CA2755408C - Procede et dispositif d'aide a la conduite d'operations aeriennes necessitant une garantie de performance de navigation et de guidage - Google Patents
Procede et dispositif d'aide a la conduite d'operations aeriennes necessitant une garantie de performance de navigation et de guidage Download PDFInfo
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Abstract
- Le dispositif (1) comporte des moyens pour réaliser des surveillances, ainsi que des moyens (5) pour déterminer un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre les opérations aériennes de garantie de performance.
Description
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'AIDE A LA CONDUITE D'OPÉRATIONS
AÉRIENNES NÉCESSITANT UNE GARANTIE DE PERFORMANCE DE
NAVIGATION ET DE GUIDAGE
La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de navigation et de guidage, mises en uvre par un aéronef, en particulier un avion de transport.
Bien que non exclusivement, la présente invention s'applique plus particulièrement à des opérations à performances de navigation requises avec autorisation requise, de type RNP AR ( Required Navigation Performance with Authorization Required en anglais). Ces opérations RNP AR sont basées sur une navigation de surface de type RNAV ( aRea NAVigation en anglais) et sur des opérations à performances de navigation requises de type RNP ( Required Navigation Performance)> en anglais). Elles présentent la particularité de nécessiter une autorisation spéciale pour pouvoir être mises en uvre sur un aéronef.
La navigation de surface de type RNAV permet à un aéronef de voler de point de route ( waypoint en anglais) en point de route, et non plus de stations sol (de moyens de radionavigation de type NAVAID) en stations sol.
On sait que le concept RNP correspond à une navigation de surface, pour laquelle sont ajoutés (à bord de l'aéronef) des moyens de surveillance et d'alerte qui permettent d'assurer que l'aéronef reste dans un couloir, dit RNP, autour d'une trajectoire de référence et qui autorisent la prise en compte de trajectoires courbes.
A l'extérieur de ce couloir se trouve potentiellement du relief ou d'autres aéronefs.
La performance requise pour un type d'opération RNP est définie par une valeur RNP qui représente la demi-largeur (en milles nautiques : NM) du couloir autour de la trajectoire de référence, dans lequel l'aéronef doit rester 95% du temps au cours de l'opération. Un second couloir (autour de la trajectoire de référence) de demi-=
AÉRIENNES NÉCESSITANT UNE GARANTIE DE PERFORMANCE DE
NAVIGATION ET DE GUIDAGE
La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de navigation et de guidage, mises en uvre par un aéronef, en particulier un avion de transport.
Bien que non exclusivement, la présente invention s'applique plus particulièrement à des opérations à performances de navigation requises avec autorisation requise, de type RNP AR ( Required Navigation Performance with Authorization Required en anglais). Ces opérations RNP AR sont basées sur une navigation de surface de type RNAV ( aRea NAVigation en anglais) et sur des opérations à performances de navigation requises de type RNP ( Required Navigation Performance)> en anglais). Elles présentent la particularité de nécessiter une autorisation spéciale pour pouvoir être mises en uvre sur un aéronef.
La navigation de surface de type RNAV permet à un aéronef de voler de point de route ( waypoint en anglais) en point de route, et non plus de stations sol (de moyens de radionavigation de type NAVAID) en stations sol.
On sait que le concept RNP correspond à une navigation de surface, pour laquelle sont ajoutés (à bord de l'aéronef) des moyens de surveillance et d'alerte qui permettent d'assurer que l'aéronef reste dans un couloir, dit RNP, autour d'une trajectoire de référence et qui autorisent la prise en compte de trajectoires courbes.
A l'extérieur de ce couloir se trouve potentiellement du relief ou d'autres aéronefs.
La performance requise pour un type d'opération RNP est définie par une valeur RNP qui représente la demi-largeur (en milles nautiques : NM) du couloir autour de la trajectoire de référence, dans lequel l'aéronef doit rester 95% du temps au cours de l'opération. Un second couloir (autour de la trajectoire de référence) de demi-=
2 largeur deux fois la valeur RNP est également défini. La probabilité que l'aéronef sorte de ce second couloir doit être inférieure à 10-7 par heure de vol.
Le concept d'opérations RNP AR est plus contraignant encore. Les procédures RNP AR sont, en effet caractérisées par:
- des valeurs RNP:
= qui sont inférieures ou égales à 0,3NM en approche, et qui peuvent descendre jusqu'à 0,1NM ; et = qui sont strictement inférieures à 1NM au départ et lors d'une remise des gaz, et qui peuvent également descendre jusqu'à 0,1NM ;
- un segment d'approche finale qui peut être courbe ; et - des obstacles (montagnes, trafic...) qui peuvent être situés à deux fois la valeur RNP par rapport à la trajectoire de référence, alors que pour les opérations RNP
usuelles, une marge supplémentaire par rapport aux obstacles est prévue.
Les autorités aériennes ont défini un niveau de sécurité visé TLS ( Target Level of Safety en anglais) de 10-7 par opération, quel que soit le type.
Dans le cas des opérations RNP AR, comme les valeurs RNP peuvent descendre jusqu'à
0,1NM et les obstacles peuvent être situés à deux fois la valeur RNP de la trajectoire de référence, cet objectif se traduit par une probabilité que l'aéronef sorte du couloir de demi-largeur D=2.RNP qui ne doit pas excéder 10-7 par procédure.
Les équipements embarqués à bord des aéronefs (système de gestion de vol, centrale inertielle, moyens d'actualisation de données GPS et moyens de guidage du pilote automatique), ainsi que l'architecture usuelle, ne permettent pas d'atteindre le niveau de sécurité visé, si on ne prévoit pas des moyens opérationnels de mitigation, notamment pour la détection et la gestion des pannes éventuelles. C'est pourquoi une autorisation spéciale est requise pour ce type d'opération, afin d'assurer que les procédures opérationnelles et l'entraînement des pilotes permettent d'atteindre le niveau de sécurité visé. De plus, comme l'équipage doit prendre en charge certaines pannes, les aéronefs ne sont aujourd'hui pas
Le concept d'opérations RNP AR est plus contraignant encore. Les procédures RNP AR sont, en effet caractérisées par:
- des valeurs RNP:
= qui sont inférieures ou égales à 0,3NM en approche, et qui peuvent descendre jusqu'à 0,1NM ; et = qui sont strictement inférieures à 1NM au départ et lors d'une remise des gaz, et qui peuvent également descendre jusqu'à 0,1NM ;
- un segment d'approche finale qui peut être courbe ; et - des obstacles (montagnes, trafic...) qui peuvent être situés à deux fois la valeur RNP par rapport à la trajectoire de référence, alors que pour les opérations RNP
usuelles, une marge supplémentaire par rapport aux obstacles est prévue.
Les autorités aériennes ont défini un niveau de sécurité visé TLS ( Target Level of Safety en anglais) de 10-7 par opération, quel que soit le type.
Dans le cas des opérations RNP AR, comme les valeurs RNP peuvent descendre jusqu'à
0,1NM et les obstacles peuvent être situés à deux fois la valeur RNP de la trajectoire de référence, cet objectif se traduit par une probabilité que l'aéronef sorte du couloir de demi-largeur D=2.RNP qui ne doit pas excéder 10-7 par procédure.
Les équipements embarqués à bord des aéronefs (système de gestion de vol, centrale inertielle, moyens d'actualisation de données GPS et moyens de guidage du pilote automatique), ainsi que l'architecture usuelle, ne permettent pas d'atteindre le niveau de sécurité visé, si on ne prévoit pas des moyens opérationnels de mitigation, notamment pour la détection et la gestion des pannes éventuelles. C'est pourquoi une autorisation spéciale est requise pour ce type d'opération, afin d'assurer que les procédures opérationnelles et l'entraînement des pilotes permettent d'atteindre le niveau de sécurité visé. De plus, comme l'équipage doit prendre en charge certaines pannes, les aéronefs ne sont aujourd'hui pas
3 capables de garantir une valeur RNP de 0,1NM sous panne, car l'équipage n'est pas en mesure de tenir les exigences de performance en pilotage manuel.
Sur les aéronefs actuels, la surveillance des opérations RNP AR est réalisée par le biais de deux fonctions usuelles, à savoir :
- une première fonction qui surveille la précision et l'intégrité du calcul de position :
= la précision de la position est comparée à une fois la valeur RNP;
= l'intégrité est comparée à deux fois la valeur RNP ; et = si l'un des deux paramètres, précision ou intégrité, excède le seuil alloué, une alerte est émise et l'équipage doit entreprendre des actions appropriées ; et - une deuxième fonction qui permet à l'équipage de surveiller le guidage de l'aéronef :
= les déviations latérales et verticales de l'aéronef par rapport à la trajectoire de référence sont affichées et présentées à l'équipage ;
= l'équipage surveille les déviations par rapport aux budgets alloués pour chaque déviation. Si l'équipage détecte un écart excessif, il doit reprendre en main l'aéronef et entreprendre des actions correctrices adéquates.
Comme indiqué précédemment, les aéronefs actuels ne sont pas capables de garantir une valeur RNP de 0,1NM sous panne et l'équipage doit être entraîné
spécialement pour voler les procédures RNP AR. L'équipage doit, en effet, être capable de détecter et traiter, de façon adéquate, les pannes qui sont susceptibles de compromettre l'opération en cours.
L'objectif pour les aéronefs futurs est d'avoir la capacité de voler les procédures RNP AR avec des valeurs RNP jusqu'à 0,1 NM, et ceci sans restriction (en situation normale et en cas de panne) en départ, approche et remise de gaz.
