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申请/专利权人：湾流航空航天公司

摘要：一种飞机包括显示器、支持系统和航空电子系统。支持系统包括至少一个可操作部件，其中支持系统和至少一个可操作部件中的至少一个被配置为以落在预定正常操作范围内的操作值操作。航空电子系统被编程为：计算支持系统和至少一个可操作部件中的至少一个的值的变化率；基于值的变化率确定该值是否将在预定时间内退出预定正常操作范围；并且在显示器上指示该值预计将退出预定正常操作范围。航空电子系统可利用此功能对显示器进行整理，然后在值趋于超出范围时向机组人员提供其他信息。

主权项：1.一种飞机，包括：显示器；支持系统，其包括至少一个可操作部件，其中所述支持系统和所述至少一个可操作部件中的至少一个被配置为以落入预定正常操作范围内的操作值操作；航空电子系统，其与所述显示器通信耦合，所述航空电子系统被编程为：在所述显示器上将所述支持系统的表示呈现为指示所述支持系统的特征或状态的折叠行；计算所述支持系统和所述至少一个可操作部件中的至少一个的值的变化率；基于所述值的变化率确定所述值是否将在预定时间内退出预定正常操作范围；在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围；当所述值超出所述预定正常操作范围时或者当所述值预计将退出所述预定正常操作范围时，在所述显示器上将所述折叠行自动展开成展开行，所述展开行包括与所述值、所述支持系统的特征或所述支持系统的状态相关的附加信息；和当该行中的所有值都在预定正常操作范围内时，在所述显示器上自动折叠所述展开行。

全文数据：航空电子系统的趋势指示相关申请的交叉引用本申请要求2018年2月27日提交的美国临时申请No.62635,975的权益。上述申请的公开内容通过引用结合在此。技术领域技术领域总体上涉及用于呈现飞机信息的航空电子系统和方法，并且更具体地涉及用于呈现飞机数据的趋势指示的航空电子系统和方法。背景技术飞机的传统航空电子系统显示各种部件和系统的操作值。例如，单个气象图可以显示飞机的各种系统中的每个测量的温度和压力的所有当前温度和压力。当其中一个值退出预定操作范围时，机组人员警报系统CAS消息通常会警告机组人员。例如，当液压下降到低于液压系统的有效操作所需的较低压力值时，航空电子系统可以使用CAS消息警告机组人员。在正常条件下呈现所有操作值会使显示器变得杂乱，并且使机组人员难以监视和识别非正常情况。发明内容本文公开了航空电子系统、控制器和呈现飞机信息的方法的各种非限制性实施例。在第一非限制性实施例中，一种飞机包括但不限于显示器、支持系统和航空电子系统。支持系统包括至少一个可操作部件，其中支持系统和至少一个可操作部件中的至少一个被配置为以落在预定正常操作范围内的操作值操作。航空电子系统与显示器通信耦合。航空电子系统被编程为：计算支持系统和至少一个可操作部件中的至少一个的值的变化率；基于值的变化率确定该值是否将在预定时间内退出预定正常操作范围；并且在显示器上指示该值预计将退出预定正常操作范围。在第二非限制性实施例中，一种用于飞机的航空电子系统包括但不限于显示器和控制器。控制器被编程为：计算飞机的部件的值的变化率和与平衡的差异中的至少一个；基于该值的变化率和与平衡的差异中的至少一个，确定该值是否将在预定时间内退出预定正常操作范围；在显示器上指示该值预计将退出预定正常操作范围；和在显示器上指示该值的变化率。在第三非限制性实施例中，一种飞机包括但不限于可操作部件和航空电子系统。可操作部件被配置为以落在预定正常操作范围内的操作值操作。航空电子系统被编程为：计算可操作部件的值的变化率；基于值的变化率确定该值是否将在预定时间内退出预定正常操作范围；和生成图形和指示器以在显示器上指示该值预计将退出预定正常操作范围。附图说明当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，实施例变得更好理解，将容易理解本实施例的优点，其中：图1是示出根据本公开的教导的飞机的驾驶舱的非限制性实施例的前视图；图2是示出根据本公开的教导的图1的飞机的航空电子系统的非限制性实施例的框图；图3是示出根据本公开的教导的呈现飞机信息的方法的非限制性实施例的流程图；图4A、4B、4C、5、6和8是根据本公开的教导的图形用户界面；和图7是示出根据本公开的教导的呈现飞机信息的方法的非限制性实施例的流程图。