者は、データテーブルはこれより多くてもいいし、且つその他形式で表示されてもいいことを理解すべきである。
【００７６】
より詳しくは、各空港のデータテーブルは、飛行機離陸フラップの差異によって、更に、複数のサブテーブルに分けられる。例えば、図９に示されたのは、北京首都空港のデータテーブルには、フラップが1、5、10、及び15、この四つのサブテーブルを含む。当業者は、データテーブルはこれより多くてもいいし、又は、その他形式で表示されてもいいことを理解すべきである。
【００７７】
より詳しくは、各データサブテーブルには、飛行機の四つの初期性能パラメータと対応される垂直断面データを記憶する。本発明の一例によると、もし、四つのパラメータの選択可能な範囲がそれぞれ、A（0、1）、B（0、1）、C（0、1）、D（0、1）であれば、データサブテーブルには、16個のセットのデータと対応される垂直断面データを記憶する。この16個のセットのデータに必要なフォーマットは、1110、1111、1101、1011、1001、1000、1010、1100、0110、0111、0101、0011、0001、0000、0010、0100であるべきだ。例えば、1011は、Aが1、Bが0、CとDが1の場合の飛行垂直断面データを示し、0101は、Aが0、Bが1、Cが0、Dが1の場合の飛行垂直断面データを示す。
【００７８】
本発明の一例によると、初期性能データには四つのパラメータ、つまり、飛行機の離陸重量、重心、巡航高度、及びコストインデックスを含む。何れか一つの初期性能パラメータを変更すれば、最終垂直断面データが変化する。
【００７９】
計算量を減少して重複計算を避けるために、本発明の一例によると、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースに記憶された飛行機初期性能パラメータと対応される垂直断面データによって、補間アルゴリズムを用いて、飛行機が現在標準計器出発方式及び標準計器到着方式における垂直断面を、補間処理を通じて直接に獲得する。標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースの中の飛行機初期性能パラメータは四つの変数を有するため、予め記憶した16個のセットの初期データを基に、この標準計器出発方式及び標準計器到着方式の何れかの初期条件における垂直断面データを、補間処理を通じて得られる。
【００８０】
本発明の一つの実施例によると、線形補間法を通じて垂直断面データを計算する。更に、本発明の更なる一つの実施例によると、離陸重量と重心に対しては、split曲線補間法又はその他の曲線補間法で計算し、巡航高度、及びコストインデックスに対しては依然に線形補間法を使用する。
【００８１】
本発明の一つの実施例によると、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースのデータサブテーブルに、値の範囲以外のその他の飛行機初期性能パラメータと対応される垂直断面データも記憶する。補間処理計算を行う際に、距離が最も近いデータポイントを用いて補間処理を行ってもいいし、複数のデータポイントを用いて補間処理を行ってもいい。例えば、複数のポイントの線形又は曲線補間処理を行える。このようにすると、データサブテーブルに記憶された垂直断面データは多くすれば多いほど、補間法計算による結果もより正しくなる。
【００８２】
最適化方法800において、ステップ820において、ユーザが入力した標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件と飛行機初期性能データを受信する。具体的に、ユーザは、CDU画面で、離陸空港と滑走路、目的地空港と滑走路、及び飛行機初期性能データを直接に入力できる。前記飛行機初期性能データは、無燃料重量(zero fuel weight)、バックアップ燃料、コストインデックス、巡航高度、離陸フラップ、及び重心を含む。
【００８３】
進入プログラムの一部の初期条件、例えば、進入時の重量は直接に入力できない。それは、この重量が、巡航高度、コストインデックスなどのデータの影響をうけるからである。しかし、このような影響要素を全て初期パラメータに追加することはできない。そうすると、初期パラメータが五つ以上になるからである。このようにすると、初期記憶するデータ量を増加し、データベースの規模と構築難易度を増加して、ユーザ体験に良くない。本発明の一例によると、巡航高度、コストインデックスなどのデータを用いて進入時の重量の影響に対して分析し、そして、この重量に対して、ファジィ処理を行って、例えば、重量数値に対して、「四捨五入」と類似な方式で処理し、且つ一の位の数を偶数に接近させて、補間法計算の入力フォーマットに符合させる。
【００８４】
標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件は万以上にもなることがあるため、もし、上記した航路での各航路に対して初期データを生成して、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースに記憶することも最適な方案ではない。本発明の一つの実施例によると、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースには、最も良く用いられる標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件における垂直断面データを含む。
