FR2690518A1 - Procédé de pilotage d'un aéronef pour éviter sa collision avec le sol. - Google Patents

Abstract

Procédé de pilotage d'un aéronef pour éviter sa collision avec le sol, selon lequel: on mémorise un modèle tridimensionnel numérisé (66k) d'un terrain, on détermine une position future (11) de l'aéronef; et on détermine, en fonction de celle-ci (11), une position, par rapport au terrain, d'un volume précurseur (41) dans lequel peut passer l'aéronef puis on recherche l'existence d'une intersection entre ledit volume précurseur (41) et le terrain, et, dans l'affirmative, on engendre un signal de pilotage (70, 71). - Application au pilotage des avions.

Description

Procédé de pilotage d'un aéronef pour éviter sa

collision avec le sol.

La présente invention concerne un procédé de pilotage

d'un aéronef pour éviter sa collision avec le sol.

Le pilote d'un aéronef doit maintenir, entre la trajectoire suivie par l'aéronef et le relief du terrain survolé ou côtoyé, une distance suffisante pour que, si l'aéronef s'écarte, dans une certaine limite, de sa trajectoire prévue, il ne prenne pas le risque de heurter le sol La trajectoire a, préalablement au vol, été définie par le pilote ou lui a été fournie par un centre de préparation et, lors du vol, il en contrôle le suivi ou confie cette tâche à un système de pilotage automatique, destiné à éviter que la trajectoire suivie ne s'écarte trop de celle prévue, compte-tenu de la précision du système de navigation de l'aéronef s'il

existe.

L'aéronef doit rester en permanence dans un volume de vol sensiblement en forme de tube axé sur la trajectoire prévue, l'enveloppe du volume de vol étant distante de

la trajectoire de la valeur de l'écart évoqué ci-dessus.

Le volume de vol, dans lequel doit évoluer l'aéronef, est entouré concentriquement d'un volume de sécurité de forme tubulaire, d'épaisseur égale à la distance de sécurité choisie, dans lequel ni l'aéronef ni un relief ne doivent se trouver Le volume de sécurité offre ainsi une marge de sécurité Lors du choix de la trajectoire, on définit son tracé afin que le volume de sécurité ne

contienne aucun relief du terrain.

-2- Le respect du suivi de la trajectoire prévue, dans le volume de vol, nécessite que le pilote, ou le système de pilotage automatique, connaisse périodiquement la position de la trajectoire de l'aéronef pour pouvoir déterminer l'écart de sa trajectoire par rapport à celle prévue et, si besoin, corriger suffisamment tôt tout écart inacceptable, c'est-à-dire avant d'entrer dans le volume de sécurité, o la distance au sol peut être inférieure à la distance de sécurité et, obligatoirement, avant d'en sortir en continuant de s'écarter de la trajectoire prévue, car il n'y a plus alors de garantie quant à l'absence de relief Le temps disponible pour corriger l'écart est d'autant plus réduit que l'aéronef se déplace rapidement, ce qui est

le cas d'un avion.

La position de l'avion peut être déterminée au moyen d'un récepteur, situé dans l'avion, qui, recevant des signaux d'émetteurs radio fixes par rapport à la Terre, compare ces signaux pour déterminer sa position Ainsi, un système appelé GPS (Global Positioning System) permet au récepteur, à partir d'émissions provenant de plusieurs satellites de trajectoires connues, de déterminer sa position avec une précision voisine de

cent mètres.

Le cas échéant, l'avion dispose d'un radio-altimètre lui fournissant la valeur de sa distance verticale par rapport au sol Le pilote peut ainsi vérifier qu'il dispose, à la verticale de la position qu'il occupe, de la distance de sécurité voulue, même si l'avion s'est

écarté de la trajectoire prévue.