具体实施方式以下详细描述本质上仅是示例性的，并不意图限制本发明或本发明的应用和用途。此外，无意受前述背景技术或以下详细描述中提出的任何理论的约束。一般而言，本文描述的实施例涉及对呈现给飞机机组成员的飞机信息进行整理和组织。通过仅在特定层是相关的或被请求时才呈现不同的信息层来完成一些整理。在一个示例中，当系统在正常操作范围内操作时，系统状态页仅显示识别各种系统的有限信息。当系统趋于超出正常操作范围或已经超出操作范围时，可在系统状态页上显示附加层和指示。图1是示出飞机100的驾驶舱的前视图，图2是示出根据本公开的教导的航空电子系统102的框图。尽管这里包含的讨论的背景是关于公务喷气式飞机，但是应该理解，本公开的教导与所有类型的飞机兼容，包括但不限于私人喷气式飞机、商用喷气式客机、货物飞机、军用飞机、旋翼飞机等。此外，尽管这里公开的航空电子系统被描述为在飞机上，但是应该理解，本航空电子系统与所有类型的运载工具兼容。例如但不限于，这里公开的航空电子系统可以在汽车、公共汽车、火车、轮船、航天器和任何其他类型的运输工具上实施。另外，本文公开的航空电子系统不限于在运载工具上实施，还可以用于帐篷、房屋、建筑物、体育馆、剧院和其他永久和或半永久性结构。航空电子系统102包括控制器120、显示器122、输入设备124和互连128。互连128将控制器120、显示器122和输入设备124通信地耦合以进行电子通信。在所提供的示例中，互连128是通信或网络总线，如本领域普通技术人员将理解的。应当理解，任何合适的网络拓扑或物理介质可以用于航空电子系统102中的电子通信。在一些实施例中，互连128是无线通信网络。如本领域普通技术人员所公知的，控制器120是执行计算机程序的指令的硬件设备。控制器120被配置为执行计算机程序以提供以下方法中描述的功能。在一些实施例中，控制器120可以被配置为除了执行本文描述的方法的任务之外还提供其他功能，如传统飞行管理系统FMS的功能。控制器120包括存储电子数据和计算机程序的一个或多个存储器单元130。例如，存储器单元130可以是闪存、自旋转移扭矩随机存取存储器spin-transfertorquerandomaccessmemory,STT-RAM、磁存储器、相变存储器PCM、动态随机存取存储器DRAM或其他合适的电子存储介质。在所提供的示例中，存储器单元130存储具有指令的控制逻辑，所述指令与控制器120的处理器132协作以执行下述方法的任务。在一些实施例中，处理器132可以包括一个或多个中央处理单元“CPU”、微处理器、专用集成电路“ASIC”、微控制器和或其他合适的设备。此外，控制器120可以利用多个硬件计算设备进行通信以形成控制器。在一些实施例中，并非所有控制都将出现在公共硬件设备和显示系统上。例如，MFD触控显示器上的电子核对表将要求在TSC上拉动虚拟断路器，TSC位于TSC显示系统上。将通过通信网络发出请求。在另一示例中，电子核对表ECL要求拉动物理断路器，并且可以示出断路器位置的图片。一旦感测到断路器被拉动，ECL步骤就会完成。在另一示例中，主要硬件设备执行控制器120的一些功能，并且单独的辅助硬件设备生成图像，并且命令显示器122呈现该图像。输入装置124接收来自飞机的飞行员和机组人员的用户输入。在所提供的示例中，输入设备124与触摸屏设备中的显示器122集成。显示器122可以是单个单元或可以包括多个单元。显示器122的每个单元是电子显示器，其与控制器120电子耦合，以根据控制器120产生的电子信号在图像中视觉上呈现信息和数据。例如，显示器122可包括阴极射线管“CRT”、发光二极管“LED”、等离子体面板、液晶显示器“LCD”、来自数字光处理“DLP”投影仪的投影图像和或任何其他合适的电子显示技术。在所提供的示例中，显示器122包括屏幕单元111A、屏幕单元111B、屏幕单元111C和屏幕单元111D。屏幕单元111A位于机组人员座位前面，以充当主飞行显示器PFD和多功能显示器MFD。屏幕单元111B是位于屏幕单元111A左侧和右侧的平板tablet大小的屏幕。屏幕单元111C是位于机组成员之间的中央控制台上的平板大小的屏幕。