EP1570453A1 - Equipement anticollision terrain embarque a bord d aeronef avec aide au retour en vol normal - Google Patents

Equipement anticollision terrain embarque a bord d aeronef avec aide au retour en vol normal

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EP1570453A1
EP1570453A1 EP03796073A EP03796073A EP1570453A1 EP 1570453 A1 EP1570453 A1 EP 1570453A1 EP 03796073 A EP03796073 A EP 03796073A EP 03796073 A EP03796073 A EP 03796073A EP 1570453 A1 EP1570453 A1 EP 1570453A1
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EP
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terrain
virtual
aircraft
protection
trajectory
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EP03796073A
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EP1570453B1 (fr
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Hugues THALES Intellectual Property MEUNIER
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Thales SA
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Thales SA
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/80—Anti-collision systems
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/70—Arrangements for monitoring traffic-related situations or conditions
    • G08G5/74—Arrangements for monitoring traffic-related situations or conditions for monitoring terrain

Definitions

  • the present invention relates to the prevention of aviation accidents in which an aircraft which remains maneuverable crashes on the ground.
  • This type of accident which represents a significant percentage of civil aviation disasters of the past, is known in the technical literature by the acronym CFIT taken from the Anglo-Saxon expression "Controlled Flight Into Terrain”.
  • GPWS ground Proximity Warning System
  • TAWS ground proximity warning equipment
  • FLTA (acronym from the Anglo-Saxon expression “predictive Forward-Looking Terrain collision Awareness and alerting) or GCAS (acronym from the Anglo-Saxon expression:” Ground Collision Avoidance system ")
  • This FLTA function consists in providing the crew with pre-alerts and alerts whenever the foreseeable short-term trajectory of the aircraft encounters terrain and / or an obstacle on the ground so that an avoidance maneuver is engaged.
  • the foreseeable short-term trajectory of the aircraft is provided by the navigation equipment of the aircraft from a measurement, in three dimensions, of the instantaneous position and of the speed vector of the aircraft given by a system of on-board positioning, typically: satellite positioning receiver and or inertial unit.
  • the relief and or the obstacles on the ground are the subject of a topographic representation extracted from a terrain and / or obstacles database, on board the aircraft or on the ground but accessible from the aircraft by its means of radiocommunication.
  • the FLTA function determines the foreseeable short-term trajectory of the aircraft from information provided by the navigation equipment of the aircraft, to delimit one or more protection volumes around the current position and trajectory of the aircraft and generate risk alarms for collision with terrain and / or obstacles on the ground at each intrusion, in these protection volumes, relief and / or obstacles on the ground overflown, modeled from an extracted topographic representation of the terrain and / or obstacles database.
  • a protection volume linked to the aircraft is a part of the space in which the aircraft is likely to evolve in the more or less near future.
  • the FLTA function calls on at least two protection volumes directed forwards according to the predicted future trajectory and towards the bottom of the aircraft.
  • a first protection volume the furthest from the aircraft, is used to generate a pre-alarm while a second protection volume closer to the aircraft is used to generate an alarm.
  • the purpose of the pre-alarm is to make the crew aware of a short-term risk of collision with the terrain and / or ground obstacles so that they can take this into account when piloting the aircraft. It is given sufficiently in advance so that the crew can correct its trajectory and prepare to carry out a possible avoidance maneuver.
  • the alarm warns the crew of a very short-term risk of collision with the terrain and or ground obstacles by strongly advising them to perform an immediate avoidance maneuver, generally of the “pull-up” type. It is for example a repetitive audible warning of the type: "Terrain Terrain, Pull up” which can also be doubled by a light signaling and accompanied or not by a specific symbology on a display screen (red zone for example) of the cockpit . When a “Pull-up” type maneuver is not considered feasible by the system, another alarm can be issued (for example “Avoid Terrain”).
  • the FLTA function is associated with a terrain collision risk display device displaying on one or more screens installed on board an image representing in two dimensions an envelope of the terrain and / or obstacles overflown, highlighting the risks of collision. , with their relative importance, caused by the different terrain and / or obstacles within range of the aircraft.
  • ground collision avoidance equipment if it makes it possible to detect the risks of ground collision and to prevent them by an appropriate avoidance maneuver, does not however make it possible to know with precision the moment from which a maneuver avoidance terrain and / or ground obstacles suitably initiated to deal with a risk of collision with the terrain and / or ground obstacles, may be completed and from which the resumption of normal flight may be considered.
  • the pre-alarm or the alarm stops as soon as I risk in the short term or very short term of collision with the ground and / or with obstacles on the ground having motivated it disappears in particular due to the execution an appropriate avoidance maneuver which sufficiently deviates the short-term planned trajectory for the aircraft, from the terrain and / or obstacles overflown on the ground, which may occur while the aircraft is uphill, without having yet reached the planned safety altitude for the location in question.
  • the cartographic display of current ground collision avoidance equipment does not give any clear information on the moment when a risk of ground collision is effectively resolved unless it uses an altitude linked to altitude as the reference altitude for display altitude instantaneous of the aircraft.
  • the crew of an aircraft waited to be clearly above the safety altitude set for the area overflown to end a maneuver to avoid terrain and / or obstacles on the ground, which contributes to extending flight time.
  • the object of the present invention is to overcome the aforementioned drawback by giving the crew a clear indication of the moment from which the terrain conflict can be considered to be resolved and the avoidance maneuver can be completed, this by the means of appropriate announcements, aural and / or visual and / or by an appropriate visualization on one or more on-board screen giving a representation of the terrain and / or obstacles overflown.
  • the present invention relates to terrain collision avoidance equipment on board an aircraft, comprising means for determining at least one virtual envelope for protecting the evolution of the aircraft built around the trajectory of the predicted aircraft at short term and delimiting a volume of protection around the current position and trajectory of the aircraft, means for detecting intrusions, in the said virtual evolution protection envelope (s), of a representation of an envelope of the terrain and / or overflown obstacles stored in an on-board database or on the ground, and alarm means triggered by the intrusion detection means.
  • This field collision avoidance equipment is remarkable in that, after detection of a risk of ground collision, its means of determining virtual protection envelopes provide, in addition to the virtual evolution protection envelopes, at least one virtual protection envelope resumption of route, built around a fictitious trajectory of resumption of route, in that its intrusion detection means detect intrusions from the ground and / or ground obstacles both into the virtual envelope or envelopes of protection of '' and in the virtual envelope (s) of resumption of route recovery and in that its alarm means generate an indication signaling the possibility of ending an avoidance maneuver as soon as the intrusion detection means note no more intrusion of the terrain and / or obstacles on the ground into the virtual envelope (s) of road recovery protection.
  • the fictitious trajectory of resumption of route is a horizontal trajectory.
  • the fictitious route recovery trajectory is a trajectory having a slope, a horizontal slope if the instantaneous trajectory of the aircraft is uphill or level, and a slope as a function of the instantaneous trajectory of the aircraft if the aircraft is going downhill.
  • the fictitious route recovery trajectory is a trajectory having a slope, a slope depending on the instantaneous trajectory of the aircraft.
  • the fictitious trajectory for resuming the route is a trajectory having a slope, a slope depending on the trajectory of the aircraft at the time of the detection of the risk of terrain collision.