Dans des applications militaires, par exemple pour un missile de croisière, la distance au sol relevée par le radio-altimètre fournit un profil du terrain survolé qui -3- est mémorisé et comparé périodiquement aux profils des terrains voisins de la trajectoire prévue, déterminés à partir d'une carte tridimensionnelle, ou modèle numérique de terrain, mémorisée dans le missile Celui des profils du modèle qui ressemble le plus au profil survolé est sélectionné et la centrale inertielle est recalée pour qu'elle fournisse une indication de position en accord avec la réalité de la trajectoire suivie Cependant, si le radio-altimètre permet de connaître l'altitude par rapport au terrain survolé, il n'assure pas la détection d'un relief situé sur la

trajectoire future.

Un tel danger est mis en relief dans l'article "GPS Ground Proximity Warning System" de Mark A Sturza, extrait de "Proceedings of the National Technical Meeting" (Anaheim, California January 20-23, 1987) édité par The Institute of Navigation, Washington qui expose qu'il peut y être remédié en disposant, à bord d'un avion équipé d'un récepteur GPS, d'une mémoire électronique contenant un descriptif électronique du relief de la Terre, dont la surface est découpée en cellules géographiques, de surface voisine de quelques milliers de kilomètres carrés, dont l'altitude maximale est indiquée par le descriptif Le système de base présenté dans cet article compare alors l'altitude de l'avion à celle de la cellule survolée et à celle des cellules voisines et engendre une alarme si l'altitude de l'avion est inférieure à celle d'au moins une des cellules, augmentée d'une marge de sécurité liée à la précision de l'altitude fournie par le système GPS Afin d'anticiper la détection d'un risque de collision avec un relief, l'auteur propose d'améliorer le système en déterminant, à partir de la vitesse de l'avion, sa position future à court terme, par incréments de 10 secondes, sur 2 minutes, et en vérifiant que cette -4 - position future est au-dessus du relief de la cellule

qui sera survolée, avec, encore, une marge de sécurité.

Cela revient à faire précéder l'avion d'un "bouclier" électronique ponctuel qui ne doit pas "heurter" le sol surhaussé La taille d'une cellule peut être réduite,

dans le système amélioré, à environ 8 km de côté.

Un procédé de ce type convient pour une navigation à moyenne altitude, o un relief, dont la présence est exceptionnelle, sera évité en passant largement à distance de celui-ci, dans une cellule voisine à relief plus bas, ou bien en prenant de l'altitude Par contre, dans le cas d'un vol à basse altitude, par exemple dans des vallées, un tel procédé fournira une alarme permanente, donc inutilisable, puisque la cellule est de taille nettement plus grande qu'une vallée Dans ce dernier cas, le procédé de l'article signale les problèmes de navigation mais ne peut proposer de solution. Par ailleurs, le bouclier étant ponctuel, la présence d'une marge de sécurité latérale n'est pas vérifiée En effet, pour une cellule géographique donnée, l'altitude est supposée être égale à celle du point culminant, ce

qui garantit la détection d'une collision possible.

Cependant, si la position future de l'avion est au bord d'une cellule à altitude basse qui est voisine d'un relief escarpé appartenant à une autre cellule, la trajectoire de l'avion peut passer près de ce relief sans que le pilote ne soit prévenu, puisqu'il n'est prévu, dans le système amélioré de l'art antérieur ici discuté, qu'une marge horizontale de 150 mètres autour

de la cellule survolée.

De plus-, le procédé ci-dessus ne tient pas compte de la dispersion possible de la trajectoire de l'avion autour -5- de sa position future, due à une manoeuvre, à la dérive ou à une panne, si bien que le pilote ne connaît pas la marge de sécurité, latérale, comme exposé ci-dessus, ni verticale, dont il dispose En cas de changement de trajectoire, par exemple de descente brutale, il sera effectivement averti, mais cet avertissement peut lui indiquer qu'il y aura collision dans les 10 secondes qui

suivent, ce qui est trop tard pour que l'avion réagisse.

