EP1761829A1 - Procede de changement de procedure d'approche d'un aeronef - Google Patents

Procede de changement de procedure d'approche d'un aeronef

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Publication number
EP1761829A1
EP1761829A1 EP05761150A EP05761150A EP1761829A1 EP 1761829 A1 EP1761829 A1 EP 1761829A1 EP 05761150 A EP05761150 A EP 05761150A EP 05761150 A EP05761150 A EP 05761150A EP 1761829 A1 EP1761829 A1 EP 1761829A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
approach
changing
approach procedure
landing
pair
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05761150A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Thales Intellectual Property CAILLAUD
Guy THALES Intellectual Property DEKER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP1761829A1 publication Critical patent/EP1761829A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/02—Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0004—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
    • G08G5/0013—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft with a ground station
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    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/003—Flight plan management
    • G08G5/0039—Modification of a flight plan
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/02—Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data
    • G08G5/025—Navigation or guidance aids

Definitions

  • the invention relates to an aid to navigation of an aircraft in the approach phase, particularly during a rapid change of runway or landing procedure.
  • an aircraft is equipped with an FMS (Flight Management System) management computer that assists the pilot, particularly in his management of the approach phase.
  • the pilot schedules an arrival procedure in his flight plan; this includes the list of side segments, flight plan constraints, an airstrip and the associated landing aid system or approach procedure.
  • system of landing aid mention may be made of systems comprising means of radio navigation on the ground such as ILS ground beacons "Instrument Landing System", VOR (VHF Omni Range), NDB (Non Directional Beacon). .. to which correspond sensors embedded on board the aircraft.
  • FIG. 1 illustrates a lateral approach trajectory: it is located between the end of a STAR Standard Arrival Arrivale Route and an airstrip 1.
  • STAR trajectory initiates the transition from Cruise 3 to the finish.
  • Each trajectory is established by the FMS from a procedure consisting of waypoints 7 ("waypoint" in English) connected by segments 9 and from transitions 5 calculated by the FMS to connect the segments together.
  • Waypoint in English
  • transitions 5 calculated by the FMS to connect the segments together.
  • each STAR arrival procedure can be linked (possibly by a transition 5) to several approach procedures depending on the track, the landing direction on the track and the landing aid system chosen. There may also be a transition 5 to link each approach procedure to the track.
  • an arrival sector determines the STAR trajectory to be used while the choice of the approach procedure is determined by the air traffic controller or the pilot according to the direction of the runway in use as well as the assistance system. chosen landing.
  • a track is marked by its indicated orientation in tens of degrees, and possibly by a letter L, R or C (such as "Left”, “Right”, or “Central”) in the case of parallel tracks.
  • L, R or C such as "Left", “Right”, or "Central”
  • track a track and its direction of landing; thus in the figure, 4 parallel tracks are shown, tracks 26R, 26L, 08L and 08R.
  • This figure also shows a radio-guide beam 11 by ILS beacons.
  • the air controller asks the pilot to change the landing runway, for example because of a change of direction of the wind or a load shedding of traffic on another runway, whereas the approach phase has already started.
  • the pilot must then manually re-program his flight plan that is to say enter the new runway (for example the runway 08L instead of 26L as shown in Figure 1), choose the associated landing aid system to this new runway, and verify that the approach lateral path and the vertical profile between the current position of the aircraft and the runway, are correct.
  • This reprogramming which results for the pilot by the striking of several different keys can be unacceptable given his workload during the approach phase.
  • the pilot has only a short time to reprogram the new flight plan.
  • the most important object of the invention is therefore to accelerate the change of track before landing or more generally the change of approach, facilitating and minimizing the actions of the pilot.
  • the invention proposes a method of changing the approach procedure of an aircraft, comprising steps of selecting a new landing strip of the destination airport and selecting a flight system.
  • landing aid or approach procedure associated with this runway mainly characterized in that the selection steps comprise an automatic selection of a pair associating the new landing runway with the assistance system.
  • landing or approach procedure the pair being derived from a database containing the pairs linked to the destination airport. This process allows the pilot to quickly change the runway before landing while minimizing his actions. It makes it possible to quickly replace the initially planned trajectory by a rejection trajectory of the axis of the track and the track itself with automatic selection of the landing aid system or the non-precision approach procedure.
  • the selection of the pair advantageously consists in displaying on a man-machine interface, a set of pairs, and in validating by means of a command, the selected pair.
  • it comprises a step of controlling the display by means of a man-machine interface.
  • the pilot thus has a new function enabling him to control the display of the couples of the destination airport by means of a pilot interface.
  • the selection of the pair consists in displaying on an interface intended for the crew a first pair coming from the database, to scroll through the couples as long as the couple to be selected is not displayed, and to validate by means of a command, the selected couple when displayed.
  • the selection of the pair furthermore consists in controlling a step of automatically calculating a modified flight plan as a function of this selected pair, and calculating the approach trajectory from this plane modified flight, and a step of automatically displaying the approach path and the runway.
  • the invention also relates to a navigation aid system comprising an onboard flight management computer, characterized in that it comprises connected to the computer, a database consisting of pairs each combining a landing strip and a landing assistance system or non-precision approach procedure, means for displaying the couples and means for selecting a pair.
  • a man-machine interface comprising the means for displaying the couples and the means for selecting a pair and preferably means for controlling the display of the pairs.