  • the fictitious route recovery trajectory is a trajectory having a slope, a slope which is a function of the trajectory of the aircraft at the time of detection of the risk of terrain collision, if the latter was descending, and a horizontal trajectory if it was in horizontal flight or uphill when the risk of terrain collision was detected,
  • the fictitious trajectory of resumption of route is a trajectory having for heading, the instantaneous heading of the aircraft,
  • the fictitious trajectory of resumption of route is a trajectory having for heading and slope, those of the trajectory of the aircraft at the time of the detection of the risk of terrain collision.
  • the limits of the virtual protection envelope or envelopes are defined by a so-called feeler surface, the encounter with which represents a terrain envelope and or obstacles on the ground extracted from information in the database is assimilated to an intrusion. terrain and / or obstacles on the ground in the corresponding virtual protection envelope.
  • the horizontal projection of a probe of virtual envelope of protection of evolution is adopted as probe of an envelope resumption of road recovery protection.
  • the horizontal projection of a probe for a virtual protection envelope is adopted as the probe for a virtual protection envelope. resumption of road.
  • the projection according to an inclined plane as a function of the instantaneous descent slope of the aircraft of a probe of virtual envelope of protection of evolution is adopted as probe d '' a road trip protection virtual envelope.
  • the terrain collision avoidance equipment when the terrain collision avoidance equipment is provided with a display screen displaying a representation of the terrain layers and / or of the risks of collision with the terrain and / or the obstacles overflown, the projection, in two planes, adopted as a probe a virtual road recovery protection envelope is produced in a manner consistent with that used on the screen for the representation of the layers of terrain and / or risks of collision with the terrain and / or the obstacles overflown.
  • the projection at the horizontal of a probe for a virtual evolution protection envelope is adopted as a probe for a virtual envelope for protection of road recovery.
  • a virtual envelope protection sensor for evolution is adopted as a sensor for a virtual road protection protection envelope.
  • the means for determining the virtual protection envelope when the means for determining the virtual protection envelope generate two virtual evolution protection envelopes, the most distant for a terrain collision pre-alarm and the closest for a terrain collision alarm, the projection meeting horizontally the feelers of the two virtual envelopes for protection of progress are adopted as the feelers of a virtual envelope for protection of resumption of the journey.
  • the means for determining the virtual protection envelope when the means for determining the virtual protection envelope generate two virtual evolution protection envelopes, the most distant for a terrain collision pre-alarm and the closest for a terrain collision alarm, the meeting of projections according to an inclined plane having the descent slope of the aircraft at the time of detection of the risk of terrain collision, of the probes of the two virtual evolution protection envelopes is adopted as the probe of a virtual resumption of route recovery envelope.
  • the indication signaling the possibility of ending an avoidance maneuver is momentarily given in an oral and / or visual form.
  • the terrain a ⁇ ticollision equipment generates an indication of maintenance of the avoidance maneuver in an oral and / or visual form, on the disappearance of a terrain alert and this until no risk collision is not detected by the virtual resumption of route protection envelope.
  • the vertical distance under the aircraft at which the virtual resume protection envelope is placed is taken equal to that used for one of the virtual evolution protection envelopes.
  • the vertical distance under the aircraft at which is placed a virtual resumption of route protection envelope is taken consistent with that used on the screen for the representation of the layers of terrain and / or risks of collision with the terrain and / or the obstacles overflown.
  • FIG. 1 is a block diagram of terrain collision avoidance equipment on board an aircraft with a view to securing its piloting
  • FIGS. 2 to 4 are views, essentially in the vertical plane, showing different phases of a terrain avoidance carried out by an aircraft under the control of terrain collision avoidance equipment according to the invention.
  • FIGS. 5, 6 and 7 are diagrams illustrating possible choices of virtual envelope feeler for resumption of road protection.
  • FIG. 1 shows an anti-collision equipment in the field 1 in its functional environment on board an aircraft.
  • the terrain collision avoidance equipment essentially consists of a computer 2 associated with a cartographic database 3.
  • the cartographic database represented 3 is on board the aircraft but it could just as easily well being on the ground and accessible from the aircraft by radio transmission.
  • the computer 2 can be a computer specific to terrain collision avoidance equipment or a computer shared with other tasks such as flight management or automatic pilot. With regard to terrain collision avoidance, it receives from the navigation equipment 4 of the aircraft the main flight parameters including the position of the aircraft in latitude, longitude and altitude and the direction and amplitude of its speed vector.
  • the terrain collision avoidance equipment 1 can display on a screen 6 of the cockpit, a map of the terrain overflown highlighting the threatening terrain areas.
  • This map generally in two dimensions, consists of a representation by level 7 curves of the terrain overflown with false colors and / or different textures and / or symbols materializing the extent of the risk of collision corresponding to each segment of terrain.
  • a protection volume linked to the aircraft delimits part of the space in which the aircraft must be able to operate in the more or less near future without risk of terrain collision.
  • the lower and front parts of a protection volume are usually assimilated to a strip, of horizontal transverse axis, following, with a certain vertical offset depending on the minimum overflight margin for the situation considered, the trajectory which would be followed by l aircraft in the event of its crew being warned of a risk of terrain collision and causing them to adopt, after a normal reaction time with a more or less long safety margin, an avoidance trajectory uphill, with a slope close to the maximum of its possibilities at the moment.
  • This band widens to take into account the growing uncertainty about the foreseeable position of the aircraft as the forecast period increases and opens on the side in case of turn based on the turn rate.
  • an aircraft A is moving downhill at an instant t1 and in a direction D, over a terrain with vertical profile R.
  • This aircraft A is provided with terrain collision avoidance equipment which implements two evolutionary protection volumes: a remote protection volume used for pre-alarms therefore for the detection of short-term terrain collision risks and corresponding to a first probe C, and a close protection volume used for alarms therefore for the detection of terrain collision risk in the very short term and corresponding to a second probe W, the two probes C and W used for the pre-alarms and the alarms model avoidances of the relief from the top started at times t1 + Tpa and t1 + Ta and requiring an implementation time Tm.
  • the detection of short-term terrain collision risks involves planning the avoidance maneuver from above after a delay greater than the detection of the risk of terrain collision in the very short term, which results in an offset of the probe C relative to the probe W according to the predicted future trajectory. As it is based on a longer term forecast of the position of the aircraft, it is less reliable. To keep it nevertheless the same detection reliability, its probe C is also shifted downward relative to the probe W,
  • the anti-collision equipment of the aircraft A detects penetration of the terrain through its feeler C at the instant t1 and consequently generates a terrain collision risk pre-alarm .
  • This pre-alarm alerts the crew of aircraft A of the risk posed by their descent trajectory.
  • the terrain collision avoidance equipment of aircraft A generates a terrain collision risk alarm because the closest protective envelope adopted EW encounters an MTCD surface covering relief R and corresponding to a minimum safety margin retained to take into account the inaccuracies of the cartographic database 3 and / or the vertical position of the aircraft provided by the on-board sensors, and a minimum overflight height to ensure safety.
  • This terrain collision alarm leads the crew of the aircraft to stop the descent and immediately initiate an avoidance trajectory TE consisting of an ascent to a safety altitude above the high points of the terrain overflown.
  • FIG. 3 shows the situation of the aircraft A at a later instant t2 as it begins to climb to eliminate the risk of terrain collision signaled by the alarm of its terrain collision avoidance equipment.