Ainsi, le pilote de l'avion évite en vol normal une montagne si, étant trop bas, il est averti de sa présence, mais, s'il est intitialement à altitude juste suffisante, il n'a pas connaissance de son existence et ne découvre celle-ci qu'au dernier moment en cas de perte brutale d'altitude, alors qu'il aurait pu éviter ce risque en passant ailleurs Le procédé amélioré, toujours de cet art antérieur, est ainsi dangereux car il donne au pilote une impression de "visibilité" à moyen terme en avant de l'avion qui, à la suite d'une

manoeuvre, peut disparaître brutalement.

Le procédé de pilotage purement classique, par suivi d'une trajectoire préparée avant le vol, présente l'inconvénient d'offrir au pilote, ou au système de pilotage de l'aéronef, un temps pour réagir, en cas d'apparition d'un écart inacceptable de la trajectoire suivie par rapport à celle prévue, par exemple pour contourner une montagne, qui dépend de la distance de sécurité choisie initialement entre la trajectoire prévue et la montagne Or, lors du choix initial de la trajectoire prévue, on ne peut toujours accroître la distance de sécurité en vue de tolérer un écart

important sur la trajectoire suivie.

En effet, dans une vallée encaissée, tout éloignement de la trajectoire de l'un des flancs de celle-ci la -6- rapprocherait de l'autre, qui serait alors à une distance du volume de vol inférieure à la distance de sécurité L'avion est ainsi contraint de suivre la trajectoire prévue, sans possibilité de modification rapide de celle-ci. or, si la vitesse de l'avion est supérieure à celle prévue, le temps dont dispose le pilote est réduit proportionnellement, car la valeur de la distance de sécurité est constante, si bien que, si l'avion pénètre dans le volume de sécurité, le pilote risque de ne pas avoir le temps de réagir, alors que, de plus, l'avion ne peut manoeuvrer brutalement du fait de sa vitesse Il y a alors un risque que l'avion sorte du volume de

sécurité vers l'extérieur et heurte le sol.

Ainsi, le procédé ci-dessus n'est pas adaptatif en

fonction de la vitesse de l'avion ni de sa trajectoire.

Si cette dernière doit être modifiée en cours de vol, le pilote doit, pour la nouvelle trajectoire, et relativement à la vitesse prévue, estimer la position du volume de sécurité sur la carte, ce qui demande un certain temps, dont il ne dispose pas toujours, en particulier en cas de situation critique de vol De plus, si la trajectoire est normalement définie au sol par un centre de préparation, le pilote ne pourra faire, à bord de l'avion, qu'une définition manuelle, imprécise

et sujette à erreur.

La présente invention vise à résoudre ces problèmes.

A cet effet, elle concerne un procédé de pilotage d'un aéronef pour éviter sa collision avec le sol, caractérisé par le fait que 7 - on mémorise un modèle tridimensionnel numérisé d'un terrain à survoler; on détermine la trajectoire de l'aéronef jusqu'à sa position actuelle et on en déduit une position future atteinte au bout d'une durée déterminée par rapport à l'instant de son passage à la position actuelle; on détermine, en fonction de ladite position future, une position, par rapport au terrain, d'un volume précurseur dans lequel peut passer l'aéronef au bout de ladite durée déterminée; on recherche l'existence d'une intersection entre ledit volume précurseur et le terrain, en comparant la position de ce volume et le modèle du terrain, et, dans

l'affirmative, on engendre un signal de pilotage.

Ainsi, la position du volume précurseur peut être définie automatiquement, en très peu de temps, par des moyens de calcul appropriés, sans intervention spécifique du pilote, puisque c'est à partir de la trajectoire suivie qu'est déterminée la position future de l'aéronef, sans que le pilote ait besoin de prévoir explicitement une trajectoire future L'aéronef est ainsi précédé d'un volume précurseur s'étendant à distance suffisante en avant de l'aéronef pour permettre de modifier la trajectoire en temps utile si le volume

précurseur "heurte" un relief.

