BR102016005584B1

BR102016005584B1 - método e sistema para determinar uma trajetória vertical de uma aeronave em tempo real

Info

Publication number: BR102016005584B1
Application number: BR102016005584-9A
Authority: BR
Inventors: Eric BOULLE; Jean-Philippe Roue
Original assignee: Dassault Aviation
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2021-07-06
Also published as: CA2922028C; US10109202B2; CA2922028A1; FR3033925A1; FR3033925B1; BR102016005584A2; US20160275800A1

Abstract

MÉTODO E SISTEMA PARA DETERMINAR UMA TRAJETÓRIA VERTICAL DE UMA AERONAVE EM TEMPO REAL. A presente invenção refere-se a um método para determinar, em tempo real, uma trajetória vertical de uma aeronave. Em particular, a invenção se aplica à determinação de uma trajetória de descida de uma aeronave ao longo de um plano de voo. O método para determinar uma trajetória vertical de uma aeronave em tempo real compreende uma etapa (102) para fornecer uma trajetória vertical inicial que compreende pelo menos uma fase inicial (S1) de mudança de nível de voo de acordo com uma primeira inclinação não zero entre um primeiro ponto (P1) em uma primeira altitude (A1) e um segundo ponto (P2) em uma segunda altitude (A2), pelo menos uma etapa (104) para modificar a trajetória vertical da aeronave, que compreende uma fase (106) para detectar um elemento de acionamento quando a aeronave estiver na dita primeira altitude (A1), quando o dito elemento de acionamento é detectado, uma fase (108) para determinar uma trajetória vertical modificada, sendo que a dita trajetória vertical modificada compreende uma fase modificada (S1M, ) de mudança de nível de voo de acordo com uma segunda inclinação não zero predefinida, a partir de um ponto modificado (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método para determinar, em tempo real, uma trajetória vertical de uma aeronave.

[002] Em particular, a invenção se aplica à determinação de uma trajetória de descida de uma aeronave ao longo de um plano de voo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Um plano de voo compreende uma sucessão de pontos geográficos, que são pontos de passagem para a aeronave, aos quais estão associadas possíveis restrições de altitude. Cada uma dessas restrições de altitude define uma altitude acima da qual, abaixo da qual ou na qual a aeronave precisa voar a um determinado ponto no plano horizontal. Cada restrição de altitude é, assim, associada a um ponto de restrição acima, abaixo ou pelo qual a aeronave tem que passar.

[004] Convencionalmente, uma aeronave é dotada de um sistema de gerenciamento de voo ou (FMS), configurado para determinar uma trajetória de referência da aeronave a partir do plano de voo.

[005] Em particular, o sistema de gerenciamento de voo é configurado para determinar uma trajetória de descida a priori, a partir da altitude de cruzeiro da aeronave, tão distante quanto um ponto de aproximação interrompida, dependendo de uma inclinação de descida, que é, de modo geral, definida por padrão, e do plano de voo, notavelmente observando-se as restrições de altitude desse plano de voo.

[006] Tal trajetória de descida compreende, de modo geral, a partir da altitude de cruzeiro da aeronave, uma fase de descida de acordo com a inclinação de descida predefinida a partir de um ponto de mudança de nível, de modo geral, chamado de um topo de ponto de descida (TOD), seguida por uma sucessão de segmentos que correspondem, cada um, a um voo de nível ou a uma fase de descida tão distante quanto o ponto de aproximação interrompida (MAP para “Ponto de Aproximação Perdida”), enquanto se observa os pontos de restrições.

[007] Durante a descida real da aeronave, ao longo da trajetória de descida determinada dessa maneira, a aeronave é submetida a restrições adicionais, notavelmente para altitudes de cabine definidas pela autoridade de controle de tráfego aéreo. Em particular, uma fase de descida pode apenas ser iniciada quando um acordo com a autoridade de controle aéreo tiver sido obtido, isto é, se a altitude de cabine autorizada para a aeronave for menor do que a altitude atual da aeronave.

[008] Consequentemente, em determinadas circunstâncias, a aeronave pode alcançar o topo do ponto de descida sem ter sido autorizada a realizar a fase de descida fornecida pela trajetória a priori. Ademais, uma fase de descida fornecida pela trajetória a priori pode ser interrompida se a altitude de cabine autorizada para a aeronave for maior do que o final da altitude final da fase de descida.

[009] Mediante tais circunstâncias, tão logo a altitude de cabine autorizada seja diminuída, a aeronave inicia uma fase de descida com uma inclinação de descida mais alta do que a inclinação de descida inicialmente pretendida, com o propósito de se unir com a trajetória determinada a priori.

[010] Tal solução não fornece satisfação total. Certamente, essa solução pode levar a adotar uma inclinação de descida alta, a fim de se unir, tão rápido quanto possível, à trajetória inicialmente pretendida, e, portanto, ser uma fonte de desconforto para os passageiros da aeronave, bem como gerar uma carga de trabalho adicional para gerenciar a velocidade para o piloto.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[011] Um objetivo da invenção é, portanto, solucionar essas desvantagens, em particular, propor um método e um sistema para administrar a trajetória de uma aeronave que forneça a possibilidade de satisfazer as restrições do plano de voo e as restrições impostas pela autoridade de controle de tráfego aéreo ao mesmo tempo que garante o conforto dos passageiros e minimiza a carga de trabalho no piloto.

[012] Para esse propósito, o objetivo da invenção é um método para determinar, em tempo real, uma trajetória vertical de uma aeronave, sendo que o dito método compreende: • uma etapa para fornecer uma trajetória vertical inicial que compreende pelo menos uma fase inicial de mudança de nível de voo de acordo com uma primeira inclinação não zero entre um primeiro ponto em uma primeira altitude e um segundo ponto em uma segunda altitude, • pelo menos uma etapa para modificar a trajetória vertical da aeronave, que compreende: • uma fase para detectar um elemento de acionamento quando a aeronave estiver na dita primeira altitude, • quando o dito elemento de acionamento for detectado, uma fase para determinar uma trajetória vertical modificada, sendo que a dita trajetória vertical modificada compreende uma fase modificada de mudança de nível de voo de acordo com uma segunda inclinação predefinida não zero, a partir de um ponto modificado na dita primeira altitude, distinto do dito primeiro ponto, em direção à dita segunda altitude, - a substituição dessa trajetória vertical inicial pela dita trajetória vertical modificada.

