Sistema y procedimiento de determinación de los parámetros operacionales de una aeronave y mejora de la operación de la aeronave.

Sistema y procedimiento de determinación de los parámetros operacionales de una aeronave y mejora de la operación de la aeronave.

Un procedimiento de identificación de variaciones en parámetros operacionales de una aeronave incluye procesar una trayectoria de la aeronave en cuatro dimensiones

(4D) para un vuelo a lo largo de una ruta definida. El procedimiento también incluye determinar una intención de la aeronave correspondiente al vuelo a lo largo de la ruta definida, en base, al menos parcialmente, a un modelo de rendimiento de la aeronave generado por un predictor de trayectoria. Adicionalmente, el procedimiento incluye ajustar los parámetros de intención de tal modo que una trayectoria 4D calculada corresponda sustancialmente con la trayectoria de la aeronave 4D. El procedimiento incluye adicionalmente determinar un parámetro operacional calculado, en base, al menos parcialmente, a la trayectoria 4D calculada y al modelo de rendimiento de la aeronave generado por el predictor de trayectoria. Adicionalmente, el procedimiento incluye identificar variaciones entre el parámetro operacional calculado y un correspondiente parámetro operacional medido.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201430284.

Solicitante: GENERAL ELECTRIC COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1 River Road 000 12345 - Schenectady ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: CASTILLO-EFFEN,Mauricio, TOMLINSON,Harold Woodruff, REN,Liling, SHANKS,Benjamin Eric.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION DE VARIABLES... > G05D1/00 (Control de la posición, del rumbo, de la altitud o de la actitud de vehículos terrestres, acuáticos, aéreos o espaciales, p. ej. piloto automático (sistemas de radionavegación o sistemas análogos que utilizan otras ondas G01S))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > INSTALACIONES EN TIERRA O INSTALACIONES EN CUBIERTA... > B64F5/00 (Diseño, fabricación, ensamblado, limpieza, mantenimiento o reparación de aeronaves, no previstos en otro lugar)
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Sistema y procedimiento de determinación de los parámetros operacionales de una aeronave y mejora de la operación de la aeronave.

Fragmento de la descripción:

Sistema y procedimiento de determinación de los parámetros operacionales de una aeronave y mejora de la operación de la aeronave.

Antecedentes

El objeto dado a conocer en el presente documento se refiere a un sistema y a un procedimiento de determinación de los parámetros operacionales de una aeronave y mejora de la operación de la aeronave.

Una aeronave puede volar con diversas trayectorias a lo largo de una o más rutas. Sin embargo, las ineficiencias asociadas con la operación de la aeronave, tales como una compensación inapropiada, una degradación en el rendimiento del motor, y una resistencia al avance excesiva debida a un desgaste de la superficie externa, pueden reducir el rendimiento de la aeronave. Por consiguiente, pueden resentirse parámetros operacionales tales como consumo de combustible, tiempo de vuelo, y coste de vuelo, entre otros. Por desgracia, debido a que los parámetros operacionales pueden estar influenciados por factores externos, tales como variaciones en las trayectorias, condiciones meteorológicas, peso de la aeronave y/u otros factores, normalmente es difícil identificar las verdaderas ineficiencias en el rendimiento examinando las variaciones en los parámetros operacionales. Adicionalmente, los sistemas actuales carecen de técnicas para determinar los parámetros operacionales con la precisión suficiente para identificar dichas ineficiencias. Por ejemplo, si una aeronave consume más combustible de lo esperado, puede resultar difícil determinar si la causa del uso extra de combustible se debe a un factor externo incontrolable (p. ej., fuerte viento frontal) o a una ineficiencia en el rendimiento de la aeronave (p. ej., una compensación inapropiada). Como resultado, puede operarse una aeronave durante largos periodos de tiempo sin detectar ineficiencias, lo que aumenta los costes asociados con las operaciones de la aeronave.