  • the human-machine interface is for example equipped with a selector adapted to scroll the couples on the interface and to select a couple. This selector can be a button with two concentric selections with a command to respectively select and validate the torque.
  • the computer comprises means for calculating a modified flight plan according to the selected torque.
  • FIG. 1 schematically illustrates a change of approach trajectory
  • FIG. 2 diagrammatically represents an FMS calculator connected to various equipments
  • FIG. 3 diagrammatically represents an example of an approach page
  • FIG. 4 schematically represents an example of a selection page of a couple.
  • FIG. 5 schematically represents an example of means for selecting a pair
  • FIG. 6 schematically represents examples of pairs of a database, presented in the form of a stack
  • FIG. 7 schematically represents an example of a new trajectory. approach.
  • an aircraft is equipped with an FMS flight management computer (acronym for the English expression Flight Management System).
  • the FMS calculator 50 is connected at least to a human-machine interface, for example an MCDU 52 (an acronym for the Multi Purpose Control and Display Unit) called a "head-down" interface, on a screen navigation ND 54 (acronym for the English expression Navigation Display), various on-board equipment 56 (sensors 56a, autopilot 56b, terrain database 56c, ...) -
  • This interface includes an associated display screen a selection device allowing the pilot to check, select and / or modify certain displayed fields. The method of the invention allows the pilot to quickly change the runway before landing while minimizing his actions.
  • a runway of an airport associated with a landing aid system constitutes a pair.
  • a track may be associated with several landing aid systems, for example being equipped with several types of beacons. In this case, several pairs have the same track but are distinguished from each other by the landing aid system or the non-precision approach procedure. Examples of couples are shown in Figures 4 and 5. All couples at the destination airport are stored in a 56d database. This database connected to the FMS calculator also includes all couples from other airports.
  • the method according to the invention takes place in the approach phase, while an approach page as shown in FIG. 3 is statutorily displayed on the man-machine interface 52.
  • On this interface appears the active torque that is to say as originally planned, before the change.
  • the pilot can then directly modify the selected torque by entering the field corresponding to the new runway, as well as one of the landing assistance systems or a landing procedure. non-precision approach associated with the track, of his choice. For practical reasons, as seen in the preamble, given the pilot's load during the approach phase, typing several different keys on the alphabetical keypad can be unacceptable.
  • the pilot has a new function enabling him to control the display of the couples of the destination airport by means of a pilot interface.
  • the FMS allows the crew to display beforehand on an interface that is intended for all the existing pairs for the current destination. This display is initiated by calling the pilot of the function associated with the quick change of track. The pilot must then validate his selection so that the new approach corresponding to this new pair is enslaved by the aircraft systems. This validation of the selected pair is performed by means of a command depending on the interface used.
  • the activation of the function can be performed by two different and complementary means, one being accessible via the head-to-bottom interface of the FMS (for example the MCDU), the other by a so-called "head-high" pilot interface. that is the selection strip FCU 58 also connected to the FMS as illustrated in FIG.
  • the control of the display is implemented by means of the MCDU interface. For this purpose, he selects the field of the initially planned track as indicated in the approach page example (ILS26L) of FIG. 3, for example by means of the corresponding line key (1 R).
  • the control of the display has the effect of displaying a summary page of all couples of the destination airport, for example on this interface MCDU as shown on the screen page shown in Figure 4.
  • This page presents the 8 runways of CDG Roissy airport in France, respectively associated with a landing aid system, in this case the ILS system.
  • the arrow symbol indicates that several landing aid systems are available on the corresponding runway; this is the case of tracks 08L, 09R, 26R and 27L because they are also equipped with a VOR system.
  • the driver validates the selected torque, by means of the selection device which can be a line key 52a as shown in the figure.
  • the selection device can be a line key 52a as shown in the figure.
  • This way of selecting a torque from a line key of the MCDU 50 interface is ergonomic, which is advantageous in an environment where the pilot's workload is high.
  • the "Select Approach" key also displayed on this page remains available to the pilot when he wishes to access the usual page for programming the arrival procedure. This page is more complete because it includes all the arrival procedures of the destination airport but induces heavier actions in terms of workload and attention.
  • the display of the current torque (before change) and the possible selection of another torque by the driver are proposed on a pilot interface 58 also connected to the FMS, for example on a screen in the form of bandeau as shown in Figure 5.
  • This selection is proposed to the driver through a drop-down menu (continuous stack) which displays all the couples that the driver can scroll through a command.
  • the driver can scroll through the couples that can be selected using a selector.
  • the driver validates this selection by means of another command. This selection can be accelerated by using a two-selector selector.
  • the selector and this other command are for example grouped in a button 58a.
  • the validation of this selection is performed by an action on the same button (for example by an action to push).
  • the selections correspond respectively to a first and a second pointer in the couples database as shown in FIG. 6.
  • the pairs of the database are represented in the form of an ordered stack of pairs.
  • the first location is that of a first runway associated with a landing aid system, in this case 08L / ILS; the second location is that of the same runway associated with another landing aid system in this case 08L / VOR; the third and fourth locations are respectively those of a second and third runways associated with a single landing aid system, namely 08R / ILS and 09L / ILS; the fifth and sixth locations are respectively those of a fourth track respectively associated with a first and second landing aid systems in this case 09R / ILS and 09R / VOR; etc. Couples with the same track form a subset.
  • the first pointer 561 points only to the first location of a subset, while the second pointer 562 points only to the locations of the subset already pointed by the first pointer.