[013] Assim, realizado, o método fornece a possibilidade de determinar, em tempo real, uma trajetória que satisfaz as restrições do plano de voo e as restrições impostas pela autoridade de controle de tráfego aéreo, e os parâmetros dentre os quais, notavelmente em termos de velocidade e de inclinação, são controlados.

[014] De acordo com outras realizações, o método inclui um ou vários dentre os recursos a seguir: - a fase para detectar o elemento de acionamento compreende a detecção de um desvio, maior do que um limiar de desvio predeterminado, entre uma altitude da aeronave em um ponto de passagem no plano horizontal e uma altitude fornecida pela dita trajetória vertical inicial no dito ponto de passagem; - a dita trajetória vertical inicial compreende sucessivamente um voo de nível na dita primeira altitude tão distante quanto o dito primeiro ponto e a dita fase inicial de mudança de nível, e o dito elemento de acionamento é detectado durante o voo de nível da aeronave na dita primeira altitude; - a dita trajetória vertical inicial compreende sucessivamente uma fase a montante da mudança de nível de voo a partir de um ponto em uma terceira altitude tão distante quanto o dito primeiro ponto de acordo com uma terceira inclinação e a dita fase inicial de mudança de nível; - a primeira altitude é compreendida entre a segunda altitude e a terceira altitude, e a dita primeira inclinação é igual à dita terceira inclinação; - o dito elemento de acionamento compreende a passagem da aeronave pelo dito primeiro ponto sem a dita fase inicial a fim de mudar o nível que foi iniciado; - o dito elemento de acionamento compreende a atuação de um controle de mudança de nível de voo, por um operador, antes que o dito primeiro ponto tenha sido alcançado pela aeronave; - o método compreende a aplicação de uma pluralidade de etapas sucessivas para modificar a trajetória vertical da aeronave, sendo que cada etapa para modificar a trajetória vertical compreende: - uma fase para detectar um elemento de acionamento quando a aeronave estiver na dita primeira altitude, - quando o dito elemento de acionamento for detectado, uma fase para determinar uma trajetória vertical modificada, sendo que a dita trajetória vertical modificada compreende uma fase modificada de mudança de nível de voo a partir de um ponto modificado na dita primeira altitude, sendo que o dito ponto modificado é distinto do primeiro ponto e de qualquer ponto modificado determinado antecipadamente; - a fase inicial de mudança de nível de voo é uma fase de descida. - quando a aeronave alcança o dito primeiro ponto, a dita primeira altitude corresponde a uma primeira altitude de cabine autorizada para a dita aeronave, e a pluralidade de etapas sucessivas para modificar a trajetória vertical da aeronave é aplicada até que uma segunda altitude de cabine abaixo da dita primeira altitude de cabine seja autorizada para a dita aeronave. - a segunda inclinação é igual à primeira inclinação.

[015] O objetivo da invenção também é um sistema para determinar, em tempo real, uma trajetória vertical de uma aeronave, a partir de uma trajetória vertical inicial que compreende pelo menos uma fase inicial de mudança de nível de voo de acordo com uma primeira inclinação não zero entre um primeiro ponto em uma primeira altitude e um segundo ponto em uma segunda altitude, sendo que o dito sistema compreende: - um módulo para detectar um elemento de acionamento, quando a aeronave estiver na dita primeira altitude, - um módulo para determinar uma trajetória vertical modificada configurado para determinar, quando um elemento de acionamento for detectado pelo dito módulo de detecção, uma trajetória vertical modificada, sendo que a dita trajetória vertical modificada compreende uma fase modificada de mudança de nível de voo de acordo com uma segunda inclinação predefinida não zero, a partir de um ponto modificado na dita primeira altitude, distinto do dito primeiro ponto, até a dita segunda altitude.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] A invenção será adicionalmente compreendida mediante o exame de realizações da invenção que serão, agora, descritas com referência às Figuras anexas em que: - a Figura 1 ilustra esquematicamente um sistema de gerenciamento, de acordo com uma realização da invenção, - a Figura 2 ilustra uma trajetória vertical inicial de uma aeronave, - a Figura 3 ilustra uma primeira trajetória vertical modificada exemplificativa de uma aeronave, - a Figura 4 ilustra um segundo exemplo de uma trajetória vertical modificada de uma aeronave, - a Figura 5 ilustra um terceiro exemplo de uma trajetória vertical modificada de uma aeronave, - a Figura 6 ilustra um exemplo de trajetórias verticais modificadas sucessivas, - a Figura 7 é um diagrama de blocos que ilustra a aplicação de um método, de acordo com uma realização da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[017] Um sistema 1 para gerenciar a trajetória de uma aeronave, de acordo com uma realização da invenção, é esquematicamente ilustrado na Figura 1.

[018] O sistema 1 é configurado para determinar uma trajetória de uma aeronave, que depende de um plano de voo, e para modificar essa trajetória durante o voo da aeronave, em tempo real, dependendo de restrições notavelmente de altitude, às quais a aeronave é submetida durante esse voo.

[019] O sistema 1 compreende um computador 3 e um meio de interface homem-máquina 4, notavelmente um dispositivo 5 para exibir informações destinadas à tripulação da aeronave, e um dispositivo 6 para monitorar os parâmetros.

[020] O computador 3 inclui um processador 7 e uma memória 9.

[021] O processador 7 é adaptado para executar as aplicações contidas na memória 9, notavelmente um sistema operacional que permite a operação padrão de um sistema de computador.

[022] A memória 9 compreende zonas de memória diferentes que contêm módulos de software com capacidade para serem executados pelo processador 7 e por conjunto de dados.

[023] Em particular, a memória 9 compreende um módulo 13 para determinar uma trajetória da aeronave inicial, um módulo 15 para detectar um elemento de acionamento e um módulo 17 para determinar uma trajetória da aeronave modificada.