Pour cela, l'équipage ne doit plus être considéré comme le principal moyen de détection et de traitement des pannes.
La présente invention concerne un procédé d'aide (automatique) à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de
Sur les aéronefs actuels, la surveillance des opérations RNP AR est réalisée par le biais de deux fonctions usuelles, à savoir :
- une première fonction qui surveille la précision et l'intégrité du calcul de position :
= la précision de la position est comparée à une fois la valeur RNP;
= l'intégrité est comparée à deux fois la valeur RNP ; et = si l'un des deux paramètres, précision ou intégrité, excède le seuil alloué, une alerte est émise et l'équipage doit entreprendre des actions appropriées ; et - une deuxième fonction qui permet à l'équipage de surveiller le guidage de l'aéronef :
= les déviations latérales et verticales de l'aéronef par rapport à la trajectoire de référence sont affichées et présentées à l'équipage ;
= l'équipage surveille les déviations par rapport aux budgets alloués pour chaque déviation. Si l'équipage détecte un écart excessif, il doit reprendre en main l'aéronef et entreprendre des actions correctrices adéquates.
Comme indiqué précédemment, les aéronefs actuels ne sont pas capables de garantir une valeur RNP de 0,1NM sous panne et l'équipage doit être entraîné
spécialement pour voler les procédures RNP AR. L'équipage doit, en effet, être capable de détecter et traiter, de façon adéquate, les pannes qui sont susceptibles de compromettre l'opération en cours.
L'objectif pour les aéronefs futurs est d'avoir la capacité de voler les procédures RNP AR avec des valeurs RNP jusqu'à 0,1 NM, et ceci sans restriction (en situation normale et en cas de panne) en départ, approche et remise de gaz.
Pour cela, l'équipage ne doit plus être considéré comme le principal moyen de détection et de traitement des pannes.
La présente invention concerne un procédé d'aide (automatique) à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de
4 navigation et de guidage, mises en oeuvre par un aéronef, en particulier un avion de transport, qui permet de remédier aux inconvénients précités.
A cet effet, selon l'invention, ledit procédé d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance basée sur une valeur de performances de navigation requises de seuil, mises en oeuvre par un aéronef, lequel est pourvu d'un système de guidage comprenant au moins les étages successifs suivants :
un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
un étage de calcul de déviations ; et un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, le procédé comprenant des étapes de:
fournir, pour chacun desdits étages successifs du système de guidage, une architecture comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en uvre les mêmes fonctions relatives à l'étage successif, N étant un entier supérieur ou égal à 3; et l'architecture inclut en outre :
au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques mettant en oeuvre l'étage de calcul de la position de l'aéronef ;
au moins N systèmes de gestion de vol mettant en oeuvre l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations ; et au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol mettant en oeuvre l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef ;
générer des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, par autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques, autosurveillance d'un statut , 4a opérationnel des au moins N systèmes de gestion de vol, et autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol, chacune desdites autosurveillances comprenant en outre des étapes de:
comparer des valeurs d'un paramètre particulier fournies respectivement par les différents équipements de l'étage ;
déterminer qu'une défaillance est détectée en cas d'incohérence entre les valeurs comparées ; et en cas de détection d'une défaillance, identifier lequel des différents équipements de l'étage est un équipement défaillant, et reconfigurer l'étage à ne pas utiliser l'équipement défaillant ;
déterminer, à l'aide au moins des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, un statut global pour les opérations aériennes qui indique la capacité de l'aéronef à réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance en identifiant automatiquement si un quelconque équipement du système de guidage est défaillant ou dégradé et en identifiant automatiquement si l'équipement défaillant ou dégradé empêche le système de guidage de permettre à l'aéronef de réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance ;
déterminer une valeur de performances de navigation requises pour l'aéronef ;
et activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global lorsque la valeur de performances de navigation requises est inférieure à la valeur de performances de navigation requises de seuil.
Des modes de réalisation préférés du procédé sont décrits ci-dessous.
, 4b De plus, avantageusement, on présente ledit statut global à l'équipage de l'aéronef, au moins en cas de dégradation dudit statut global, comme précisé
ci-dessous.
Ainsi, grâce à l'invention, on détermine automatiquement un statut global qui permet d'indiquer à l'équipage la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre des opérations aériennes nécessitant une garantie de performance, de préférence des opérations à performances de navigation requises avec autorisation requise, de type RNP AR ( Required Navigation Performance with Authorization Required en anglais), telles que précitées.
Selon l'invention, la détection et le traitement des pannes sont automatisés, tout en permettant de garder l'équipage informé de la situation courante et de son
A cet effet, selon l'invention, ledit procédé d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance basée sur une valeur de performances de navigation requises de seuil, mises en oeuvre par un aéronef, lequel est pourvu d'un système de guidage comprenant au moins les étages successifs suivants :
un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
un étage de calcul de déviations ; et un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, le procédé comprenant des étapes de:
fournir, pour chacun desdits étages successifs du système de guidage, une architecture comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en uvre les mêmes fonctions relatives à l'étage successif, N étant un entier supérieur ou égal à 3; et l'architecture inclut en outre :
au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques mettant en oeuvre l'étage de calcul de la position de l'aéronef ;
au moins N systèmes de gestion de vol mettant en oeuvre l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations ; et au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol mettant en oeuvre l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef ;
générer des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, par autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques, autosurveillance d'un statut , 4a opérationnel des au moins N systèmes de gestion de vol, et autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol, chacune desdites autosurveillances comprenant en outre des étapes de:
comparer des valeurs d'un paramètre particulier fournies respectivement par les différents équipements de l'étage ;
déterminer qu'une défaillance est détectée en cas d'incohérence entre les valeurs comparées ; et en cas de détection d'une défaillance, identifier lequel des différents équipements de l'étage est un équipement défaillant, et reconfigurer l'étage à ne pas utiliser l'équipement défaillant ;
déterminer, à l'aide au moins des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, un statut global pour les opérations aériennes qui indique la capacité de l'aéronef à réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance en identifiant automatiquement si un quelconque équipement du système de guidage est défaillant ou dégradé et en identifiant automatiquement si l'équipement défaillant ou dégradé empêche le système de guidage de permettre à l'aéronef de réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance ;
déterminer une valeur de performances de navigation requises pour l'aéronef ;
et activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global lorsque la valeur de performances de navigation requises est inférieure à la valeur de performances de navigation requises de seuil.
Des modes de réalisation préférés du procédé sont décrits ci-dessous.
, 4b De plus, avantageusement, on présente ledit statut global à l'équipage de l'aéronef, au moins en cas de dégradation dudit statut global, comme précisé
ci-dessous.
Ainsi, grâce à l'invention, on détermine automatiquement un statut global qui permet d'indiquer à l'équipage la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre des opérations aériennes nécessitant une garantie de performance, de préférence des opérations à performances de navigation requises avec autorisation requise, de type RNP AR ( Required Navigation Performance with Authorization Required en anglais), telles que précitées.
Selon l'invention, la détection et le traitement des pannes sont automatisés, tout en permettant de garder l'équipage informé de la situation courante et de son
5 impact sur l'opération en cours. Ainsi, l'équipage n'est plus le principal moyen de détection et de traitement des pannes, mais conserve simplement un rôle de sauvegarde. Par conséquent, en mettant en oeuvre le procédé conforme à
l'invention sur un aéronef, ce dernier est en mesure de réaliser des procédures RNP
AR avec des valeurs RNP jusqu'à 0,1NM, et ceci sans restriction (en situation o normale et en cas de panne) lors d'un départ, d'une approche ou d'une remise de gaz. De plus, la présente invention permet de réduire les moyens de mitigation et donc les procédures opérationnelles, ainsi que l'entraînement des pilotes.
Dans un mode de réalisation préféré, on met en oeuvre au moins certaines des surveillances suivantes qui permettent, notamment, de déterminer ledit statut global :
- une surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ;
- une surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ;
- une surveillance de la performance du guidage de l'aéronef ; et - une surveillance de la configuration de l'aéronef.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier :
- ledit étage de calcul de la position de l'aéronef est mis en oeuvre dans des systèmes de références inertielles et anémobarométriques, de type ADIRS ( Air Data and lnertial Reference System en anglais) ;
- lesdits étages de gestion du plan de vol, de calcul de la trajectoire et de calcul des déviations sont mis en oeuvre dans des systèmes de gestion de vol, de type FMS
( Flight Management System en anglais) ; et
l'invention sur un aéronef, ce dernier est en mesure de réaliser des procédures RNP
AR avec des valeurs RNP jusqu'à 0,1NM, et ceci sans restriction (en situation o normale et en cas de panne) lors d'un départ, d'une approche ou d'une remise de gaz. De plus, la présente invention permet de réduire les moyens de mitigation et donc les procédures opérationnelles, ainsi que l'entraînement des pilotes.
Dans un mode de réalisation préféré, on met en oeuvre au moins certaines des surveillances suivantes qui permettent, notamment, de déterminer ledit statut global :
- une surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ;
- une surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ;
- une surveillance de la performance du guidage de l'aéronef ; et - une surveillance de la configuration de l'aéronef.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier :
- ledit étage de calcul de la position de l'aéronef est mis en oeuvre dans des systèmes de références inertielles et anémobarométriques, de type ADIRS ( Air Data and lnertial Reference System en anglais) ;
- lesdits étages de gestion du plan de vol, de calcul de la trajectoire et de calcul des déviations sont mis en oeuvre dans des systèmes de gestion de vol, de type FMS
( Flight Management System en anglais) ; et
6 - ledit étage de calcul d'ordres de guidage est mis en oeuvre dans des systèmes de guidage et de contrôle de vol, de type FCGS ( Flight Control and Guidance System en anglais).