  • Probes C and W took the new climb direction of aircraft A and straightened since aircraft A is close to the maximum of its climb possibilities. They no longer encountered the MTCD surface covering terrain R so that the terrain collision avoidance equipment of aircraft A caused the terrain collision alarm to stop.
  • the stopping of the alarm (aural and luminous if necessary) informs the crew of the good effectiveness of the avoidance maneuver from above but does not inform them of the possibility or not of resuming the descent trajectory that he followed before the advent of the terrain collision alarm.
  • the proposed terrain collision avoidance equipment provides for at least a third protection volume known as “road recovery”, based on the instantaneous position of the aircraft A, here in t2, and on a fictitious displacement forecast going into the direction of resumption of the trajectory followed at the time of the detection of the risk with the terrain (pre-alert or alert),
  • the volume of protection for resumption of route is based on a fictitious displacement forecast resuming the course snapshot of aircraft A and its initial descent slope, and corresponds to probe L.
  • This probe L meets the surface MTCD covering the terrain R signifying that the avoidance maneuver from above being carried out must be continued before the risk of terrain collision can be considered as resolved.
  • the terrain anti-collision equipment emits, for the attention of the crew, a report of resolution the risk of terrain collision, meaning the possibility of resuming the route initially followed.
  • This observation can take the form either of the stopping of an aural and / or light instruction to continue the avoidance maneuver (such as "continue climb") which was initiated since the stopping of the alarm, or of the momentary generation of an oral and / or light setpoint possible end of the avoidance maneuver
  • FIG. 4 shows the situation of the aircraft A at a later instant t3 while it continues its avoidance maneuver from above initiated to eliminate the risk of terrain collision signaled by the alarm of its terrain anti-collision equipment.
  • the probes C and W remain oriented uphill without encountering the terrain R so that the terrain collision avoidance equipment of the aircraft A does not issue a pre-alarm or an alarm.
  • this observation may take the form of either the stopping of an aural and / or light instruction to continue the avoidance maneuver (such as "continue climb") which was initiated since the alarm was stopped , either of the momentary generation of an oral and / or light setpoint possible end of the avoidance maneuver.
  • the sensor (s) associated with road recovery protection volumes can be determined by the terrain collision avoidance equipment independently of the sensors associated with the volumes of protection of evolution or resulting from it.
  • FIG. 5 gives an example, in which the probe L associated with a volume of protection for resumption of the route is taken equal to the projection, on the horizontal plane, of the probe W associated with the volume of protection of evolution dedicated to the risk alarms terrain collision.
  • a variant consists in adopting for the probe L associated with the volume of protection for resumption of the route, not the projection, on the horizontal plane, of the probe W associated with the volume of protection of evolution dedicated to the alarms for the risk of terrain collision but the meeting of the projections, on the horizontal plane, of the W and C probes associated with the evolution protection volumes dedicated to pre-alarms and terrain collision risk alarms.
  • the probe L associated with a volume of protection of resumption of course is taken equal to the projection, on the plane of descent of the aircraft A, probe W associated with the evolution protection volume dedicated to terrain collision risk alarms.
  • a variant consists in adopting for the probe L associated with the volume of protection of resumption of route, not the projection, on the descent plane of the aircraft A, of the probe W associated with the volume of protection of evolution dedicated to the alarms of risk of terrain collision, but the combination of projections, on the plane of descent of aircraft A, of probes W and C associated with the evolution protection volumes dedicated to the pre-alarms and terrain collision risk alarms.
  • FIG. 7 gives another example particularly suitable for the case where an aircraft A is instantaneously in the course of a descent during the resolution of a risk of collision with the terrain (a priori in the process of recovery towards an uphill trajectory) in which the probe L associated with a volume of protection for resumption of route is taken equal to the projection, on the plane of descent of the aircraft A, for a predetermined duration (or a distance) (for example of the order of 30 seconds ), then on a horizontal plane, of the probe W associated with the evolution protection volume dedicated to terrain collision risk alarms.
  • this projection is defined in a manner consistent with that used for the representation of the terrain and / or risk layers with the terrain and / or the obstacles on the cockpit display screen or screens used for this terrain anticollision system, in in particular by taking for the predetermined duration a duration for example of the order of 30 seconds fixed or adjustable according to criteria specific to the display of the terrain layers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Un équipement anticollision terrain classique élabore, autour de la trajectoire prévue à court terme pour l'aéronef (A) qui en est équipé, des volumes virtuels de protection d'évolution repérés par des palpeurs (W, C) et signale un risque de collision terrain dès qu'il détecte une intrusion du terrain (R) dans ces volumes virtuels de protection d'évolution. L'équipement anticollision terrain proposé fournit à l'équipage, en plus des préalarmes et alarmes de risque de collision terrain, une indication de possibilité de cessation d'une manoeuvre d'évitement entamée pour résoudre un risque de collision terrain, sous forme, soit d'un arrêt d'une consigne aurale et/ou lumineuse de poursuite de la manoeuvre d'évitement (telle que << continuer montée >>), soit de la génération momentanée d'une consigne aurale et/ou lumineuse de fin possible de la manoeuvre d'évitement (telle que << reprendre vol normal >>, élaborée au moyen d'un palpeur (L) spécifique à la reprise de route, l'absence de contact du terrain avec ce palpeur (L) spécifique à la reprise de route étant utilisé pour constater la résolution définitive d'un risque de collision terrain.

Description

EQUIPEMENT ANTICOLLISION TERRAIN EMBARQUE A BORD D'AERONEF AVEC AIDE AU RETOUR EN VOL NORMAL
La présente invention concerne la prévention des accidents aéronautiques dans lesquels un aéronef resté manœuvrable s'écrase au sol. Ce type d'accident, qui représente un pourcentage important des catastrophes aériennes civiles du passé, est connu dans la littérature technique sous l'acronyme CFIT tiré de l'expression anglo- saxonne "Controlled Flight Into Terrain".
Pour lutter contre les risques de CFIT divers équipements d'alerte de proximité du sol ont été introduits à bord des aéronefs.
Une première génération d'équipements d'alerte de proximité sol appelés GPWS (acronyme de l'expression anglo-saxonne : Ground Proximity Warning System") surveillent la hauteur de l'aéronef au-dessus du sol mesurée par un radioaltimètre et la confronte :
- soit avec la vitesse verticale de descente de l'aéronef mesurée par un altimètre barométrique et ou une centrale inertielle, la confrontation se faisant par comparaison simple (mode 1 ) ou, d'une manière plus sophistiquée, par filtrage non-linéaire (mode 2),
- soit avec une mesure antérieure de la hauteur au-dessus du sol pour signaler une perte anormale d'altitude au cours d'un décollage ou d'une approche manquée (mode 3),
- soit avec la vitesse air de l'aéronef et les positions du train d'atterrissage et des volets (mode 4),
- soit avec l'erreur verticale de présentation de l'aéronef dans le faisceau de guidage d'un ILS (acronyme tiré de l'anglo-saxon :" Instrument Landing System") lors d'un atterrissage (mode 5),
- soit encore avec la position de l'aéronef à proximité d'une piste d'atterrissage (cal\-out),
- soit avec l'angle de roulis, pour déclencher une alerte sonore et/ou visuelle dans le cockpit en cas de détection d'un rapprochement dangereux avec le sol. Malgré, cette première génération d'équipements GPWS le pourcentage d'accidents aéronautiques de type CFIT est resté élevé, essentiellement, pour les raisons suivantes :
- alerte de proximité sol tardive voire manquante due au principe même de la détection des risques de collision avec le sol par une radiosonde regardant sous l'avion et non au devant de l'avion,
- alarme de proximité sol manquante par suite d'une réduction temporaire, par l'équipage, de la sensibilité de l'équipement GPWS en vue de limiter les fausses alarmes (C'est le cas généralement des accidents intervenant au cours d'une approche finale d'un terrain d'atterrissage),
- alerte de proximité sol tardive car les seuils de déclenchement de l'équipement GPWS ont été momentanément relevés toujours pour limiter les fausses alarmes au cours d'une approche finale d'un terrain d'atterrissage,
- alerte de proximité sol dans les temps mais l'équipage a réagi trop tardivement ou n'a pas réagi à cause d'une désensibilisation de l'équipage résultant du taux trop élevé de fausses alertes, principalement dues à une prédiction de risque de collision à chaque fois que du terrain commence à monter sous l'avion de façon dangereuse ou non.