  • FIG. 2 shows the two pilot interfaces 52 and 58; the interface 58 is not necessary for the first embodiment. Whether it is one or the other embodiment, the track being imposed by the air controller, or even by the pilot himself, the pilot selects the pair corresponding to this track and the help system. landing that the aircraft is equipped with. If several landing aid systems are at his disposal, he chooses the most interesting at the operational level. This is for example the most accurate for landings "All-time", the most delicate configuration for a pilot, the most demanding in terms of category (eg ILS CAT III) which becomes the preferential approach for which the pilot actions must be the most reduced.
  • category eg ILS CAT III
  • the FMS proposes by default as the first pair of a subset, the one whose landing aid system is the most accurate, IMLS for example, as shown in Figure 4.
  • the displayed pairs have been pre-selected by the FMS: these are the couples that can be selected, that is to say those whose landing aid system can be put implemented because the aircraft and the airport are equipped with the corresponding means or those comprising an approach procedure available.
  • This selection aid is accompanied by a new optimized calculation of the lateral as well as the vertical trajectory, making it possible to present the aircraft in the best conditions of safety and comfort and in compliance with the regulations (respect of navigation constraints).
  • the selection of the pair has the effect of automatically controlling the calculation by the FMS calculator of a new modified flight plan according to the new selected pair; it also controls the display on the ND screen, the track and the approach path corresponding to this new flight plan and calculated by the FMS, and preferably the display on the man-machine interface (for example a MCDU) the conditions of the new approach procedure (exact heading of the runway, parameters related to the landing aid system, etc.).
  • the flight plan is developed taking into account the speed and altitude profiles required for the approach and landing. As long as the new flight plan is not validated by the pilot, the runway and the approach path are displayed with a code, for example a color code, indicating that it is a temporary selection.
  • the new flight plan calculated by the FMS comprises for example two lateral segments as illustrated in FIGS. 1 and 7.
  • a first segment 13 joining the current position of the aircraft to a point AAA making it possible to intercept the axis of the track 1; this segment is of DF type "Direct to Fix” that is to say a type of segment standardized by the ARINC 424 standard corresponding to a direct trajectory towards a turning point, with an additional characteristic of interception of the axis of Track ; in the general case, this segment consists of a first turn 13a, a straight path 13b and a last turn 13c.
  • DF segment 13 is calculated to reduce maneuvering and distance.
  • the calculation shall take into account: (a) the maximum roll angle that the aircraft will aim to optimize the time and turning radius but will not exceed for reasons of safety and comfort of the passengers, and (b) the distance required to the turning of the aircraft to create the corresponding right trajectory 13b, before the turn 13c, c) of the current ground speed and the expected roll angle of the aircraft during the first turn 13a, (itself depending on a possible transition path and the maximum angle of roll) for calculating the turning radius of this possible 1 turn and build if necessary, d) ground speed under item AAA and angle expected roll of the aircraft, to calculate the turn radius of the eventual last turn 13c and build it if necessary, e) the sequence with a CF-type segment which requires the end of the segment DF with the travel of the next CF segment, f) because the distance to the point AAA is as short as possible and allows the aircraft to decelerate from its current speed to the landing speed.
  • the FMS calculator proposes another segment 13 'of the length necessary to respect these constraints, as illustrated in FIG. Once these lateral segments are determined, the FMS calculator calculates a vertical trajectory allowing the aircraft to intercept in good conditions of safety and comfort of the passengers, the final vertical axis.
  • This trajectory generally consists in maintaining a landing until a point of descent calculated to intercept the final axis without deviating from the lateral trajectory (without "overshoot” in English).
  • the vertical trajectory optionally includes a climb segment allowing the aircraft to reposition itself at a minimum altitude to intercept the final axis. This is the case for example when the approach on the previous track was already well underway.
  • the lateral and vertical trajectories being calculated the FMS displays them on the ND screen. It also activates the selected landing aid system by sending to the aircraft sensor the frequency of the associated ground beacon. The pilot can then validate the new flight plan by means of, for example, an "activate" key of the MCDU as represented in FIG. 4. The flight plan is then activated.
  • the landing aid system is armed by the pilot and as soon as the capture and tracking conditions according to the landing system are satisfied, the FMS authorizes the autopilot to enter the approach phase.
  • the airstrip can no longer be "sequenced", that is to say removed from the flight plan; similarly, the selection of the landing aid system or the approach procedure is maintained.

Abstract

L'invention concerne un procédé de changement de procédure d'approche d'un aéronef comportant des étapes de sélection d'une nouvelle piste d'atterrissage de l'aéroport de destination et de sélection d'un système d'aide à l'atterrissage ou d'une procédure d'approche de non précision associés à cette piste. Les étapes de sélection comportent une sélection directe d'un couple associant la nouvelle piste d'atterrissage au système d'aide à l'atterrissage ou à la procédure d'approche de non précision, le couple étant issu d'une base de données contenant les couples de l'aéroport de destination.