[024] O módulo 13 é configurado para determinar uma trajetória da aeronave inicial, que depende de um plano de voo associado a uma missão da aeronave.

[025] Conforme relembrado anteriormente, o plano de voo compreende uma sucessão de pontos geográficos, que são pontos de passagem para a aeronave, em um plano horizontal, aos quais são associadas possíveis restrições, notavelmente restrições de altitude, de velocidade e de tempo. Cada uma dessas restrições de altitude define uma altitude acima, abaixo ou na qual a aeronave tem que voar, em um determinado ponto. Cada restrição de altitude é, assim, associada a um ponto de restrição acima, abaixo ou pelo qual a aeronave tem que passar.

[026] Em particular, o módulo 13 é configurado para determinar uma trajetória da aeronave lateral inicial, definida no plano horizontal, e uma trajetória vertical inicial da aeronave, definida em um plano vertical, que observam as restrições definidas pelo plano de voo.

[027] Essas trajetórias vertical e lateral iniciais são determinadas, a priori, de acordo com as restrições predefinas no plano de voo, mas independentemente de restrições comuns, notavelmente restrições de altitude, impostas, durante o voo real da aeronave, pela autoridade de controle de tráfego aéreo.

[028] Uma trajetória vertical é formada, em um plano vertical, por uma sucessão de segmentos retilíneos S, que têm, cada um, uma inclinação constante.

[029] Como um exemplo, um perfil de trajetória vertical geométrica de uma aeronave é ilustrado, na Figura 2, que corresponde a várias trajetórias de descida possíveis da aeronave, a partir de sua altitude de cruzeiro esquematizada pela linha horizontal C, abaixo de um ponto de aproximação interrompida, conhecido como MAP para “Ponto de Aproximação Perdida”, sendo que a altitude do mesmo é esquematizada pela linha horizontal F.

[030] Na Figura 2, o eixo geométrico vertical indica a altitude da aeronave em relação a uma altitude de referência, enquanto o eixo geométrico horizontal designa uma abscissa curvilínea da aeronave em um plano horizontal. As trajetórias ilustradas na Figura 2 representam, então, as altitudes sucessivas da aeronave, durante um movimento da aeronave.

[031] Ademais, os pontos de restrição, que correspondem às restrições de altitude do plano de voo, que têm que ser observadas pela aeronave, durante sua descida, são ilustrados na Figura 2.

[032] Esses pontos de restrição compreendem um ponto de restrição C1 que define uma altitude máxima da aeronave em um determinado ponto de passagem no plano horizontal, dois pontos de restrição C2, C4 que definem as altitudes mínimas da aeronave em dois outros pontos de passagem no plano horizontal e dois pontos de restrição C3 e C5 que definem uma altitude imposta da aeronave, em um ponto de passagem no plano horizontal.

[033] O ponto de restrição C4 define uma altitude mínima para o ponto Fixo de Aproximação Final (também referido como FAF). O ponto C3 corresponde a um ponto Fixo de Aproximação Inicial (também referido como IAF) e o ponto C5 corresponde ao ponto de MAP de aproximação interrompida.

[034] Várias trajetórias verticais possíveis da aeronave são ilustradas na Figura 2, a partir da altitude de cruzeiro até tão distante quanto o ponto de MAP, observando as restrições de altitude representadas pelos pontos C1, C2, C3, C4 e C5.

[035] Cada uma dessas trajetórias compreende vários segmentos, sendo que cada um corresponde a uma fase de descida de acordo com uma inclinação constante ou uma fase de voo de nível.

[036] Cada trajetória compreende uma primeira fase de voo de nível na altitude de cruzeiro (segmento S0), seguida por uma fase de descida (segmento S1), a partir de um ponto de mudança de nível p1, chamado de Topo de ponto de descida (TOD), tão distante quanto um ponto p2 que corresponde ao ponto de restrição C1. A fase de descida S1 forma, então, uma fase de mudança de nível a partir de um primeiro ponto p1 em uma primeira altitude, que corresponde à altitude de cruzeiro, para baixo a um segundo ponto p2 em uma segunda altitude.

[037] A fim de alcançar o ponto de restrição C3 de altitude imposta, a partir do ponto p2, enquanto passa acima do ponto de restrição C2, uma primeira estratégia consiste em realizar uma fase de voo de nível (segmento S2), seguida por uma fase de descida, a partir de um ponto de mudança de nível p3 tão distante quanto o ponto de restrição C3 (segmento S3). Uma segunda estratégia consiste em realizar uma única fase de descida a partir do ponto p2 até tão distante quanto o ponto de restrição C3 (segmento S4). O ponto p2 também é, então, um ponto de mudança de nível.

[038] A fim de alcançar o ponto Fixo de Aproximação Final (FAF) (que corresponde ao ponto de restrição C4 no exemplo ilustrado), uma primeira estratégia consiste em realizar uma fase de voo de nível (segmento S5), seguida por uma fase de descida, a partir de um ponto de mudança de nível p4 até tão distante quanto o ponto Fixo de Aproximação Final (FAF) (segmento S6). Uma segunda estratégia consiste em realizar uma única fase de descida a partir do ponto de restrição C3 para baixo até o ponto Fixo de Aproximação Final (FAF) (segmento S7). Uma terceira estratégia consiste em realizar uma fase de descida (segmento S8) a partir do ponto de restrição C3, seguida por uma fase de voo de nível (segmento S9), para baixo até o ponto Fixo de Aproximação Final (FAF). De acordo com a segunda e a terceira estratégias, o ponto C3 também é um ponto de mudança de nível.

[039] Finalmente, a fim de alcançar o Ponto de Aproximação Perdida (MAP), de uma altitude imposta e que corresponde ao ponto de restrição C5, uma estratégia consiste em realizar uma única fase de descida a partir do ponto de FAF para baixo até o ponto de MAP (segmento S10). O ponto de FAF, que corresponde ao ponto de restrição C4, também é, então, um ponto de mudança de nível.

