FR2835606A1

FR2835606A1 - Indicateur d'attitude pour aeronef

Info

Publication number: FR2835606A1
Application number: FR0201217A
Authority: FR
Inventors: Jerome Sacle
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: EP1470391A2; BR0302577A; WO2003064976A2; CA2457772A1; US20050012642A1; FR2835606B1; WO2003064976A3

Abstract

Cet indicateur d'attitude comporte un dispositif d'affichage (11) avec écran (110), engendrant sur un fond d'écran (4, 5), une silhouette d'aéronef (3) en trois dimensions, mobile selon les trois axes de rotation et vue de l'arrière, selon des angles d'attitude qui correspondent aux mesures d'angles d'attitude reçues des instruments du bord et qui sont référencés par rapport à un référentiel aéronef ayant un axe de roulis perpendiculaire à la surface de l'écran et des axes de tangage et de lacet dans le plan de l'écran, l'un l'axe de tangage étant horizontal et l'autre l'axe de lacet vertical. Il a l'avantage de donner à l'équipage une vue concrète de l'attitude de l'aéronef permettant de rendre le pilotage plus naturel et plus intuitif, et donc d'améliorer la sécurité.

Description

L'invention est relative aux instruments de pilotage d'un aéronef et plus particulièrement à l'indicateur d'attitude souvent appelé"horizon artificiel" et désigné par l'acronyme ADI tiré de l'anglo-saxon :"Attitude Direction Indicator".

L'indicateur d'attitude ADI est l'instrument de pilotage le plus important en cas de mauvaise visibilité et en régime de vol aux instruments IFR (acronyme provenant de l'anglo-saxon :"Instrument Flight"). Il sert principalement à présenter au pilote d'un aéronef les mesures d'attitude effectuées par les équipements de bords de l'aéronef tels qu'un AHRS (acronyme tiré de l'anglo-saxon :"Attitude and Heading Reference System") ou une centrale inertielle IRS (acronyme tiré de l'anglo-saxon :"Inertial Reference System"). Accessoirement, il permet de présenter d'autres paramètres de vol importants comme l'altitude barométrique ou radioélectrique, la vitesse air, le dérapage, etc...

La présentation d'informations faite par un indicateur d'attitude ADI doit être la plus intuitive possible pour faciliter la tâche du pilote. Jusqu'à maintenant, cette présentation se fait de manière à conserver au pilote ses points de repères extérieurs en lui montrant les positions du sol, du ciel et de la ligne d'horizon dans un référentiel aéronef. L'écran d'affichage d'un indicateur d'attitude ADI comporte en son centre un symbole fixe correspondant à l'aéronef, souvent constitué de deux segments horizontaux repérant la position des ailes de l'aéronef et a sa surface partagée en deux zones mobiles séparées par une ligne frontière également mobile. L'une des zones, souvent colorée en bleu, représente la position dans laquelle le pilote verrait le ciel en cas de vol à vue. L'autre zone, souvent colorée en marron représente la position dans laquelle le pilote verrait le sol en cas de vol à vue. La ligne frontière entre la zone représentant le ciel et celle représentant le sol est mobile. Elle est dite ligne d'horizon artificiel car elle représente la position à laquelle le pilote verrait la ligne d'horizon en cas de vol à vue. Son inclinaison transversale correspond à l'opposé de l'inclinaison latérale de l'aéronef tandis que sa hauteur au sein de l'écran correspond à l'opposé de l'inclinaison longitudinale de l'aéronef. Des échelles angulaires latérales complètent l'affichage afin de préciser l'angle d'inclinaison transversale de la

ligne d'horizon artificiel. En outre, la hauteur par rapport à l'écran de la ligne d'horizon artificiel est traduite en angle de roulis.

A l'aide de ces trois éléments affichés : zone de sol et zone de ciel séparées par une ligne d'horizon mobile angulairement et en hauteur sur l'écran, le pilote peut apprécier les angles de tangage et de roulis de son aéronef ainsi que leurs évolutions au cours des manoeuvres qu'il engage.

D'autres paramètres de vol importants sont également affichés sur l'écran d'un indicateur d'attitude ADI, par incrustations de chiffres et de petits symboles comme l'altitude ou la hauteur au-dessus du sol, le dérapage de l'aéronef, sa vitesse air, etc... Mais ils sont en nombre limité car la lecture d'un écran d'horizon artificiel doit rester très intuitive.

Ces indicateurs d'attitude ADI ont l'avantage, en cas d'un affichage tête haute, c'est-à-dire en superposition sur la verrière de l'aéronef avec le panorama extérieur, de montrer une ligne d'horizon et des zones de ciel et de sol qui correspondent à la réalité lorsque la vue se dégage et qui par conséquent permettent au pilote de conserver des repères extérieurs à l'aéronef même dans une ambiance éloignée de celle du vol à vue et donc de continuer à considérer l'attitude de son aéronef par rapport à un référentiel absolu lié au sol.

Cet avantage disparaît lorsque les indicateurs d'attitude ADI ont leurs écrans d'affichage placés sur la planche de bord car le pilote qui consulte leurs écrans n'a plus accès, dans son champ de vision, à d'éventuels repères provenant du panorama extérieur à l'aéronef et à tendance à prendre pour référentiel de position un référentiel lié à son aéronef. L'interprétation des écrans des indicateurs d'attitude ADI actuels manque alors de naturel car la faible surface de ces écrans ne permet pas de simuler de façon crédible le panorama extérieur et impose au pilote un effort de concentration pour revenir à un référentiel absolu lié au sol, ce retour étant nécessaire pour tenir compte du fait que la ligne d'horizon artificiel réagit en sens opposé de l'action du pilote sur les commandes de l'aéronef, une prise d'inclinaison transversale sur la gauche pour l'aéronef se traduisant par une prise d'inclinaison sur la droite de la ligne d'horizon artificiel et une prise d'inclinaison en piqué de l'aéronef se traduisant par une remontée de la ligne d'horizon artificiel.

Le manque de naturel de l'interprétation des indications d'attitude fournies par les écrans des indicateurs d'attitude ADI actuels dans un environnement limité à l'intérieur de la cabine d'un aéronef oblige le pilote à un effort de concentration accru alors qu'il se trouve souvent dans une phase de pilotage délicate du fait d'un manque de repères extérieurs.

Des tentatives ont été faites pour faciliter la lecture d'un écran d'indicateur d'attitude ADI mais plutôt dans le but de lui permettre d'afficher plus de paramètres de vol. C'est ainsi qu'il a été proposé, dans le brevet américain US 5,181, 028, d'équiper le pilote de lunettes stéréoscopiques pour lui donner une vision en relief et de faire afficher sur l'écran d'un indicateur d'attitude ADI, une sphère qui est mobile selon les trois axes de rotation et qui représente l'environnement de l'aéronef toujours matérialisé par un symbole avion fixe au centre de l'écran. Si le but d'un affichage de plus de paramètres de vol est bien atteint, le manque de naturel de l'interprétation des indications d'attitude demeure puisque le plan de section droite de la sphère jouant le rôle de ligne d'horizon artificiel réagit toujours en sens opposés des changements d'attitude de l'aéronef.

La présente invention a pour but de résoudre ce problème en proposant un indicateur d'attitude pour aéronef avec un affichage à interprétation plus naturelle en cas de manque de repères extérieurs pour le pilote.