【００８５】
更に、本発明のFMSシミュレータは通信モジュールを有し、有線又は無線方式を通じて、別のサーバ、コンピュータ又はインターネットと通信できる。ユーザが入力した標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件が、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースに含まれない場合、FMSシミュレータは、この標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件における飛行機初期性能パラメータと対応される垂直断面データを含む別のサーバ、コンピュータ又はインターネットに接続されて、この部分の垂直断面データをダウンロードできる。本発明の更なる一つの実施例によると、ユーザは、自己で標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースの中の内容を構築し、垂直断面データを標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースにアップロードできる。
【００８６】
本発明の一例によると、全ての垂直断面を記憶するための専用サーバを提供する。ユーザがインターネットに接続する時、サーバは、FMSシミュレータにおける標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースと同期化できる。ユーザは、サーバ端から必要な標準計器出発方式及び標準計器到着方式の垂直断面データをダウンロードするだけでなく、このユーザ特有の標準計器出発方式及び標準計器到着方式の垂直断面を収集できる。このようにすると、全てのユーザが共通で標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースを構築及びメンテナンスすることに相当し、ユーザの体験を大幅に向上させる。
【００８７】
上記した標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースの拡大方式及び標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースにヒストリ垂直断面データを記憶させることができる機能を考えると、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースは、ユーザが使用するに従ってだんだん拡大され、ユーザは、本発明のFMSシミュレータが使用すればするほど速度が速くなり、正確度が向上されると感じる。つまり、本発明のFMSシミュレータは自己学習機能を有する。
【００８８】
ステップ830において、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースに記憶された飛行機初期性能データと対応される垂直断面データによって、直接に補間法を通じて対応される垂直断面データを計算する。ステップ840において、計算を通じて得られた垂直断面データを、FMSシミュレータの垂直断面部分の離陸又は進入サブ部分に記憶する。
【００８９】
図１０は本発明の更なる一つの実施例による垂直断面を計算する方法を示すフローチャートである。図１０に示されるように、垂直断面を計算する方法100には以下のようなステップを含む。ステップ1010において、ユーザが入力した運転区間情報を受信する。もし、ユーザが離陸空港と目的地空港を入力すると、離陸する一つ目運転区間から垂直断面を計算し始める。その後、その他運転区間の垂直断面に対する計算を完成する。
【００９０】
ステップ1020において、飛行機の飛行段階を判断する。つまり、飛行機が離陸、上昇、巡航、下降又は進入段階にあるかを判断する。もし、飛行機が離陸又は進入段階にあると、ステップ1030において、飛行機の標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件が、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースに含まれているかを判断する。もし、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースの中にこの標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件における垂直断面データがあれば、ステップ1040において、補間法計算を通じて、飛行機が離陸又は進入する際の標準計器出発方式及び標準計器到着方式垂直断面データを直接に得る。もし、標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースの中にこの標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件における垂直断面データがなければ、ステップ1050において、この標準計器出発方式及び標準計器到着方式の条件における飛行機初期性能データと対応される垂直断面データを得る。上記した説明によると、得られたデータには、飛行機の四つの飛行機初期性能データの値の範囲に対応される16個の組み合わせの場合の垂直断面データを含む。その後、ステップ1040において、補間法計算を通じて、飛行機が離陸又は進入する際の垂直断面データを得る。補間法計算方式を用いると、頻繁な反復計算を避けて、計算能力に対する要求を大幅に減少できて、計算速度を向上し、ユーザの体験を向上する。且つ、補間法計算による結果と反復計算による結果を比較すると、両方の差があまり大きくないことを見られる。従って、補間法計算による結果は訓練要求を十分に満たせる。