Description

PROCEDE DE CHANGEMENT DE PROCEDURE D'APPROCHE D'UN AERONEF
L'invention concerne l'aide à la navigation d'un aéronef en phase d'approche, notamment lors d'un changement rapide de piste ou de procédure d'atterrissage. Dans la plupart des cas, un aéronef est équipé d'un calculateur de gestion de vol FMS (acronyme de l'expression anglo-saxonne Flight Management System) qui aide le pilote, en particulier dans sa gestion de la phase d'approche. Le pilote programme une procédure d'arrivée dans son plan de vol ; celle-ci inclut la liste des segments latéraux, les contraintes du plan de vol, une piste d'atterrissage et le système d'aide à l'atterrissage associé ou une procédure d'approche. On peut citer comme système d'aide à l'atterrissage, des systèmes comportant des moyens de radio-navigation au sol tels que les balises sol ILS « Instrument Landing System », VOR (VHF Omni Range), NDB (Non Directional Beacon)... auxquels correspondent des capteurs embarqués à bord de l'aéronef. Lorsqu'aucun système d'aide à l'atterrissage n'est utilisé, la piste est associée à une procédure d'approche de non précision telle que la procédure RNAV (approche de non précision en Navigation de surface FMS). On a illustré figure 1 une trajectoire latérale d'approche : elle se situe entre Ia fin d'une trajectoire d'arrivée standard STAR (acronyme de l'expression anglo-saxonne Standard Terminal Arrivai Route) et une piste d'atterrissage 1. La trajectoire STAR initie la transition de la croisière 3 vers l'arrivée. Chaque trajectoire est établie par le FMS à partir d'une procédure constituée de points de passage 7 (« waypoint » en anglais) reliés par des segments 9 et à partir de transitions 5 calculées par le FMS pour relier les segments entre eux. Il y a généralement plusieurs STAR qui correspondent aux différents secteurs d'arrivée des aéronefs. De même, à chaque piste sont associées plusieurs procédures d'approche pré-programmée en fonction des systèmes d'aide à l'atterrissage utilisés (à chacun de ces systèmes d'aide correspond une ou plusieurs procédures d'approche en fonction des capacités et des limitations). Ainsi, chaque procédure d'arrivée STAR peut être rattachée (éventuellement par une transition 5) à plusieurs procédures d'approche en fonction de la piste, du sens d'atterrissage sur la piste et du système d'aide à l'atterrissage choisi. Il peut aussi exister une transition 5 pour relier chaque procédure d'approche à la piste. Ainsi un secteur d'arrivée détermine la trajectoire STAR à utiliser tandis que le choix de la procédure d'approche est déterminé par le contrôleur aérien ou le pilote en fonction du sens de la piste en service ainsi que du système d'aide à l'atterrissage choisi. Une piste est repérée par son orientation indiquée en dizaines de degrés, et éventuellement par une lettre L, R ou C, (comme « Left », « Right », ou « Central ») dans le cas de pistes parallèles. Dans la suite, on désigne par le terme piste, une piste et son sens d'atterrissage ; ainsi sur la figure, 4 pistes parallèles sont représentées, les pistes 26R, 26L, 08L et 08R. Sur cette figure on a aussi représenté un faisceau radio-électrique de guidage 11 par des balises ILS. Dans certains cas, le contrôleur aérien demande au pilote de changer de piste d'atterrissage en raison par exemple d'un changement de direction du vent ou d'un délestage du trafic sur une autre piste, alors que la phase d'approche a déjà débuté. Le pilote doit alors reprogrammer manuellement son plan de vol c'est-à-dire entrer la nouvelle piste (par exemple la piste 08L au lieu de 26L comme illustré sur la figure 1), choisir le système d'aide à l'atterrissage associé à cette nouvelle piste, et vérifier que la trajectoire latérale d'approche et le profil vertical entre la position courante de l'aéronef et la piste, sont corrects. Cette reprogrammation qui se traduit pour le pilote par la frappe de plusieurs touches différentes peut être rédhibitoire compte tenu de sa charge de travail pendant la phase d'approche. En fonction de la position de l'avion, il n'est pas toujours nécessaire de reprendre toute la nouvelle trajectoire d'approche. Cela peut nécessiter de supprimer certains points de passage mais cette suppression doit être négociée avec le contrôleur aérien, ce qui augmente significativement la charge de travail pouvant être préjudiciable à l'efficacité voire à la sécurité de l'atterrissage. Or lorsque la phase d'approche a déjà débuté, le pilote ne dispose que de peu de temps pour reprogrammer le nouveau plan de vol correspondant. Le but le plus important de l'invention est donc d'accélérer le changement de piste avant l'atterrissage ou plus généralement le changement d'approche, en facilitant et en minimisant les actions du pilote.
Pour atteindre ce but, l'invention propose un procédé de changement de procédure d'approche d'un aéronef, comportant des étapes de sélection d'une nouvelle piste d'atterrissage de l'aéroport de destination et de sélection d'un système d'aide à l'atterrissage ou d'une procédure d'approche associés à cette piste, principalement caractérisé en ce que les étapes de sélection comportent une sélection automatique d'un couple associant la nouvelle piste d'atterrissage au système d'aide à l'atterrissage ou à la procédure d'approche, le couple étant issu d'une base de données contenant les couples liés à l'aéroport de destination. Ce procédé permet au pilote de changer rapidement de piste avant l'atterrissage tout en minimisant ses actions. Il permet de remplacer rapidement la trajectoire initialement prévue par une trajectoire de rejointe de l'axe de la piste et la piste elle-même avec sélection automatique du système d'aide à l'atterrissage ou de la procédure d'approche de non précision. La sélection du couple consiste avantageusement à afficher sur une interface homme-machine, un ensemble des couples, et à valider au moyen d'une commande, le couple sélectionné. Selon une caractéristique de l'invention, il comporte une étape de commande de l'affichage au moyen d'une interface homme-machine. Le pilote dispose ainsi d'une nouvelle fonction lui permettant de commander l'affichage des couples de l'aéroport de destination au moyen d'une interface pilote. Selon un mode de réalisation de l'invention, la sélection du couple consiste à afficher sur une interface destinée à l'équipage un premier couple issu de la base de données, à faire défiler les couples tant que le couple à sélectionner n'est pas affiché, et à valider au moyen d'une commande, le couple sélectionné lorsqu'il est affiché. De préférence, il comporte préalablement à l'étape de sélection du couple, une étape de pré-sélection de couples en fonction de la disponibilité des systèmes d'aide à l'atterrissage. Selon une caractéristique de l'invention, la sélection du couple consiste en outre à commander une étape de calcul automatique d'un plan de vol modifié en fonction de ce couple sélectionné, et de calcul de la trajectoire d'approche à partir de ce plan de vol modifié, et une étape d'affichage automatique de la trajectoire d'approche et de la piste.