Le volume précurseur remplit sa fonction essentiellement grâce à sa surface tournée vers l'avant de la trajectoire, qui constitue une sorte de bouclier précédant l'aéronef et garantissant, en l'absence du signal de pilotage, que le volume précurseur est exempt de reliefs Si l'aéronef traverse ensuite le volume -8 - occupé précédemment par ce volume précurseur, il ne court pas de risque de collision avec le sol Le volume lui-même, par opposition à sa surface avant, peut cependant avoir une utilité pour détecter un relief En effet, l'aéronef peut prendre, en cas de manoeuvre brusque de grande amplitude, une nouvelle trajectoire coupant un relief plus proche de l'aéronef que ne l'est de celui-ci la surface avant du volume précurseur Or, si cette dernière est de taille limitée, elle risque de ne plus être traversée par la nouvelle trajectoire, donc ne peut plus jouer son rôle avertisseur, ayant dépassé,

avant la manoeuvre, le relief proche en passant à côté.

Le relief sera alors détecté par le fait qu'il est situé

à l'intérieur du volume précurseur.

Afin d'affiner l'information fournie au pilote ou au système de pilotage automatique, le procédé peut être appliqué, de façon entrelacée dans le temps, à plusieurs volumes précurseurs dont l'aéronef est susceptible de traverser le volume qu'ils occupaient Ces volumes précurseurs peuvent être disjoints ou sécants, avoir des tailles et formes indépendantes d'un volume à l'autre et correspondre à des durées déterminées indépendantes les

unes des autres.

Dans un cas particulier, les volumes précurseurs sont sensiblement concentriques, par exemple sphériques, autour de la position future de l'aéronef, la probabilité que ce dernier traverse la position qu'occupait l'un d'eux, sans traverser celle des autres, étant d'autant plus faible que ce volume occupe une position excentrique Le pilote peut ainsi savoir qu'un signal de pilotage correspondant à un volume précurseur excentrique ne présente d'intérêt que si l'aéronef change brutalement de trajectoire et que celle prévue

passe au voisinage ou dans ce volume précurseur.

-9 - En particulier, il est avantageux que la durée déterminée dépende de la vitesse de l'aéronef En effet, bien que, à durée déterminée fixe, une augmentation de la vitesse de l'aéronef se traduise par une augmentation proportionnelle de la distance entre l'aéronef et la position du volume précurseur, la manoeuvrabilité de l'aéronef, pour un changement de cap ou d'altitude, varie avec la vitesse De ce fait, il est préférable, pour conserver sensiblement constantes les performances du procédé, de définir, pour chaque vitesse de l'aéronef, une durée déterminée qui tienne compte à la fois de sa vitesse et de la manoeuvrabilité

correspondante, préalablement mémorisée.

Afin d'optimiser sa forme et son positionnement, le volume précurseur peut avoir une orientation qui dépend de la position actuelle de l'aéronef On peut alors définir un vecteur allant de la position actuelle à la position future de l'aéronef, servant de référence pour déterminer l'orientation en cap du volume précurseur, si celui-ci ne présente pas de symétrie de révolution par rapport à la verticale En particulier, il est avantageux qu'il ait une forme sensiblement conique ouverte vers la position future, axée sur le vecteur et de sommet situé au voisinage de la position actuelle de l'aéronef, contenant les trajectoires les plus probables de celui-ci En plus d'un volume précurseur lointain, par exemple sensiblement centré sur la position future de l'aéronef (base du cône), un volume précurseur de cette forme comporte aussi un volume, voisin du sommet, correspondant à des positions futures de l'aéronef plus proches de la position actuelle de ce dernier Ceci, comme expliqué précédemment, présente un intérêt, en particulier dans le cas d'un gyravion, qui peut changer

rapidement de cap et d'altitude.