Elle a pour objet un indicateur d'attitude pour aéronef recevant, des équipements de bord de l'aéronef, des mesures des angles d'attitude en roulis, tangage et lacet dudit aéronef par rapport à un référentiel sol et comportant un dispositif d'affichage avec écran, engendrant sur un fond d'écran, une silhouette d'aéronef en trois dimensions, mobile selon les trois axes de rotation et vue de l'arrière, selon des angles d'attitude qui correspondent aux mesures d'angles d'attitude reçues et qui sont référencés par rapport à un référentiel aéronef ayant un axe de roulis perpendiculaire à la surface de l'écran et des axes de tangage et de lacet dans le plan de l'écran, l'un l'axe de tangage étant horizontal et l'autre l'axe de lacet vertical.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre, sur un fond d'écran, une silhouette 3D d'aéronef présentant une différence de teinte entre son ventre et son dos afin de mieux différencier les attitudes à cabrer des attitudes à piquer.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre, sur un fond d'écran, une silhouette 3D d'aéronef ressemblant au type d'aéronef auquel est destiné l'indicateur d'attitude dont il fait partie.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre une silhouette 3D d'aéronef placée sur un fond d'écran partagé horizontalement en deux zones : une zone inférieure symbolisant le sol et une zone supérieure symbolisant le ciel, séparées par une ligne frontière symbolisant la ligne d'horizon.

Avantageusement, la ligne frontière entre les deux zones de fond d'écran symbolisant le ciel et le sol se déplace en hauteur sur l'écran en fonction de la hauteur de l'aéronef par rapport au sol mesurée par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, la zone supérieure de fond d'écran symbolisant le ciel est de couleur bleue.

Avantageusement, la zone inférieure de fond d'écran symbolisant le sol est de couleur marron.

Avantageusement, la zone inférieure de fond d'écran symbolisant le sol est de couleur verte.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des éléments mobiles figurant des plans aérodynamiques mobiles de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, mis dans des positions correspondant à des indications de position fournies par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des éléments mobiles figurant les volets de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, mis dans des positions correspondant à des indications de position de volet fournies par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des éléments mobiles figurant les volets de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, symbolisés par des échelles à barreaux présentant autant de barreaux que de crans de volet sortis.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des éléments mobiles figurant les

aérofreins ou spoilers de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, mis dans des positions correspondant à des indications de position d'aérofreins fournies par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des éléments mobiles figurant les aérofreins de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, symbolisés par des échelles à barreaux présentant autant de barreaux que de crans d'aérofreins/spoilers sortis.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des éléments mobiles figurant les trains d'atterrissage de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, mis dans des positions correspondant à des indications de position des trains d'atterrissage fournies par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D semi-transparente d'aéronef faisant apparaître des éléments mobiles normalement hors de vue.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran, en plus d'une silhouette 3D d'aéronef, des symboles d'alignement correspondant à des consignes d'attitude pour l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran, en plus d'une silhouette 3D d'aéronef, un symbole d'alignement de forme circulaire, au diamètre de la silhouette 3D d'aéronef, dans lequel le pilote doit incruster la queue de la silhouette 3D d'aéronef pour être en conformité avec la consigne d'attitude correspondante.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran, en plus d'une silhouette 3D d'aéronef, un symbole d'alignement en forme d'arc de cercle à la concavité tournée vers le nez de la silhouette 3D d'aéronef, dans laquelle le pilote doit amener le nez de la silhouette 3D d'aéronef pour être en conformité avec la consigne d'attitude correspondante.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des bords d'attaques d'aspects différents en fonction de l'ampleur du givrage constaté par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des bords d'attaques aux contours renforcés et surchargés en fonction de l'ampleur du dépôt de givre constaté par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des moteurs d'aspects différents en fonction de leurs états de fonctionnement.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des moteurs rayés d'une croix en cas de perte de puissance constatée par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran une silhouette 3D d'aéronef avec des moteurs suivis d'un panache en cas de détection d'incendie faite par des équipements de bord de l'aéronef.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran, une silhouette 3D d'aéronef et des incrustations de chiffre correspondant à des valeurs de paramètres de vol.

Avantageusement, le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran, une silhouette 3D d'aéronef et des incrustations de chiffre correspondant à la hauteur de l'aéronef au dessus du sol mesurée par des équipements de l'aéronef.

Avantageusement, lorsque le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran, une silhouette 3D d'aéronef avec des incrustations de chiffre correspondant à la hauteur de l'aéronef au dessus du sol mesurée par des équipements de l'aéronef, il encadre verticalement ces incrustations de deux flèches de cotes montrant qu'il s'agit d'une mesure de distance verticale par rapport au sol.

Avantageusement, lorsque le dispositif d'affichage engendre sur un fond d'écran, en plus d'une silhouette 3D d'aéronef, un symbole d'alignement correspondant à une consigne d'attitude pour l'aéronef, il engendre également deux incrustations de chiffres, l'une correspondant à l'angle de tangage correspondant à la consigne d'attitude et l'autre à l'angle de tangage mesuré.

D'autres avantages et caractéristiques 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 une représentation schématique d'un indicateur d'attitude ADI conforme à l'invention, et . des figures 2 à 11 sont des illustrations des images engendrées par le dispositif d'affichage d'un horizon artificiel
ADI conforme à l'invention dans différentes situations de vol.

Comme le montre la figure 1, un indicateur d'attitude ADI 1 également appelé horizon artificiel comporte, de manière générale, un circuit d'exploitation de données 10 contrôlant un dispositif d'affichage 11 équipé d'un écran 110. Le circuit d'exploitation de données 10, qui est à base de calculateur, reçoit diverses informations de la part des équipements de navigation 2 embarqués à bord de l'aéronef. Il exploite ces informations pour en tirer un ou plusieurs jeux de mesures des différents angles d'attitude de l'aéronef par rapport à un référentiel sol si ces mesures ne figurent pas déjà explicitement dans les informations provenant des équipements de navigation 2 de l'aéronef comme ce peut être le cas des informations fournies par une centrale inertielle IMU 20 (acronyme tiré de l'anglosaxon :"Inertial Measurement Unit"). En cas de disponibilité de plusieurs jeux de mesures d'angles d'attitude complets ou incomplets, il les combine pour en extraire un jeu complet de mesures d'angles d'attitude le plus fiable possible. Il transmet le jeu complet retenu de mesures d'angles d'attitude ainsi que d'autres paramètres de vol provenant d'autres équipements de navigation de bord, comme des mesures d'altitude ou de hauteur au-dessus du sol délivrées par un altimètre barométrique BA 21 ou une radiosonde RA 22, des positions de volets, d'aérofreins/spoilers, de trains d'atterrissage délivrés par des capteurs de positions 23,24, 25, des alarmes de manque de poussée moteurs délivrées par un dispositif de contrôle des moteurs FADEC 26 (acronyme tiré de l'anglo-saxon :"Full Authority Digital Engine Controllers"), des alarmes de feu moteur délivré par un dispositif de détection d'incendie 27, une alarme de givrage délivrée par un détecteur de glace 28 ou des consignes d'attitude données par un pilote automatique 29, au

dispositif d'affichage 11 pour que ce dernier les fasse apparaître sur son écran 110 sous une forme visuelle simple à assimiler par le pilote.

Comme représenté sur les figures 2 à 11, le dispositif d'affichage 11, au lieu de présenter la maquette avion habituelle constituée de deux barres horizontales ou d'une pointe immobiles au centre de son écran, affiche sur son écran 110 une silhouette en trois dimension de l'aéronef vue de l'arrière, dans une attitude correspondant à celle du moment, c'est-à-dire avec un angle de roulis correspondant à celui mesuré par les instruments de bord, montré par rapport à un axe de référence roulis placé perpendiculairement au plan de l'écran, avec un angle de tangage correspondant à celui mesuré par les instruments de bord, montré par rapport à un axe de référence tangage placé à l'horizontal dans le plan de l'écran et avec un angle de lacet correspondant à celui mesuré par les instruments de bord, montré par rapport à un axe de référence lacet placé à la verticale dans le plan de l'écran.