Breve descripción

En una realización, un procedimiento para identificar variaciones en los parámetros operacionales de una aeronave incluye el procesamiento de una trayectoria de la aeronave en cuatro dimensiones (4D) para un vuelo a lo largo de una ruta definida. El procedimiento también incluye determinar la intención de la aeronave correspondiente al vuelo a lo largo de la ruta definida, en base, al menos parcialmente, a un modelo de rendimienhto aeronaútico generado por un predictor de trayectoria. La intención de la aeronave incluye múltiples segmentos y los correspondientes parámetros de intención. Adicionalmente, el procedimiento incluye ajustar los parámetros de intención de tal modo que una trayectoria 4D calculada corresponda sustancialmente con la trayectoria de la aeronave 4D. La trayectoria 4D calculada se determina en base, al menos parcialmente, a la intención de la aeronave, a los parámetros de intención ajustados, y al modelo de rendimienhto aeronaútico generado por el predictor de trayectoria. Adicionalmente, el procedimiento incluye identificar variaciones entre el parámetro operativo calculado y un correspondiente parámetro operativo medido.

En otra realización, un sistema para identificar variaciones en los parámetros operacionales de una aeronave incluye un dispositivo de almacenamiento, configurado para almacenar una trayectoria de la aeronave en cuatro dimensiones (4D) para un vuelo a lo largo de una ruta definida. La circuitería de control está configurada para determinar una intención de la aeronave, correspondiente al vuelo a lo largo de la ruta definida, en base, al menos parcialmente, a un modelo de rendimiento aeronaútico generado por un predictor de

trayectoria. La intención de la aeronave incluye múltiples segmentos y los correspondientes parámetros de intención. La circuitería de control también está configurada para ajustar los parámetros de intención de tal modo que una trayectoria 4D calculada corresponda sustancialmente con la trayectoria de la aeronave 4D. La trayectoria 4D calculada se determina en base, al menos parcialmente, a la intención de la aeronave, a los parámetros de intención ajustados, y al modelo de rendimienhto aeronaútico generado por el predictor de trayectoria. Adicionalmente, la circuitería de control también está configurada para determinar un parámetro operacional calculado en base, al menos parcialmente, a la trayectoria 4D calculada, y al modelo de rendimienhto aeronaútico generado por el predictor de trayectoria. Adicionalmente, la circuitería de control también está configurada para identificar variaciones entre el parámetro operativo calculado y un correspondiente parámetro operativo medido. El sistema también incluye una interfaz acoplada comunicativamente a la circuitería de control. La interfaz está configurada para presentar las variaciones a un operador.

En una realización adicional, un procedimiento para mejorar los parámetros operacionales de una aeronave incluye determinar una intención de la aeronave, correspondiente a un vuelo a lo largo de una ruta, definida en base, al menos parcialmente, a unas trayectorias de la aeronave en cuatro dimensiones (4D) de unos correspondientes vuelos anteriores a lo largo de la ruta definida, y de un modelo de rendimienhto aeronaútico generado por un predictor de trayectoria. La intención de la aeronave incluye múltiples segmentos y los correspondientes parámetros de intención. El procedimiento también incluye determinar una primera trayectoria 4D calculada, basada al menos parcialmente en la intención de la aeronave y el modelo de rendimienhto aeronaútico generado por el predictor de trayectoria. Adicionalmente, el procedimiento incluye determinar un primer parámetro operacional calculado, basado al menos parcialmente en la primera trayectoria 4D calculada y en el modelo de rendimienhto aeronaútico generado por el predictor de trayectoria. El procedimiento incluye adicionalmente ajustar de forma iterativa al menos un parámetro de intención, de tal modo que un segundo parámetro operacional calculado de una segunda trayectoria 4D calculada tenga un valor más deseable que el primer parámetro operacional calculado de la primera trayectoria 4D calculada. La segunda trayectoria 4D calculada se determina en base, al menos parcialmente, a la intención de la aeronave, al al menos un parámetro de intención, y al modelo de rendimienhto aeronaútico generado por el predictor de trayectoria, y el segundo parámetro operacional calculado se determina en base, al menos parcialmente, a la segunda trayectoria 4D calculada y al modelo de rendimienhto aeronaútico generado por el predictor de trayectoria.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características, aspectos, y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor al leer la siguiente descripción con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales los mismos caracteres representan partes iguales a través de los dibujos, en los cuales:

La FIG. 1 es un gráfico que muestra múltiples trayectorias de la aeronave ejemplares, a lo largo de una ruta común;

La FIG. 2 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema para determinar la intención de una aeronave en base a múltiples trayectorias de la aeronave;

La FIG. 3 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema para determinar un parámetro operacional calculado en base a una trayectoria de la aeronave;

La FIG. 4 es un diagrama de flujo de una realización de un procedimiento para identificar variaciones en un parámetro aeronáutico operacional;

La FIG. 5 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema para identificar variaciones en un parámetro aeronáutico operacional;

La FIG. 6 es un diagrama de flujo de una realización de un procedimiento para mejorar un parámetro aeronáutico operacional; y

La FIG. 7 es una gráfica de...

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de identificación de variaciones en parámetros operacionales de una aeronave, que comprende:

procesar una trayectoria de la aeronave en cuatro dimensiones (4D) para un vuelo a lo largo 5 de una ruta definida;

determinar una intención de la aeronave correspondiente al vuelo a lo largo de la ruta definida, en base al menos parcialmente a un modelo de rendimiento de la aeronave generado por un predictor de trayectoria, en el cual la intención de la aeronave comprende 10 una pluralidad de segmentos y una correspondiente pluralidad de parámetros de intención;

ajustar la pluralidad de parámetros de intención de tal modo que una trayectoria 4D calculada corresponda sustancialmente con la trayectoria de la aeronave 4D, en el cual la trayectoria 4D calculada se determina en base al menos parcialmente a la intención de la 15 aeronave, a la pluralidad de parámetros de intención ajustados, y al modelo de rendimiento de la aeronave generado por el predictor de trayectoria;

determinar un parámetro operacional calculado en base al menos parcialmente a la trayectoria 4D calculada y al modelo de rendimiento de la aeronave generado por el 20 predictor de trayectoria; y

identificar variaciones entre el parámetro operacional calculado y un correspondiente parámetro operacional medido.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el predictor de trayectoria corresponde sustancialmente con un sistema de gestión de vuelo a bordo de una aeronave asociada con el vuelo a lo largo de la ruta definida.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el parámetro operacional calculado 30 comprende un consumo de combustible calculado, y el parámetro operacional medido comprende un consumo de combustible medido.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el parámetro operacional calculado comprende un coste de vuelo calculado, y el parámetro operacional medido comprende un 35 coste de vuelo medido.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el parámetro operacional calculado comprende un tiempo de vuelo calculado, y el parámetro operacional medido comprende un tiempo de vuelo medido. 40

6. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende comparar las variaciones con unos correspondientes valores de umbral para identificar ineficiencias de la aeronave.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la intención de la aeronave se 45 determina mediante parametrización de la trayectoria utilizando una técnica de alisado dual óptimo.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el cual la técnica de alisado dual óptimo comprende alisado por modelo interactivo múltiple. 50

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la trayectoria de la aeronave 4D se origina desde un registrador de datos a bordo.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la trayectoria 4D calculada, el parámetro operacional calculado, la intención de la aeronave, o una combinación de los mismos, se determina en base, al menos parcialmente, a los datos atmosféricos asociados 5 con el vuelo a lo largo de la ruta definida.

11. Un sistema de identificación de variaciones en los parámetros operacionales de la aeronave, que comprende:

un dispositivo de almacenamiento configurado para almacenar una trayectoria de la aeronave en cuatro dimensiones (4D) para un vuelo a lo largo de una ruta definida;

una circuitería de control, acoplada en comunicación con el dispositivo de almacenamiento, en el cual la circuitería de control está configurada para determinar una intención de la 15 aeronave correspondiente al vuelo a lo largo de la ruta definida en base al menos parcialmente a un modelo de rendimiento para aeronave generado por un predictor de trayectoria, comprendiendo la intención de la aeronave una pluralidad de segmentos y una correspondiente pluralidad de parámetros de intención, estando configurada la circuitería de control para ajustar la pluralidad de parámetros de intención de tal modo que una trayectoria 20 4D calculada corresponda sustancialmente con la trayectoria de la aeronave 4D, determinándose la trayectoria 4D calculada en base al menos parcialmente a la intención de la aeronave, a la pluralidad de parámetros de intención ajustados, y al modelo de rendimiento de la aeronave generado por el predictor de trayectoria, estando configurada la circuitería de control para determinar un parámetro operacional calculado en base al menos 25 parcialmente a la trayectoria 4D calculada y al modelo de rendimiento para aeronave generado por el predictor de trayectoria, y estando configurada la circuitería de control para identificar variaciones entre el parámetro operativo calculado y un correspondiente parámetro operativo medido; y 30