-10- Le signal de pilotage comporte avantageusement une information représentative de la position de ladite intersection Le pilote peut alors localiser précisément un relief dans le volume précurseur et manoeuvrer si nécessaire. De même, le signal de pilotage peut comporter une information représentative de l'altitude maximale du relief du terrain situé dans le volume précurseur Le pilote peut alors, si nécessaire, selon la position du volume précurseur par rapport à la trajectoire prévue, et éventuellement selon la position précise du relief si elle lui est fournie comme indiqué ci-dessus, prendre de

l'altitude ou contourner le relief.

Le pilotage nécessitant une attention constante de la part du pilote de l'avion, afin qu'il détecte la présence du signal de pilotage ou d'un écart excessif par rapport à des valeurs de consigne de paramètres de vol qu'il a fournies à un dispositif de pilotage automatique, la trajectoire suivie pouvant être affectée par un fort vent de travers ou même par une panne du système de pilotage automatique, ou la vitesse pouvant dériver, il est prévu, selon l'invention, de fournir au pilote un signal d'alarme sonore en cas d'existence du

signal de pilotage.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la

description suivante d'un mode de mise en oeuvre préféré

du procédé selon l'invention, en référence au dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est un diagramme illustrant les différentes étapes du procédé selon l'invention; - 11- la figure 2 est une vue en perspective montrant la forme et la position de deux volumes précurseurs servant à la détection des reliefs du terrain qui sera survolé par un avion utilisant le procédé de l'invention; la figure 3 montre un autre volume précurseur; la figure 4 est une coupe, perpendiculaire à une trajectoire future de l'avion, de plusieurs volumes précurseurs voisins et la figure 5 est une vue de dessus en perspective des

volumes précurseurs de la figure 4.

Le procédé de l'invention est appliqué au pilotage d'un avion équipé, dans l'exemple décrit ci-dessous, d'un récepteur GPS, référencé 1 sur la figure 1 Ce dernier fournit régulièrement, toutes les secondes dans l'exemple considéré, à un bloc de calcul 2 d'un calculateur 3, la position actuelle de celui-ci, figurée de façon ponctuelle sur la figure 2 et référencée 10, sous la forme des latitude, longitude et altitude de l'avion, ainsi que son vecteur vitesse 15 et l'indication de l'instant t O associé Le bloc de calcul 2 fournit la table de la trajectoire passée en termes de

positions 10, vitesses 15 et instants t O associés.

Un bloc de calcul 4 du calculateur 3 reçoit, du bloc de calcul 2, les signaux de vitesse 20 et de trajectoire passée 21 et détermine la trajectoire future 22 la plus probable de l'avion, par extrapolation de la trajectoire passée, définie par le signal 21, et en tenant compte de sa courbure suivant trois axes orthogonaux orientés selon les parallèle, méridien et verticale locaux La trajectoire future 22 prévue tient aussi compte, dans cet exemple, des accélérations qu'a subi l'avion juste -12avant d'atteindre sa dernière position 10, accélérations dont le calcul est possible par le fait qu'à une position comme 10 est, comme indiqué ci-dessus, associé

un instant connu, comme to.

Le bloc de calcul 2 envoie aussi le signal 20 à une mémoire électronique 30, du calculateur 3, contenant des informations relatives à la manoeuvrabilité de l'avion, en particulier en fonction de sa vitesse, c'est-à-dire l'indication de son aptitude à changer rapidement de trajectoire et de vitesse On comprendra que d'autres paramètres de vol, comme par exemple l'attitude de l'avion, peuvent aussi être pris en compte par la

mémoire 30.

La mémoire 30 fournit en réponse, à une autre entrée du bloc de calcul 4, un signal de manoeuvrabilité 31 de l'avion Le bloc de calcul 4 détermine, en appliquant le signal 31 à une table de correspondance qu'il comporte, une durée déterminée Ti entre la position 10 et une position future 11 sur la trajectoire future prévue 22, et, d'après la vitesse de l'avion, détermine aussi la valeur d'une distance 23 séparant la position 10 de la position 11 On notera cependant que la présence de la mémoire 30 n'est pas obligatoire pour appliquer le procédé et que la durée Ti peut ne pas dépendre de la

manoeuvrabilité de l'avion.

