FR2840744A1 - Systeme de recuperation par voie hertzienne a large bande des donnees de vol d'un aeronef - Google Patents
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Abstract
Un système de récupération et de transmission des données opérationnelles de vol d'un aéronef. Le système comprend une ou plusieurs boîtes noires, telles qu'un enregistreur de paramètres de vol ou un enregistreur vocal de cockpit, qui mémorisent les données opérationnelles de l'aéronef issues des capteurs installés sur l'aéronef. Un système d'acquisition des paramètres de vol qui est relié aux capteurs répartis sur l'aéronef peut fournir les données opérationnelles de l'aéronef. Les boîtes noires mémorisent pendant le vol des données qui, en cas d'accident, peuvent aider les enquêteurs à en déterminer les causes. Si les systèmes de l'aéronef ou les pilotes pressentent qu'un accident va se produire, un dispositif de déclenchement est activé pour forcer les boîtes noires à fournir leurs données à un dispositif de formatage. Cela peut se produire lorsque des conditions opérationnelles anormales sont détectées par un ou plusieurs des capteurs. Les données sont alors formatées et fournies à un émetteur pour transmission par voie hertzienne. Le formatage peut inclure une compression de données et l'introduction de codes correcteurs d'erreurs. La réceptions des données se fait sur un récepteur à terre ou embarqué sur satellite, ce qui assure une récupération fiable et efficace des données opérationnelles de l'aéronef.
Description
d'une grandeur de mesure avec le procede.
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DESCRIPTION
DOMAINE DE L' INVENTION
La presente invention concerne la transmission
sans fil de donnees operationnelles d'un aeronef.
Les aeronefs sont, en general, munis de boites noires enregistrant plusieurs sortes de donnees operationnelles. Ces boites noires vent realisees de fac,on a survivre a des conditions d'environnement qui staverent souvent extremes lors d'un accident, moyennant quoi les enqueteurs peuvent identifier les evenements qui se vent produits juste avant l' accident de fac,on a en determiner les causes. Les boltes noires se vent montrees tres utiles aux enqueteurs, en particulier lorsque la cause d'un crash est un phenomene transitoire, comme cela se produit, par exemple, en cas de fort vent cisaillant. La plupart des aeronefs commerciaux doivent aujourd'hui etre munis de
tels systemes.
On rencontre en general sur les avions de ligne deux types de boites noires: un enregistreur des
parametres de vol et un enregistreur vocal de cockpit.
Ces enregistreurs ont pour objectif d'enregistrer les donnees operationnelles critiques d'un aeronef qui peuvent etre determinantes pour connaltre lietat du vol
dans la periode precedent immediatement un accident.
Ces boites noires comportent une memoire resistant au crash capable de supporter les hautes temperatures et pressions qui se manifestent a la suite d'un accident; elles vent en general placees sur l'arriere de l'appareil pour accroltre leur chance de survie lors
d'un accident.
Ces boltes noires vent generalement connectees a et re,coivent des donnees d'- un systeme d'acquisition des parametres de vol qui recueille les donnees collectees par des capteurs disposes en divers endroits de l'aeronef. Ainsi, par exemple, l'enregistreur des parametres de vol peut recevoir et enregistrer, entre autres choses, le temps, ['altitude, la vitesse-air, l' acceleration verticale, le cap magnetique, la position du manche, la position du palonnier, l'etat des stabilisateurs dthorizontalite et le debit de carburant. L'enregistreur vocal de cockpit recoit typiquement, via le systeme d' acquisition des parametres de vol. des donnees issues de microphones situes dans le cockpit. Outre les microphones equipant usuellement le casque du pilote, du copilote et d'un troisieme membre d'equipage, un autre microphone est typiquement place au centre du cockpit pour recueillir les bruits ambiants, tels que le lancement d'un commutateur. Chacun de ces appareils, l'enregistreur des parametres de vol et ltenregistreur vocal de cockpit, utilisent soit une bande magnetique, soit des cartes memoires dans leurs memoires resistantes au crash pour enregistrer des donnees. Les enregistreurs de vol a bande magnetique peuvent enregistrer simultanement une centaine de parametres, tandis qutun enregistreur a carte memoire peut en enregistrer plus. Un enregistreur vocal de cockpit a bande magnetique peut enregistrer jusqu'a trente minutes de conversations tandis qu'un enregistreur a carte memoire peut stocker jusqu'a deux
heures de conversation.