[040] Deve-se observar que as trajetórias ilustradas passam pelos pontos de restrição C1 e C4, mas outras trajetórias que passam abaixo do ponto C1 e/ou acima do ponto C4 também seriam concebíveis.

[041] Essas trajetórias verticais compreendem, assim, várias fases de mudança de nível, que são, no presente caso, fases de descida, cada uma de acordo com uma determinada inclinação, a partir de um ponto inicial de mudança de nível (pontos p1, p2, p3, C1, C3 ou C4) em uma primeira altitude até tão distante quanto uma segunda altitude.

[042] O módulo de detecção 15 é configurado para detectar, durante o voo da aeronave, um elemento de acionamento, a fim de iniciar a determinação pelo módulo de determinação 17 de uma trajetória da aeronave modificada.

[043] Em particular, na trajetória vertical inicial que compreende uma fase inicial de mudança de nível de voo de acordo com uma primeira inclinação não zero entre um primeiro ponto, referido de modo genérico como P1, em uma primeira altitude A1, e um segundo ponto, referido como P2, em uma segunda altitude A2, o módulo de detecção 15 é configurado para detectar um elemento de acionamento quando a aeronave estiver na primeira altitude A1.

[044] De modo geral, o elemento de acionamento corresponde à ocorrência de um desvio, maior do que um limiar de desvio predeterminado, entre a altitude da aeronave em um determinado ponto no plano horizontal e a altitude nesse determinado ponto conforme fornecido pela trajetória inicial. O limiar de desvio corresponde a uma margem de tolerância entre a altitude da aeronave e a altitude fornecida pela trajetória.

[045] Essa discrepância pode resultar de uma impossibilidade temporária para a aeronave de realizar uma fase de mudança de nível a partir da primeira altitude A1 até tão distante quanto a segunda altitude A2, notavelmente devido às restrições de altitudes de cabine definidas pela autoridade de controle de tráfego aéreo, que não são compatíveis com a trajetória vertical inicial.

[046] Nesse caso, o elemento de acionamento é, por exemplo, a passagem da aeronave pelo primeiro ponto P1 sem uma mudança no nível compatível com a fase de mudança de nível associada que foi iniciada.

[047] Visto que a fase de mudança de nível é uma fase de descida a partir da primeira altitude A1 para baixo até a segunda altitude A2 abaixo da primeira altitude, tal evento pode ocorrer quando a aeronave alcançar o primeiro ponto P1 sem ter sido autorizada pela autoridade de controle de tráfego aéreo a realizar a fase de descida, sendo que a altitude de cabine é igual à altitude atual da aeronave.

[048] De acordo com um primeiro exemplo, ilustrado na Figura 3, a trajetória vertical inicial ilustrada em linhas sólidas compreende uma fase de voo de nível S0 na primeira altitude A1, seguida pela fase S1 de mudança de nível de voo da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2, sendo que o primeiro ponto P1 é, então, um ponto de mudança de nível.

[049] Nesse exemplo, o elemento de acionamento é o alcance pela aeronave de um ponto P4, localizado na primeira altitude a jusante do ponto P1 relativamente à trajetória seguida pela aeronave.

[050] De acordo com um segundo exemplo, ilustrado na Figura 4, a trajetória vertical inicial, ilustrada em linhas sólidas, compreende uma fase a montante S’0 de mudança de nível a partir de um terceiro ponto P3 em uma terceira altitude A3 até tão distante quanto o primeiro ponto P1, de acordo com uma terceira inclinação, seguida pela fase S1 de mudança de nível a partir do primeiro ponto P1 na primeira altitude A1 até tão distante quanto o segundo ponto P2 na segunda altitude A2.

[051] A primeira e a terceira inclinações são, por exemplo, iguais, sendo que a fase a montante S’0 de mudança de nível e a fase S1 de mudança de nível formam, então, juntas, uma fase de mudança de nível a partir do terceiro ponto P3 na terceira altitude A3 até tão distante quanto o segundo ponto P2 na segunda altitude A2, enquanto passam pelo primeiro ponto P1 na primeira altitude A1.

[052] Se, durante a descida da aeronave a partir do terceiro ponto P3 de acordo com a fase a montante S’0 de mudança de nível, quando a aeronave alcançar o primeiro ponto P1, a altitude de cabine autorizada para a aeronave for igual à primeira altitude A1, a aeronave excederá o primeiro ponto P1 sem iniciar a fase S1 de mudança de nível fornecida pela trajetória inicial, isto é, interromperá a sua descida na primeira altitude A1.

[053] Por exemplo, tal evento pode ocorrer quando a altitude de cabine autorizada para a aeronave for maior do que a altitude final de uma fase de descida: essa fase de descida é, então, interrompida na altitude de cabine.

[054] Nesse segundo exemplo, o elemento de acionamento também é o alcance, pela aeronave, de um ponto P4, localizado na primeira altitude a jusante a partir do ponto P1 relativamente à trajetória seguida pela aeronave.

[055] A discrepância entre a trajetória fornecida pela aeronave e a trajetória realmente seguida pela aeronave também pode resultar de uma ação manual de um operador, por exemplo, mediante a atuação de um comando para mudar o nível de voo antes de alcançar um ponto de mudança de nível.

[056] Nesse caso, de acordo com um terceiro exemplo ilustrado na Figura 5, em que a trajetória vertical inicial é similar a uma trajetória ilustrada na Figura 3, o elemento de acionamento é a iniciação de uma fase de mudança de nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2 a partir de um ponto P5 na primeira altitude localizado a montante a partir do ponto P1 relativamente à trajetória seguida pela aeronave, isto é, antes de a aeronave alcançar o ponto P1.

[057] O módulo de determinação 17 é configurado para determinar, em tempo real, quando um elemento de acionamento for detectado pelo módulo 15, uma trajetória vertical modificada, diferente da trajetória vertical fornecida.

[058] A trajetória vertical modificada é uma trajetória vertical compatível com a trajetória da aeronave real.