Cette silhouette 3D d'aéronef, qui reste au centre de l'écran tout en étant mobile en rotation autour des trois axes de roulis, tangage et lacet, est agrémentée d'éléments mobiles figurant les plans aérodynamiques mobiles de l'aéronef : volets, aérofreins/spoilers, ainsi que ses trains d'atterrissage, dans leurs positions du moment, sortie ou rentrée, constatées par les équipements de bord. Elle est en outre accompagnée des symboles simples, visuellement parlant, correspondant soit à des données critiques du vol comme le givrage, une panne moteur ou un feu moteur, soit à des consignes d'attitude. Elle est présentée sur un fond d'écran 2D partagé horizontalement en deux zones : une zone inférieure symbolisant le sol et une zone supérieure symbolisant le ciel séparées par une ligne frontière symbolisant la ligne d'horizon.

Les éléments mobiles de la silhouette 3D d'aéronef figurant les volets de l'aéronef et les aérofreinsispoilers sont constitués d'échelles qui sont attachées, sur la silhouette 3D d'aéronef, aux emplacements approximatifs des volets et aérofreins/spoilers, et plus ou moins déployées en fonction des positions plus ou moins sorties de ces volets et aérofreins/spoilers. Chaque échelle représentant un volet ou un aérofreinlspoiler fait apparaître un nombre de barreaux correspondant au nombre de crans sortis. Sur les figures montrant différentes situations de vol,

on peut voir jusqu'à quatre crans de volet sortis et deux crans d'aérofreinlspoiler.

Le phénomène de givrage est porté à l'attention du pilote par un renforcement des contours ou une modification de couleur des bords d'attaque des ailes d'autant plus prononcé que le givrage est important. Le phénomène de perte de puissance d'un moteur est signalé par une croix surchargeant le moteur en cause afin de signaler son indisponibilité. Un incendie moteur est signalé par un panache de fumée stylisé sortant du moteur en cause.

Lorsque, dans certaines attitudes de l'aéronef, des éléments des trains d'atterrissage ne sont pas directement visibles sur la silhouette 3D d'aéronef affichée sur l'écran, ils sont néanmoins montrés en transparence pour que le pilote ait à tout instant une idée précise de leurs positions.

Les consignes d'attitude sont matérialisées sur l'écran, par des symboles d'alignement consistant soit dans les cas où l'angle de tangage est nul ou faible, en un cercle dans lequel le pilote doit incruster la queue de la silhouette 3D d'aéronef, soit dans les cas où l'angle de tangage est plus important, en un arc de cercle à la concavité tournée vers le nez de la silhouette 3D d'aéronef, dans laquelle le pilote doit incruster le nez de la silhouette 3D d'aéronef. A chaque fois qu'il y a une consigne d'attitude à respecter, la valeur de cette consigne est rappelée en numérique par une incrustation de chiffres dans la partie gauche de l'écran tandis que la valeur effective mesurée est donnée par une incrustation de chiffres dans la partie droite de l'écran.

La zone de fond d'écran symbolisant le sol reste toujours au bas de l'écran, en dessous de la zone de fond d'écran symbolisant le ciel. Elle en est séparée par une ligne frontière barrant transversalement l'écran, censée rappeler la ligne d'horizon. Cette ligne qui reste toujours visible sur l'écran, se déplace en hauteur sur l'écran, en fonction de la hauteur de l'aéronef audessus du sol mesurée par des équipements de bord. Elle atteint les roues des trains d'atterrissage de la silhouette 3D d'aéronef lorsque l'aéronef touche le sol afin de renforcer le réalisme de la représentation.

Comme la distance séparant la silhouette 3D d'aéronef de la ligne de fond d'écran symbolisant la ligne d'horizon ne donne qu'une indication très vague de la hauteur de l'aéronef au-dessus du sol, cette dernière peut

être précisée par une incrustation numérique entre deux flèches de cote, l'une tournée vers la ligne d'horizon, l'autre vers la silhouette 3D d'aéronef.

L'angle de roulis de l'aéronef qui s'apprécie assez bien par l'inclinaison des ailes de la silhouette 3D d'aéronef sur l'écran est également précisé au moyen de deux échelles angulaires tracées en périphérie de l'écran et de deux pointeurs disposés face à ces échelles angulaires, dans les prolongements des extrémités des ailes de la silhouette 3D d'aéronef.

Pour une meilleure visibilité, les deux zones du fond d'écran symbolisant le ciel et le sol, les parties ventrale et dorsale silhouette 3D d'aéronef, les éléments mobiles de cette dernière et les différents symboles incrustés à l'écran sont présentés dans des couleurs spécifiques facilitant leurs identifications. La zone de fond d'écran symbolisant le sol est par exemple de couleur marron unie, tirant sur le caca d'oie ou vert uni, la zone de fond d'écran symbolisant le ciel de couleur bleu ciel unie, la silhouette 3D d'aéronef de deux couleurs grises unies, la plus foncée pour la partie ventrale et la plus claire pour la partie dorsale, les échelles de volet de couleur blanche avec des barreaux en traits foncés, les échelles d'aérofreins/spoilers en damier deux tons, les symboles d'alignement et de consignes d'attitude provenant du pilote automatique/directeur de vol, de couleur rose, magenta ou vert, les informations critiques d'alarme, de couleur rouge, et les symboles numériques correspondant à des données mesurées de couleurs soit noire sur fond de ciel, soit blanche sur fond de sol, de manière à toujours bien ressortir. Les échelles latérales auxiliaires de roulis peuvent être de couleur noire sur un fond blanc.

Grâce à cette représentation, l'indicateur d'attitude ADI qui vient d'être décrit donne à l'équipage une vision très intuitive de l'attitude de l'aéronef avec en outre un certain nombre d'informations de vol importantes dont la position des volets, celles des trains d'atterrissage, celle des aérofreins/spoilers et l'état des moteurs. L'avantage pour le pilote est de connaître la configuration de son aéronef tout en se focalisant sur l'instrument principal de pilotage que constitue l'indicateur d'attitude ADI. Lors d'une approche interrompue, le stress et la charge de travail supplémentaire tendent à occasionner des erreurs de pilotage de type oubli de rentrer les volets ou les trains d'atterrissage, pouvant conduire à une mise en danger de la sécurité du vol à partir d'une simple remise de gaz. Avec ce

design apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude, en cas reprise en main de l'aéronef, l'équipage affichant l'assiette de remise de gaz, prendra instantanément connaissance de la configuration de l'aéronef et remédiera rapidement à tout oubli ou erreur de configuration fait dans la précipitation initiale. Le design proposé est très sécurisant.

Avec les designs habituels des indicateurs d'attitude ADI de la technique antérieure, le pilote doit quitter du regard l'indicateur d'attitude ADI qui est son instrument principal de pilotage pour rechercher l'information de position des volets à travers l'indicateur correspondant de la planche de bord ou de la console, puis ensuite l'information de positions des trains d'atterrissage donnée par un autre indicateur de la planche de bord ou de la console, puis éventuellement l'information de position des aérofreins/spoilers données par encore un autre indicateur de la planche de bord ou de la console, et dans un deuxième temps, rassembler mentalement ces diverses informations pour en déduire la configuration réelle de l'aéronef. Dans le cadre du design proposé, la configuration de l'aéronef est présentée dans le champ primaire de vision du pilote à tous moments dont particulièrement ceux où l'équipage doit acquérir rapidement une information globale sur la configuration de l'aéronef.

La silhouette 3D d'aéronef montrée sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI est vivante en ce sens qu'elle réagit de manière naturelle aux sollicitations du pilote sur les commandes de l'aéronef. Il n'y a plus d'interprétation du genre : Il Le sol s'incline à gauche donc l'aéronef vire à droite.". Ceci va dans le sens d'un pilotage naturel remplaçant une interprétation de formes géométriques pour déterminer l'attitude de l'aéronef dans l'espace.