Bien que ces boltes noires fournissent des informations inestimables aux enqueteurs, leur exploitation pose de serieux problemes. Le premier vient du fait qu'elles peuvent etre tres difficiles a localiser a la suite d'un accident. Une solution peu convaincante consiste a peindre en orange vif les - boltes << noires >>, a les habiller de bande reflechissantes a la lumiere ou a les munir d'une balise acoustique soul-marine activee par l'eau lorsque l'aeronef est immerge. Malgre ces tentatives, il faut parfois aux enqueteurs un long delai avant de localiser ces boltes noires a la suite d'un accident. De plus, en depit des efforts significatifs deployes pour ameliorer la survie des boltes noires, il reste encore des incertitudes sur la duree de survie d'une bolte noire, ou sur l'integrite des donnees enregistrees lors d'un crash. En raison de quoi le besoin se fait sentir de systemes et de methodes permettant la recuperation effective et efficace par les enqueteurs des donnees
enregistrees par les boltes noires lors d'un crash.
RESUME DE L' INVEN1:ION
La presente invention concerne les systemes et methodes permettant la recuperation des donnees operationnelles de vol d'un aeronef. Les systemes et methodes proposes par la presente invention assurent la transmission et la recuperation immediates des donnees de vol operationnelles enregistrees par les boltes noires installees sur l'aeronef. La transmission de ces donnees est declenchee preferablement lorequtun ou plusieurs capteurs detectent le risque d' occurrence diun evenement predetermine, tel que l' apparition de
conditions de vol anormales de l'aeronef.
Selon un mode prefere de realisation de ['invention, une ou plusieurs boltes noires placees a bord de l'aeronef recoivent des donnees operationnelles de vol dun ou plusieurs capteurs de donnees operationnelles. Ces donnees vent recues, dthabitude mais pas necessairement, par une unite d' acquisition des parametres de vol. Les boltes noires stockent les donnees operationnelles de vol de l'aeronef dans une memoire resistante au crash qui peut comporter un enregistreur a bande magnetique, mais aussi une carte memoire. Un capteur d' accident detecte un risque d' accident ou d' occurrence d'un accident, en detectant, preferablement, lt occurrence d'un evenement predetermine, telle que lioccurrence d'une anomalie operationnelle. Loreque le capteur d'accident detecte cette anomalie operationnelle, il delivre un signal qui commande a la memoire de la bolte noire de fournir les
donnees operationnelles critiques de l'aeronef.
Une fois ce signal envoye par le capteur d' accident, et selon un mode de realisation prefere, les donnees de vol operationnelles vent transmises depuis la bolte noire jusquta un processeur-modem. Le processeur-modem formate les donnees critiques operationnelles pour transmission hertzienne. I1 est preferable que le formatage des donnees comporte l'utilisation de techniques de compression et l' insertion d'un code correcteur d'erreurs pour encoder le signal representant les donnees operationnelles
critiques de l'aeronef.
Des techniques de compression de donnees et de codage a correction d'erreur vent bien connues qui peuvent etre utilisees par le processeurmodem pour compresser et traiter les donnees a transmettre. La compression des donnees operationnelles critiques de l'aeronef peut steffectuer de facon continue ou en une seule fois, a des instants determines et peut etre effectuee avant ou apres que les donnees aient ete memorisees dans la bo1te noire. L'objectif principal de la compression de donnees est de permettre la transmission des donnees depuis l'aeronef jusquta une station de reception en un temps minimum. Une telle transmission devrait avoir lieu lorequ'un accident risque de se produire ou est en train de se produire, et devrait s'effectuer tres brievement, vu le faible laps de temps disponible pour ce faire, en cas d' accident. Une fois que les donnees ont ete traitees par le processeur, elles vent fournies a un ou plusieurs emetteurs radio. Les emetteurs radio transmettent les
donnees operationnelles de l'aeronef depuis l'aeronef.
I1 est preferable d'envoyer un signal d' identification de l'aeronef avec les donnees transmises pour mettre en correspondence les donnees recues avec l'aeronef qui les a emises. On utilise preferentiellement des transmissions par salves - ou paquets. Les donnees transmises vent recues par un recepteur embarque sur satellite ou par un recepteur au sol et vent disponibles pour analyse immediate. Selon un mode de realisation, on utilise une pluralite d'emetteurs pour transmettre les donnees critiques operationnelles de l'aeronef. Chacun des emetteurs de cette pluralite peut transmettre tout ou partie des donnees operationnelles de l'aeronef. Lorsquton utilise une telle pluralite d'emetteurs, chaque emetteur transmet de preference sur
une frequence differente.
Les donnees operationnelles transmises depuis
l'aeronef vent recues par un ou plusieurs recepteurs.