L'invention concerne aussi un système d'aide à la navigation comportant un calculateur embarqué de gestion de vol, caractérisé en ce qu'il comporte reliés au calculateur, une base de données constituée de couples associant chaque fois une piste d'atterrissage et un système d'aide à l'atterrissage ou une procédure d'approche de non précision, des moyens d'affichage des couples et des moyens de sélection d'un couple. Selon une caractéristique de l'invention, il comporte relié au calculateur, une interface homme-machine comprenant les moyens d'affichage des couples et les moyens de sélection d'un couple et de préférence des moyens de commande de l'affichage des couples. L'interface homme-machine est par exemple équipée d'un sélecteur apte à faire défiler les couples sur l'interface et à sélectionner un couple. Ce sélecteur peut être un bouton à deux sélections concentriques assorti d'une commande pour respectivement sélecter et valider le couple. Selon une caractéristique de l'invention, le calculateur comporte des moyens de calcul d'un plan de vol modifié en fonction du couple sélectionné.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 illustre schématiquement un changement de trajectoire d'approche, la figure 2 représente schématiquement un calculateur FMS relié à divers équipements, la figure 3 représente schématiquement un exemple de page d'approche, la figure 4 représente schématiquement un exemple de page de sélection d'un couple, la figure 5 représente schématiquement un exemple de moyen de sélection d'un couple, la figure 6 représente schématiquement des exemples de couples d'une base de données, présentés sous forme d'une pile, la figure 7 représente schématiquement un exemple de nouvelle trajectoire d'approche.
Un aéronef est équipé d'un calculateur de gestion de vol FMS (acronyme de l'expression anglo-saxonne Flight Management System). Comme représenté figure 2, le calculateur FMS 50 est relié au moins à une interface homme-machine par exemple une MCDU 52 (acronyme de l'expression anglo-saxonne Multi Purpose Control and Display Unit) dite interface « tête basse », à un écran de navigation ND 54 (acronyme de l'expression anglo-saxonne Navigation Display), à divers équipements de bord 56 (capteurs 56a, pilote automatique 56b, base de données terrain 56c, ...)- Cette interface comporte un écran de visualisation associé à un dispositif de sélection permettant au pilote de vérifier, de sélectionner et/ou de modifier certains champs affichés. Le procédé selon l'invention permet au pilote de changer rapidement de piste avant l'atterrissage tout en minimisant ses actions. Il permet de remplacer rapidement la trajectoire initialement prévue par une trajectoire de rejointe de l'axe de la piste et la piste elle-même avec sélection automatique du système d'aide à l'atterrissage. Le procédé consiste en particulier à visualiser, sélectionner et programmer la nouvelle piste ainsi que le système d'aide à l'atterrissage le plus approprié, au moyen d'une interface pilote conviviale et intuitive. Selon l'invention, une piste d'un aéroport, associée à un système d'aide à l'atterrissage constitue un couple. Une piste peut être associée à plusieurs systèmes d'aide à l'atterrissage, en étant par exemple équipée de plusieurs types de balises. Dans ce cas, plusieurs couples comportent la même piste mais se distinguent l'un de l'autre par le système d'aide à l'atterrissage ou la procédure d'approche de non précision. Des exemples de couples sont présentés figures 4 et 5. L'ensemble des couples de l'aéroport de destination est stocké dans une base de données 56d. Cette base de données reliée au calculateur FMS comprend également l'ensemble des couples d'autres aéroports.
Le procédé selon l'invention intervient en phase d'approche, alors qu'une page d'approche telle que représentée figure 3, est réglementairement affichée sur l'interface homme-machine 52. Sur cette interface apparaît le couple actif c'est-à-dire tel qu'initialement prévu, avant le changement. Lorsqu'un changement de piste est demandé par le contrôleur aérien, le pilote peut alors directement modifier le couple sélectionné en entrant dans le champ correspondant la nouvelle piste, ainsi que l'un des systèmes d'aide à l'atterrissage ou une procédure d'approche de non précision associés à la piste, de son choix. Pour des raisons pratiques, comme on l'a vu dans le préambule, étant donnée la charge du pilote pendant la phase d'approche, la frappe de plusieurs touches différentes du clavier alphabétique peut être rédhibitoire. Selon l'invention, le pilote dispose d'une nouvelle fonction lui permettant de commander l'affichage des couples de l'aéroport de destination au moyen d'une interface pilote. Plus précisément, le FMS permet à l'équipage l'affichage préalable sur une interface qui lui est destiné de l'ensemble des couples existants pour la destination en cours. Cet affichage est initié par appel par le pilote de la fonction associée au changement rapide de piste. Le pilote doit ensuite valider sa sélection pour que la nouvelle approche correspondant à ce nouveau couple, soit asservie par les systèmes de bord. Cette validation du couple sélectionné est effectuée au moyen d'une commande dépendant de l'interface utilisée.