una interfaz acoplada en comunicación con la circuitería de control, en el cual la interfaz está configurada para presentar las variaciones a un operador.

12. El sistema de la reivindicación 11, en el cual el parámetro operacional calculado comprende un consumo de combustible calculado, y el parámetro operacional medido 35 comprende un consumo de combustible medido.

13. El sistema de la reivindicación 11, en el cual el predictor de trayectoria corresponde sustancialmente con un sistema de gestión de vuelo a bordo de una aeronave asociado con el vuelo a lo largo de la ruta definida. 40

14. El sistema de la reivindicación 11, en el cual la intención de la aeronave se determina mediante parametrización de la trayectoria utilizando una técnica de alisado dual óptimo.

15. El sistema de la reivindicación 11, en el cual la intención de la aeronave se determina en 45 base al menos parcialmente a una pluralidad de trayectorias de la aeronave 4D medidas, de una correspondiente pluralidad de vuelos previos a lo largo de la ruta definida.

16. Un procedimiento para mejorar parámetros operacionales de una aeronave, que comprende: 50

determinar una intención de la aeronave correspondiente a un vuelo a lo largo de una ruta definida, en base al menos parcialmente a una pluralidad de trayectorias de la aeronave en cuatro dimensiones (4D) de una correspondiente pluralidad de vuelos previos a lo largo de la ruta definida, y a un modelo de rendimiento de la aeronave generado por un predictor de trayectoria, en el cual la intención de la aeronave comprende una pluralidad de segmentos y una correspondiente pluralidad de parámetros de intención;

determinar una primera trayectoria 4D calculada en base al menos parcialmente a la intención de la aeronave y al modelo de rendimiento de la aeronave generado por el predictor de trayectoria;

determinar un primer parámetro operacional calculado en base al menos parcialmente a la 10 primera trayectoria 4D calculada y al modelo de rendimiento de la aeronave generado por el predictor de trayectoria; y

ajustar de forma iterativa al menos un parámetro de intención de tal modo que un segundo parámetro operacional calculado de una segunda trayectoria 4D calculada tenga un valor 15 más deseable que el primer parámetro operacional calculado de la primera trayectoria 4D calculada, en el cual la segunda trayectoria 4D calculada se determina en base al menos parcialmente a la intención de la aeronave, al al menos un parámetro de intención, y al modelo de rendimiento de la aeronave generado por el predictor de trayectoria, y el segundo parámetro operacional calculado se determina en base al menos parcialmente a la segunda 20 trayectoria 4D calculada y al modelo de rendimiento de la aeronave generado por el predictor de trayectoria.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el cual cada parámetro operacional calculado comprende un consumo de combustible calculado, un coste de vuelo calculado, 25 un tiempo de vuelo calculado, o una combinación de los mismos.

18. El procedimiento de la reivindicación 16, en el cual la intención de la aeronave se determina mediante parametrización de la trayectoria utilizando una técnica de alisado dual óptimo. 30

19. El procedimiento de la reivindicación 16, en el cual cada trayectoria 4D calculada, cada parámetro operacional calculado, o una combinación de los mismos se determina en base al menos parcialmente a una pluralidad de datos de restricción asociados con la correspondiente pluralidad de vuelos previos a lo largo de la ruta definida. 35

20. El procedimiento de la reivindicación 16, en el cual cada trayectoria 4D calculada, cada parámetro operacional calculado, o una combinación de los mismos se determina en base al menos parcialmente a una pluralidad de datos atmosféricos asociados con la correspondiente pluralidad de vuelos previos a lo largo de la ruta definida. 40