Dans toute la description, une position en "avant" d'une

autre position signifie qu'elle est située à plus grande distance de la position 10 que ne l'est l'autre position, et sensiblement dans la direction de la

trajectoire future 22.

A partir des signaux 20, 21 et 31, le bloc de calcul 4 fournit un signal de position 32 indiquant la position -13- future 11 qu'occupera l'avion sur sa trajectoire future 22 au bout de la durée déterminée Ti après l'instant t O

correspondant à la position 10.

Par ailleurs, le calculateur 3 comporte une mémoire électronique 35 contenant des données 36 définissant la forme et la taille de volumes, appelés volumes précurseurs Ces volumes sont optimisés en fonction de la trajectoire, des paramètres de vol de l'avion et de

paramètres spécifiques, relatifs notamment au terrain.

Dans ce premier exemple détaillé, on utilise un volume précurseur 41 ayant une enveloppe 51 sensiblement en forme de sphère Des données 37, faisant partie des données 36, définissent, par rapport à la position d'un point de référence 50 centre de la sphère 51, la position relative d'une pluralité de N points 51 k (k =

entier positif de 1 à N) situés sur l'enveloppe 51.

Un bloc de calcul 5 du calculateur 3 reçoit le signal 32 ainsi que les données 37 et place alors, par le calcul,

le centre 50 du volume précurseur 41 sur la position 11.

Il ajoute ensuite, aux trois coordonnées de chaque point 51 k, la coordonnée homologue de la position 11, ce qui fournit, sous forme d'un signal 61 k, les coordonnées absolues: latitude, longitude et altitude, de chacun des points 51 k Un grand-cercle 56 de la sphère 51, perpendiculaire à la trajectoire future 22 à la position 11, représente ainsi une surface qui sera traversée par la trajectoire réelle si, pendant la durée Ti qui suit l'instant t O, elle ne s'écarte pas de celle prévue de

plus de la longueur du rayon 49 du grand-cercle 56.

Le bloc de calcul 5 envoie alors, à une première entrée d'un comparateur 6 du calculateur 3 et à une mémoire électronique 65 du calculateur 3, le signal 61 k, dont seules les informations concernant la latitude et la -14- longitude sont utilisées par celle-ci La mémoire 65 est une mémoire de masse contenant un modèle tridimensionnel numérisé du relief de la surface de la Terre qui a été divisée en cellules géographiques jointives de forme sensiblement carrée, ayant ici environ 500 mètres de côté A chaque cellule est associée une altitude correspondant à celle de son point culminant En réponse au signal 61 k, la mémoire 65 fournit, à une seconde entrée du comparateur 6, un signal 66 k indiquant la valeur de l'altitude mémorisée de la cellule qui correspond à la verticale du point 51 k Le comparateur 6 engendre alors un signal de pilotage 71 si l'altitude de la cellule ci-dessus est supérieure à celle du point 51 k, ce qui indique l'existence d'une intersection entre le volume précurseur 41 et le terrain à survoler Les opérations ci-dessus sont répétées pour chacun des

points 51 k.

Dans cet exemple, le signal de pilotage 71 comporte deux informations supplémentaires En effet, le comparateur 6 transmet, au moyen du signal 71, le signal 66 k indiquant l'altitude de la cellule "heurtée" par le point 51 k De plus, le comparateur 6 transmet aussi, au moyen du signal 71, le signal 61 k indiquant la position du point 51 k Le pilote peut ainsi connaître la position et

l'altitude d'un relief dangereux.