Dans un mode de réalisation préféré, mais non exclusif, les statuts de surveillance sont, à chaque fois, transmis à un système agencé directement en aval (dans la chaîne de guidage), à savoir dans le mode de réalisation particulier précité : des systèmes ADIRS aux systèmes FMS, et des systèmes FMS aux systèmes FCGS.
En outre, avantageusement, on prévoit des moyens susceptibles d'émettre au moins certaines des alertes suivantes :
- une alerte liée au statut global et à sa dégradation ;
- une alerte liée à la dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et - une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à sa trajectoire.
Par ailleurs, avantageusement, la présente invention est activée automatiquement, de la manière précisée ci-dessous.
En outre, de façon avantageuse, au niveau de certains desdits étages, et notamment au niveau dudit étage de calcul de la position de l'aéronef :
- on compare entre elles les valeurs d'un paramètre particulier, fournies respectivement par les différents équipements de l'étage, et on détecte une défaillance en cas d'incohérence entre lesdites valeurs ; et - en cas de détection d'une défaillance, on détermine l'équipement défaillant et on reconfigure ledit étage (de manière à ne plus utiliser les valeurs fournies par cet équipement défaillant dans la suite de l'opération).
La présente invention concerne également un dispositif (automatique) pour aider à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance (de navigation et de guidage), et notamment des opérations RNP AR, mises en oeuvre par un aéronef, en particulier un avion de transport.
Dans un mode de réalisation préféré, mais non exclusif, les statuts de surveillance sont, à chaque fois, transmis à un système agencé directement en aval (dans la chaîne de guidage), à savoir dans le mode de réalisation particulier précité : des systèmes ADIRS aux systèmes FMS, et des systèmes FMS aux systèmes FCGS.
En outre, avantageusement, on prévoit des moyens susceptibles d'émettre au moins certaines des alertes suivantes :
- une alerte liée au statut global et à sa dégradation ;
- une alerte liée à la dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et - une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à sa trajectoire.
Par ailleurs, avantageusement, la présente invention est activée automatiquement, de la manière précisée ci-dessous.
En outre, de façon avantageuse, au niveau de certains desdits étages, et notamment au niveau dudit étage de calcul de la position de l'aéronef :
- on compare entre elles les valeurs d'un paramètre particulier, fournies respectivement par les différents équipements de l'étage, et on détecte une défaillance en cas d'incohérence entre lesdites valeurs ; et - en cas de détection d'une défaillance, on détermine l'équipement défaillant et on reconfigure ledit étage (de manière à ne plus utiliser les valeurs fournies par cet équipement défaillant dans la suite de l'opération).
La présente invention concerne également un dispositif (automatique) pour aider à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance (de navigation et de guidage), et notamment des opérations RNP AR, mises en oeuvre par un aéronef, en particulier un avion de transport.
7 La présente invention concerne un dispositif d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance, basée sur une valeur de performances de navigation requises de seuil mises en oeuvre par un aéronef, ledit dispositif comprenant :
un système de guidage incluant au moins les étages successifs suivants :
un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
un étage de calcul de déviations ; et un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef et;
une architecture fournie pour chacun des étages successifs du système de guidage et comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en uvre les mêmes fonctions relatives à l'étage respectifs, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et l'architecture inclut en outre :
au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques mettant en oeuvre l'étage de calcul de la position de l'aéronef ;
au moins N systèmes de gestion de vol mettant en oeuvre l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations ; et au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol mettant en oeuvre l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, dans lequel les au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques autosurveillent un statut opérationnel, les au moins N
systèmes de gestion de vol autosurveillent un statut opérationnel, et les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol autosurveillent un statut opérationnel pour générer collectivement des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, dans lequel chacun des au moins N
systèmes de références inertielles et anémobarométriques, des au moins N
7a systèmes de gestion de vol autosurveillent un statut opérationnel, et des au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol réalise l'autosurveillance au moins en:
comparant des valeurs d'un paramètre particulier fournies respectivement par les différents équipements de l'étage ;
déterminant qu'une défaillance est détectée en cas d'incohérence entre les valeurs comparées ; et en cas de détection d'une défaillance, identifiant lequel des différents équipements de l'étage est un équipement défaillant, et reconfigurer l'étage à ne pas utiliser l'équipement défaillant, et dans lequel le système de guidage détermine, à l'aide au moins des statuts de surveillance pour chacun des stages successifs, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à réaliser lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance en identifiant automatiquement si un quelconque équipement du système de guidage est défaillant ou dégradé et en identifiant automatiquement si l'équipement défaillant ou dégradé
empêche le système de guidage de permettre à l'aéronef de réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance ; et dans lequel le système de guidage est configuré pour déterminer une valeur de performances de navigation requises pour l'aéronef, et pour activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global lorsque la valeur de performances de navigation requises est inférieure à la valeur de performances de navigation requises de seuil.
Des modes de réalisation préférés du dispositif sont décrits ci-dessous.
L'architecture conforme à l'invention pour la détection et l'isolation de systèmes défaillants s'appuie sur un principe d'architecture triplex (ou à N
équipements (Nk3)) et propose donc d'utiliser trois sources, ou plus, tout au long de la chaîne de guidage de l'aéronef : calcul de la position de l'aéronef, gestion du plan 7b de vol, calcul de la trajectoire, calcul des déviations (position de l'aéronef par rapport à la trajectoire), et calcul des ordres de guidage d'asservissement sur cette trajectoire. Chaque étage de la chaîne est ainsi constitué de N équipements (Nk3),
un système de guidage incluant au moins les étages successifs suivants :
un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
un étage de calcul de déviations ; et un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef et;
une architecture fournie pour chacun des étages successifs du système de guidage et comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en uvre les mêmes fonctions relatives à l'étage respectifs, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et l'architecture inclut en outre :
au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques mettant en oeuvre l'étage de calcul de la position de l'aéronef ;
au moins N systèmes de gestion de vol mettant en oeuvre l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations ; et au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol mettant en oeuvre l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, dans lequel les au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques autosurveillent un statut opérationnel, les au moins N
systèmes de gestion de vol autosurveillent un statut opérationnel, et les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol autosurveillent un statut opérationnel pour générer collectivement des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, dans lequel chacun des au moins N
systèmes de références inertielles et anémobarométriques, des au moins N
7a systèmes de gestion de vol autosurveillent un statut opérationnel, et des au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol réalise l'autosurveillance au moins en:
comparant des valeurs d'un paramètre particulier fournies respectivement par les différents équipements de l'étage ;
déterminant qu'une défaillance est détectée en cas d'incohérence entre les valeurs comparées ; et en cas de détection d'une défaillance, identifiant lequel des différents équipements de l'étage est un équipement défaillant, et reconfigurer l'étage à ne pas utiliser l'équipement défaillant, et dans lequel le système de guidage détermine, à l'aide au moins des statuts de surveillance pour chacun des stages successifs, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à réaliser lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance en identifiant automatiquement si un quelconque équipement du système de guidage est défaillant ou dégradé et en identifiant automatiquement si l'équipement défaillant ou dégradé
empêche le système de guidage de permettre à l'aéronef de réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance ; et dans lequel le système de guidage est configuré pour déterminer une valeur de performances de navigation requises pour l'aéronef, et pour activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global lorsque la valeur de performances de navigation requises est inférieure à la valeur de performances de navigation requises de seuil.
Des modes de réalisation préférés du dispositif sont décrits ci-dessous.
L'architecture conforme à l'invention pour la détection et l'isolation de systèmes défaillants s'appuie sur un principe d'architecture triplex (ou à N
équipements (Nk3)) et propose donc d'utiliser trois sources, ou plus, tout au long de la chaîne de guidage de l'aéronef : calcul de la position de l'aéronef, gestion du plan 7b de vol, calcul de la trajectoire, calcul des déviations (position de l'aéronef par rapport à la trajectoire), et calcul des ordres de guidage d'asservissement sur cette trajectoire. Chaque étage de la chaîne est ainsi constitué de N équipements (Nk3),
8 ce qui permet de détecter et isoler des pannes. De plus, chaque étage peut être constitué d'équipements identiques (étage symétrique) ou d'équipements différents (étage dissymétrique).
La présente invention concerne également un aéronef, en particulier un avion de transport, qui est muni d'un dispositif tel que décrit précédemment.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
Les figures 1 et 2 sont des schémas synoptiques de deux modes de -to réalisation différents d'un dispositif conforme à l'invention.
Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement sur les figures 1 et 2 est embarqué sur un aéronef, en particulier un avion de transport, non représenté, et est destiné à aider (automatiquement) à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de navigation et de guidage, et notamment des opérations RNP AR.
Ledit dispositif 1 est du type comportant un système de guidage 2 comprenant au moins les étages successifs suivants :
- un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
- un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
- un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
- un étage de calcul de déviations ; et - un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef.
Dans un mode de réalisation préféré, représenté sur les figures 1 et 2 :
- ledit étage de calcul de la position de l'aéronef est mis en uvre dans des systèmes 3 de références inertielles et anémobarométriques, de type ADIRS ( Air Data and lnertial Reference System en anglais). De façon usuelle, ces systèmes 3 de type ADIRS calculent la position de l'aéronef à partir de données provenant de systèmes de réception de signaux (par exemple des récepteurs multimode MMR
La présente invention concerne également un aéronef, en particulier un avion de transport, qui est muni d'un dispositif tel que décrit précédemment.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
Les figures 1 et 2 sont des schémas synoptiques de deux modes de -to réalisation différents d'un dispositif conforme à l'invention.
Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement sur les figures 1 et 2 est embarqué sur un aéronef, en particulier un avion de transport, non représenté, et est destiné à aider (automatiquement) à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de navigation et de guidage, et notamment des opérations RNP AR.
Ledit dispositif 1 est du type comportant un système de guidage 2 comprenant au moins les étages successifs suivants :
- un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
- un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
- un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
- un étage de calcul de déviations ; et - un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef.
Dans un mode de réalisation préféré, représenté sur les figures 1 et 2 :
- ledit étage de calcul de la position de l'aéronef est mis en uvre dans des systèmes 3 de références inertielles et anémobarométriques, de type ADIRS ( Air Data and lnertial Reference System en anglais). De façon usuelle, ces systèmes 3 de type ADIRS calculent la position de l'aéronef à partir de données provenant de systèmes de réception de signaux (par exemple des récepteurs multimode MMR
9 pour Multi-Mode Receiver ), notamment des signaux GNSS ( Global Navigation Satellite System en anglais) ;
- lesdits étages de gestion du plan de vol, de calcul de la trajectoire et de calcul des déviations sont mis en oeuvre dans des systèmes 4 de gestion de vol, de type FMS
( Flight Management System en anglais). De façon usuelle, ces systèmes 4 gèrent le plan de vol à partir de données provenant d'une base de données de navigation (non représentée) et de données entrées par le pilote, construisent la trajectoire de référence, et calculent les déviations entre la position de l'aéronef (reçue des systèmes 3) et cette trajectoire de référence ; et - ledit étage de calcul de calcul d'ordres de guidage est mis en oeuvre dans des systèmes 5 de guidage et de contrôle de vol, de type FCGS ( Flight Control and Guidance System en anglais). De façon usuelle, ces systèmes 5 assurent le guidage de l'aéronef.
Selon l'invention :
- ledit système de guidage 2 présente une architecture comprenant, pour chacun desdits étages, au moins N équipements, dont chacun met en oeuvre les mêmes fonctions relatives audit étage, N étant un entier supérieur ou égal à 3. Dans les exemples des figures 1 et 2, l'architecture du système 1 est de type triplex, avec trois systèmes 3 de type ADIRS, trois systèmes 4 de type FMS, et trois systèmes 5 de type FCGS ; et - ledit système de guidage 2 comporte, de plus, des moyens intégrés (non représentés spécifiquement), à savoir :
= des moyens permettant de détecter et d'isoler des pannes au niveau au moins de l'étage de calcul de la position, mais de préférence au niveau de chaque étage ;
= des moyens de surveillance de chaque étage et, le cas échéant, de l'étage précédent, et de génération d'un statut de surveillance relatif à ces deux étages ; et = des moyens pour déterminer, à l'aide au moins de l'ensemble des statuts de surveillance, comme précisé ci-dessous, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance.
L'architecture du dispositif 1, conforme à l'invention, est donc une architecture à N équipements (N) par étage, tout au long de la chaîne de guidage. L'utilisation de N sources (N
au niveau de chaque étage de la chaîne permet de détecter des différences potentielles entre les contributeurs, et d'identifier le cas échéant un contributeur défaillant. Le dispositif 1 dans son ensemble est
- lesdits étages de gestion du plan de vol, de calcul de la trajectoire et de calcul des déviations sont mis en oeuvre dans des systèmes 4 de gestion de vol, de type FMS
( Flight Management System en anglais). De façon usuelle, ces systèmes 4 gèrent le plan de vol à partir de données provenant d'une base de données de navigation (non représentée) et de données entrées par le pilote, construisent la trajectoire de référence, et calculent les déviations entre la position de l'aéronef (reçue des systèmes 3) et cette trajectoire de référence ; et - ledit étage de calcul de calcul d'ordres de guidage est mis en oeuvre dans des systèmes 5 de guidage et de contrôle de vol, de type FCGS ( Flight Control and Guidance System en anglais). De façon usuelle, ces systèmes 5 assurent le guidage de l'aéronef.
Selon l'invention :
- ledit système de guidage 2 présente une architecture comprenant, pour chacun desdits étages, au moins N équipements, dont chacun met en oeuvre les mêmes fonctions relatives audit étage, N étant un entier supérieur ou égal à 3. Dans les exemples des figures 1 et 2, l'architecture du système 1 est de type triplex, avec trois systèmes 3 de type ADIRS, trois systèmes 4 de type FMS, et trois systèmes 5 de type FCGS ; et - ledit système de guidage 2 comporte, de plus, des moyens intégrés (non représentés spécifiquement), à savoir :
= des moyens permettant de détecter et d'isoler des pannes au niveau au moins de l'étage de calcul de la position, mais de préférence au niveau de chaque étage ;
= des moyens de surveillance de chaque étage et, le cas échéant, de l'étage précédent, et de génération d'un statut de surveillance relatif à ces deux étages ; et = des moyens pour déterminer, à l'aide au moins de l'ensemble des statuts de surveillance, comme précisé ci-dessous, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance.
L'architecture du dispositif 1, conforme à l'invention, est donc une architecture à N équipements (N) par étage, tout au long de la chaîne de guidage. L'utilisation de N sources (N
au niveau de chaque étage de la chaîne permet de détecter des différences potentielles entre les contributeurs, et d'identifier le cas échéant un contributeur défaillant. Le dispositif 1 dans son ensemble est
10 ensuite capable de se reconfigurer afin d'isoler, pour toute la durée d'une opération, le contributeur incriminé en un temps suffisamment court pour que l'équipage n'ait pas à intervenir dans la gestion de la panne.
Si elles ne requièrent pas d'action pilote, ces reconfigurations sont néanmoins signalées à l'équipage via des fonctions de surveillance précisées ci-dessous.
Quatre types de surveillance sont prévus :
- une surveillance de l'état de disponibilité des systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ;
- une surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef, par l'intermédiaire d'une fonction spécifique qui alerte l'équipage lorsque la performance n'est plus en adéquation avec les exigences de l'opération, fonction nommée NAV PRIMARY ;
- une surveillance de la performance du guidage de l'aéronef, par l'intermédiaire d'une fonction qui alerte l'équipage en cas d'écarts excessifs de la position de l'aéronef par rapport à la trajectoire ; et - une surveillance de la configuration de l'aéronef, pour vérifier que la configuration de l'aéronef est compatible avec la procédure à voler : vitesse de l'aéronef, engagement du pilote automatique, engagement des modes de guidage...
Si elles ne requièrent pas d'action pilote, ces reconfigurations sont néanmoins signalées à l'équipage via des fonctions de surveillance précisées ci-dessous.
Quatre types de surveillance sont prévus :
- une surveillance de l'état de disponibilité des systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ;
- une surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef, par l'intermédiaire d'une fonction spécifique qui alerte l'équipage lorsque la performance n'est plus en adéquation avec les exigences de l'opération, fonction nommée NAV PRIMARY ;
- une surveillance de la performance du guidage de l'aéronef, par l'intermédiaire d'une fonction qui alerte l'équipage en cas d'écarts excessifs de la position de l'aéronef par rapport à la trajectoire ; et - une surveillance de la configuration de l'aéronef, pour vérifier que la configuration de l'aéronef est compatible avec la procédure à voler : vitesse de l'aéronef, engagement du pilote automatique, engagement des modes de guidage...
11 Ledit statut global (ou statut RNP AR) prend en compte les résultats des quatre fonctions de surveillance ci-dessus et illustre un état de la fonction RNP AR
qui permet à l'équipage d'avoir une vision globale de la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP AR.
Les fonctions de surveillance précitées peuvent se traduire pour l'équipage, sous forme de trois alertes différentes, qui sont émises au niveau du poste de pilotage de l'aéronef :
- une alerte liée au statut global RNP AR et à sa dégradation ;
- une alerte liée à la dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et - une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à sa trajectoire.
La présente invention qui a pour objet d'aider à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance s'applique, plus particulièrement, comme indiqué précédemment, à des opérations de type RNP AR
( Required Navigation Performance with Authorization Required en anglais).
Toutefois, la présente invention peut également être mise en oeuvre pour toutes parties d'un vol qui nécessitent un niveau élevé d'intégrité, de robustesse aux pannes et de surveillance pour le suivi d'un plan de vol. A titre d'exemple, elle peut être mise en uvre pour des opérations en environnement montagneux, pour lesquelles des procédures RNP n'ont pas été créées.
Dans un mode de réalisation préférée, l'architecture et les fonctions de surveillance s'activent automatiquement, sans aucune action du pilote. Plus précisément :
- l'architecture et la fonction de surveillance des écarts excessifs s'activent lorsque l'aéronef arrive sur la procédure RNP AR à voler et est dans la configuration adéquate ; et - les autres fonctions de surveillance (NAV PRIMARY et statut RNP AR) sont actives tout au long du vol, afin de permettre à l'équipage de connaître, à
tout moment au cours du vol, la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP, et
qui permet à l'équipage d'avoir une vision globale de la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP AR.
Les fonctions de surveillance précitées peuvent se traduire pour l'équipage, sous forme de trois alertes différentes, qui sont émises au niveau du poste de pilotage de l'aéronef :
- une alerte liée au statut global RNP AR et à sa dégradation ;
- une alerte liée à la dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et - une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à sa trajectoire.