L'indicateur de dérapage est remplacé par le dérapage de la silhouette 3D d'aéronef vue de l'arrière. Le dérapage est proportionnel à l'importance de la partie latérale de l'aéronef visualisée (fuselage et plan fixe vertical), ce qui donne une indication aussi précise que les instruments de bord actuels qui n'affichent pas de paramètres quantifiant le dérapage mais seulement une proportionnalité (écart d'une bille par rapport à sa position de repos dans les instruments de bord anciens).

La silhouette 3D d'aéronef montrée sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI est choisie ressemblante à l'aéronef équipé de l'indicateur

d'attitude ADI. Dans les figures 2 à 11, elle ressemble à un Mac Donnell
Douglas série 80 mais il est entendu qu'avec un autre type d'aéronef, elle aura un aspect différent. Par exemple avec un Airbus A380, elle aura la forme de cet appareil avec ses volets, aérofreins/spoilers, trains d'atterrissage et moteurs positionnés de façon représentative. L'avantage de cette ressemblance de la silhouette 3D d'aéronef avec l'aéronef effectivement équipé de l'indicateur d'attitude ADI est qu'elle permet de communiquer à l'équipage, dans son champ primaire de vision, une information de givrage, de panne moteur ou de feu moteur à l'aide d'une symbolisation simple : renforcement du contour des bords d'attaque des ailes par un surlignage rouge, marquage d'un moteur par une croix rouge, échappement de flamme symbolisé par des traînées rouges.

Actuellement, la détermination du moteur en avarie s'effectue par consultation des indicateurs des paramètres moteurs puis par interprétation de ces indicateurs. L'interprétation prend davantage de temps pour des quadrimoteurs. Le nouveau design de l'écran de l'indicateur d'attitude ADI implique une prise d'information directe sans interprétation puis, ensuite seulement, une confirmation au niveau des indicateurs des moteurs. La connaissance rapide et représentative du moteur en avarie a une répercussion tout aussi bénéfique dans le gain de temps pour identifier et gérer l'avarie moteur dans un environnement stressant, générateur d'une surcharge de travail. Nombre de situations ont empiré suite à des actions entreprises par erreur à l'encontre de moteurs fonctionnant normalement. Le choix adopté de présenter au niveau de l'indicateur d'attitude ADI cette information moteur est motivé par la recherche de l'amélioration de la sécurité.

Grâce au réalisme de la silhouette 3D d'aéronef, on a pu ajouter aux informations d'attitude habituelles d'un indicateur d'attitude ADI, les informations de positions des volets, des aérofreins/spoilers, des trains d'atterrissage, de panne et de feu moteur, et de givrage, cela sans surcharge particulière puisque ces informations conditionnent l'aspect extérieur de l'aéronef. La simplicité de cette représentation autorise l'ajout d'autres informations également utiles au pilotage comme la hauteur au-dessus du sol mesurée par radiosonde. Celle-ci est présentée à la fois par un effet de rapprochement ou d'éloignement du sol par rapport à l'aéronef, jusqu'à

l'atterrissage où celui-ci prend contact avec le sol et par une valeur numérique affichée entre deux flèches de cote. Le gain, pour la sécurité, de la représentation du sol qui se rapproche est une prise de conscience imagée accrue pour le pilote, de la notion de proximité, par rapport à une unique lecture de la valeur numérique de la hauteur radio sonde.

La zone de fond d'écran symbolisant le sol est toujours maintenue visible au moins par une bande résiduelle au bas de l'écran. Lorsque la distance de l'aéronef par rapport au sol est importante, en pratique lorsqu'elle est hors de portée radioaltimétrique, la bande résiduelle symbolisant le sol au bas de l'écran reste à une distance constante de la silhouette 3D d'aéronef et la valeur numérique donnant la hauteur sol de l'aéronef est supprimée de l'affichage. L'affichage chiffré de la hauteur de l'aéronef au-dessus du sol uniquement en cas de relativement faibles valeurs permet, par son apparition soudaine sur l'écran de l'indicateur d'attitude, d'alerter le pilote de la proximité du sol.

La présentation de l'information de givrage au niveau de l'écran de l'horizon artificiel ADI par un surlignage de couleur rouge sur les ailes ou les bords d'attaque des ailes selon l'attitude de l'aéronef, est motivée par le danger que le givrage fait encourir dans le cadre du vol aux instruments où les conditions givrantes sont régulièrement rencontrées. Le danger d'une situation de givrage empirant est alors directement communiqué dans le champ primaire du pilote qui obtient une représentation visuelle concrète de l'aéronef chargé de givre qu'il sent aux commandes, impliquant des précautions adaptées pour le pilotage. Cet aspect est intéressant pour la sécurité.

Avec les designs des indicateurs d'attitude ADI de la technique antérieure, la symbolisation du directeur de vol qui est la consigne d'attitude donnée par le pilote automatique, est simple puisque l'aéronef est représenté par une maquette avion ayant la forme d'une pointe ou d'une paire de barres horizontales immobiles. Celui-ci a souvent la forme d'une croix sur laquelle le pilote doit aligner la maquette avion pour que son aéronef soit dans la position idéale. Dans le cas des indicateurs d'attitude ADI proposés affichant une silhouette 3D d'aéronef, la symbolisation du directeur de vol est plus compliquée. Elle prend deux formes distinctes selon l'importance de l'angle de tangage de l'aéronef. Si l'angle de tangage de l'aéronef est nul ou faible et

si cet aéronef a un fuselage cylindrique (figures 2,5, 6,10, 11) le directeur de vol est symbolisé par un cerde au diamètre approximatif du fuselage dans lequel le pilote doit incruster l'aéronef pour suivre la consigne. Si l'angle de tangage à cabrer ou à piquer de l'aéronef n'est pas négligeable et si cet aéronef a un fuselage cylindrique, (figures 3,4, 7,8, 9), le directeur de vol est symbolisé par un arc de cercle à concavité tournée vers le nez de l'aéronef dont le rayon de courbure peut être évolutif et dans lequel le pilote doit incruster le nez de l'aéronef pour suivre la consigne. Le changement de forme du directeur de vol du cercle à l'arc de cercle ou vice versa ne présente pas une discontinuité importante dans le changement de repère à suivre, un arc de cercle étant une partie d'un cercle.

Ces symbologies permettent un affichage du directeur de vol évolutif en fonction de l'écart par rapport à la consigne ou à la loi de pilotage à suivre. Pour des écarts en roulis, le directeur de vol sous forme de cercle ou d'arc de cercle se déplace vers le côté où le virage doit être accentué ou desserré. En cas de dérapage, quel que soit l'angle de tangage de l'aéronef, le pilote peut continuer à faire coïncider la forme de l'aéronef avec le symbole du directeur de vol.

Les figures 2 à 11 montrent l'affichage apparaissant sur l'écran d'un indicateur d'attitude ADI dans différentes configurations de vol. Les mêmes indexations sont utilisées tout au long de ces figures. Le chiffre 3 repère la silhouette 3D d'aéronef. Le chiffre 4 repère la zone de fond d'écran symbolisant le sol, qui est hachurée. Le chiffre 5 repère la zone de fond d'écran symbolisant le ciel, qui se distingue de la zone de fond d'écran symbolisant le sol par une absence de hachures. Les chiffres 6 et 6'repèrent les échelles latérales d'angle d'inclinaison en roulis. Les chiffres 7 et 7' indexent les repères d'inclinaison nulle sur les échelles latérales d'angle d'inclinaison en roulis 6 et 6'. Les chiffres 8 et 8'repèrent les index mobiles placés dans les prolongements des ailes de la silhouette 3D d'aéronef et venant en regard des échelles latérales d'angles d'inclinaison en roulis. Le chiffre 9 repère les échelles figurant les volets. Le nombre 30 repère les échelles figurant les aérofreins/spoilers. Le nombre 31 repère les trains d'atterrissage centraux. Le nombre 32 repère le train d'atterrissage avant. Le nombre 33 repère le surlignage de givrage. Le nombre 34 repère les croix

signalant une perte de puissance moteur. Le nombre 35 repère le panache de feu moteur. Le nombre 36 repère la valeur numérique de la hauteur audessus du sol encadrée par ses deux flèches de cotes. Le nombre 37 repère le directeur de vol. Le nombre 38 repère la valeur numérique de consigne d'angle de tangage correspondant au directeur de vol. Le nombre 39 repère la valeur numérique correspondant à l'angle de tangage mesuré par des équipements de bord.