L'activation de la fonction peut être réalisée par deux moyens différents et complémentaires, l'un étant accessible par l'interface tête-basse du FMS (par exemple le MCDU), l'autre par une interface pilote dite « tête- haute » qu'est le bandeau de sélection FCU 58 également relié au FMS comme illustré sur la figure 5. Selon un premier mode de réalisation, la commande de l'affichage est mise en œuvre au moyen de l'interface MCDU. Pour cela il sélectionne le champ de la piste initialement prévue comme indiqué sur l'exemple (ILS26L) de page d'approche de la figure 3, au moyen par exemple de la clé de ligne correspondante (1 R). La commande de l'affichage a pour effet d'afficher une page de synthèse de l'ensemble des couples de l'aéroport de destination, par exemple sur cette interface MCDU comme illustré sur la page d'écran représentée figure 4. Cette page présente les 8 pistes de l'aéroport CDG de Roissy en France, respectivement associées à un système d'aide à l'atterrissage, en l'occurrence le système ILS. Le symbole flèche indique que plusieurs systèmes d'aide à l'atterrissage sont disponibles sur la piste correspondante ; c'est le cas des pistes 08L, 09R, 26R et 27L car elles sont aussi équipées d'un système VOR. Le pilote valide alors le couple sélectionné, au moyen du dispositif de sélection qui peut être une clé de ligne 52a comme indiqué sur la figure. Cette façon de sélectionner un couple à partir d'une clé de ligne de l'interface MCDU 50 est ergonomique, ce qui est avantageux dans un environnement où la charge de travail du pilote est élevée. La touche « Select Approach » également affichée sur cette page reste à la disposition du pilote lorsque celui-ci souhaite accéder à la page habituelle de programmation de la procédure d'arrivée. Cette page est plus complète car elle comporte l'ensemble des procédures d'arrivée de l'aéroport de destination mais induit des actions plus lourdes en terme de charge de travail et d'attention.
Selon un autre mode de réalisation, l'affichage du couple en cours (avant changement) et la sélection éventuelle d'un autre couple par le pilote sont proposés sur une interface pilote 58 également reliée au FMS, par exemple sur un écran en forme de bandeau comme illustré sur la figure 5. Cette sélection est proposée au pilote par le biais d'un menu déroulant (en pile continue) qui affiche l'ensemble des couples que le pilote peut faire défiler au moyen d'une commande. Tant que le couple désiré n'est pas affiché, le pilote peut faire défiler les couples susceptibles d'être sélectionnés au moyen d'un sélecteur. Une fois le couple désiré affiché, le pilote valide cette sélection au moyen d'une autre commande. Cette sélection peut être accélérée en utilisant un sélecteur à deux sélections. Le sélecteur et cette autre commande sont par exemple regroupés dans un bouton 58a. Il s'agit par exemple d'un bouton à 2 sélections concentriques, indiquées sur la figure par deux flèches, permettant de faire défiler les couples, l'une pour faire défiler les pistes, l'autre pour faire défiler les systèmes d'aide à l'atterrissage associés à la piste. La validation de cette sélection est réalisée par une action sur ce même bouton (par exemple par une action à pousser). Les sélections correspondent respectivement à un premier et un deuxième pointeurs dans la base de données des couples comme illustré figure 6. Pour simplifier on représenté les couples de la base de données sous la forme d'une pile ordonnée de couples. Le premier emplacement est celui d'une première piste associée à un système d'aide à l'atterrissage, en l'occurrence 08L/ILS ; le deuxième emplacement est celui de la même piste associée à un autre système d'aide à l'atterrissage en l'occurrence 08L/VOR ; les troisième et quatrième emplacements sont respectivement ceux d'une deuxième et troisième pistes associées à un seul système d'aide à l'atterrissage, en l'occurrence 08R/ILS et 09L/ILS ; les cinquième et sixième emplacements sont respectivement ceux d'une quatrième piste respectivement associée à un premier et deuxième systèmes d'aide à l'atterrissage en l'occurrence 09R/ILS et 09R/VOR ; etc. Les couples comportant la même piste forment un sous-ensemble. Le premier pointeur 561 ne pointe que sur le premier emplacement d'un sous-ensemble, alors que le deuxième pointeur 562 ne pointe que sur les emplacements du sous- ensemble déjà pointé par le premier pointeur. On a représenté sur la figure 2, les deux interfaces pilote 52 et 58 ; l'interface 58 n'est pas nécessaire pour le premier mode de réalisation. Qu'il s'agisse de l'un ou l'autre mode de réalisation, la piste étant imposée par le contrôleur aérien, voire par le pilote lui-même, le pilote sélectionne le couple correspondant à cette piste et au système d'aide à l'atterrissage dont est équipé l'aéronef. Si plusieurs systèmes d'aide à l'atterrissage sont à sa disposition, il choisit le plus intéressant au niveau opérationnel. Il s'agit par exemple du plus précis pour les atterrissages « tout-temps », configuration la plus délicate pour un pilote, la plus exigeante en terme de catégorie (ex : ILS CAT III) qui devient l'approche préférentielle pour laquelle les actions pilote doivent être les plus réduites. Selon une variante de l'invention, le FMS propose par défaut comme premier couple d'un sous-ensemble, celui dont le système d'aide à l'atterrissage est le plus précis, IMLS par exemple, comme illustré figure 4. De préférence, les couples affichés ont fait l'objet d'une pré¬ sélection par le FMS : ce sont les couples susceptibles d'être sélectionnés, c'est-à-dire ceux dont le système d'aide à l'atterrissage peut être mis en oeuvre car l'aéronef et l'aéroport sont équipés avec les moyens correspondants ou ceux comportant une procédure d'approche disponible. Cette aide à la sélection est assortie d'un nouveau calcul optimisé de la trajectoire tant latérale que verticale, permettant de présenter l'aéronef dans les meilleures conditions de sécurité et de confort et