On comprend que, bien que seuls les points 51 k de l'enveloppe 51 du volume précurseur 41 soient utilisés, il s'agit, dans cet exemple, d'une détection volumique, puisque, si un point interne au volume précurseur 41 est à altitude inférieure à celle de la cellule concernée, au moins un point de l'enveloppe 51 se trouve situé encore plus bas, sensiblement à proximité de sa verticale, et sa "collision" avec le terrain sera -_ 5détectée avant ou simultanément à celle du point interne. Le procédé ci-dessus peut être appliqué de façon entrelacée dans le temps, en changeant à chaque fois la durée déterminée Ti, par exemple de 15 secondes à 2 minutes par incréments de 15 secondes, et en adaptant la

taille et éventuellement la forme du volume précurseur.

On peut aussi, par rapport à la position future 11, définir la position de plusieurs volumes précurseurs, de

tailles croissantes et de formes homothétiques ou non.

Par exemple, le volume précurseur 41 peut être entouré d'un autre volume précurseur sphérique 42 d'enveloppe 52 Dans ce cas, comme le grand-cercle 56 et son homologue 57 du volume précurseur 42 sont concentriques, le fait qu'un signal de pilotage 72 soit engendré pour ce qui est du volume précurseur externe 42, sans que le signal de pilotage 71 ne le soit, indique qu'un relief 75, cause du signal de pilotage 72, est uniquement situé dans le volume séparant les deux enveloppes 51 et 52 Le relief 75 est donc situé soit sensiblement sur la trajectoire future 22, en avant de la position 11, auquel cas le volume précurseur interne 41 l'atteindra également et le signal de pilotage 71 sera aussi engendré, ou bien le relief 75 est, comme le montre la figure 2, situé latéralement à la trajectoire future 22, à distance de celle-ci supérieure à la longueur du rayon 49, et le signal de pilotage 71 ne sera pas engendré, le relief 75 ne présentant pas de danger en l'absence de déviation importante de la trajectoire future par

rapport à celle prévue 22.

Dans l'exemple détaillé exposé précédemment, o le volume précurseur 41 n'est pas orienté en cap, cela impose, si l'on n'utilise pas successivement plusieurs -16- volumes précurseurs orientés différemment, que le volume précurseur 41 ait une forme à symétrie de révolution autour de la verticale, car un volume précurseur plat et se déplaçant parallèlement à sa surface ne traverserait qu'un volume trop restreint autour de la trajectoire future 22 Un volume précurseur peut cependant avoir une forme allongée vers le bas, de façon à définir une section, équivalent du grand-cercle 56, par laquelle passent les trajectoires les plus probables et tenant compte du fait que l'avion peut plus facilement piquer que prendre de l'altitude, donc qu'un cône, de sommet , contenant un faisceau divergent des trajectoires

possibles, doit être plus évasé vers le bas.

Dans le second exemple détaillé suivant, le calculateur 3 est agencé pour déterminer une orientation d'un volume précurseur 80 en fonction de la position 10 Le volume précurseur 80, représenté sur la figure 3, est alors orienté en latitude et longitude Il a la forme d'un cône à symétrie de révolution axé sur un vecteur 88 allant de la position 10 à la position 11, de sommet confondu avec la position 10, et tangentant, par la périphérie conique de son enveloppe 53, au voisinage de sa base 81, le grand-cercle 56 La base 81 du cône 80 a une forme sphérique centrée sur la position 10 et tangentant l'enveloppe 51 en un point 55 sensiblement situé sur la trajectoire future 22, un peu en avant de

la position 11.

Le cône 80 représente ainsi assez bien le volume occupé par les trajectoires futures 22 possibles en cas de manoeuvre de l'avion, le cône 80 s'élargissant à mesure que croît la distance d'un point de son enveloppe 53 à la position 10 Le cône 80 englobe sensiblement le volume précurseur 41 et offre ainsi la même protection, mais comporte aussi une partie plus proche de l'avion, -17- utile en cas de changement brusque de cap ou de pente de la ligne de vol, qui ferait sortir la trajectoire prévue du volume déjà traversé par la face du volume précurseur

41 tournée vers l'avant de la trajectoire future 22.