屏幕单元111D位于飞行员前面的仪表板中，并且通常用于控制飞行指导面板FGP或其他飞机系统。应当理解，下面的方法和图像可以在屏幕单元111A-D中任何一个上呈现，而不脱离本公开的范围。在不脱离本公开的范围的情况下，显示器122可以包括其他屏幕或视觉呈现单元。例如，显示器122可以包括平视显示器HUD或具有不同配置的其他屏幕。在一些实施例中，输入设备124和显示器122是分开的，例如当显示器122是非触控屏幕并且输入设备124是光标控制设备时。输入设备124可以包括跟踪球、控制杆或其他合适的光标控制设备，供飞行员或机组人员与控制器120通信。在一些实施例中，输入设备124可以包括用于语音识别的麦克风，或者可以与手势传感器集成。应当理解，可以使用其他输入设备124而不脱离本公开的范围。图3是示出根据一些实施例的在图4A-C的图像400中呈现飞机信息的方法300的非限制性实施例的流程图。在所提供的示例中，控制器120执行方法300的任务并生成图像400。图4A的图像400包括折叠行部分410和展开行412。在展开行412中指示的系统和在折叠行部分410中指示的系统可以基于用户的选择或基于所指示的系统的条件而变化。通常，折叠行部分410允许各种系统的整齐的整体视图，而展开行412允许查看系统部件的进一步细节以及与系统部件的交互。折叠行部分410包括第一至第五折叠行414A-E，每个行在单个短行的列单元中显示飞机系统的特征或状态。在所提供的示例中，基于系统的部件或条件是否在正常范围内、趋于超出范围或已超出正常范围，通过颜色指示飞机系统特性和或状态，如下所述。在提供的示例中，正常范围由绿色文本指示，趋势值由琥珀色文本指示，并且超出正常范围值由红色文本指示。在提供的示例中，当行中的所有值都在正常范围内并且不趋于超出范围以及不在正常范围的边缘边界时，行将自动折叠。否则，行将自动展开以显示附加信息供机组人员监控。机组人员还可以手动展开和折叠行。边缘边界可以是例如比正常范围窄的第二范围。如果非趋势值开始趋向正常范围边界，则选择第二范围以通知机组人员，非趋势值可能很快退出正常范围，因为在正常范围内剩余的余量非常小。在所提供的示例中，折叠行414A在列单元中呈现左发电机、左主、辅助电源单元APU、右主和右发电机的ACDC功率特性。燃料折叠行414B在列单元中呈现左燃料箱、燃料箱平衡和右燃料箱的燃料特性。剩余的折叠行指示其各自标记的行的系统的类似状态，如本领域普通技术人员将理解的。在所提供的示例中，折叠行414E包括列单元416A-D，并且其他折叠行包括类似的列单元。例如，折叠行414D包括列单元416A-B，折叠行414C包括列单元416A-D加上附加列未编号。列单元的数量可以按行变化。展开行412在图形表示420中呈现关于在展开行412中指示的系统的附加信息。图形表示420示出系统的系统部件422和系统的部件值424。例如，左液压部件422与压力和体积部件值424一起示出。再次参见图3，并继续参考图4A-C，任务310识别飞机系统或飞机部件的值。如本文所使用的，识别值意味着测量，检索，导出或以其他方式确定系统的数值。例如，在任务310处控制器120可将部件值424识别为液压系统中的系统部件422的压力。任务312确定该值是否在预定操作范围内。例如，控制器120可以确定部件值424是否在部件422被设计操作的预定标准或正常操作范围内。在所提供的示例中，从数据库检索并且由飞机制造商、操作员或维护人员确定的值来定义预定操作范围。当该值不在预定操作范围内时，任务314将方法300路由到任务316。当该值在预定操作范围内时，任务314将方法300路由到任务318。在一些实施例中，任务312和任务314涉及第二操作范围。选择第二操作范围比正常操作范围窄，使得当该值接近正常操作范围的边界时可以警告飞行机组人员。当该值在第二操作范围之外时，任务316指示该值接近正常操作范围的边界。例如，任务316可以改变值的外观，可以生成系统的图形表示，可以对屏幕进行整理以显示标签和其他正常隐藏的信息，或者可以以其他视觉指示符指示该值偏离第二操作范围，以提醒机组人员该值有脱离正常操作范围的风险。任务316在显示器上指示该值超出预定操作范围。