dans le respect des réglementations (respect des contraintes de navigation). La sélection du couple a pour effet de commander automatiquement le calcul par le calculateur FMS, d'un nouveau plan de vol modifié en fonction du nouveau couple sélectionné ; il commande aussi l'affichage sur l'écran ND, de la piste et de la trajectoire d'approche correspondant à ce nouveau plan de vol et calculée par le FMS, et de préférence l'affichage sur l'interface homme machine (par exemple une MCDU) des conditions de la nouvelle procédure d'approche (cap exact de la piste, paramètres liés au système d'aide à l'atterrissage, ...). Le plan de vol est élaboré en tenant compte des profils de vitesse et d'altitude nécessaires à l'approche et à l'atterrissage. Tant que le nouveau plan de vol n'est pas validé par le pilote, la piste et la trajectoire d'approche sont affichées avec un code, par exemple un code de couleur, indiquant qu'il s'agit d'une sélection temporaire. Le nouveau plan de vol calculé par le FMS comprend par exemple deux segments latéraux comme illustré figures 1 et 7. Un premier segment 13 joignant la position courante de l'aéronef à un point AAA permettant d'intercepter l'axe de la piste 1 ; ce segment est de type DF « Direct to Fix » c'est-à-dire un type de segment normalisé par la norme ARINC 424 correspondant à une trajectoire directe vers un point tournant, avec une caractéristique supplémentaire d'interception de l'axe de la piste ; dans le cas général, ce segment est constitué d'un premier virage 13a, d'une trajectoire droite 13b puis d'un dernier virage 13c. Un deuxième segment 15 joignant le point AAA au seuil de la piste elle-même ; ce segment est de type CF « Course to Fix » c'est-à-dire un type de segment normalisé par la norme ARINC 424 correspondant à une tenue d'angle de route vers un point, avec la route correspondant à l'orientation de la piste. Le segment 13 de type DF est calculé de façon à réduire les manœuvres et la distance. Le calcul tient compte : a) de l'angle de roulis maximum que l'aéronef visera pour optimiser le temps et le rayon de virage mais ne dépassera pas pour des raisons de sécurité et de confort des passagers, b) de la distance nécessaire à la mise en virage de l'aéronef pour créer la trajectoire droite 13b correspondante, avant le virage 13c, c) de la vitesse sol courante et de l'angle de roulis prévu de l'aéronef pendant le premier virage 13a, (lui-même fonction d'une éventuelle trajectoire de transition et de l'angle de roulis maximum) pour calculer le rayon de virage de cet éventuel 1er virage et le construire si nécessaire, d) de la vitesse sol prévue au point AAA et de l'angle de roulis prévu de l'aéronef, pour calculer le rayon de virage de l'éventuel dernier virage 13c et le construire si nécessaire, e) de l'enchaînement avec un segment de type CF qui impose de terminer le segment DF avec la course du segment CF suivant, f) du fait que la distance jusqu'au point AAA soit la plus courte possible et qu'elle permette à l'aéronef de décélérer de sa vitesse courante jusqu'à la vitesse d'atterrissage. Dans le cas d'un système d'aide à l'atterrissage de type LOC (abréviation de l'expression anglo-saxonne « Localizer ») ou ILS, il. existe une contrainte supplémentaire g) qui impose de choisir une trajectoire latérale d'interception de l'axe de piste avec un angle relativement faible de préférence inférieur à environ 20°. Lorsque les contraintes e), f) ou g) ne peuvent être respectées, le calculateur FMS propose un autre segment 13' de la longueur nécessaire pour respecter ces contraintes, comme illustré figure 7. Une fois ces segments latéraux déterminés, le calculateur FMS calcule une trajectoire verticale permettant à l'aéronef d'intercepter dans de bonnes conditions de sécurité et de confort des passagers, l'axe vertical final. Cette trajectoire consiste généralement à maintenir un palier jusqu'à un point de mise en descente calculé pour intercepter l'axe final sans dévier de la trajectoire latérale (sans « overshoot » en anglais). La trajectoire verticale inclut éventuellement un segment de montée permettant à l'aéronef de se repositionner à une altitude minimale pour intercepter l'axe final. C'est le cas par exemple lorsque l'approche sur la piste précédente était déjà bien engagée. Les trajectoires latérale et verticale étant calculées, le FMS les affiche sur l'écran ND. Il active également le système d'aide à l'atterrissage sélectionné en envoyant au capteur de l'aéronef la fréquence de la balise sol associée. Le pilote peut alors valider le nouveau plan de vol au moyen par exemple d'une touche de type « activate » du MCDU telle que représentée figure 4. Le plan de vol est alors activé. Il en résulte un affichage des trajectoires indiquant que le plan de vol correspondant est actif et non plus temporaire, par exemple au moyen d'un code de couleur spécifique. Le système d'aide à l'atterrissage est armé par le pilote et dès que les conditions de capture et de suivi selon le système d'atterrissage sont satisfaites, le FMS autorise le pilote automatique à engager la phase d'approche. De plus, dès que le nouveau plan de vol est validé, la piste d'atterrissage ne peut plus être « séquencée », c'est-à-dire supprimée du plan de vol ; de même la sélection du système d'aide à l'atterrissage ou de la procédure d'approche est maintenue.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de changement de procédure d'approche d'un aéronef comportant des étapes de sélection d'une nouvelle piste d'atterrissage de l'aéroport de destination et de sélection d'un système d'aide à l'atterrissage ou de procédure d'approche de non précision associés à cette piste, caractérisé en ce que les étapes de sélection comportent une sélection automatique d'un couple associant la nouvelle piste d'atterrissage au système d'aide à l'atterrissage ou à la procédure d'approche de non précision, le couple étant issu d'une base de données contenant les couples liés à l'aéroport de destination.