Le besoin d'améliorer ces équipements GPWS d'alerte sol de première génération s'est donc rapidement fait sentir. La voie suivie a été celle d'augmenter les informations prises en compte par les équipements d'alerte sol concernant le terrain situé au-devant et sur les côtés de la trajectoire prévisible à court terme de l'aéronef en profitant de l'avènement des systèmes de positionnement précis tels que les systèmes de positionnement par satellites et des cartes en relief numérisées mémorisables dans des bases de données embarquées.
Pour répondre à ce besoin d'amélioration, il est alors apparu une deuxième génération d'équipements d'alerte de proximité sol appelés TAWS
(acronyme tiré de l'expression anglo-saxonne -"Terrain Awareness Warning
System) remplissant en plus des fonctions GPWS habituelles, une fonction additionnelle d'alerte prédictive de risques de collision avec le relief et/ou des obstacles au sol dite FLTA (acronyme tiré de l'expression anglo-saxonne « prédictive Forward-Looking Terrain collision Awareness and alerting) ou encore GCAS (acronyme tiré de l'expression anglo-saxonne : " Ground Collision Avoidance system") Cette fonction FLTA consiste à fournir, à l'équipage, des pré-alertes et alertes à chaque fois que la trajectoire prévisible à court terme de l'aéronef rencontre le relief et/ou un obstacle au sol afin qu'une manœuvre d'évitement soit engagée.
La trajectoire prévisible à court terme de l'aéronef est fournie par les équipements de navigation de l'aéronef à partir d'une mesure, dans les trois dimensions, de la position instantanée et du vecteur vitesse de l'aéronef donnés par un système de positionnement embarqué , typiquement : récepteur de positionnement par satellites et ou centrale inertielle. Le relief et ou les obstacles au sol font l'objet d'une représentation topographique extraite d'une base de données terrain et/ou obstacles, embarquée à bord de l'aéronef ou au sol mais accessible de l'aéronef par ses moyens de radiocommunication.
La fonction FLTA détermine la trajectoire prévisible à court terme de l'aéronef à partir d'informations fournies par les équipements de navigation de l'aéronef, pour délimiter un ou plusieurs volumes de protection autour de la position et de la trajectoire courantes de l'aéronef et engendrer des alarmes de risque de collision avec le relief et/ou des obstacles au sol à chaque intrusion, dans ces volumes de protection, du relief et/ou d'obstacles au sol survolés, modélisés à partir d'une représentation topographique extraite de la base de données terrain et/ou obstacles. Un volume de protection lié à l'aéronef est une partie de l'espace dans laquelle l'aéronef est susceptible d'évoluer dans un futur plus ou moins proche. Son importance et sa forme dépendent du délai recherché entre une alarme et la réalisation d'un risque de collision, et, dans une certaine mesure de la manoeuvrabilité de l'aéronef à l'instant considéré, c'est-à-dire des capacités d'évolution de l'aéronef qui sont liées à ses performances, au module et à la direction de sa vitesse air, et à son attitude de vol (vol en ligne droite ou en virage, etc.). Il est défini par ses parois inférieure et frontale et, éventuellement, latérales. Lorsqu'un risque de collision est détecté par la fonction FLTA, il est habituel d'engendrer, à l'intention de l'équipage de l'aéronef, une préalarme suivie d'une alarme.
Dans ce cas, la fonction FLTA fait appel à au moins deux volumes de protection dirigés vers l'avant selon la trajectoire future prédite et vers le dessous de l'aéronef. Un premier volume de protection, le plus distant de l'aéronef, est utilisé pour générer une pré-alarme tandis qu'un deuxième volume de protection plus proche de l'aéronef est utilisé pour générer une alarme. La pré-alarme a pour but de donner conscience à l'équipage d'un risque à court terme de collision avec le terrain et/ou des obstacles sol afin qu'il en tienne compte dans le pilotage de l'aéronef. Elle est donnée suffisamment à l'avance pour que l'équipage puisse corriger sa trajectoire et se préparer à effectuer une éventuelle manœuvre d'évitement. Elle consiste par exemple, en un avertissement sonore répétitif de type :"Caution Terrain" doublé ou non d'une signalisation lumineuse et accompagnée ou non d'une symbologie spécifique sur un écran de visualisation (zone jaune par exemple) du cockpit.
L'alarme prévient l'équipage d'un risque à très court terme de collision avec le terrain et ou des obstacles sol en lui conseillant fortement d'effectuer une manœuvre immédiate d'évitement, en général de type « pull- up». C'est par exemple un avertissement sonore répétitif de type :" Terrain Terrain, Pull up" pouvant être également doublée d'une signalisation lumineuse et accompagnée ou non d'une symbologie spécifique sur un écran de visualisation (zone rouge par exemple) du cockpit. Quand une manœuvre de type « Pull-up » n'est pas jugée faisable par le système, une autre alarme peut être émise (par exemple « Avoid Terrain »).
Lorsque le risque à court terme ou très court terme de collision avec le terrain et ou avec des obstacles au sol ayant motivé une pré-alarme ou une alarme disparaît notamment en raison de l'exécution d'une manœuvre d'évitement appropriée, la pré-alarme ou l'alarme est levée et les avertissements sonores et/ou lumineux supprimés,
Un tel dispositif fait l'objet des brevets français FR 2 689 668, FR 2 747492, FR 2 773 609, FR ,2 813 963 et des brevets américains correspondants US 5488563, US 5638282, US 6 088 654 dont le contenu descriptif est à considérer comme intégralement incorporé à la présente description.
Souvent, la fonction FLTA est associée un dispositif d'affichage des risques de collision terrain affichant sur un ou des écrans installés à bord une image représentant en deux dimensions une enveloppe du terrain et/ou des obstacles survolés en mettant en évidence les risques de collision, avec leurs importances relatives, que font encourir les différents terrain et/ou obstacles à portée de l'aéronef.
Un tel dispositif de visualisation a fait l'objet du brevet français FR 2 773 609 et du brevet américain US 6 088 654 lui correspondant qui ont déjà étaient cités.