Plus précisément, la figure 2 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI lorsque l'aéronef est en virage, en configuration approche/atterrissage.

L'aéronef vire à gauche, incliné à environ 35 degrés, l'échelle latérale d'inclinaison en roulis 6,6'étant lue du côté de l'aile basse à l'aide de l'index mobile 8, par exemple par graduations de 10 degrés à partir du repère d'inclinaison nulle 7. L'angle de tangage est de +1 degré et s'affiche sous forme numérique 39 sur le côté droit de la silhouette 3D d'aéronef 3. Cet affichage numérique remplace l'échelle habituelle de tangage. La suppression de l'échelle de tangage est motivée par la non linéarité de cette échelle et une bonne appréhension pour le pilote, de l'angle de tangage à partir de la silhouette 3D d'aéronef 3. L'angle de dérapage est nul car la silhouette 3D d'aéronef 3 vue de derrière est symétrique par rapport à son axe longitudinal. Le directeur de vol 37 est représenté par un cercle sur lequel est centré l'aéronef montrant que la consigne du pilote automatique est respectée, ce qui est corroboré par le fait que les valeurs numériques de consigne 38 et de mesure 39 de l'angle de tangage sont identiques.

En plus des angles d'attitude, la silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage 31,32 sont sortis et que deux segments de volets 9 sont sortis.

Le sol 4 s'est rapproché. L'indication chiffrée 36 de la sonde altimétrique indique une hauteur au-dessus du sol de 251 feet.

La figure 3 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI lorsque l'aéronef est en montée initiale après décollage.

L'aéronef vole à inclinaison nulle. Les index mobiles d'inclinaison 8 et 8'sont dans les prolongements des repères d'inclinaison nulle 7 et 7'. L'angle de tangage est de +12 degrés et s'affiche sous forme numérique 39

sur le côté droit de la silhouette 3D d'aéronef 3. L'angle de dérapage est nul car la silhouette 3D d'aéronef 3 vue de derrière est symétrique par rapport à son axe longitudinal. Le directeur de vol 37 est représenté par un arc de cercle car l'angle de tangage à cabrer est significatif. Pour incruster le nez de la silhouette 3D d'aéronef 3 dans l'arc de cercle du directeur de vol 37, le pilote doit encore cabrer davantage l'aéronef afin d'augmenter l'angle de tangage de la valeur mesurée de +12 degrés affichée en 39 sous forme numérique à la valeur de consigne de +15 degrés affichée en 38 sous forme numérique.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage 31,32 sont rentrés car non visibles et qu'un segment de volets 9 est sorti.

Le sol 4 est à sa limite inférieure. L'absence d'indication chiffrée 36 de sonde altimétrique montre que la hauteur au-dessus du sol dépasse la portée radioaltimétrique.

La figure 4 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude AD) lorsque t'aéronef est en descente initiale.

L'aéronef vole à inclinaison nulle. Les index mobiles d'inclinaison 8 et 8'sont dans les prolongements des repères d'inclinaison nulle 7 et 7'. L'angle de tangage est de-5 degrés et s'affiche sous forme numérique 39 sur le côté droit de la silhouette 3D d'aéronef 3. Pour un angle à piquer, l'affichage numérique 39 de la valeur mesurée d'angle de tangage passe dans la partie inférieure de l'écran pour continuer à afficher cette valeur à côté du nez de l'aéronef. La silhouette 3D d'aéronef présente son ventre alors qu'elle présentait son dos dans la figure précédente car l'attitude est passée de cabrer à piquer. Pour mieux différencier les attitudes en montée ou en descente de l'aéronef, la silhouette 3D d'aéronef présente une face inférieure plus foncée que sa face supérieure. L'angle de dérapage est nul car la silhouette 3D d'aéronef 3 vue de derrière est symétrique par rapport à son axe longitudinal. Le directeur de vol 37 est représenté par un arc de cercle car l'angle de tangage à piquer est significatif. Le pilote a correctement

affiché une assiette à piquer pour suivre la consigne du directeur de vol car le nez de la silhouette 3D d'aéronef 3 est incrusté dans l'arc de cercle du directeur de vol 37. La valeur de consigne de-5 degrés de l'angle de tangage reste affichée en 38 sous forme numérique en haut et à gauche de l'écran.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage 31,32 et les volets sont rentrés car non visibles.

La figure 5 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI lorsque l'aéronef réalise un vol non symétrique en croisière.

L'aéronef vole à inclinaison nulle. Les index mobiles d'inclinaison 8 et 8'sont dans les prolongements des repères d'inclinaison nulle 7 et 7'.

L'angle de tangage est de 0 degré. L'angle de dérapage est significatif car la silhouette 3D d'aéronef 3 vue de derrière a son nez nettement décalé sur la gauche et montre la partie latérale gauche de son fuselage et de sa dérive. Le directeur de vol 37 est représenté par un cercle car l'angle de tangage est nul. L'aéronef respecte la consigne du directeur de vol car la queue de la silhouette 3D d'aéronef 3 est incrustée dans le cercle du directeur de vol 37.

La valeur de consigne de 0 degré de l'angle de tangage reste affichée en 38 sous forme numérique en haut et à gauche de l'écran tandis que la valeur mesurée de 0 degré pour l'angle de tangage est affichée en 39 en haut de la partie droite de l'écran.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage 31,32 sont rentrés car non visibles et qu'aucun segment de volets 9 est sorti.

La figure 6 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI lorsque l'aéronef est en virage, en début d'approche.

L'aéronef vire à gauche, incliné à 35 degrés environ. L'angle de tangage est de +1 degré. L'angle de dérapage est nul car la silhouette 3D d'aéronef 3 est vue symétriquement de derrière. Le directeur de vol 37 est représenté par un cercle car l'angle de tangage à cabrer est faible. La valeur en tangage de la consigne du directeur de vol est 0 degré. Le pilote doit desserrer le virage sans changer l'angle de tangage afin de faire revenir le cercle du directeur de vol 39 sur le fuselage de la silhouette 3D de l'aéronef.

La valeur de consigne de 0 degré de l'angle de tangage est affichée en 38 sous forme numérique en haut et à gauche de l'écran, tandis que la valeur mesurée de +1 degré pour l'angle de tangage est affichée en 39 en haut de la partie droite de l'écran.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage 31,32 sont rentrés car non visibles et qu'un segment de volets 9 et deux segments d'aérofreins/spoilers sont sortis.

Le sol 4 est à sa limite inférieure. L'absence d'indication chiffrée 36 de sonde alto métrique montre que la hauteur au-dessus du sol dépasse la portée radioaltimétrique.

En surligné sur les extrémités des ailes figure un avertissement de givrage 33.

La figure 7 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI lorsque l'aéronef est en approche finale sous une forte pente.