2. Procédé de changement de procédure d'approche selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système d'aide à l'atterrissage est prédéterminé par défaut.
3. Procédé de changement de procédure d'approche selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la sélection du couple consiste à afficher sur une interface homme-machine, un ensemble des couples, et à valider au moyen d'une commande, le couple sélectionné.
4. Procédé de changement de procédure d'approche selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de commande de l'affichage au moyen d'une interface homme-machine.
5. Procédé de changement de procédure d'approche selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sélection du couple consiste à afficher sur une interface destinée à l'équipage un premier couple issu de la base de données, à faire défiler les couples tant que le couple à sélectionner n'est pas affiché, et à valider au moyen d'une commande, le couple sélectionné lorsqu'il est affiché.
6. Procédé de changement de procédure d'approche selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte préalablement à l'étape de sélection du couple, une étape de pré-sélection de couples en fonction de la disponibilité des systèmes d'aide à l'atterrissage ou des procédure d'approches de non précision.
7. Procédé de changement de procédure d'approche selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sélection du couple consiste en outre à commander une étape de calcul automatique d'un plan de vol modifié en fonction de ce couple sélectionné, et de calcul de la trajectoire d'approche à partir de ce plan de vol modifié, et une étape d'affichage automatique de la trajectoire d'approche et de la piste.
8. Procédé de changement de procédure d'approche selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calcul du plan de vol modifié comprend une étape de détermination d'un premier segment joignant la position courante de l'aéronef à un point AAA permettant d'intercepter l'axe de la piste, ce segment comportant un premier virage, une trajectoire directe et un dernier virage, et d'un deuxième segment joignant le point AAA au seuil de la piste elle-même, ce segment correspondant à une tenue d'angle de route vers un point, avec la route correspondant à l'orientation de la piste.
9. Procédé de changement de procédure d'approche selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier segment est déterminé en fonction - d'un angle de roulis maximum de l'aéronef, - de la distance nécessaire à la mise en virage de l'aéronef, - de la vitesse sol courante, de la vitesse sol prévue au point AAA et de l'angle de roulis prévu de l'aéronef pendant le virage, - de l'enchaînement avec le deuxième segment, - du fait que la distance jusqu'au point AAA soit la plus courte possible et qu'elle permette à l'aéronef de décélérer de sa vitesse courante jusqu'à la vitesse d'atterrissage.
10. Procédé de changement de procédure d'approche selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le calcul du plan de vol modifié comprend une étape de détermination d'une trajectoire verticale comportant un palier jusqu'en un point de mise en descente calculé pour intercepter un axe final sans dévier de la trajectoire latérale.
11. Procédé de changement de procédure d'approche selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la trajectoire verticale inclut un segment de montée permettant à l'aéronef de se repositionner à une altitude minimale pour intercepter Taxe final.
12. Procédé de changement de procédure d'approche selon l'une des revendications 7 à 11 , caractérisé en ce qu'il comprend une étape de validation et d'activation du plan de vol.
13. Système d'aide à la navigation comportant un calculateur embarqué de gestion de vol (50), caractérisé en ce qu'il comporte reliés au calculateur, une base de données (56d) constituée de couples associant chaque fois une piste d'atterrissage et un système d'aide à l'atterrissage ou une procédure d'approche de non précision, des moyens d'affichage des couples et des moyens de sélection (52a ou 58a) d'un couple.
14. Système d'aide à la navigation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte relié au calculateur, une interface homme-machine (52 ou 58) comprenant les moyens d'affichage des couples et les moyens de sélection d'un couple.
15. Système d'aide à la navigation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'interface homme-machine (52 ou 58) comporte en outre des moyens de commande de l'affichage des couples.
16. Système d'aide à la navigation selon la revendication 13 à 15, caractérisé en ce que l'interface homme-machine (58) est équipée d'un sélecteur (58a) apte à faire défiler les couples sur l'interface et à sélectionner un couple.
17. Système d'aide à la navigation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le sélecteur (58a) est un bouton à deux sélections concentriques assorti d'une commande pour respectivement sélecter et valider le couple.
18. Système d'aide à la navigation selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le calculateur comporte des moyens de calcul d'un plan de vol modifié en fonction du couple sélectionné.
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