【００９１】
もし、飛行機が上昇、巡航又は下降段階にあると、積分循環方式を通じて、全体運転区間での垂直断面データを得る。ステップ1060において、循環終了条件を設定する。終了条件は、（1）高度限定、つまり、予定した限定高度に達する条件と、（2）巡航高度、つまり、指定された巡航高度に達する条件と、（3）速度限定、つまり、予定した速度に達する条件と、（4）距離限定、つまり、飛行機が既に予定した距離を飛行した条件、例えば予定したウェイポイントに達する条件と、を含む。本発明の例によると、その他の循環終了条件も設定でき、これにより、垂直断面を更に弾力的に計算できる。
【００９２】
ステップ1070において、飛行機の飛行段階及び/又は垂直断面を計算する具体的要求によって、積分歩幅を選択する。上記した通り、上昇又は下降段階では、500フィート又は1000フィートを積分歩幅として選択でき、巡航段階では5海里又は10海里を積分歩幅として選択できる。
【００９３】
ステップ1080において、飛行機の飛行段階によって、対応される積分アルゴリズムを使用し、積分歩幅により確定された予定点によって、終了条件になるまでに、飛行機の垂直断面を循環計算する。
【００９４】
続いて、ステップ1090において、現在の運転区間の垂直断面に対する計算が完成したか否かを判断する。完成しなければ、戻って、再び計算する。完成したら、ステップ1100において、垂直断面に対する計算結果をデータベースに記憶したか否かを判断する。記憶する必要があると、ステップ1120において、垂直断面に対する計算結果をデータベースに記憶する。例えば、離陸と進入の垂直断面は標準計器出発方式及び標準計器到着方式データベースに記憶できる。その他の飛行段階の垂直断面に対しては、ユーザの要求又は運転区間で飛行する頻度に応じて、垂直断面を記憶するかを選択して、以後の計算を簡素化させることができる。
【００９５】
ステップ1130において、現在の飛行段階を既に完成したか否かを判断する。完成したら、ステップ1010に戻って、次の運転区間を計算する。そうではない場合に、戻って、垂直断面に対する計算が完成しない部分に対して再び計算する。
【００９６】
以下、一つの具体的な例を通じて、本発明の最適化アルゴリズムの技術効果を説明する。iPadをテストツールとして、本発明のFMSシミュレータを運転する。テスト内容は、上海（ZSSS）から杭州（ZSHC）まで飛行し、使用する滑走路は36R、標準計器出発方式はNXD2D、筧橋（JIANQIAO）（CJ）へ飛行した後、党山（DANGSHAN）（DSH）へ飛行、ILS15を使用して進入、DSHに過度する。性能データは、無燃料重量550000KG、バックアップ燃料2000KG、コストインデックス35、巡航高度13800フィート、離陸フラップ5、重心20%である。
【００９７】
この航路は空中航路区間が非常に短く、主に標準計器出発方式及び標準計器到着方式から構成されて、この最適化技術方案の性能をテストするのに特に適切である。最適化技術方案を使用しないで各ウェイポイントの速度と高度を計算するのに所要される時間は3分30秒であるが、最適化技術方案を使用して各ウェイポイントの速度と高度を計算するのに所要される時間は35秒である。
【００９８】
図２乃至図６を参照すると、本発明の一つの実施例によると、FMSとCDU訓練機器を提供する。この訓練機器には、ケーシング、回路部分、及びCDU画面を含む。ここで、回路部分は前記ケーシング内に位置され、CDU画面は回路部分に接続される。ここで、回路部分には、計算素子と記憶素子を含む。
【００９９】
本発明の一つの実施例によると、FMSとCDU訓練機器には、ハードウェアのCDU画面と、専用的に水平断面と垂直断面を計算するための計算素子と、及び、ナビゲートデータベースと性能データベース及び水平断面と垂直断面を記憶するための記憶素子と、を含む。本発明の更なる一つの実施例によると、FMSとCDU訓練機器は、iPadと類似なパンネルPC又はその他の移動式装置として、ここで、CDU画面はパンネルPCのタッチスクリーンである。
【０１００】
上記の実施例はただ本発明を説明するためのものであり、本発明はこれに限定されない。当業者は、本発明の範囲を脱出しない範囲で、いろいろな変更と変形を行うことができる。従って、全ての均等的な技術案も本発明の開示された範囲に属するべきである。
【図１】
2016081063.tif 000003
【図２】
2016081063.tif 000004
【図３】
2016081063.tif 000005
【図４】
2016081063.tif 000006
【図５】
2016081063.tif 000007
【図６】
2016081063.tif 000008
【図７】
2016081063.tif 000009
【図８】
2016081063.tif 000010
【図９】
2016081063.tif 000011
【図１０】
2016081063.tif 000012