例如，当该值高于预定操作范围的上阈值或低于下阈值时，控制器120可以在相应行414A-E或412中以红色呈现系统的文本和图形。在一些实施例中，控制器120选择其值在预定操作范围之外的系统作为展开行412。例如，如果引气系统中的压力超过上限阈值，则控制器120可以选择行414D作为新的展开行412，并且可以在新的展开行412中呈现引气系统的图形表示。在一些实施例中，多行是展开行。任务318计算值的变化率。例如，控制器120可以针对行414B的燃料系统计算左燃料箱中的燃料重量的变化率、右燃料箱中的燃料重量的变化率以及左燃料箱和右燃料箱之间的重量差的变化率。任务320基于变化率确定该值是否将在预定时间内退出操作范围。例如，控制器120可以使用计算出的重量差的变化率来确定左燃料箱和右燃料箱之间的重量差是否将在十分钟内超过正常操作差范围。应当理解，可以使用任何监测值和任何时间量而不脱离本公开的范围。当该值在预定时间内不会退出预定操作范围时，任务322结束方法300。当该值将在预定时间内退出预定操作范围时，任务322将方法300前进到任务324。在一些实施例中，代替或者除了变化率之外，可以使用与平衡的差异来确定该值是否趋于超出范围。例如，当稳定器角度与升降舵角度不匹配时；方向舵被修整到中心的右侧。任务324在显示器上指示该值预计将退出预定正常操作范围。例如，控制器120可以生成图4B的图像400。图4B的图像400类似于图4A的图像400。其中相同的数字表示相同的特征。然而，图4B的图像400包括折叠行414B'而不是折叠行414B。折叠行414B'是琥珀色的并且包括琥珀色的列单元416A'、416B'和416C'。在所提供的示例中，琥珀色表示左燃料箱和右燃料箱之间的燃料平衡将在预定时间内超过预定正常差范围。在一些实施例中，控制器120可通过改变诸如颜色、线位置、线宽、形状、填充类型和或填充颜色的视觉特性来指示该值趋于超出范围，以通过更改值的外观来指示该值预计将退出范围。改变值的外观可以包括改变显示的数字、周围的视觉特征或其组合。在一些实施例中，任务324在显示器上指示该值接近正常操作范围的边界。例如，当燃料平衡差接近仍在范围内的最大差时，则即使燃料平衡差没有改变，控制器120也可以生成图像400。通过指示该值接近边界，任务324指示飞行员应该监视接近正常范围边缘但是没有改变，因此不趋向于超出范围的值。任务326呈现图形表示或气象图，其指示将退出预定正常操作范围的系统、部件和值。例如，控制器120可以生成图4C的图像400。图4C的图像400类似于图4B的图像400，其中相同的数字表示相同的部件。然而，图4C的图像400包括展开行412'。展开行412'包括燃料系统的琥珀色图形表示420'、琥珀色部件表示422'和琥珀色部件值424'。在所提供的示例中，控制器120使液压系统成为折叠行414F，并响应于确定燃料系统值将在预定时间内退出预定正常操作范围而选择燃料系统行作为新的展开行412'。在一些实施例中，响应于航空电子系统的用户对行的选择，控制器120可以选择燃料系统行作为新的展开行412'。现在参考图5，并继续参考图2-3，示出了包括使用方法300生成的指示符的图像500。在所提供的示例中，控制器120生成图像500。图像500包括系统标签行510和信息部分512。系统标签行510包括系统标签512A-G，每个系统标签是可选择的，以改变信息部分512中呈现的信息。在所提供的示例中，选择“飞行控制液压”系统以呈现关于飞机内的飞行控制系统和液压系统的状态的信息。标称状态例如，不趋于超出范围可以具有去色标签或被隐藏的标签。去色标签是被不明亮地显示。当飞行员特别与“飞行控制液压”页交互以寻找信息时，可以使用显示所有标签的饱和色状态。例如，控制器120可以响应于用户手势、语音命令、手接近等而使所有标签颜色饱和。趋于放出的液压用饱和琥珀色标签示出，例如“RE”标签514，以引起对右发动机的值的注意。在提供的示例中，其他发动机和部件标签被去色。每个系统标签512A-G还可以呈现标称外趋势指示符。例如，根据图3的方法，标签512C和512E上的指示符515指示ACDC功率系统和门系统的部件趋于超出范围，或者在正常范围的边缘边界内，或者超出平衡。现在参考图6，并继续参考图2-3、4C和5，示出了包括使用方法300生成的指示符的图像600。