Les équipements anticollision sol actuellement connus, s'ils permettent de détecter les risques de collision sol et de les prévenir par une manœuvre d'évitement appropriée, ne permettent cependant pas de connaître avec précision l'instant à partir duquel une manœuvre d'évitement de terrain et/ou d'obstacles au sol entamée de manière appropriée pour traiter un risque de collision avec le terrain et/ou des obstacles au sol, peut être terminée et à partir duquel la reprise d'un vol normal peut être envisagée. En effet, la pré-alarme ou l'alarme s'arrête dès que Je risque à court terme ou très court terme de collision avec le terrain et/ou avec des obstacles au sol l'ayant motivé disparaît notamment en raison de l'exécution d'une manœuvre d'évitement appropriée écartant suffisamment la trajectoire prévue à court terme pour l'aéronef, du terrain et/ou des obstacles au sol survolés, ce qui peut se produire alors que l'aéronef est en montée, sans avoir encore atteint l'altitude de sécurité prévue pour le lieu considéré.
L'affichage cartographique des équipements anticollision sol actuels ne renseigne pas non plus clairement sur l'instant où un risque de collision sol est effectivement résolu sauf s'il utilise comme altitude de référence d'altitude d'affichage une altitude liée à l'altitude instantanée de l'aéronef.
Comme il ne reçoit pas de signal de fin de manœuvre d'évitement de la part de l'équipement d'alerte de risques de collision de terrain et ou d'obstacles au sol, l'équipage d'un aéronef attend d'être nettement au-dessus de l'altitude de sécurité fixée pour la zone survolée pour mettre fin à une manœuvre d'évitement de terrain et/ou d'obstacles au sol, ce qui concourt à prolonger le temps de vol.
La présente invention a pour but de pallier l'inconvénient précité en donnant à l'équipage une indication claire de l'instant à partir duquel le conflit de terrain peut être considéré comme résolu et la manœuvre d'évitement peut être terminée, cela par le moyen d'annonces appropriées, aurales et/ou visuelles et/ou par une visualisation appropriée sur un ou plusieurs écran de bord donnant une représentation du terrain et/ou des obstacles survolés.
La présente invention a pour objet un équipement anticollision terrain embarqué à bord d'aéronef, comportant des moyens de détermination d'au moins une enveloppe virtuelle de protection d'évolution de l'aéronef construite autour de la trajectoire de l'aéronef prédite à court terme et délimitant un volume de protection autour de la position et de la trajectoire courantes de l'aéronef, des moyens de détection des intrusions, dans la ou lesdites enveloppes virtuelles de protection d'évolution, d'une représentation d'une enveloppe du terrain et/ou des obstacles au sol survolés mémorisée dans une base de données embarquée ou au sol, et des moyens d'alarme déclenchés par les moyens de détection d'intrusion. Cet équipement anticollision terrain est remarquable en ce que, après détection d'un risque de collision sol, ses moyens de détermination d'enveloppes virtuelles de protection fournissent, en plus des enveloppes virtuelles de protection d'évolution, au moins une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route, construite autour d'une trajectoire fictive de reprise de route, en ce que ses moyens de détection d'intrusion détectent les intrusions du terrain et/ou des obstacles sol à la fois dans la ou les enveloppes virtuelles de protection d'évolution et dans la ou les enveloppes virtuelles de protection de reprise de route et en ce que ses moyens d'alarmes engendrent une indication signalant la possibilité de mettre fin à une manœuvre d'évitement dès que les moyens de détection d'intrusion ne constatent plus d'intrusion du terrain et/ou des obstacles au sol dans la ou les enveloppes virtuelles de protection de reprise de route. Avantageusement, la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire horizontale.
Avantageusement, la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour pente, une pente horizontale si la trajectoire instantanée de l'aéronef est en montée ou en palier, et une pente fonction de la trajectoire instantanée de l'aéronef si l'aéronef est en descente.
Avantageusement, la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour pente, une pente fonction de la trajectoire instantanée de l'aéronef.
Avantageusement, la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour pente, une pente fonction de la trajectoire de l'aéronef au moment de la détection du risque de collision terrain.
Avantageusement, la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour pente, une pente fonction de la trajectoire de l'aéronef au moment de la détection du risque de collision terrain, si celui-ci était en descente, et une trajectoire horizontale si celui-ci était en vol horizontal ou en montée au moment de la détection du risque de collision terrain,
Avantageusement, la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour cap, le cap instantané de l'aéronef,
Avantageusement, la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour cap et pente, ceux de la trajectoire de l'aéronef au moment de la détection du risque de collision terrain.
Avantageusement, les limites de la ou des enveloppes virtuelles de protection sont définies par une surface dite palpeur dont la rencontre avec la représentation d'une enveloppe du terrain et ou des obstacles au sol extraite des informations de la base de données est assimilée à une intrusion du terrain et/ou des obstacles au sol dans l'enveloppe virtuelle de protection correspondante. Avantageusement, quelle que soit l'attitude instantanée de l'aéronef (montée, vol en palier, descente), la projection à l'horizontale d'un palpeur d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement, lorsque l'attitude instantanée de l'aéronef est une montée ou un vol en palier, la projection à l'horizontale d'un palpeur d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement, lorsque l'attitude instantanée de l'aéronef est une descente, la projection selon un plan incliné fonction de la pente de descente instantanée de l'aéronef d'un palpeur d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement, lorsque l'attitude instantanée de l'aéronef est une descente, la projection, selon un plan incliné fonction de la pente de descente instantanée de l'aéronef, d'un palpeur d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution pendant une certaine distance ou temps de vol puis , selon l'horizontale, est adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement, lorsque l'équipement anticollision terrain est pourvu d'un écran de visualisation affichant une représentation des couches de terrain et/ou des risques de collision avec le terrain et/ou les obstacles survolés, la projection, selon deux plans, adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route est réalisée de façon cohérente avec celle utilisée sur l'écran pour la représentation des couches de terrain et ou des risques de collision avec le terrain et/ou les obstacles survolés.
Avantageusement, lorsque l'aéronef était en montée ou en palier au moment de la détection d'un risque de collision terrain, la projection à l'horizontale d'un palpeur d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement, lorsque l'aéronef était en descente au moment de la détection d'un risque de collision terrain, la projection selon un plan incliné fonction de la pente de descente de l'aéronef au moment de la détection du risque de collision terrain, d'un palpeur d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement, lorsque les moyens de détermination d'enveloppe virtuelle de protection engendrent deux enveloppes virtuelles de protection d'évolution, la plus distante, pour une pré-alarme de collision terrain et la plus proche pour une alarme de collision terrain, la réunion des projections à l'horizontale des palpeurs des deux enveloppes virtuelles de protection d'évolution est adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement, lorsque les moyens de détermination d'enveloppe virtuelle de protection engendrent deux enveloppes virtuelles de protection d'évolution, la plus distante pour une pré-alarme de collision terrain et la plus proche pour une alarme de collision terrain, la réunion des projections selon un plan incliné ayant la pente de descente de l'aéronef au moment de la détection du risque de collision terrain, des palpeurs des deux enveloppes virtuelles de protection d'évolution est adoptée comme palpeur d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement, l'indication signalant la possibilité de mettre fin à une manœuvre d'évitement est donnée momentanément sous forme aurale et/ou visuelle.