[059] A trajetória vertical modificada compreende pelo menos uma fase modificada para mudança de nível de voo diferente da fase para a fase correspondente fornecida para mudança de nível de voo. Em particular, a fase modificada para mudança de nível de voo corresponde à fase de mudança de nível de voo afetada pelo elemento de acionamento.

[060] A fase modificada de mudança de nível é iniciada a partir de um ponto modificado, referido como P1M, localizado na primeira altitude. O ponto modificado P1M é distinto do primeiro ponto P1, isto é, o ponto de mudança de nível fornecido de acordo com a trajetória vertical inicial.

[061] Adicionalmente, a fase modificada de mudança de nível é alcançada de acordo com uma inclinação predeterminada e controlada.

[062] A inclinação predeterminada é, por exemplo, igual à inclinação da fase de mudança de nível de voo fornecida.

[063] Preferencialmente, a inclinação predeterminada é compreendida em um intervalo de inclinação definido, por exemplo, entre 2,75 e 3,6°, que corresponde a um intervalo em que um nível de conforto dos passageiros é garantido e o gerenciamento da velocidade é facilitado.

[064] A inclinação predeterminada é, por exemplo, ajustável pelo piloto dentro desse intervalo, por meio do dispositivo 6 para monitorar os parâmetros.

[065] Preferencialmente, a fase modificada de mudança de nível forma um segmento a partir do ponto modificado P1M na primeira altitude A1 até tão distante quanto um ponto na segunda altitude A2, distinto, de modo geral, do segundo ponto P2.

[066] O ponto modificado P1M é a montante ou a jusante do primeiro ponto P1.

[067] Notavelmente, quando o elemento de acionamento é uma passagem da aeronave pelo primeiro ponto P1 sem qualquer mudança no nível de acordo com a fase de mudança de nível associada que foi iniciada, o ponto modificado P1M está a jusante do primeiro ponto P1 relativamente à trajetória seguida pela aeronave, conforme ilustrado nas Figuras 3 e 4.

[068] Adicionalmente, nesse caso, o ponto modificado P1M também está a jusante da posição atual da aeronave relativamente à trajetória seguida pela aeronave. Assim, o ponto modificado P1M é um ponto que ainda não foi alcançado pela aeronave no momento em que a trajetória vertical modificada é determinada.

[069] Quando o elemento de acionamento for a iniciação de uma fase de mudança de nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2 a partir de um ponto P5 na primeira altitude localizado a montante do ponto P1 relativamente à trajetória seguida pela aeronave, o ponto modificado P1M é localizado a jusante a partir do primeiro ponto P1: o ponto modificado P1M é o ponto P5 no qual a fase de mudança de nível é iniciada, conforme ilustrado na Figura 5.

[070] De acordo com os exemplos ilustrados nas Figuras 3, 4 e 5, a trajetória vertical modificada ilustrada em linhas pontilhadas compreende uma fase modificada S1M para a mudança de nível de voo de acordo com uma segunda inclinação predefinida, a partir do ponto modificado P1M de mudança de nível na primeira altitude A1 até a segunda altitude A2, e, preferencialmente, até tão distante quanto a segunda altitude A2. Nesses exemplos, a segunda inclinação é igual à primeira inclinação.

[071] A trajetória vertical modificada determinada desse modo pelo módulo 17 substitui a trajetória inicialmente determinada. Adicionalmente, essa trajetória é compatível com a trajetória da aeronave real, contanto que, para os exemplos das Figuras 3 e 4, a aeronave receba uma autorização para mudança de nível de voo o mais tardar quando a mesma alcançar o ponto modificado P1M de mudança de nível.

[072] Ademais, o sistema 1 é configurado para determinar, em tempo real, pelo menos duas trajetórias verticais modificadas sucessivas, sendo que a primeira trajetória vertical modificada substitui a trajetória vertical inicial e a(s) trajetória(s) vertical (verticais) modificada(s) determinada(s) anteriormente pelo sistema 1.

[073] Em particular, quando uma tensão impede uma mudança no nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2, o sistema 1 é configurado para determinar sucessivamente uma pluralidade de trajetórias modificadas, até que uma mudança no nível, da primeira altitude até a segunda altitude, notavelmente tão distante quanto a segunda altitude ou uma altitude intermediária seja autorizada.

[074] Assim, quando uma tensão impede uma mudança no nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2, o módulo de detecção 15 é configurado para detectar um primeiro elemento de acionamento, que consiste na passagem pelo primeiro ponto P1 sem a fase de mudança de nível S1 ter sido iniciada, sendo que a aeronave permanece na altitude A1. O módulo de determinação 17 é configurado para determinar, quando esse primeiro elemento de acionamento for detectado, uma primeira trajetória vertical modificada, diferente da trajetória vertical fornecida. Essa primeira trajetória vertical modificada compreende uma primeira fase modificada de mudança de 1 nível iniciada a partir de um primeiro ponto modificado, referido como M , localizado na primeira altitude, a jusante do primeiro ponto P1.

[075] Em seguida, se a tensão ainda impedir uma mudança no nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2, quando a aeronave 1 alcançar o primeiro ponto modificado M , a primeira trajetória vertical modificada não poderá ser seguida pela aeronave. O módulo de detecção 15 é configurado para detectar um segundo elemento de acionamento, que consiste 1 na passagem pelo primeiro ponto modificado M sem a fase de mudança de nível modificada que foi iniciada, sendo que a aeronave permanece na primeira altitude A1. O módulo de determinação 17 é, então, configurado para determinar, quando esse segundo elemento de acionamento for detectado, uma segunda trajetória vertical modificada, diferente da primeira trajetória vertical modificada. Essa segunda trajetória vertical modificada compreende uma segunda fase de mudança de nível modificada iniciada a partir de um 2 segundo ponto modificado M localizado na primeira altitude a jusante do 1 primeiro ponto P1 e do primeiro ponto modificado M .

[076] De modo mais geral, o módulo de detecção 15 é configurado para detectar sucessivamente vários elementos de acionamento, sendo que cada um consiste na passagem da aeronave pelo ponto de mudança de nível de voo fornecido, que é o primeiro de todos dentre o primeiro ponto P1 e, então o ponto modificado determinado por último pelo módulo de determinação 17, sem a fase de mudança de nível modificada ter sido iniciada, sendo que a aeronave permanece na primeira altitude A1.