图像600类似于图像500，其中相同的数字表示相同的部件。然而，图像600示出了系统标签行510中的所选总结标签512A。图像600的信息部分512类似于图4C的图像400，其中相同的数字表示相同的部件。然而，图像600包括快速接入选择器610，以启用横流阀，横流阀平衡燃料箱，以抵消超出左燃料箱和右燃料箱中预定范围燃料水平的趋势。现在参考图7，并继续参考图1-2，示出了根据本公开的原理的呈现飞机系统信息的方法700。在所提供的示例中，控制器120执行方法700的任务。任务710识别飞机系统的平衡位置。例如，控制器120可以将飞机100的稳定器和升降舵的中心位置识别为平衡位置。任务712识别飞机系统的当前位置。例如，控制器120可以确定稳定器当前位置偏离平衡位置多远。任务714生成示出飞机系统的操作范围的图形。例如，如下面将讨论的，控制器120可以在任务714中生成图8的图形。任务716基于飞机系统的平衡位置和当前位置之间的差和该差的变化率在该图形中生成指示符。例如，控制器120可以通过改变线的斜率来指示差的变化率。在一些实施例中，线的斜率可以指示该差是向上趋势还是向下趋势。现在参考图8，并继续参考图7，图形集800示出了可以由方法700针对各种飞机系统生成的图形和指示符的示例。图形集800包括可以作为图形用户界面呈现在飞机内的显示器上的各种图形，以指示飞机的各种系统的平衡位置和当前位置之间的差和差的变化率。图形集800包括稳定器升降舵系统图形类型810、方向舵修整图形类型812、倾角修整图形类型814和横滚修整图形类型816。稳定器升降舵系统图形类型810包括稳定器部分820、升降舵部分822和设置在稳定器部分820和升降舵部分822之间的指示符824。当稳定器和升降舵处于平衡时，指示符824是直线。指示符824的中心点处的角度基于稳定器和升降舵的平衡状态与当前位置之间的差。方向舵修整图形类型812包括图形830和指示符。图形的中心点与指示符之间的距离示出飞机的方向舵的平衡位置与当前位置之间的差。倾角修整图形类型814类似于方向舵修整图形类型812，其中相同的数字表示相同的部件。然而，倾角修整图形类型814是垂直定向的。横滚修整图形类型816类似于方向舵修整图形类型812，其中相同的数字表示相同的部件。然而，横滚修整图形类型816包括弯曲图形830。

权利要求：1.一种飞机，包括：显示器；支持系统，其包括至少一个可操作部件，其中所述支持系统和所述至少一个可操作部件中的至少一个被配置为以落入预定正常操作范围内的操作值操作；航空电子系统，其与所述显示器通信耦合，所述航空电子系统被编程为：计算所述支持系统和所述至少一个可操作部件中的至少一个的值的变化率；基于所述值的变化率确定所述值是否将在预定时间内退出预定正常操作范围；和在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围。2.根据权利要求1所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为在所述显示器上指示所述值的变化率。3.根据权利要求1所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为在所述值在所述预定正常操作范围内时在所述显示器上指示所述值。4.根据权利要求3所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为，当所述值预计将退出所述预定正常操作范围时，通过改变所述显示器上的所述值的外观，在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围。5.根据权利要求4所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为，通过改变包括颜色、线位置、线宽、形状、填充类型和填充颜色中的至少一个的视觉特性以改变所述值的外观，在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围。6.