Avantageusement, l'équipement aπticollision terrain engendre une indication de maintien de la manœuvre d'évitement sous forme aurale et/ou visuelle, à la disparition d'une l'alerte terrain et ce jusqu'à ce qu'aucun risque de collision ne soit détecté par l'enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
Avantageusement la distance verticale sous l'aéronef à laquelle est placée l'enveloppe virtuelle de protection de reprise de route est prise égale à celle utilisé pour l'une des enveloppes virtuelles de protection d'évolution.
Avantageusement, lorsque l'équipement aπticollision terrain est pourvu d'un écran de visualisation affichant une représentation des couches de terrain et/ou des risques de collision avec le terrain et/ou les obstacles survolés, la distance verticale sous l'aéronef à laquelle est placée une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route est prise cohérente avec celle utilisée sur l'écran pour la représentation des couches de terrain et/ou de risques de collision avec le terrain et/ou les obstacles survolés.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple.
Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel : - une figure 1 est un schéma de principe d'un équipement anticollision terrain embarqué à bord d'un aéronef en vue de sécuriser son pilotage,
- des figures 2 à 4 sont des vues, essentiellement dans le plan vertical, montrant différentes phases.d'un évitement de terrain mené par un aéronef sous le contrôle d'un équipement anticollision terrain selon l'invention, et
- des figures 5, 6 et 7 sont des schémas illustrant des choix possibles de palpeur d'enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
La figure 1 montre un équipement d'anticollision terrain 1 dans son environnement fonctionnel à bord d'un aéronef. L'équipement anticollision terrain se compose essentiellement d'un calculateur 2 associé à une base de données cartographiques 3. La base de données cartographiques représentée 3 est embarquée à bord de l'aéronef mais elle pourrait tout aussi bien être au sol et accessible de l'aéronef par radiotransmission. Le calculateur 2 peut être un calculateur spécifique à l'équipement anticollision terrain ou un calculateur partagé avec d'autres tâches comme la gestion de vol ou le pilote automatique. En ce qui concerne l'anticollision terrain, il reçoit des équipements de navigation 4 de l'aéronef les principaux paramètres de vol dont la position de l'aéronef en latitude, longitude et altitude et la direction et l'amplitude de son vecteur vitesse. A partir de ces paramètres de vol, il détermine à chaque instant, au moins deux volumes de protection d'évolution dirigés vers l'avant selon une trajectoire future prédite et vers le dessous de l'aéronef, et recherche si ces volumes de protection entrent en contact avec le terrain et ou les obstacles au sol survolés par comparaison de ces volumes de protection d'évolution avec une représentation du terrain et/ou des obstacles au sol survolés tirée de la base de données cartographiques 3, tout contact étant considéré comme un risque de collision avec du terrain et ou des obstacles au sol. Il émet une pré-alarme 5 dès que le plus distant des volumes de protection est touché et une alarme si le plus proche des volumes de protection est également touché, et accompagne l'alarme, de la raison de l'alarme et éventuellement d'une indication sur la consigne d'évitement qui convient. Par ailleurs, pour fournir à l'équipage de l'aéronef, une vision de la situation de l'aéronef par rapport au terrain et aux obstacles survolés, et, éventuellement, lui faciliter l'évaluation et la résolution des risques de collision terrain, l'équipement anticollision terrain 1 peut faire afficher sur un écran 6 du cockpit, une carte du terrain survolé faisant ressortir les zones de terrain menaçantes. Cette carte, généralement en deux dimensions, est constituée d'une représentation par courbes de niveau 7 du terrain survolé avec des fausses couleurs et/ou différentes textures et/ou symboles matérialisant l'ampleur du risque de collision correspondant à chaque tranche de terrain. Un volume de protection lié à l'aéronef délimite une partie de l'espace dans laquelle l'aéronef doit pouvoir évoluer dans un futur plus ou moins proche sans risque de collision terrain. Son importance et sa forme dépendent du délai recherché entre une alarme et la réalisation d'un risque de collision, et, dans une certaine mesure, de la manoeuvrabilité de l'aéronef à l'instant considéré, c'est-à-dire des capacités d'évolution de l'aéronef qui sont liées à ses performances, à l'amplitude et à la direction de sa vitesse air, et à son attitude de vol (vol en ligne droite ou en virage, etc.,). Il est défini par une enveloppe virtuelle sans réalité physique, dont les seules parties inférieure et frontale et éventuellement latérales sont considérées. Les parties inférieure et frontale d'un volume de protection sont habituellement assimilées à une bande, d'axe transversai horizontal, suivant, avec un certain décalage vertical fonction de la marge minimum de survol pour la situation considérée, la trajectoire qui serait suivie par l'aéronef dans le cas où son équipage viendrait à être averti d'un risque de collision terrain et lui ferait adopter, au bout d'un temps normal de réaction agrémenté d'une marge de sécurité plus ou moins longue, une trajectoire d'évitement en montée, avec une pente voisine du maximum de ses possibilités du moment. Cette bande va en s'élargissant pour tenir compte de l'incertitude de plus en plus grande sur la position prévisible de l'aéronef au fur et à mesure de l'augmentation du délai de prévision et s'ouvre sur le coté en cas de virage en fonction du taux de virage. Elle commence par se diriger dans la direction du déplacement de l'aéronef, puis s'incurve vers le haut jusqu'à adopter une pente de montée correspondant au maximum des possibilités de montée de l'aéronef. Elle sert de palpeur car c'est son franchissement par le terrain et/ou les obstacles au sol qui sert de critère pour décider de la pénétration du terrain et ou des obstacles au sol dans le volume de protection et admettre l'existence d'un risque de collision.
Sur la figure 2, un aéronef A se déplace, en descente, à un instant t1 et dans une direction D, au-dessus d'un terrain de profil vertical R. Cet aéronef A est pourvu d'un équipement anticollision terrain qui met en œuvre deux volumes de protection d'évolution: un volume de protection distant utilisé pour des pré-alarmes donc pour la détection de risques de collision terrain à court terme et correspondant à un premier palpeur C, et un volume de protection proche utilisé pour des alarmes donc pour la détection de risque de collision terrain à très court terme et correspondant à un deuxième palpeur W, Les deux palpeurs C et W utilisés pour les pré-alarmes et les alarmes modélisent des évitements du relief par le haut entamés à des instants t1+Tpa et t1+Ta et nécessitant un temps de mise en œuvre Tm. La détection des risques de collision terrain à court terme implique de prévoir la manœuvre d'évitement par le haut au bout d'un délai plus grand que la détection des risques de collision terrain à très court terme, ce qui se traduit par un décalage du palpeur C par rapport au palpeur W selon la trajectoire future prédite. Comme elle repose sur une prévision à plus long terme de la position de l'aéronef, elle est moins fiable. Pour lui conserver néanmoins la même sûreté de détection son palpeur C est également décalé vers le bas par rapport au palpeur W,
Dans la situation représentée à la figure 2, l'équipement d'anticollision de l'aéronef A détecte une pénétration du terrain au travers de son palpeur C à l'instant t1 et engendre en conséquence, une pré-alarme de risque de collision terrain. Cette pré-alarme alerte l'équipage de l'aéronef A du risque que lui fait courir sa trajectoire de descente.