L'aéronef vole à inclinaison nulle avec un angle de tangage de - 5 degrés s'affichant sous forme numérique 39 sur le côté droit de la silhouette 3D d'aéronef 3 à côté du nez. L'angle de dérapage est nul car la silhouette 3D d'aéronef 3 est vue symétriquement de derrière. Le directeur de vol 37 est représenté par un arc de cercle, l'angle de tangage à piquer étant significatif. La valeur en tangage de la consigne du directeur de vol affichée sous forme numérique en 38 en haut à gauche de l'écran est de-7 degrés. Le pilote doit piquer pour parvenir à incruster le nez de la silhouette 3D d'aéronef 3 dans l'arc de cercle du directeur de vol 37 et faire passer son

angle de tangage de-5 degrés affiché sous forme numérique en 39, en bas à droite de l'écran, à-7 degrés.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage 31,32 sont sortis de même que trois crans de volets 9 et deux crans d'aérofreins/spoilers 30.

Le sol 4 est à sa limite inférieure sur l'écran. L'absence d'indication chiffrée 36 de sonde altimétrique montre que la hauteur audessus du sol dépasse la portée radioaltimétrique.

De la fumée symbolisée par un faisceau de traits 35 à la sortie du moteur droit signale un feu sur ce moteur.

La figure 8 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI lorsque l'aéronef en montée initiale après une approche interrompue.

L'inclinaison est nulle. L'angle de tangage est de +12 degrés et s'affiche sous forme numérique 39 sur le côté droit de la silhouette 3D d'aéronef 3. L'angle de dérapage est nul car la silhouette 3D d'aéronef 3 est vue symétriquement de derrière. Le directeur de vol 37 est représenté par un arc de cercle, l'angle de tangage à cabrer étant significatif. La valeur de consigne du directeur de vol affichée sous forme numérique en 38 en haut à gauche de l'écran, est de +15 degrés. Pour incruster le nez de la silhouette 3D d'aéronef 3 dans l'arc de cercle du directeur de vol 37, le pilote doit cabrer davantage l'aéronef avec pour conséquence d'augmenter l'angle de tangage de la valeur mesurée de +12 degrés affichée en 39 sous forme numérique à la valeur de consigne de +15 degrés affichée en 38 sous forme numérique.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage 31,32 sont sortis ainsi que deux crans de volets 9. Le train d'atterrissage avant normalement caché sur cette vue est montré en transparence pour ne pas perdre son information de position.

Le sol 4 est proche, au-dessus de sa limite inférieure sur l'écran.

L'indication chiffrée 36 de la sonde altimétrique indique une hauteur audessus du sol de 201 feet.

En surligné sur les extrémités des ailes figure un avertissement de givrage 33. Une croix 34 surchargeant le moteur droit fait état d'une perte de puissance du moteur droit.

La figure 9 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI lorsque l'aéronef est en montée.

L'aéronef vire à gauche, incliné à 22 degrés environ. L'angle de tangage est de +8 degrés. L'angle de dérapage est nul car la silhouette 3D d'aéronef 3 est vue symétriquement de derrière. Le directeur de vol 37 est représenté par un arc de cercle, l'angle de tangage à cabrer étant significatif. La valeur en tangage de la consigne du directeur de vol est de +6 degrés. Le pilote doit limiter le cabrage en affichant un angle de cabrage de +6 degrés

et en réduisant l'inclinaison, le directeur de vol 37 apparaissant sur la droite de la silhouette 3D d'aéronef 3. La valeur de consigne de +6 degrés de l'angle de tangage est affichée en 38 sous forme numérique en haut et à gauche de l'écran tandis que la valeur mesurée de +8 degrés pour l'angle de tangage est affichée en 39 en haut de la partie droite de l'écran.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage et les volets sont rentrés car non visibles.

La figure 10 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI lorsque l'aéronef est en phase d'atterrissage, posé sur la piste.

L'inclinaison de l'aéronef est nulle de même que ses angles de tangage et de dérapage. Le directeur de vol 37 est représenté par un cercle car l'angle de tangage est faible. La valeur en tangage de sa consigne est 0 degré. Il est centré sur le fuselage de la silhouette 3D d'aéronef 3. La valeur de consigne de 0 degré de l'angle de tangage est affichée en 38 sous forme numérique en haut et à gauche de l'écran tandis que la valeur mesurée de 0 degré pour l'angle de tangage est affichée en 39 en haut de la partie droite de l'écran.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage 31,32 sont sortis de même que quatre crans de volets 9 et deux crans d'aérofreins/spoilers 30.

Le sol 4 est à sa limite supérieure sur l'écran et touche les roues du train d'atterrissage. L'indication chiffrée 36 de la sonde altimétrique indique une hauteur au-dessus du sol de 0 feet
Cette figure 10 montre que le design proposé facilite le suivi de l'atterrissage ce qui est particulièrement appréciable pour des atterrissages en catégorie 3.

La figure 11 montre l'affichage apparaissant sur l'écran de l'indicateur d'attitude ADI en cas de vol sur le dos.

L'inclinaison et les angles de tangage et de dérapage sont nuls.

Le directeur de vol 37 est représenté par un cercle, l'angle de tangage étant faible. La valeur en tangage de la consigne du directeur de vol est de +2 degrés à inclinaison nulle. Le pilote doit pousser sur le manche (commandes inversées) pour faire revenir le cercle du directeur de vol 37 sur le fuselage de la silhouette 3D d'aéronef 3 et afficher un angle de tangage (inversé) de +2 degrés. La valeur de consigne de +2 degrés de l'angle de tangage est affichée en 38 sous forme numérique en haut et à gauche de l'écran, tandis que la valeur mesurée de 0 degré pour l'angle de tangage est affichée en 39 en haut de la partie droite de l'écran.

La silhouette 3D d'aéronef 3 fait apparaître que les trains d'atterrissage, les volets et les aérofreins/spoilers sont rentrés car non visibles.

En conclusion, on voit que le nouvel affichage proposé permet de montrer au pilote, d'une manière très intuitive, l'attitude de son aéronef.

La visualisation globale des angles de tangage, de roulis et de dérapage ressort implicitement de la présentation d'une silhouette 3D d'aéronef vue de l'arrière et mobile en rotation selon trois axes tout en pouvant être précisée par des repères ou des indications chiffrées auxiliaires.

- Quelle que soit l'attitude à cabrer ou à piquer de l'aéronef, la valeur précise de son angle d'inclinaison ou de roulis se lit du côté de l'aile basse de la silhouette 3D d'aéronef en situant la position de l'index 8 ou
8'placé dans le prolongement de cette aile basse par rapport à l'échelle latérale d'inclinaison correspondante 6 ou 6'.

--L'angle de tangage montré, de manière grossière par l'attitude de la silhouette 3D d'aéronef, a sa valeur précise donnée par un affichage numérique qui vient compenser l'absence d'une échelle explicite d'angle de tangage.

--L'angle de dérapage, qui n'est jamais donné de manière précise par les indicateurs de bord, s'apprécie facilement par la quantité de fuselage latérale et de dérive montrée par la silhouette 3D d'aéronef.

Le nouvel affichage proposé permet en outre de communiquer au pilote de façon très intuitive, des informations additionnelles importantes sur d'autres paramètres de vol de l'aéronef concernant les trains d'atterrissage, les volets, les aérofreins/spoilers, la hauteur radioaltimétrique, les pannes moteur, le feu moteur et le givrage.

Les positions des trains d'atterrissage apparaissent toujours, éventuellement en transparence, sur la silhouette 3D d'aéronef affichée, ce qui permet facilement au pilote de se rendre compte d'une mauvaise position de l'un des trains d'atterrissage.

La position des volets avec chaque segment affiché en blanc, bien séparé par une ligne noire figurant un barreau d'échelle ressort nettement sur la silhouette 3D d'aéronef affichée. Pour améliorer encore la lisibilité de la position des volets sur la silhouette 3D d'aéronef affichée lorsqu'un seul cran de volets est sorti, la surface blanche montrée pour chaque segment de volet sorti peut être plus importante pour le premier segment que pour les suivants. Les volets complètement sortis modifient de façon remarquable la vue de la silhouette 3D d'aéronef (figure 10). Ils font prendre conscience à l'équipage de la modification du profil dynamique opérée, élément important dans le cadre d'une reconfiguration rapide de l'aéronef en cas de remise de gaz. La non sortie d'un segment de volets pour cause de panne est fidèlement représentée.