On remarquera que, bien qu'on ait parlé de volume et même insisté sur le fait qu'il s'agissait d'une détection volumique, il est aussi possible, lorsqu'on connaît sensiblement la direction de la trajectoire future 22,voisine de la direction définie par les positions 10 et 11, de réduire le volume précurseur à une surface, orientée transversalement à la trajectoire future 22, comme le grand-cercle 56, qui ne doit pas "heurter" un relief Une pluralité de surfaces de ce genre, à différentes distances en avant de l'avion, correspondant à diverses durées de vol Ti, permet d'ailleurs de définir un volume précurseur, par exemple

comme le cône 80, contenant les surfaces ci-dessus.

Comme le montrent les figures 4 et 5, qui sont respectivement une vue en coupe dans un plan perpendiculaire à la trajectoire future 22 à la position 11, vue à partir de la position 10, et une vue de dessus correspondant à la figure 4, il peut aussi être prévu plusieurs volumes précurseurs jointifs, 82, 83, 84 et , définissant des lobes coniques de sommet 10, à base tournée vers l'avant, et disposés contre le cône 80 et tout autour, respectivement dessus, à droite, dessous et à gauche De même, un volume précurseur 86 en forme de cône est constitué du cône 80 et le prolonge vers l'avant Un signal de pilotage concernant le cône 80 indique la présence d'un relief voisin de la trajectoire future 22, tandis qu'un signal de pilotage concernant l'un des cônes 82 à 85, excentriques, indique la présence d'un relief situé à distance plus éloignée de la trajectoire future 22, donc ne présentant pas de -18- danger en l'absence de déviation importante de la trajectoire réelle par rapport à celle-ci Un signal de pilotage dû uniquement au cône 86 indique la présence d'un relief, encore lointain, susceptible d'être dangereux Ce signal commande le clignotement d'un voyant, l'émission d'un message vocal d'avertissement

et l'affichage d'un message d'alerte.

-19-

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Procédé de pilotage d'un aéronef pour éviter sa collision avec le sol caractérisé par le fait que on mémorise un modèle tridimensionnel numérisé ( 66 k) d'un terrain à survoler; on détermine la trajectoire de l'aéronef jusqu'à sa position actuelle ( 10) et on en déduit une position future ( 11) atteinte au bout d'une durée déterminée (Ti) par rapport à l'instant (t O) de son passage à la position actuelle ( 10); on détermine, en fonction de ladite position future ( 11), une position, par rapport au terrain, d'un volume précurseur ( 41) dans lequel peut passer l'aéronef au bout de ladite durée déterminée (Ti); on recherche l'existence d'une intersection entre ledit volume précurseur ( 41) et le terrain, en comparant la position de ce volume ( 41) et le modèle du terrain ( 66 k), et, dans l'affirmative, on engendre un signal de

pilotage ( 70, 71).

2 Procédé selon la revendication 1, dans lequel on effectue les étapes, de façon entrelacée dans le temps,

relativement à plusieurs volumes précurseurs ( 41, 42).

3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans

lequel ladite durée déterminée (Ti) dépend ( 31) de la

vitesse de l'aéronef.

4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans

lequel on oriente le volume précurseur ( 80) en fonction

de la position actuelle ( 10) de l'aéronef.

-20-

Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans

lequel le signal de pilotage ( 71) comporte une information ( 61 k) représentative de la position de

ladite intersection.

6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans

lequel le signal de pilotage comporte une information ( 66 k) représentative de l'altitude maximale du terrain

situé dans le volume précurseur ( 41).

7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans

lequel on utilise le système GPS pour déterminer la

position de l'aéronef.

8 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans

lequel on émet un signal sonore lorsqu'un signal de

pilotage ( 70, 71) est engendré.