Arrivé au point MW, l'équipement anticollision terrain de l'aéronef A engendre une alarme de risque de collision terrain car l'enveloppe de protection la plus proche adoptée EW rencontre une surface MTCD recouvrant le relief R et correspondant à une marge minimum de sécurité retenue pour tenir compte des imprécisions de la base des données cartographiques 3 et/ou de la position verticale de l'avion fournie par les senseurs de bord, et d'une hauteur minimum de survol pour assurer la sécurité. Cette alarme de collision terrain conduit l'équipage de l'aéronef à arrêter la descente et à entamer sans délai une trajectoire d'évitement TE consistant en une remontée à une altitude de sécurité au-dessus des points haut du relief survolé.
La figure 3 montre situation de l'aéronef A à un instant ultérieur t2 alors qu'il entame une remontée pour éliminer le risque de collision terrain signalé par l'alarme de son équipement anticollision terrain. Les palpeurs C et W ont pris la nouvelle direction en montée de l'aéronef A et se sont redressés puisque l'aéronef A est proche du maximum de ses possibilités de montée. Ils ne rencontrent plus la surface MTCD recouvrant le terrain R de sorte que l'équipement anticollision terrain de l'aéronef A a fait cesser l'alarme de collision terrain. L'arrêt de l'alarme (aurale et lumineuse le cas échéant) informe l'équipage de la bonne efficacité de la manœuvre d'évitement par le haut en cours mais ne le renseigne pas sur la possibilité ou non de reprendre la trajectoire de descente qu'il suivait avant l'avènement de l'alarme de collision terrain. Pour combler cette lacune, l'équipement anticollision terrain proposé prévoit au moins un troisième volume de protection dit de reprise de route, basé sur la position instantanée de l'aéronef A, ici en t2, et sur une prévision de déplacement fictif allant dans le sens de la reprise de la trajectoire suivie au moment da la détection du risque avec le terrain (pré-alerte ou alerte),Dans le cas présent, le volume de protection de reprise de route est basé sur une prévision de déplacement fictif reprenant le cap instantané de l'aéronef A et sa pente de descente initiale, et correspond au palpeur L. Ce palpeur L rencontre la surface MTCD recouvrant le terrain R signifiant que la manœuvre d'évitement par le haut en cours de réalisation doit être poursuivie avant que le risque de collision terrain puisse être considéré comme résolu.
Dès que le palpeur L correspondant au volume de protection de reprise de route est libéré de toute emprise de la surface MTCD recouvrant le terrain R, l'équipement d'anticollision terrain émet, à l'attention de l'équipage, un constat de résolution du risque de collision terrain, signifiant la possibilité de reprendre la route initialement suivie. Ce constat peut prendre la forme soit de l'arrêt d'une consigne aurale et/ou lumineuse de poursuite de la manœuvre d'évitement (telle que « continuer montée ») qui a été initiée depuis l'arrêt de l'alarme, soit de la génération momentanée d'une consigne aurale et/ou lumineuse de fin possible de la manœuvre d'évitement
La figure 4 montre situation de l'aéronef A à un instant postérieur t3 alors qu'il poursuit sa manœuvre d'évitement par le haut entamée pour éliminer le risque de collision terrain signalé par l'alarme de son équipement anticαllision terrain. Les palpeurs C et W restent orientés en montée sans rencontrer le terrain R de sorte que l'équipement anticollision terrain de l'aéronef A n'émet ni pré-alarme, ni alarme. Dès que le palpeur L correspondant au volume de protection de reprise de route ne rencontre plus la surface MTCD recouvrant le terrain R signifiant que la manœuvre d'évitement par le haut en cours de réalisation peut être arrêtée et une trajectoire horizontale ou avantageusement la trajectoire initiale de descente reprise sans risque de collision à court terme avec du terrain et/ou des obstacles, l'équipement d'anticollision terrain émet, à l'attention de l'équipage, un constat de résolution du risque de collision terrain, signifiant la possibilité de reprendre la route initialement suivie. Comme indiqué 13
précédemment, ce constat peut prendre la forme soit de l'arrêt d'une consigne aurale et/ou lumineuse de poursuite de la manœuvre d'évitement (telle que « continuer montée ») qui a été initiée depuis l'arrêt de l'alarme, soit de la génération momentanée d'une consigne aurale et/ou lumineuse de fin possible de la manœuvre d'évitement.
La façon dont sont obtenus les paramètres de vol par les équipements de navigation 4 de l'aéronef ainsi que les traitements faits par le calculateur 2 sur les paramètres de vol et sur les éléments de la base de données cartographique 3 pour engendrer les pré-alarmes, les alarmes, les consignes d'évitement de terrain ainsi que pour éventuellement afficher une carte en fausses couleurs, par courbes de niveau du terrain survolé, ne seront pas détaillés pour ne pas alourdir la description. Pour des précisions à leur sujet, on se rapportera utilement aux brevets précédemment cités (les brevets français FR 2 689 668, FR 2 747 492, FR 2 773 609, FR 2 813 963 et les brevets américains US 5488 563, US 5 638 282, US 6 088 654, US 6 317 663).
Comme pour la détection des risques de collision terrain, il peut y avoir plusieurs volumes de protection, par exemple deux volumes de protection de reprise de route, le plus distant pour signaler une résolution imminente d'un risque de conflit de terrain en cours de traitement et le plus proche pour un constat de résolution effective d'un risque de collision terrain, Le ou les palpeurs associés à des volumes de protection de reprise de route peuvent être déterminés par l'équipement anticollision terrain de manière indépendante des palpeurs associés aux volumes de protection d'évolution ou en découler.
La figure 5 donne un exemple, dans lequel le palpeur L associé à un volume de protection de reprise de route est pris égal à la projection, sur le plan horizontal, du palpeur W associé au volume de protection d'évolution dédié aux alarmes de risque de collision terrain. Une variante consiste à adopter pour le palpeur L associé au volume de protection de reprise de route, non pas la projection, sur le plan horizontal, du palpeur W associé au volume de protection d'évolution dédié aux alarmes de risque de collision terrain mais la réunion des projections, sur le plan horizontal, des palpeurs W et C associés aux volumes de protection d'évolution dédiés aux pré-alarmes et alarmes de risques de collision terrain. La figure 6 donne un autre exemple particulièrement adapté au cas où un aéronef A est soit, de façon instantanée en cours de descente lors de la résolution d'un risque de collision avec le terrain (a priori en cours de redressement vers un trajectoire montée), soit en descente au moment de la détection d'un risque de collision terrain, Dans cet exemple, le palpeur L associé à un volume de protection de reprise de route est pris égal à la projection, sur le plan de descente de l'aéronef A, du palpeur W associé au volume de protection d'évolution dédié aux alarmes de risque de collision terrain. Une variante consiste à adopter pour le palpeur L associé au volume de protection de reprise de route, non pas la projection, sur le plan de descente de l'aéronef A, du palpeur W associé au volume de protection d'évolution dédié aux alarmes de risque de collision terrain mais la réunion des projections, sur le plan de descente de l'aéronef A, des palpeurs W et C associés aux volumes de protection d'évolution dédiés aux pré-alarmes et alarmes de risques de collision terrain.