La présente invention qui a pour objet d'aider à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance s'applique, plus particulièrement, comme indiqué précédemment, à des opérations de type RNP AR
( Required Navigation Performance with Authorization Required en anglais).
Toutefois, la présente invention peut également être mise en oeuvre pour toutes parties d'un vol qui nécessitent un niveau élevé d'intégrité, de robustesse aux pannes et de surveillance pour le suivi d'un plan de vol. A titre d'exemple, elle peut être mise en uvre pour des opérations en environnement montagneux, pour lesquelles des procédures RNP n'ont pas été créées.
Dans un mode de réalisation préférée, l'architecture et les fonctions de surveillance s'activent automatiquement, sans aucune action du pilote. Plus précisément :
- l'architecture et la fonction de surveillance des écarts excessifs s'activent lorsque l'aéronef arrive sur la procédure RNP AR à voler et est dans la configuration adéquate ; et - les autres fonctions de surveillance (NAV PRIMARY et statut RNP AR) sont actives tout au long du vol, afin de permettre à l'équipage de connaître, à
tout moment au cours du vol, la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP, et
12 d'anticiper une éventuelle incapacité à voler la procédure désirée. Elles sont également actives avant le vol.
Dans le cadre de la présente invention, l'activation et la désactivation de l'architecture et des fonctions de surveillance peuvent toutefois être réalisées de diverses manières.
Ainsi, l'architecture triplex peut être activée automatiquement lorsqu'une valeur RNP, suffisamment faible pour nécessiter une intégrité accrue du guidage de l'aéronef, est associée à la trajectoire volée. Dans un mode de réalisation particulier, la valeur RNP doit être inférieure à 0,3NM, qu'elle provienne d'une base de données de navigation ou d'une saisie manuelle de l'équipage. Au dessus de cette valeur, l'équipage est considéré comme capable de détecter et de traiter toute panne pouvant survenir sans compromettre la tenue du couloir RNP.
Par ailleurs, l'architecture mise en place n'a de sens que si l'équipage cherche à suivre la trajectoire. Aussi, celle-ci s'active uniquement si un pilote automatique est engagé et que le mode de guidage latéral de suivi de plan de vol (NAV) est engagé.
L'activation et la désactivation peuvent également être déclenchées par une action du pilote, par exemple l'engagement d'un deuxième pilote automatique.
En particulier, les opérations usuelles de suivi de plan de vol, ne nécessitant pas de surveillance et de détection de pannes particulières, peuvent être volées avec un seul pilote automatique engagé, tandis que les opérations RNP AR, qui nécessitent un plus haut niveau d'intégrité, peuvent être volées avec les deux pilotes automatiques engagés, comme c'est le cas pour certaines approches de précision de type ILS ( Instrument Landing System en anglais).
Comme indiqué précédemment, le statut global RNP AR est déterminé en fonction de la disponibilité des systèmes de la chaîne de guidage, de la configuration actuelle de l'architecture et de la performance du calcul de position et du guidage. Ce statut global RNP AR indique à l'équipage la capacité système et opérationnelle de l'aéronef à voler une procédure RNP AR.
Dans le cadre de la présente invention, l'activation et la désactivation de l'architecture et des fonctions de surveillance peuvent toutefois être réalisées de diverses manières.
Ainsi, l'architecture triplex peut être activée automatiquement lorsqu'une valeur RNP, suffisamment faible pour nécessiter une intégrité accrue du guidage de l'aéronef, est associée à la trajectoire volée. Dans un mode de réalisation particulier, la valeur RNP doit être inférieure à 0,3NM, qu'elle provienne d'une base de données de navigation ou d'une saisie manuelle de l'équipage. Au dessus de cette valeur, l'équipage est considéré comme capable de détecter et de traiter toute panne pouvant survenir sans compromettre la tenue du couloir RNP.
Par ailleurs, l'architecture mise en place n'a de sens que si l'équipage cherche à suivre la trajectoire. Aussi, celle-ci s'active uniquement si un pilote automatique est engagé et que le mode de guidage latéral de suivi de plan de vol (NAV) est engagé.
L'activation et la désactivation peuvent également être déclenchées par une action du pilote, par exemple l'engagement d'un deuxième pilote automatique.
En particulier, les opérations usuelles de suivi de plan de vol, ne nécessitant pas de surveillance et de détection de pannes particulières, peuvent être volées avec un seul pilote automatique engagé, tandis que les opérations RNP AR, qui nécessitent un plus haut niveau d'intégrité, peuvent être volées avec les deux pilotes automatiques engagés, comme c'est le cas pour certaines approches de précision de type ILS ( Instrument Landing System en anglais).
Comme indiqué précédemment, le statut global RNP AR est déterminé en fonction de la disponibilité des systèmes de la chaîne de guidage, de la configuration actuelle de l'architecture et de la performance du calcul de position et du guidage. Ce statut global RNP AR indique à l'équipage la capacité système et opérationnelle de l'aéronef à voler une procédure RNP AR.
13 On précise ci-dessous la manière dont le statut RNP AR est déterminé.
Chaque système 3, 4, 5 réalise donc, en plus de sa contribution au guidage, une fonction de surveillance du système amont dans la chaîne de guidage et communique le résultat au système aval dans la chaîne. Chaque système 3, 4, 5 surveille également son propre fonctionnement et transmet son propre statut au système aval. Ainsi, dans l'exemple de la figure 1 :
- les systèmes 3 de type ADIRS:
= calculent et consolident une position, à partir de données reçues des récepteurs MMR ; et = définissent un statut commun MMR / ADIRS;
- les systèmes 4 de type FMS:
= définissent le plan de vol, calculent la trajectoire de référence, et les déviations entre la position de l'aéronef et cette trajectoire de référence ;
= reçoivent le statut MMR / ADIRS des systèmes 3 (de type ADIRS), via une liaison 6 ; et = enrichissent ce statut d'un statut ADIRS défini par lesdits systèmes 4 de type FMS ; et = définissent un statut FMS;
- les systèmes 5 de type FCGS :
= assurent le guidage de l'aéronef ;
= reçoivent le statut MMR / ADIRS des systèmes 3 (de type ADIRS), véhiculé
par les systèmes 4 (de type FMS ) ;
= reçoivent le statut MMR / ADIRS enrichi par les systèmes 4 (de type FMS), via une liaison 7;
= reçoivent le statut FMS des systèmes 4 (de type FMS), via la liaison 7;
= enrichissent ce statut d'un statut FMS défini par lesdits systèmes 5 de type FCGS ;
= reçoivent le statut (précisé ci-dessous) de la fonction NAV PRIMARY
surveillant la précision et l'intégrité de la position de l'aéronef ;
Chaque système 3, 4, 5 réalise donc, en plus de sa contribution au guidage, une fonction de surveillance du système amont dans la chaîne de guidage et communique le résultat au système aval dans la chaîne. Chaque système 3, 4, 5 surveille également son propre fonctionnement et transmet son propre statut au système aval. Ainsi, dans l'exemple de la figure 1 :
- les systèmes 3 de type ADIRS:
= calculent et consolident une position, à partir de données reçues des récepteurs MMR ; et = définissent un statut commun MMR / ADIRS;
- les systèmes 4 de type FMS:
= définissent le plan de vol, calculent la trajectoire de référence, et les déviations entre la position de l'aéronef et cette trajectoire de référence ;
= reçoivent le statut MMR / ADIRS des systèmes 3 (de type ADIRS), via une liaison 6 ; et = enrichissent ce statut d'un statut ADIRS défini par lesdits systèmes 4 de type FMS ; et = définissent un statut FMS;
- les systèmes 5 de type FCGS :
= assurent le guidage de l'aéronef ;
= reçoivent le statut MMR / ADIRS des systèmes 3 (de type ADIRS), véhiculé
par les systèmes 4 (de type FMS ) ;
= reçoivent le statut MMR / ADIRS enrichi par les systèmes 4 (de type FMS), via une liaison 7;
= reçoivent le statut FMS des systèmes 4 (de type FMS), via la liaison 7;
= enrichissent ce statut d'un statut FMS défini par lesdits systèmes 5 de type FCGS ;
= reçoivent le statut (précisé ci-dessous) de la fonction NAV PRIMARY
surveillant la précision et l'intégrité de la position de l'aéronef ;
14 = reçoivent le statut (précisé ci-dessous) de la performance de guidage via les écarts excessifs ;
= reçoivent le statut (précisé ci-dessous) de la configuration de l'aéronef ; et = déterminent le statut global RNP AR de l'aéronef.
On notera que la surveillance de la performance du calcul de la position de l'aéronef, conforme à l'invention, est améliorée par rapport la situation usuelle. Alors que la précision de la position est comparée, de façon usuelle, à une fois la valeur RNP, l'intégrité de la position est comparée, selon l'invention, à deux fois la valeur RNP, de laquelle est retranchée une valeur auxiliaire correspondant au budget laissé à l'erreur de guidage et à l'erreur de définition de la trajectoire. Le seuil utilisé
pour l'évaluation de l'intégrité de la position est alors le suivant :
.µ/(2 * RNP ) 2 - FTE 2 - PDE 2 Dans cette expression, FTE correspond au budget alloué à l'erreur de guidage ( Flight Technical Error en anglais), et PDE correspond au budget alloué
à l'erreur de définition de la trajectoire ( Path Definition Error en anglais). Dans l'expression précédente, FTE et PDE peuvent être remplacés par une constante K
qui prend en compte les erreurs de guidage, les erreurs de définition de la trajectoire, et le temps de réaction du pilote.