[077] Além disso, o módulo de determinação 17 é configurado para determinar, toda vez que um elemento de acionamento for detectado, uma trajetória vertical modificada, diferente da primeira trajetória vertical modificada e de qualquer trajetória vertical modificada determinada antecipadamente. Essa trajetória vertical modificada compreende uma fase de mudança de nível i modificada iniciada a partir de um ponto modificado M localizado na primeira altitude a jusante do primeiro ponto P1 e de qualquer ponto modificado 1 i-1 M ... M determinado antecipadamente.

[078] Várias trajetórias modificadas verticais são, assim, ilustradas na Figura 6, as quais podem ser determinadas sucessivamente pelo módulo 17 quando uma restrição de altitude, imposta à aeronave, impedir uma mudança no nível de voo da primeira altitude até a segunda altitude, até que essa restrição seja suspensa.

[079] Nesse exemplo, a trajetória vertical inicial similar à trajetória ilustrada na Figura 3 compreende uma fase de voo de nível S0 na primeira altitude A1, seguida por uma fase S1 de mudança de nível de voo da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2 a partir do primeiro ponto P1, de acordo com uma primeira inclinação.

[080] Um primeiro elemento de acionamento que pode ser detectado pelo módulo de detecção 15 é a passagem pelo primeiro ponto P1 durante o voo da aeronave na primeira altitude A1. A primeira trajetória modificada que pode ser calculada pelo módulo de determinação 17 1 compreende uma primeira fase modificada M de mudança de nível, a partir 1 de um primeiro ponto modificado M de mudança de nível na primeira altitude A1 até tão distante quanto a segunda altitude A2, de acordo com uma segunda inclinação, que, no exemplo, é ilustrada como igual à primeira inclinação.

[081] Em seguida, se a altitude de cabine imposta à aeronave permanecer igual à primeira altitude quando a aeronave alcançar o primeiro 1 ponto modificado M , o módulo de detecção 15 terá capacidade para detectar 1 a passagem pelo primeiro ponto modificado M , que resulta a partir disso, e que é um segundo elemento de acionamento. O módulo de determinação 17 tem, então, capacidade para determinar uma segunda trajetória modificada, 2 que compreende uma segunda fase modificada M de mudança de nível, a 2 partir de um segundo ponto modificado M de mudança de nível na primeira altitude A1, tão distante quanto a segunda altitude A2, de acordo com uma segunda inclinação, que, no exemplo ilustrado, é igual à primeira inclinação.

[082] Similarmente, enquanto a altitude de cabine permanece igual à primeira altitude, a aeronave não pode iniciar uma mudança na altitude e excede qualquer primeiro ponto modificado

, determinado antecipadamente pelo módulo de determinação 17. O módulo de detecção 15 tem capacidade para detectar cada passagem, para causar a determinação, em tempo real, pelo módulo de determinação 17 de uma nova trajetória vertical modificada, diferente da primeira trajetória vertical modificada e de qualquer trajetória vertical modificada determinada antecipadamente, que compreende i uma fase modificada M de mudança de nível iniciada a partir de um novo i ponto modificado M , localizado na primeira altitude A1 a jusante do primeiro 1 i-1 ponto P1 e de qualquer ponto modificado

determinado antecipadamente.

[083] Essa trajetória vertical modificada determinada pela desse modo pelo módulo 17 substitui a trajetória vertical determinada antecipadamente.

[084] Um exemplo de aplicação de um método, de acordo com a invenção, por meio do sistema 1, será agora descrito, com referência à Figura 7 e às Figuras 3 a 6.

[085] O método compreende uma etapa 102 para fornecer uma trajetória vertical inicial para a aeronave, sendo que essa trajetória vertical inicial compreende pelo menos uma fase inicial de mudança de nível de voo de acordo com uma primeira inclinação não zero entre um primeiro ponto P1 em uma primeira altitude A1 e um segundo ponto P2 em uma segunda altitude A2.

[086] De modo geral, a trajetória vertical inicial compreende várias fases iniciais de mudança de nível de voo. Em particular, a trajetória vertical inicial compreende várias fases iniciais de mudança de nível de voo, destinadas a serem aplicadas durante uma fase de aproximação.

[087] A trajetória vertical inicial é, por exemplo, determinada pelo módulo 13, dependendo das restrições predefinas no plano de voo.

[088] O método, ademais, compreende, quando uma discrepância aparece entre a trajetória vertical inicial e a trajetória vertical realmente seguida pela aeronave, pelo menos uma etapa 104 para modificar a trajetória vertical da aeronave. Essa etapa 104 é destinada a fornecer, em tempo real, à aeronave e a sua tripulação, uma trajetória vertical atualizada que está junto com a trajetória vertical real da aeronave.

[089] A dita, ou cada, etapa 104 para modificar a trajetória compreende uma fase 106 para detectar um elemento de acionamento, quando a aeronave estiver na primeira altitude A1.

[090] A fase de detecção 106 é aplicada pelo módulo de detecção 15.

[091] Em particular, a fase 106 para detectar o elemento de acionamento compreende a detecção pelo módulo 15 de um desvio, maior do que um limiar de desvio predeterminado, entre uma altitude da aeronave em um ponto de passagem no plano horizontal e uma altitude fornecida pela dita trajetória vertical inicial nesse ponto de passagem.

[092] Conforme ilustrado nas Figuras 3 e 4, o elemento de acionamento, por exemplo, compreende passar do primeiro ponto P1, pela aeronave, sem ter iniciado a fase inicial de mudança de nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2.

[093] Conforme ilustrado na Figura 5, o elemento de acionamento também pode ser a atuação de um comando para mudança de nível de voo por um piloto, antes do primeiro ponto P1 ter sido alcançado pela aeronave.