La figure 7 donne un autre exemple particulièrement adapté au cas où un aéronef A est de façon instantané en cours de descente lors de la résolution d'un risque de collision avec le terrain (a priori en cours de redressement vers un trajectoire montée) dans lequel le palpeur L associé à un volume de protection de reprise de route est pris égal à la projection, sur le plan de descente de l'aéronef A, pendant une durée (ou une distance ) prédéterminée (par exemple de l'ordre de 30 secondes), puis sur un plan horizontal, du palpeur W associé au volume de protection d'évolution dédié aux alarmes de risque de collision terrain. Avantageusement cette projection est définie de façon cohérente avec celle utilisée pour la représentation des couches de terrain et/ou de risque avec le terrain et/ou les obstacles sur le ou les écrans de visualisation du cockpit utilisé pour ce système d'anticollision terrain, en particulier en prenant pour la durée prédéterminée une durée par exemple de l'ordre de 30 secondes fixe ou modulable suivant des critères propres à l'affichage des couches terrain.

Claims

REVENDICATIONS
1. Equipement anticoliision terrain (1) embarqué à bord d'aéronef (A), comportant, des moyens de détermination d'au moins une enveloppe virtuelle de protection d'évolution (W, C) construite autour de la trajectoire de l'aéronef prédite à court terme et délimitant un volume de protection autour de la position et de la trajectoire courantes de l'aéronef, des moyens de détection des intrusions, dans la ou lesdites enveloppes virtuelles de protection d'évolution (W, C), d'une représentation d'une enveloppe (MTCD) du terrain et/ou des obstacles au sol survolés mémorisés dans une base de données embarquée (3) ou au sol, et des moyens d'alarme (5) déclenchés par les moyens de détection d'intrusion, caractérisé en ce que, après détection d'un risque de collision sol, ses moyens de détermination d'enveloppes virtuelles de protection déterminent, en plus de la ou des enveloppes virtuelles de protection d'évolution (W, C), au moins une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route (L), construite autour d'une trajectoire fictive de reprise de route, en ce que ses moyens de détection d'intrusion détectent les intrusions du terrain et /ou des obstacles sol (R) à la fois dans la ou les enveloppes virtuelles de protection d'évolution (W, C) et dans la ou les enveloppes virtuelles de protection de reprise de route (L) et en ce que ses moyens d'alarmes engendrent une indication signalant la possibilité de mettre fin à une manœuvre d'évitement dès que les moyens de détection d'intrusion ne constatent plus d'intrusion du terrain et/ou des obstacles au sol (R) dans la ou les enveloppes virtuelles de protection de reprise de route (L).
2. Equipement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire horizontale.
3. Equipement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour pente, une pente horizontale si la trajectoire instantanée de l'aéronef est en montée ou en palier, et une pente fonction de la trajectoire instantanée de l'aéronef si l'aéronef est en descente.
4. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour pente, une pente fonction de la trajectoire instantanée de l'aéronef
5. Equipement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour pente, une pente fonction de la trajectoire de l'aéronef au moment de la détection du risque de collision terrain.
6. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour pente, une pente fonction de la trajectoire de l'aéronef au moment de la détection du risque de collision terrain, si celui-ci était en descente, et une trajectoire horizontale si celui-ci était en vol horizontal ou en montée au moment de la détection du risque de collision terrain.
7. Equipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour cap, le cap instantané de l'aéronef (A).
8. Equipement selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que, la trajectoire fictive de reprise de route est une trajectoire ayant pour cap et pente, ceux de la trajectoire de l'aéronef (A) au moment de la détection du risque de collision terrain.
9. Equipement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, les limites de la ou des enveloppes virtuelles de protection sont définies par une surface dite palpeur (W, C, L) dont la rencontre avec la représentation d'une enveloppe du terrain et ou des obstacles au sol (R) extraite des informations de la base de données (3) est assimilée à une intrusion du terrain et/ou des obstacles au sol (R) dans l'enveloppe virtuelle de protection correspondante.
10. Equipement selon la revendication 9, caractérisé en ce que, quelle que soit l'attitude instantanée de l'aéronef (A) : montée, vol en palier ou descente), la projection à l'horizontale d'un palpeur (W ou C) d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
11. Equipement selon la revendication 9, caractérisé en ce que, lorsque l'attitude instantanée de l'aéronef (A) est une montée ou un vol en palier, la projection à l'horizontale d'un palpeur (W ou C) d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
12. Equipement selon la revendication 9, caractérisé en ce que, lorsque l'attitude instantanée de l'aéronef (A) est une descente, la projection selon un plan incliné fonction de la pente de descente instantanée de l'aéronef d'un palpeur (W ou C) d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
13. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'attitude instantanée de l'aéronef (A) est une descente, la projection selon un plan incliné fonction de la pente de descente instantanée de l'aéronef d'un palpeur (W ou C) d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution pendant une certaine distance ou temps de vol puis selon l'horizontale, est adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
14. Equipement selon la revendication 13, caractérisé en ce que, lorsque l'équipement anticollision terrain est pourvu d'un écran de visualisation affichant une représentation des couches de terrain et/ou de risque avec le terrain et/ou les obstacles survolés, la projection, selon deux plans, adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route est réalisée de façon cohérente avec celle utilisée sur l'écran pour la représentation des couches de terrain et/ou de risque avec le terrain et/ou tes obstacles survolés.
15. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'aéronef (A) était en montée ou en palier au moment de la détection d'un risque de collision terrain, la projection à l'horizontale d'un palpeur (W, C) d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
16. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'aéronef (A) était en descente au moment de la détection d'un risque de collision terrain, la projection, selon un plan incliné ayant la pente de descente de l'aéronef (A) au moment de la détection du risque de collision terrain, d'un palpeur (W, C) d'enveloppe virtuelle de protection d'évolution est adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
17. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque les moyens de détermination d'enveloppe virtuelle de protection engendrent deux enveloppes virtuelles de protection d'évolution, la plus distante (C) pour une pré-alarme de collision terrain et la plus proche (W) pour une alarme de collision terrain, la réunion des projections à l'horizontale des palpeurs (W, C) des deux enveloppes virtuelles de protection d'évolution est adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
18. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque les moyens de détermination d'enveloppe virtuelle de protection engendrent deux enveloppes virtuelles de protection d'évolution, la plus distante (C) pour une pré-alarme de collision terrain et la plus proche (W) pour une alarme de collision terrain, la réunion des projections, selon un plan incliné ayant la pente de descente de l'aéronef (A) au moment de la détection du risque de collision terrain, des palpeurs (W,C) des deux enveloppes virtuelles de protection d'évolution est adoptée comme palpeur (L) d'une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route.
19. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indication signalant la possibilité de mettre fin à une manœuvre d'évitement est donnée momentanément sous forme aurale et/ou visuelle.
20. Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il engendre une indication de maintien de la manœuvre d'évitement sous forme aurale et/ou visuelle, à la disparition d'une l'alerte terrain et ce, jusqu'à ce qu'aucun risque de collision ne soit détecté par l'enveloppe virtuelle de protection de reprise de route (L).
21. Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la distance verticale sous l'aéronef à laquelle est placée une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route est prise égale à celle utilisé pour l'une des enveloppes virtuelles de protection d'évolution.
22. Equipement selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque l'équipement anticollision terrain est pourvu d'un écran de visualisation affichant une représentation des couches de terrain et ou de risque avec le terrain et/ou lès obstacles survolés, la distance verticale sous l'aéronef à laquelle est placée une enveloppe virtuelle de protection de reprise de route est prise cohérente avec celle utilisée sur l'écran pour la représentation des couches de terrain et/ou de risque avec le terrain et/ou les obstacles survolés.
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