Les aérofreins/spoilers sont présentés, à titre d'exemple, sur la silhouette 3D d'aéronef affichée, par deux segments correspondants à deux angles d'ouverture possibles. Les couleurs noire et grise repésentent chacun des angles d'ouverture les distinguant de la couleur blanche utilisée pour les volets. Il est possible, comme pour les volets, de présenter d'autres degrés d'ouverture, la représentation pour la sortie des aérofreins en terme de nombre de segments représentés étant adaptée aux caractéristiques de l'aéronef modélisé. Les aérofreins "sol" s'ouvrent une fois l'aéronef au roulage (figure 10). En présence d'un dérapage très important, des aérofreins/spoilers peuvent être masqués et ne pas apparaître sur la silhouette 3D d'aéronef affichée. Ils sont alors, soit vus en transparence, soit translatés légèrement vers la partie externe de l'aile de façon qu'une quantité significative de leur surface soit visible de manière à continuer à montrer leurs états d'ouverture malgré la tendance au masquage.

Sur le dispositif d'affichage, le sol remonte depuis une position fixe (hors de portée radioaltimétrique) jusqu'au touché des roues. L'échelle de la représentation de la position du sol n'est pas linéaire mais accentuée pour les faibles hauteurs. La valeur numérique est toujours affichée tant que cette information est disponible, soit en noir sur fond de ciel, soit en blanc sur fond de sol. Lorsque le sol remonte et que l'aéronef est incliné, l'aile basse se superpose sur fond de sol comme sur un dispositif d'affichage classique d'indicateur d'attitude ADI où la maquette avion se superpose au fond de ciel ou de sol.

La panne moteur est figurée par une croix barrant le moteur affecté et faisant apparaître clairement à l'équipage l'indisponibilité du moteur concerné. L'information panne est liée à une perte de puissance détectée par les équipements du bord (de type N1 ou Torque pour les turbopropulseurs). Pour les moteurs situés contre le fuselage à l'arrière, la vue critique pour montrer les moteurs sur la silhouette 3D d'aéronef affichée est celle d'un dérapage important où l'un des moteurs peut être masqué partiellement. Cependant, ce masquage n'est jamais total et la croix peut toujours être placée sur le moteur affecté. Dans le cas de moteurs placés sous les ailes, il n'y a pas d'attitude pouvant masquer ceux-ci sur la silhouette 3D d'aéronef affichée. Lorsque l'aéronef se cabre, l'aile masque l'arrière des moteurs mais l'avant de ceux-ci apparaît devant les bords d'attaques des ailes. De toutes

les manières, en cas de masquage d'un moteur jugé trop important sur la silhouette 3D d'aéronef affichée, il est toujours possible de faire apparaître le moteur concerné par transparence. Pour la croix montrant l'indisponibilité d'un moteur, la couleur rouge est préférée à la couleur noire pour respecter le code de couleur des informations classées WARNING.

Le feu d'un moteur est indiqué par la représentation de fumée s'échappant du moteur affecté. Pour une assiette à cabrer ou à piquer, la fumée est symbolisée par un faisceau de traits ondulés placés dans le prolongement du moteur concerné, dans le sens de l'écoulement de l'air (figure 7). Pour une assiette proche de zéro degré de tangage, la symbolisation de la fumée est une traînée s'écartant vers la partie opposée au fuselage. La couleur rouge est préférée à la couleur noire pour respecter le code de couleur pour les informations classées WARNING. La visualisation de la fumée demeure tant que l'alarme de détection de fumée est active. L'occurrence simultanée de la symbolisation du feu moteur et de la panne moteur est possible. Une fois le feu maîtrisé, seule la symbolisation de la panne moteur demeure.

Lorsque l'aéronef présente une assiette suffisante à cabrer pour que les bords d'attaque de ses ailes apparaissent sur la silhouette 3D d'aéronef affichée, le givrage est matérialisé, sur cette silhouette 3D d'aéronef affichée, par une modification de la représentation des bords d'attaques (figue 8), par exemple par une coloration en rouge de ceux-ci dont la teinte est d'autant plus vive que le phénomène de givrage est important. Pour les attitudes où les bords d'attaques des ailes de l'aéronef sont masqués sur la silhouette 3D d'aéronef affichée, le givre est représenté par un surlignage de l'extrados des ailes (figure 6). Il n'y a pas incompatibilité entre les deux représentations car la couche de givre peut dépasser la seule contamination des bords d'attaque des ailes. La couleur rouge est préférée comme pour le feu ou la panne moteur. En cas de sortie des aérofreins/spoilers, la matérialisation du givre à leur niveau est ôtée de façon à permettre une identification convenable de leur sortie (figure 6). Comme indiqué précédemment, lorsque les capteurs de bord de l'aéronef mesurent l'ampleur du givrage, celle-ci est traduite, au niveau de la silhouette 3D d'aéronef affichée, par une représentation du givre proportionnelle à l'épaisseur de glace mesurée, par exemple, pour une assiette à cabrer

(figure 8), par un surlignage du bord d'attaque des ailes progressant vers l'arrière des ailes proportionnellement à l'épaisseur de glace mesurée sur l'aile ou pour une assiette à piquer ou un angle de tangage faible (figure 6), par un surlignage des ailes ayant une épaisseur proportionnelle à la couche de glace mesurée sur les ailes.

Le directeur de vol est symbolisé par un cercle pour des angles faibles ou nuls de tangage dans lequel le pilote doit incruster la silhouette 3D d'aéronef affichée, par des manoeuvres appropriées de son aéronef. Pour des aéronefs ayant une cellule à forme ovale prononcée vue de l'arrière (type Beluga) conduisant à une modélisation par une silhouette 3D d'aéronef affichée à cellule de forme ovale également prononcée se prêtant difficilement à une telle opération d'incrustation, on peut soit accompagner la silhouette d'aéronef affichée, d'un cercle de référence qui la suit dans tous ses déplacements en rotation et qui la remplace pour les opérations d'incrustation dans le cercle du directeur de vol, soit déformer le cercle du directeur de vol pour qu'il se rapproche de la forme ovale de la silhouette 3D d'aéronef affichée. Pour des angles de tangage significatifs, le directeur de vol est symbolisé par un arc de cercle à concavité orientée vers le haut ou le bas selon une consigne respectivement à piquer ou à cabrer, le suivi de la consigne impliquant l'incrustation du nez de la silhouette 3D d'aéronef affichée dans l'arc de cercle par des manoeuvres appropriées de l'aéronef.

Lorsque la consigne du directeur de vol implique une modification de l'angle de roulis, elle se traduit, par rapport à la silhouette 3D d'aéronef affichée, par un déplacement latéral du cercle ou de l'arc de cercle de consigne du directeur de vol. En cas de dérapage ou glissade dans le cas d'une trajectoire non modifiée, la consigne du directeur de vol doit coïncider avec la forme de l'aéronef en dérapage afin de n'impliquer pour le pilote qu'une action au pied corrigeant le dérapage. La figure 5 montre un dérapage avec le directeur de vol toujours centré sur l'aéronef ne demandant qu'une correction sur l'axe de lacet.