[094] A dita, ou cada, etapa 104 para modificar a trajetória compreende, então, isto é, quando o elemento de acionamento for detectado, uma fase 108 para determinar uma trajetória vertical modificada pelo módulo de determinação 17. A trajetória vertical modificada compreende uma fase S1 modificada M de mudança de nível de voo, de acordo com uma segunda inclinação predefinida não zero, a partir de um primeiro ponto modificado P1M na primeira altitude A1 em direção à segunda altitude A2.

[095] O ponto modificado P1M é distinto do primeiro ponto P1. O ponto modificado P1M é a jusante ou a montante do primeiro ponto P1.

[096] Notavelmente, se o elemento de acionamento for uma passagem da aeronave pelo primeiro ponto P1 sem qualquer iniciação de uma mudança de nível de acordo com a fase de mudança de nível associada, o ponto modificado P1M estará a jusante do primeiro ponto P1 em relação à trajetória seguida pela aeronave (Figuras 3 e 4).

[097] Adicionalmente, o ponto modificado P1M também está a jusante da posição atual da aeronave em relação à trajetória seguida pela aeronave. Assim, o ponto modificado P1M é um ponto que ainda não foi alcançado pela aeronave no momento em que a trajetória vertical modificada é determinada.

[098] Se o elemento de acionamento for a iniciação de uma fase de mudança de nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2 a partir de um ponto P5 na primeira altitude localizada a montante do ponto P1 em relação à trajetória seguida pela aeronave, o ponto modificado P1M será localizado a montante do primeiro ponto P1: o ponto modificado P1M é o ponto P5 em que a fase de mudança de nível é iniciada, conforme ilustrado na Figura 5.

[099] Adicionalmente, a fase de mudança de nível modificada é alcançada de acordo com uma inclinação predeterminada e controlada.

[0100] A inclinação predeterminada é, por exemplo, igual à inclinação da fase de mudança de nível de voo fornecida. A inclinação predeterminada é, por exemplo, ajustável pelo piloto dentro de um intervalo predeterminado.

[0101] Preferencialmente, a fase de mudança de nível modificada forma um segmento a partir do ponto modificado P1M na primeira altitude A1 até tão distante quanto um ponto na segunda altitude A2, distinto, de modo geral, do segundo ponto P2.

[0102] Subsequentemente à etapa 104 para modificar a trajetória, a trajetória vertical modificada conforme determinado pelo módulo 17 durante a fase 108 é exibida, destinada à tripulação, notavelmente no dispositivo de exibição de informações 5.

[0103] Se o elemento de acionamento resultado a partir da atuação de um comando para mudança de nível de voo por um piloto antes de o primeiro ponto P1 ter sido alcançado pela aeronave, a aeronave segue a trajetória vertical modificada, notavelmente a fase modificada de mudança de nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2 de acordo com a segunda inclinação.

[0104] Em particular, se a fase de mudança de nível for uma fase de descida, a aeronave realizará a mudança de nível tão distante quanto a segunda altitude A2 se essa altitude for acessível à mesma, sendo que a altitude de cabine é menor do que ou igual à segunda altitude. Por outro lado, se durante a mudança de nível de voo da primeira altitude até a segunda altitude a altitude da aeronave se tornar igual à altitude de cabine antes de alcançar a segunda altitude, isto é, se a altitude de cabine autorizada for compreendida entre a primeira altitude A1 e a segunda altitude A2, a aeronave interromperá a sua descida nessa altitude de cabine. O sistema 1, então, aplica uma nova etapa 104 para modificar a trajetória a fim de determinar uma trajetória modificada compatível com a trajetória da aeronave real.

[0105] No caso quando o elemento de acionamento for resultado da passagem da aeronave pelo primeiro ponto P1 sem iniciação da fase inicial de mudança de nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2, em particular, devido a uma restrição de altitude de cabine incompatível com tal fase de mudança de nível, o sistema 1 aplicará, se necessário, uma pluralidade de etapas 104 da trajetória, até que uma mudança no nível em direção ao segundo nível seja autorizada.

[0106] As etapas de modificação 104 são realizadas de modo iterativo, sendo que cada trajetória vertical modificada determinada durante uma iteração i da etapa 104 substitui a trajetória vertical modificada determinada durante a iteração i-1 que precede imediatamente a iteração i da etapa 104.

[0107] Durante cada uma das etapas de modificação 104, o módulo 15 detecta durante uma fase 106 um elemento de acionamento. O primeiro elemento de acionamento é a passagem pelo primeiro ponto P1, e, então, durante cada fase 106, o módulo 15 detecta a passagem pelo ponto i-1 modificado Mdeterminado durante a iteração i-1 da etapa 104 que precede imediatamente a iteração atual dessa etapa 104.

[0108] Ademais, durante cada fase 108, o módulo 17 determina i uma fase modificada M de mudança de nível iniciada a partir de um ponto i modificado M , localizado na primeira altitude A1 a jusante do primeiro ponto 1 i-1 P1 e, se i>1, localizado a jusante de qualquer ponto modificado M... M determinado antecipadamente.

[0109] Cada trajetória vertical modificada determinada desse modo pelo módulo 17 substitui a trajetória vertical determinada antecipadamente. i

[0110] Se, quando a aeronave chegar a um ponto modificado M , a altitude de cabine autorizada para a aeronave for menor do que a primeira altitude A1, a aeronave seguirá a última trajetória modificada determinada pelo i módulo 17, em particular, a fase modificada M de mudança de nível da primeira altitude A1 até a segunda altitude A2, a partir do ponto modificado P1i P1M .

[0111] Em particular, a aeronave realiza a mudança no nível tão distante quanto a segunda altitude A2 se essa altitude for acessível à mesma, sendo que a altitude de cabine é menor do que ou igual à segunda altitude. Por outro lado, se durante a mudança no nível de voo da primeira altitude até a segunda altitude a altitude da aeronave se tornar igual à altitude de cabine antes de alcançar a segunda altitude, isto é, se a altitude de cabine autorizada estiver compreendida entre a primeira e a segunda altitudes, a aeronave interromperá a sua descida nessa altitude de cabine. O sistema 1, então, aplica uma nova etapa 104 para modificar a trajetória a fim de determinar uma trajetória modificada compatível com a trajetória da aeronave real.