根据权利要求5所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为，呈现所述支持系统的表示，并且通过响应于确定所述值预计将退出所述预定正常操作范围或者在比正常操作范围窄并且包含在正常操作范围内的第二操作范围之外的而显示与所述值相关的附加信息来对所述支持系统的表示进行整理。7.根据权利要求1所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为，响应于确定所述值将退出所述预定正常操作范围，呈现关于所述支持系统和所述至少一个可操作部件中的至少一个的附加信息。8.根据权利要求1所述的飞机，其中所述航空电子系统被编程为，响应于以下条件中的至少一个而在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围：所述值的变化率指示所述值将在预定时间量内退出所述预定正常操作范围或者所述值接近所述正常操作范围的边界。9.根据权利要求1所述的飞机，其中所述支持系统是机械系统、液压系统、气动系统和电力系统之一。10.一种用于飞机的航空电子系统，所述航空电子系统包括：显示器；和控制器，其被编程为：计算所述飞机的部件的值的变化率和与平衡的差异中的至少一个；基于所述值的变化率和所述与平衡的差异中的至少一个，确定所述值是否将在预定时间内退出预定正常操作范围；在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围；和在所述显示器上指示所述值的变化率。11.根据权利要求10所述的航空电子系统，其中所述控制器还被配置为呈现包含所述部件的飞机系统的表示，并且其中所述控制器还被配置为通过改变所述飞机系统的所述表示的文字和线条的颜色、形状和颜色填充，在所述显示器上指示所述值预计将退出。12.根据权利要求10所述的航空电子系统，其中所述控制器还被配置为响应于确定所述值将退出所述预定正常操作范围或者在比所述正常操作更窄的第二操作范围之外，呈现关于所述部件的附加信息。13.一种飞机，包括：可操作部件，其中所述可操作部件被配置为以落入预定正常操作范围内的操作值操作；航空电子系统，其被编程为：计算所述可操作部件的值的变化率；基于所述值的变化率确定所述值是否将在预定时间内退出预定正常操作范围；和生成图形和指示符，以在显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围。14.根据权利要求13所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为在所述显示器上生成所述值的变化率的指示。15.根据权利要求13所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为当所述值在所述预定正常操作范围内并且整理器特征是活动的时候在所述显示器上指示所述值。16.根据权利要求15所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为，当所述值预计将退出所述预定正常操作范围值时，通过改变所述显示器上所述值的外观而在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围。17.根据权利要求16所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为通过改变包括颜色、线位置、线宽、形状、填充类型和填充颜色中的至少一个的视觉特性以改变所述值的外观来在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围。18.根据权利要求13所述的飞机，其中所述航空电子系统还被编程为响应于确定所述值将退出所述预定正常操作范围而呈现关于所述可操作部件的附加信息。19.根据权利要求13所述的飞机，其中所述航空电子系统被编程为，响应于以下条件中的至少一个而在所述显示器上指示所述值预计将退出所述预定正常操作范围：所述值的变化率指示所述值将在预定时间量内退出所述预定正常操作范围或者所述值接近所述预定正常操作范围的边界。20.根据权利要求13所述的飞机，还包括支持系统，所述支持系统是机械系统、液压系统、气动系统和电力系统之一。

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