Si l'un des deux paramètres, précision ou intégrité, dépasse le seuil alloué, une alerte est émise à destination de l'équipage. Ce nouveau seuil d'intégrité
permet à l'équipage d'être alerté suffisamment tôt pour garantir la tenue du couloir de demi-largeur deux fois la valeur RNP.
Par ailleurs, on sait que, de façon usuelle, la précision du guidage de l'aéronef est surveillée par l'équipage, grâce à l'affichage, sur l'écran primaire de vol (de type PFD pour Primary Flight Display ), des déviations latérale et verticale par rapport à la trajectoire de référence. Grâce à l'invention, la surveillance des déviations latérale et verticale est simplifiée par l'utilisation d'une fonction qui alerte l'équipage en cas d'écart (latéral ou vertical) excessif de la position de l'aéronef par rapport à la trajectoire de référence. Cette fonction est mise en oeuvre par les systèmes 5 de type FCGS, à partir des déviations reçues des systèmes 4 de type FMS.
Dans un mode de réalisation particulier :
5 - le seuil d'alerte pour les écarts latéraux est défini par min [RNP;
0,2NM]. En effet, l'imprécision du guidage ne doit pas excéder une fois la valeur RNP. De plus, il est considéré qu'un écart latéral supérieur à 0,2NM doit être signifié à
l'équipage, quelle que soit la valeur RNP ; et - le seuil d'alerte pour les écarts verticaux est fixé à 75 pieds correspondant au 10 budget alloué par la réglementation aérienne pour l'erreur de guidage verticale.
Par ailleurs, une dernière fonction de surveillance, également mise en uvre par les systèmes 5 de type FCGS, vérifie que l'aéronef est dans la bonne configuration pour voler la procédure RNP. Lorsque la procédure est définie avec de faibles valeurs RNP, inférieures à 0,3NM par exemple, et donc que le dispositif 1 est
= reçoivent le statut (précisé ci-dessous) de la configuration de l'aéronef ; et = déterminent le statut global RNP AR de l'aéronef.
On notera que la surveillance de la performance du calcul de la position de l'aéronef, conforme à l'invention, est améliorée par rapport la situation usuelle. Alors que la précision de la position est comparée, de façon usuelle, à une fois la valeur RNP, l'intégrité de la position est comparée, selon l'invention, à deux fois la valeur RNP, de laquelle est retranchée une valeur auxiliaire correspondant au budget laissé à l'erreur de guidage et à l'erreur de définition de la trajectoire. Le seuil utilisé
pour l'évaluation de l'intégrité de la position est alors le suivant :
.µ/(2 * RNP ) 2 - FTE 2 - PDE 2 Dans cette expression, FTE correspond au budget alloué à l'erreur de guidage ( Flight Technical Error en anglais), et PDE correspond au budget alloué
à l'erreur de définition de la trajectoire ( Path Definition Error en anglais). Dans l'expression précédente, FTE et PDE peuvent être remplacés par une constante K
qui prend en compte les erreurs de guidage, les erreurs de définition de la trajectoire, et le temps de réaction du pilote.
Si l'un des deux paramètres, précision ou intégrité, dépasse le seuil alloué, une alerte est émise à destination de l'équipage. Ce nouveau seuil d'intégrité
permet à l'équipage d'être alerté suffisamment tôt pour garantir la tenue du couloir de demi-largeur deux fois la valeur RNP.
Par ailleurs, on sait que, de façon usuelle, la précision du guidage de l'aéronef est surveillée par l'équipage, grâce à l'affichage, sur l'écran primaire de vol (de type PFD pour Primary Flight Display ), des déviations latérale et verticale par rapport à la trajectoire de référence. Grâce à l'invention, la surveillance des déviations latérale et verticale est simplifiée par l'utilisation d'une fonction qui alerte l'équipage en cas d'écart (latéral ou vertical) excessif de la position de l'aéronef par rapport à la trajectoire de référence. Cette fonction est mise en oeuvre par les systèmes 5 de type FCGS, à partir des déviations reçues des systèmes 4 de type FMS.
Dans un mode de réalisation particulier :
5 - le seuil d'alerte pour les écarts latéraux est défini par min [RNP;
0,2NM]. En effet, l'imprécision du guidage ne doit pas excéder une fois la valeur RNP. De plus, il est considéré qu'un écart latéral supérieur à 0,2NM doit être signifié à
l'équipage, quelle que soit la valeur RNP ; et - le seuil d'alerte pour les écarts verticaux est fixé à 75 pieds correspondant au 10 budget alloué par la réglementation aérienne pour l'erreur de guidage verticale.
Par ailleurs, une dernière fonction de surveillance, également mise en uvre par les systèmes 5 de type FCGS, vérifie que l'aéronef est dans la bonne configuration pour voler la procédure RNP. Lorsque la procédure est définie avec de faibles valeurs RNP, inférieures à 0,3NM par exemple, et donc que le dispositif 1 est
15 ou devrait être engagée, les paramètres suivants sont vérifiés :
- l'un des deux pilotes automatiques ou les deux pilotes automatiques doivent être engagés ;
- le mode de guidage de suivi de plan de vol doit être engagé ; et - la vitesse de l'aéronef doit être compatible avec la géométrie de la trajectoire et les contraintes de vitesse définies dans la procédure.
Si l'un des paramètres précédents surveillés n'est pas dans la bonne configuration, un message spécifique est affiché afin de guider l'équipage dans l'action à effectuer pour remettre l'aéronef dans une configuration compatible avec l'opération en cours.
Par conséquent, les systèmes 5 de type FCGS concentrent les informations de disponibilité de tous les éléments de la chaîne de guidage. Ils concentrent également les informations de performance du guidage et du calcul de position, ainsi que le statut de la configuration de l'aéronef, puis calculent un statut global de la fonction RNP AR qu'ils communiquent, par l'intermédiaire d'une liaison 8, à
un
- l'un des deux pilotes automatiques ou les deux pilotes automatiques doivent être engagés ;
- le mode de guidage de suivi de plan de vol doit être engagé ; et - la vitesse de l'aéronef doit être compatible avec la géométrie de la trajectoire et les contraintes de vitesse définies dans la procédure.
Si l'un des paramètres précédents surveillés n'est pas dans la bonne configuration, un message spécifique est affiché afin de guider l'équipage dans l'action à effectuer pour remettre l'aéronef dans une configuration compatible avec l'opération en cours.
Par conséquent, les systèmes 5 de type FCGS concentrent les informations de disponibilité de tous les éléments de la chaîne de guidage. Ils concentrent également les informations de performance du guidage et du calcul de position, ainsi que le statut de la configuration de l'aéronef, puis calculent un statut global de la fonction RNP AR qu'ils communiquent, par l'intermédiaire d'une liaison 8, à
un
16 système 9 de gestion des alarmes de type FWS ( Flight Warning System en anglais). Le système 9 génère ensuite les alarmes associées au statut RNP et les transmet, par l'intermédiaire d'une liaison 10, à des moyens d'interface 11 usuelles qui les présentent à l'équipage.
Dans un mode de réalisation préféré, le statut global RNP AR peut présenter trois états différents, dits respectivement FULL RNP CAPABLE , RNP REDUNDANCY LOST et RNP CAPABILITY LOST . Plus précisément :
- lorsque tous les systèmes sont disponibles et que leurs performances sont adéquates, l'aéronef est déclaré capable de garantir une valeur RNP de 0,1NM
sans restriction. Le statut RNP AR est alors dans son premier état dit FULL
RNP
CAPABLE ou capacité RNP complète. Ce premier état correspond à l'état par défaut du statut RNP AR et il n'est pas signalé à l'équipage. L'équipage est seulement alerté des dégradations du statut RNP AR;
- si suite à une panne et/ou à une reconfiguration automatique, il apparaît une perte de redondance à un niveau de la chaîne de guidage, cette perte de redondance est signalée à l'équipage par un deuxième état du statut global, dit RNP
REDUNDANCY LOST ou perte de redondance RNP ; et - si une ou plusieurs pannes engendrent une perte fonctionnelle ou une dégradation de la performance, qui est telle que le système 1 ne garantit plus l'intégrité
de la position et/ou du guidage, le statut global prend son troisième état, dit RNP
CAPABILITY LOST ou perte de capacité RNP, et l'équipage doit réagir en conséquence en sortant de la procédure en cours. La procédure à suivre par l'équipage, qui dépend de l'évènement à l'origine de la dégradation du statut RNP
AR, est alors affichée sur un écran d'alerte, de type WD ( Waming Display en anglais), faisant partie des moyens d'interface 11.
Dans le cadre de la présente invention, le statut global RNP AR peut être signifié à l'équipage de diverses manières. Dans la solution précédente, seules les dégradations du statut RNP AR sont signalées à l'équipage sous forme d'alertes.