[0112] O método e o sistema, de acordo com a invenção, fornecem a possibilidade de determinar, em tempo real, uma trajetória que atende as restrições do plano de voo e as restrições impostas pela autoridade de controle de tráfego aéreo, e os parâmetros de que, notavelmente em termos de suspensão e de inclinação, são controlados.

[0113] O método e o sistema, de acordo com a invenção, fornecem, assim, a possibilidade de garantir o conforto dos passageiros e de facilitar a administração da velocidade no caso de excursões fora da trajetória vertical inicialmente determinada.

[0114] Entretanto, deve-se compreender que as realizações descritas acima não são limitantes.

[0115] Notavelmente, o método de modificação, de acordo com a invenção, pode ser aplicado várias vezes durante uma missão da aeronave, notavelmente quando um desvio ocorrer entre a trajetória vertical fornecida e a trajetória vertical real da aeronave.

Claims

1. MÉTODO PARA DETERMINAR UMA TRAJETÓRIA VERTICAL DE UMA AERONAVE EM TEMPO REAL, caracterizado pelo método compreender: - uma etapa (102) para fornecer uma trajetória vertical inicial que compreende pelo menos uma fase inicial (S1) de mudança de nível de voo de acordo com uma primeira inclinação não zero entre um primeiro ponto (P1) em uma primeira altitude (A1) e um segundo ponto (P2) em uma segunda altitude (A2), - pelo menos uma etapa (104) para modificar a trajetória vertical da aeronave, que compreende: - uma fase (106) para detectar um elemento de acionamento quando a aeronave estiver na primeira altitude (A1), em que a fase (106) para detectar o elemento de acionamento compreende a detecção de um desvio maior do que um limiar de desvio predeterminado entre uma altitude da aeronave, em um ponto de passagem no plano horizontal, e uma altitude fornecida pela trajetória vertical inicial, no ponto de passagem, - quando o elemento de acionamento é detectado, uma fase (108) para determinar uma trajetória vertical modificada, sendo que a trajetória vertical modificada compreende uma fase modificada ( S1M, S1Mi ) de mudança de nível de voo de acordo com uma segunda inclinação não zero predefinida, a partir de um ponto modificado (P1M,P1 Mi ) na primeira altitude (A1), distinto do primeiro ponto (P1), até a segunda altitude (A2), - a substituição da trajetória vertical inicial pela trajetória vertical modificada.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela trajetória vertical inicial compreender sucessivamente um voo de nível (S0) na primeira altitude (A1) tão distante quanto o primeiro ponto (P1) e a fase de mudança de nível inicial (S1), e em que o elemento de acionamento é detectado durante o voo de nível da aeronave na primeira altitude (A1).

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela trajetória vertical inicial compreender sucessivamente uma fase a montante (S’0) de mudança de nível de voo a partir de um ponto (P3) em uma terceira altitude (A3) tão distante quanto o primeiro ponto (P1) de acordo com uma terceira inclinação e a fase inicial (S1) de mudança de nível.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela primeira altitude (A1) ser compreendida entre a segunda altitude (A2) e a terceira altitude (A3) e em que a primeira inclinação ser igual à terceira inclinação.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo elemento de acionamento compreender a passagem da aeronave pelo primeiro ponto (P1) sem a fase de mudança de nível inicial (S1) ter sido iniciada.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo elemento de acionamento compreender a atuação de um comando de mudança de nível de voo por um operador antes de o primeiro ponto (P1) ter sido alcançado pela aeronave.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender a aplicação de uma pluralidade de etapas sucessivas (104) para modificar a trajetória vertical da aeronave, sendo que cada etapa para modificar a trajetória vertical compreende: - uma fase (106) para detectar um elemento de acionamento quando a aeronave estiver na primeira altitude, - quando o elemento de acionamento for detectado, uma fase (108) para determinar uma trajetória vertical modificada, sendo que a trajetória vertical modificada compreende uma fase modificada ( S1i ) de mudança de nível de voo a partir de um ponto modificado (P1 Mi ) na primeira altitude (A1), sendo que o ponto modificado é distinto do primeiro ponto (P1) e de qualquer ponto modificado (P1 1,...P1 i - 1 ) determinado antecipadamente.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela fase inicial de mudança de nível de voo ser uma fase de descida.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5, 7 e 8, caracterizado por, quando a aeronave alcança o primeiro ponto (P1), a primeira altitude (A1), corresponder a uma primeira altitude de cabine autorizada para a aeronave e em que a pluralidade de etapas sucessivas (104) para modificar a trajetória vertical da aeronave é aplicada até que uma segunda altitude de cabine, abaixo da primeira altitude de cabine, seja autorizada para a aeronave.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela segunda inclinação ser igual à primeira inclinação.

11. SISTEMA (1) PARA DETERMINAR UMA TRAJETÓRIA VERTICAL DE UMA AERONAVE EM TEMPO REAL, a partir de uma trajetória vertical inicial que compreende pelo menos uma fase inicial (S1) de mudança de nível de voo de acordo com uma primeira inclinação não zero entre um primeiro ponto (P1) em uma primeira altitude (A1) e um segundo ponto (P2) em uma segunda altitude (A2), caracterizado pelo sistema (1) compreender: - um módulo (15) para detectar um elemento de acionamento quando a aeronave estiver na primeira altitude, o módulo (15) sendo configurado para detectar um desvio, maior do que um limiar de desvio predeterminado, entre uma altitude da aeronave em um ponto de passagem no plano horizontal e uma altitude fornecida pela trajetória vertical inicial nesse ponto de passagem, - um módulo (17) para determinar uma trajetória vertical modificada configurado para, quando um elemento de acionamento for detectado pelo módulo de detecção (15), determinar uma trajetória vertical modificada, sendo que a trajetória vertical modificada compreende uma fase modificada (S1M,S1 Mi ) de mudança de nível de voo de acordo com uma segunda inclinação não zero predefinida, a partir de um ponto modificado (P1M, P1 Mi ) na primeira altitude (A1), distinto do primeiro ponto (P1), até a segunda altitude (A2).