Claims

REVENDICATIONS

1. Indicateur d'attitude (1) pour aéronef recevant, des équipements de bord de l'aéronef, des mesures des angles d'attitude en roulis, tangage et lacet dudit aéronef par rapport à un référentiel sol caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'affichage (11) avec écran (110), engendrant sur un fond d'écran (4,5), une silhouette d'aéronef (3) en trois dimensions, mobile selon les trois axes de rotation et vue de l'arrière, selon des angles d'attitude qui correspondent aux mesures d'angles d'attitude reçues et qui sont référencés par rapport à un référentiel aéronef ayant un axe de roulis perpendiculaire à la surface de l'écran et des axes de tangage et de lacet dans le plan de l'écran, l'un l'axe de tangage étant horizontal et l'autre l'axe de lacet vertical.

2. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre, sur un fond d'écran (4,5), une silhouette 3D d'aéronef (3) présentant une différence de teinte entre son ventre et son dos afin de différencier les attitudes à cabrer des attitudes à piquer.

3. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre, sur un fond d'écran (4,5), une silhouette 3D d'aéronef (3) ressemblant au type d'aéronef qu'il est destiné à équiper.

4. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre une silhouette 3D d'aéronef (3) placée sur un fond d'écran (4,5) partagé en deux zones : une zone inférieure (4) symbolisant le sol et une zone supérieure (5) symbolisant le ciel, séparées par une ligne frontière symbolisant la ligne d'horizon.

5. Indicateur d'attitude selon la revendication 4, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre un fond d'écran partagé en deux zones : une zone inférieure (4) symbolisant le sol et une zone supérieure (5) symbolisant le ciel séparées par une ligne frontière se déplacant en hauteur

sur l'écran (110) en fonction de la hauteur de l'aéronef par rapport au sol mesurée par des équipements de bord de l'aéronef.

6. Indicateur d'attitude selon la revendication 4, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre un fond d'écran partagé en deux zones : une zone inférieure (4) symbolisant le sol et une zone supérieure (5) symbolisant le ciel séparées par une ligne frontière horizontale se déplacant en hauteur sur l'écran en fonction de la hauteur de l'aéronef par rapport au sol mesurée par des équipements de bord de l'aéronef.

7. Indicateur d'attitude selon la revendication 4, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre un fond d'écran partagé en deux zones : dont une (5) symbolise le ciel et est de couleur bleue.

8. Indicateur d'attitude selon la revendication 4, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre un fond d'écran partagé en deux zones : dont une (4) symbolise la terre et est de couleur marron.

9. Indicateur d'attitude selon la revendication 4, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre un fond d'écran partagé en deux zones : dont une (4) symbolise la terre et est de couleur verte.

10. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son le dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des éléments mobiles (9,30) figurant des plans aérodynamiques mobiles de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, mis dans des positions correspondant à des indications de position fournies par des équipements de bord de l'aéronef.

11 Indicateur d'attitude selon la revendication 10, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des éléments mobiles (9) figurant les volets de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, mis dans des positions correspondant à des indications de position de volet fournies par des équipements de bord de l'aéronef.

12. indicateur d'attitude selon la revendication 11, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des éléments mobiles (9) figurant les volets de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, symbolisés par des échelles à barreaux présentant autant de barreaux que de crans de volet sortis.

13. Indicateur d'attitude selon la revendication 10, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des éléments mobiles (30) figurant les aérofreins de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, mis dans des positions correspondant à des indications de position d'aérofreins/spoilers fournies par des équipements de bord de l'aéronef.

14. Indicateur d'attitude selon la revendication 13, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des éléments mobiles (30) figurant les aérofreins/spoilers de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, symbolisés par des échelles à barreaux présentant autant de barreaux que de crans d'aérofreins sortis.

15. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des éléments mobiles (31,32) figurant les trains d'atterrissage de l'aéronef équipé de l'indicateur d'attitude, mis dans des positions correspondant à des indications de position des trains d'atterrissage fournies par des équipements de bord de l'aéronef. t

16. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) semi-transparente faisant apparaître des éléments mobiles normalement hors de vue (32 figure 8).

17. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5), en

plus d'une silhouette 3D d'aéronef (3), des symboles d'alignement (37) correspondant à des consignes d'attitude pour l'aéronef.

18. Indicateur d'attitude selon la revendication 17, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5), en plus d'une silhouette 3D d'aéronef (3), un symbole d'alignement de forme circulaire (37 figures 2,5, 6,10, 11), au diamètre de la silhouette 3D d'aéronef (3), dans lequel le pilote doit incruster la queue de la silhouette 3D d'aéronef (3) pour être en conformité avec la consigne d'attitude correspondante.

19. Indicateur d'attitude selon la revendication 17, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5), en plus d'une silhouette 3D d'aéronef (3), un symbole d'alignement en forme d'arc de cercle (37 figures 3,4, 7,8, 9) à la concavité tournée vers le nez de la silhouette 3D d'aéronef (3), dans laquelle le pilote doit amener le nez de la silhouette 3D d'aéronef (3) pour être en conformité avec la consigne d'attitude correspondante.

20. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des bords d'attaques (33 figures 6,8) d'aspects différents en fonction de l'ampleur du givrage constaté par des équipements de bord de l'aéronef.

21. Indicateur d'attitude selon la revendication 20, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des bords d'attaques (33 figures 6,8) aux contours renforcés et surchargés en fonction de l'ampleur du dépôt de givre constaté par des équipements de bord de l'aéronef.

22. Indicateur d'attitude selon la revendication 21, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des bords d'attaques (33 figures 6, 8) aux

contours renforcés et surchargés en rouge, en fonction de l'ampleur du dépôt de givre constaté par des équipements de bord de l'aéronef.

23. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des moteurs (34,35 figures 7,8) d'aspects différents en fonction de leurs états de fonctionnement.

24. Indicateur d'attitude selon la revendication 23, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des moteurs rayés d'une croix (34) en cas de perte de puissance constatée par des équipements de bord de l'aéronef.

25. Indicateur d'attitude selon la revendication 24, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des moteurs rayés d'une croix rouge (34) en cas de perte de puissance constatée par des équipements de bord de l'aéronef.

26. Indicateur d'attitude selon la revendication 23, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des moteurs suivis d'un panache (35) en cas de détection d'incendie faite par des équipements de bord de l'aéronef.

27. Indicateur d'attitude selon la revendication 26, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des moteurs suivis d'un panache symbolisé par un faisceau de traits (35) en cas de détection d'incendie faite par des équipements de bord de l'aéronef.

28. Indicateur d'attitude selon la revendication 26, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5) une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des moteurs suivis d'un panache symbolisé par un faisceau de traits rouges (35) en cas de détection d'incendie faite par des équipements de bord de l'aéronef.

29. Indicateur d'attitude selon la revendication 1, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5), une silhouette 3D d'aéronef (3) et des incrustations de chiffre (36,38, 39) correspondant à des valeurs de paramètres de vol.

30. Indicateur d'attitude selon la revendication 29, caractérisé en ce que son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5), une silhouette 3D d'aéronef (3) et des incrustations de chiffre (36) correspondant à la hauteur de l'aéronef au dessus du sol mesurée par des équipements de l'aéronef.

31. Indicateur d'attitude selon la revendication 30, caractérisé en ce que, lorsque son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4,5), une silhouette 3D d'aéronef (3) avec des incrustations de chiffre (36) correspondant à la hauteur de l'aéronef au dessus du sol mesurée par des équipements de l'aéronef, il encadre verticalement ces incrustations de chiffre (36) de deux flèches de cotes montrant qu'il s'agit d'une mesure de distance verticale par rapport au sol.

32. Indicateur d'attitude selon la revendication, caractérisé en ce que, lorsque son dispositif d'affichage (11) engendre sur un fond d'écran (4, 5), en plus d'une silhouette 3D d'aéronef (3), un symbole d'alignement (37) correspondant à une consigne d'attitude pour l'aéronef, il engendre également deux incrustations de chiffres, l'une (38) correspondant à l'angle de tangage correspondant à la consigne d'attitude et l'autre (39) à l'angle de tangage mesuré.