Une autre solution est d'afficher une information positive sur l'écran de visualisation
Dans un mode de réalisation préféré, le statut global RNP AR peut présenter trois états différents, dits respectivement FULL RNP CAPABLE , RNP REDUNDANCY LOST et RNP CAPABILITY LOST . Plus précisément :
- lorsque tous les systèmes sont disponibles et que leurs performances sont adéquates, l'aéronef est déclaré capable de garantir une valeur RNP de 0,1NM
sans restriction. Le statut RNP AR est alors dans son premier état dit FULL
RNP
CAPABLE ou capacité RNP complète. Ce premier état correspond à l'état par défaut du statut RNP AR et il n'est pas signalé à l'équipage. L'équipage est seulement alerté des dégradations du statut RNP AR;
- si suite à une panne et/ou à une reconfiguration automatique, il apparaît une perte de redondance à un niveau de la chaîne de guidage, cette perte de redondance est signalée à l'équipage par un deuxième état du statut global, dit RNP
REDUNDANCY LOST ou perte de redondance RNP ; et - si une ou plusieurs pannes engendrent une perte fonctionnelle ou une dégradation de la performance, qui est telle que le système 1 ne garantit plus l'intégrité
de la position et/ou du guidage, le statut global prend son troisième état, dit RNP
CAPABILITY LOST ou perte de capacité RNP, et l'équipage doit réagir en conséquence en sortant de la procédure en cours. La procédure à suivre par l'équipage, qui dépend de l'évènement à l'origine de la dégradation du statut RNP
AR, est alors affichée sur un écran d'alerte, de type WD ( Waming Display en anglais), faisant partie des moyens d'interface 11.
Dans le cadre de la présente invention, le statut global RNP AR peut être signifié à l'équipage de diverses manières. Dans la solution précédente, seules les dégradations du statut RNP AR sont signalées à l'équipage sous forme d'alertes.
Une autre solution est d'afficher une information positive sur l'écran de visualisation
17 des paramètres primaires de vol, de type PFD ( Primary Flight Display en anglais), en fournissant en permanence le statut RNP AR à l'équipage, à savoir par exemple une indication de type RNP DUAL)) quand l'aéronef est capable de garantir la procédure RNP, une indication de type RNP SINGLE>) en cas de perte de redondance, et une indication de type RNP LOST lorsque l'aéronef n'est plus =
capable de garantir la procédure RNP.
Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 2, le statut global RNP AR est calculé de manière un peu différente. Les systèmes 5 de type FCGS
concentrent toujours les informations et calculent le statut global RNP AR, mais pour cela ils reçoivent directement les informations des systèmes 3 de type ADIRS /
MMR via une liaison 12, sans que celles-ci aient transité par les systèmes 4 de types FMS, lesdits systèmes 4 définissant tout de même un statut ADIRS.
L'architecture et les différentes fonctions de surveillance décrites ci-dessus permettent ainsi à l'aéronef de se conformer aux exigences de sécurité
inhérentes aux opérations RNP AR en étant en mesure de détecter, d'identifier et d'isoler automatiquement un système défaillant. L'équipage peut, en outre, suivre et surveiller la bonne tenue de l'opération, grâce aux différentes fonctions de surveillance et au statut global RNP AR qui lui fournit une vision globale de la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP AR.
On notera que, de façon alternative :
- l'architecture triplex décrite dans les modes de réalisation particuliers précités, peut être remplacée par un nombre de redondances plus important pour chacun des contributeurs de la fonction ;
- le guidage peut être réalisé dans un seul ensemble contenant, par exemple, à
la fois l'équivalent du système de gestion de vol, le pilote automatique et les commandes de vol ; et - chaque contributeur peut également présenter une architecture interne, dont les redondances ne sont pas basées sur les mêmes systèmes.
capable de garantir la procédure RNP.
Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 2, le statut global RNP AR est calculé de manière un peu différente. Les systèmes 5 de type FCGS
concentrent toujours les informations et calculent le statut global RNP AR, mais pour cela ils reçoivent directement les informations des systèmes 3 de type ADIRS /
MMR via une liaison 12, sans que celles-ci aient transité par les systèmes 4 de types FMS, lesdits systèmes 4 définissant tout de même un statut ADIRS.
L'architecture et les différentes fonctions de surveillance décrites ci-dessus permettent ainsi à l'aéronef de se conformer aux exigences de sécurité
inhérentes aux opérations RNP AR en étant en mesure de détecter, d'identifier et d'isoler automatiquement un système défaillant. L'équipage peut, en outre, suivre et surveiller la bonne tenue de l'opération, grâce aux différentes fonctions de surveillance et au statut global RNP AR qui lui fournit une vision globale de la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP AR.
On notera que, de façon alternative :
- l'architecture triplex décrite dans les modes de réalisation particuliers précités, peut être remplacée par un nombre de redondances plus important pour chacun des contributeurs de la fonction ;
- le guidage peut être réalisé dans un seul ensemble contenant, par exemple, à
la fois l'équivalent du système de gestion de vol, le pilote automatique et les commandes de vol ; et - chaque contributeur peut également présenter une architecture interne, dont les redondances ne sont pas basées sur les mêmes systèmes.
Claims (19)
1. Procédé d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance basée sur une valeur de performances de navigation requises de seuil, mises en uvre par un aéronef, lequel est pourvu d'un système de guidage comprenant au moins les étages successifs suivants :
un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
un étage de calcul de déviations ; et un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, le procédé comprenant des étapes de :
fournir, pour chacun des étages successifs du système de guidage, une architecture comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en uvre les mêmes fonctions relatives à l'étage respectif, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et l'architecture inclut en outre :
au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques mettant en uvre l'étage de calcul de la position de l'aéronef ;
au moins N systèmes de gestion de vol mettant en uvre l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations ; et au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol mettant en uvre l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef ;
générer des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, par autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques, autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de gestion de vol, et autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol, chacune desdites autosurveillances comprenant en outre des étapes de :
comparer des valeurs d'un paramètre particulier fournies respectivement par les différents équipements de l'étage ;
déterminer qu'une défaillance est détectée en cas d'incohérence entre les valeurs comparées ; et en cas de détection d'une défaillance, identifier lequel des différents équipements de l'étage est un équipement défaillant, et reconfigurer l'étage à ne pas utiliser l'équipement défaillant ;
déterminer, à l'aide au moins des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, un statut global pour les opérations aériennes qui indique la capacité de l'aéronef à réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance en identifiant automatiquement si un quelconque équipement du système de guidage est défaillant ou dégradé et en identifiant automatiquement si l'équipement défaillant ou dégradé empêche le système de guidage de permettre à l'aéronef de réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance ;
déterminer une valeur de performances de navigation requises pour l'aéronef ;
et activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global lorsque la valeur de performances de navigation requises est inférieure à la valeur de performances de navigation requises de seuil.
un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
un étage de calcul de déviations ; et un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, le procédé comprenant des étapes de :
fournir, pour chacun des étages successifs du système de guidage, une architecture comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en uvre les mêmes fonctions relatives à l'étage respectif, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et l'architecture inclut en outre :
au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques mettant en uvre l'étage de calcul de la position de l'aéronef ;
au moins N systèmes de gestion de vol mettant en uvre l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations ; et au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol mettant en uvre l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef ;
générer des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, par autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques, autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de gestion de vol, et autosurveillance d'un statut opérationnel des au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol, chacune desdites autosurveillances comprenant en outre des étapes de :
comparer des valeurs d'un paramètre particulier fournies respectivement par les différents équipements de l'étage ;
déterminer qu'une défaillance est détectée en cas d'incohérence entre les valeurs comparées ; et en cas de détection d'une défaillance, identifier lequel des différents équipements de l'étage est un équipement défaillant, et reconfigurer l'étage à ne pas utiliser l'équipement défaillant ;
déterminer, à l'aide au moins des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, un statut global pour les opérations aériennes qui indique la capacité de l'aéronef à réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance en identifiant automatiquement si un quelconque équipement du système de guidage est défaillant ou dégradé et en identifiant automatiquement si l'équipement défaillant ou dégradé empêche le système de guidage de permettre à l'aéronef de réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance ;
déterminer une valeur de performances de navigation requises pour l'aéronef ;
et activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global lorsque la valeur de performances de navigation requises est inférieure à la valeur de performances de navigation requises de seuil.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape de générer au moins un statut de surveillance additionnel avec le système de guidage, l'au moins un statut de surveillance additionnel étant choisi parmi les statuts de surveillance suivants :
un statut de surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ;
un statut de surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et un statut de surveillance de la performance du guidage de l'aéronef, dans lequel le statut global pour les opérations aériennes est déterminé
également à l'aide de l'au moins un statut de surveillance additionnel généré par le système de guidage.
un statut de surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ;
un statut de surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et un statut de surveillance de la performance du guidage de l'aéronef, dans lequel le statut global pour les opérations aériennes est déterminé
également à l'aide de l'au moins un statut de surveillance additionnel généré par le système de guidage.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la valeur de performances de navigation requises de seuil et la valeur de performances de navigation requises sont une valeur de performances de navigation requises de seuil avec autorisation requise et une valeur de performances de navigation requises avec autorisation requise, respectivement.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chacun des étages successifs du système de guidage est connecté à un élément en aval correspondant, l'élément en aval correspondant étant soit le prochain étage successif ou un système de gestion des alertes connecté en aval du système de guidage, le procédé comprenant en outre une étape de :
transmettre les statuts de surveillance générés pour chacun des étages successifs à l'élément en aval correspondant pour chacun des étages successifs.
transmettre les statuts de surveillance générés pour chacun des étages successifs à l'élément en aval correspondant pour chacun des étages successifs.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le système de gestion des alertes émet au moins une des alertes suivantes :
une alerte liée au statut global pour les opérations aériennes et à une dégradation du statut global ;
une alerte liée à une dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à la trajectoire.
une alerte liée au statut global pour les opérations aériennes et à une dégradation du statut global ;
une alerte liée à une dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à la trajectoire.
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, comprenant en outre une étape de :
présenter le statut global à un équipage de l'aéronef avec un dispositif d'interface d'équipage connecté au système de gestion des alertes, au moins lorsque le statut global est dégradé.
présenter le statut global à un équipage de l'aéronef avec un dispositif d'interface d'équipage connecté au système de gestion des alertes, au moins lorsque le statut global est dégradé.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel l'étape de transmission des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs comprend en outre des étapes de :
transmettre le statut de surveillance de l'étage de calcul de la position de l'aéronef généré par les au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques aux au moins N systèmes de gestion de vol connectés en aval des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques ;
transmettre les statuts de surveillance de l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations généré par les au moins N systèmes de gestion de vol aux au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval des au moins N systèmes de gestion de vol ; et transmettre le statut de surveillance de l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef généré par les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol au système de gestion des alertes.
transmettre le statut de surveillance de l'étage de calcul de la position de l'aéronef généré par les au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques aux au moins N systèmes de gestion de vol connectés en aval des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques ;
transmettre les statuts de surveillance de l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations généré par les au moins N systèmes de gestion de vol aux au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval des au moins N systèmes de gestion de vol ; et transmettre le statut de surveillance de l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef généré par les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol au système de gestion des alertes.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape de génération d'un statut de surveillance pour chacun des étages successifs comprend en outre des étapes de :
surveiller le statut opérationnel des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques avec les au moins N systèmes de gestion de vol connectés en aval ; et surveiller le statut opérationnel des au moins N systèmes de gestion de vol avec les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval.
surveiller le statut opérationnel des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques avec les au moins N systèmes de gestion de vol connectés en aval ; et surveiller le statut opérationnel des au moins N systèmes de gestion de vol avec les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel l'étape de transmission des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs comprend en outre des étapes de :
transmettre le statut de surveillance de l'étage de calcul de la position de l'aéronef généré par les au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques aux au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques ;
transmettre les statuts de surveillance de l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations généré par les au moins N systèmes de gestion de vol aux au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval des au moins N systèmes de gestion de vol ; et transmettre le statut de surveillance de l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef généré par les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol au système de gestion des alertes.
transmettre le statut de surveillance de l'étage de calcul de la position de l'aéronef généré par les au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques aux au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques ;
transmettre les statuts de surveillance de l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations généré par les au moins N systèmes de gestion de vol aux au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval des au moins N systèmes de gestion de vol ; et transmettre le statut de surveillance de l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef généré par les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol au système de gestion des alertes.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'étape de génération d'un statut de surveillance pour chacun des étages successifs comprend en outre des étapes de :
surveiller le statut opérationnel des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques avec les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval ; et surveiller le statut opérationnel des au moins N systèmes de gestion de vol avec les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval.
surveiller le statut opérationnel des au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques avec les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval ; et surveiller le statut opérationnel des au moins N systèmes de gestion de vol avec les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol connectés en aval.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant en outre une étape de :
activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global sans aucune action d'un pilote de l'aéronef.
activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global sans aucune action d'un pilote de l'aéronef.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant en outre des étapes de :
opérer l'aéronef par l'intermédiaire d'un système d'autopilotage ; et activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global sans aucune action d'un pilote de l'aéronef seulement une fois que l'aéronef a été mis en opération par l'intermédiaire du système d'autopilotage.
opérer l'aéronef par l'intermédiaire d'un système d'autopilotage ; et activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global sans aucune action d'un pilote de l'aéronef seulement une fois que l'aéronef a été mis en opération par l'intermédiaire du système d'autopilotage.
13. Un dispositif d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance, basée sur une valeur de performances de navigation requises de seuil mises en uvre par un aéronef, ledit dispositif comprenant :
un système de guidage incluant au moins les étages successifs suivants :
un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
un étage de calcul de déviations ; et un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef et ;
une architecture fournie pour chacun des étages successifs du système de guidage et comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en uvre les mêmes fonctions relatives à l'étage respectifs, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et l'architecture inclut en outre :
au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques mettant en uvre l'étage de calcul de la position de l'aéronef ;
au moins N systèmes de gestion de vol mettant en uvre l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations ; et au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol mettant en uvre l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, dans lequel les au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques autosurveillent un statut opérationnel, les au moins N
systèmes de gestion de vol autosurveillent un statut opérationnel, et les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol autosurveillent un statut opérationnel pour générer collectivement des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, dans lequel chacun des au moins N
systèmes de références inertielles et anémobarométriques, des au moins N
systèmes de gestion de vol autosurveillent un statut opérationnel, et des au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol réalise l'autosurveillance au moins en :
comparant des valeurs d'un paramètre particulier fournies respectivement par les différents équipements de l'étage ;
déterminant qu'une défaillance est détectée en cas d'incohérence entre les valeurs comparées ; et en cas de détection d'une défaillance, identifiant lequel des différents équipements de l'étage est un équipement défaillant, et reconfigurer l'étage à ne pas utiliser l'équipement défaillant, et dans lequel le système de guidage détermine, à l'aide au moins des statuts de surveillance pour chacun des stages successifs, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à réaliser lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance en identifiant automatiquement si un quelconque équipement du système de guidage est défaillant ou dégradé et en identifiant automatiquement si l'équipement défaillant ou dégradé
empêche le système de guidage de permettre à l'aéronef de réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance ; et dans lequel le système de guidage est configuré pour déterminer une valeur de performances de navigation requises pour l'aéronef, et pour activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global lorsque la valeur de performances de navigation requises est inférieure à la valeur de performances de navigation requises de seuil.
un système de guidage incluant au moins les étages successifs suivants :
un étage de calcul de la position de l'aéronef ;
un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ;
un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ;
un étage de calcul de déviations ; et un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef et ;
une architecture fournie pour chacun des étages successifs du système de guidage et comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en uvre les mêmes fonctions relatives à l'étage respectifs, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et l'architecture inclut en outre :
au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques mettant en uvre l'étage de calcul de la position de l'aéronef ;
au moins N systèmes de gestion de vol mettant en uvre l'étage de gestion du plan de vol de l'aéronef, l'étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef, et l'étage de calcul des déviations ; et au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol mettant en uvre l'étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, dans lequel les au moins N systèmes de références inertielles et anémobarométriques autosurveillent un statut opérationnel, les au moins N
systèmes de gestion de vol autosurveillent un statut opérationnel, et les au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol autosurveillent un statut opérationnel pour générer collectivement des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs, dans lequel chacun des au moins N
systèmes de références inertielles et anémobarométriques, des au moins N
systèmes de gestion de vol autosurveillent un statut opérationnel, et des au moins N systèmes de guidage et de contrôle de vol réalise l'autosurveillance au moins en :
comparant des valeurs d'un paramètre particulier fournies respectivement par les différents équipements de l'étage ;
déterminant qu'une défaillance est détectée en cas d'incohérence entre les valeurs comparées ; et en cas de détection d'une défaillance, identifiant lequel des différents équipements de l'étage est un équipement défaillant, et reconfigurer l'étage à ne pas utiliser l'équipement défaillant, et dans lequel le système de guidage détermine, à l'aide au moins des statuts de surveillance pour chacun des stages successifs, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à réaliser lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance en identifiant automatiquement si un quelconque équipement du système de guidage est défaillant ou dégradé et en identifiant automatiquement si l'équipement défaillant ou dégradé
empêche le système de guidage de permettre à l'aéronef de réaliser les opérations aériennes nécessitant une garantie de performance ; et dans lequel le système de guidage est configuré pour déterminer une valeur de performances de navigation requises pour l'aéronef, et pour activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global lorsque la valeur de performances de navigation requises est inférieure à la valeur de performances de navigation requises de seuil.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel le système de guidage génère au moins un statut de surveillance additionnel utilisé pour déterminer le statut global, l'au moins un statut de surveillance additionnel étant choisi parmi les statuts de surveillance suivants :
un statut de surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ;
un statut de surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et un statut de surveillance de la performance du guidage de l'aéronef.
un statut de surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ;
un statut de surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et un statut de surveillance de la performance du guidage de l'aéronef.
15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, dans lequel la valeur de performances de navigation requises de seuil et la valeur de performances de navigation requises sont une valeur de performances de navigation requises de seuil avec autorisation requise et une valeur de performances de navigation requises avec autorisation requise, respectivement.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, comprenant en outre un système de gestion des alertes connecté au système de guidage et qui émet au moins une des alertes suivantes :
une alerte liée au statut global pour les opérations aériennes et à une dégradation du statut global ;
une alerte liée à une dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à la trajectoire.
une alerte liée au statut global pour les opérations aériennes et à une dégradation du statut global ;
une alerte liée à une dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à la trajectoire.
17. Dispositif selon la revendication 16, comprenant en outre :
un dispositif d'interface d'équipage connecté au système de gestion des alertes et qui présente le statut global à un équipage de l'aéronef au moins lorsque le statut global est dégradé.
un dispositif d'interface d'équipage connecté au système de gestion des alertes et qui présente le statut global à un équipage de l'aéronef au moins lorsque le statut global est dégradé.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, dans lequel le système de guidage est configuré pour activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global sans aucune action d'un pilote de l'aéronef.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, dans lequel le système de guidage est configuré pour opérer l'aéronef par l'intermédiaire d'un système d'autopilotage et pour activer automatiquement la génération des statuts de surveillance pour chacun des étages successifs et la détermination du statut global sans aucune action d'un pilote de l'aéronef seulement une fois que l'aéronef a été mis en opération par l'intermédiaire du système d'autopilotage.
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