Selon un mode de real isat ion, les recepteurs vent au sol. Selon un autre mode de realisation, les recepteurs vent embarques sur satellite. On peut envisager des configurations mixtes, avec des recepteurs au sol et
des recepteurs embarques sur satellite.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Fig. 1 represente l' installation sur un aeronef d'un systeme de recuperation de donnees selon la presente invention; La Fig. 2 est un bloc-diagramme du systeme de recuperation de donnees selon la presente invention; La Fig. 3 est un bloc-diagramme d'une bolte noire selon un mode de realisation prefere de la presente invention; et Les Fig. 4 et 5 representent les blocs diagrammes de systemes de recuperation de donnees selon des
variantes de modes de realisation de la presente
invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE LA
PRESENTE INVENTION
En se reportant a la Fig. 1, on volt un aeronef 10 muni d'un systeme de recuperation et de transmission de donnees suivant un mode de realisation prefere de la presente invention. Le systeme assure la transmission rapide des donnees operationnelles de l'aeronef juste avant qu'un accident se produise ainsi que la recuperation subsequente et la disponibilite des donnes operationnelles critiques, en particulier les donnees fournies par les boltes noires de l'aeronef dans les situations ou un accident se produit ou est sur le point de se produire. Le systeme fournit ainsi aux enqueteurs d'agences gouvernementales, telles que le National Transportation Safety Board (NTSB)et le Federal Aviation Administration, qui ont la responsabilite diidentifier les causes des catastrophes aeriennes, d'avoir une vision precoce des donees critiques concernant les evenements qui ont mene a un accident. La tache parfois tres difficile que constitue la localisation et la recuperation des boltes noires
devient alors moins importante.
Le systeme fonctionne de facon a pressentir un accident et a provoquer la transmission par vole hertzienne des parametres de vol critiques, faisant partie des parametres de vol enregistrees par les boltes noires, depuis l'aeronef 10 vers une ou plusieurs stations de reception a distance de l'aeronef 10. Comme il paralt sur la Fig.1, le systeme se compose d'une pluralite de composants repartis sur l'aeronef , comprenant: un enregistreur de parametres de vol. Flight Data Recorder (FDR) 12, un enregistreur vocal de cockpit, Cockpit Voice Recorder (CVR) 14, une unite d'acquisition des parametres de vol. Flight Data Acquisition Unit (FDAU) 16, une pluralite de capteurs de donnees operationnelles 17 a 23, une pluralite de capteurs d' accidents 30 a 32 qui detectent l' occurrence d'evenements operationnels anormaux dans l'aeronef afin de reveler le risque d'accident potential, un processeur-modem (P/M) 34 qui formate les signaux pour transmission hertzienne, et une pluralite d'emetteurs 36 a 39. Le systeme de reception selon la presente invention comporte un recepteur au sol 40 ou un recepteur embarque sur satellite 42, ou un ensemble des deux. Il y a typiquement bien plus de capteurs operationnels sur un aeronef que les capteurs 17 a 23
representes pour les besoins de la description.
L'ensemble de ces capteurs est bien connu de l'homme de metier. Les capteurs 17 a 23, comme les autres, qui napparaissent pas sur la Fig. 1, fournissent des donnees qui vent enregistrees soit par ltenregistreur de parametres de vol 12 ou l'enregistreurs vocal de cockpit 14 ou par tout autre type de bolte noire. De r J meme, on peut trouver sur l'aeronef d'autres capteurs de parametres d' accident que les capteurs representes
sous les references 30 a 32.
l'enregistreur de parametres de vol 12 et l'enregistreur vocal de cockpit 14 vent generalement designee sous le nom de << boltes noires >>. Ils enregistrent d'ordinaire les donnees de vol operationnelles mesurees par les capteurs de donnees operationnelles de l'aeronef pendant une certaine duree, cette duree dependent generalement de la capacite memoire de la bolte noire concernee. Une fois la memoire remplie par les donnees operationnelles de l'aeronef, la bolte noire enregistre pendant la meme duree les nouvelles donnees transmises par les capteurs en effacant les anciennes donnees. Les boltes noires fournissent done une image instantanee des caracteristiques operationnelles de l'aeronef pour une certaine periode temporelle. Les bo1tes noires vent generalement placees sur l'arriere de l'aeronef 10 afin
de mieux en assurer la survie lors d'un crash.
En se reportant a Fig. 2, on volt un bloc-
diagramme du systeme presente sur la Fig. 1. La bo1te noire, qui peut etre soit l'enregistreur de parametres de vol (FDR) 12 ou l'enregistreur vocal de cockpit (CVR) 14, est alimentee en signaux d' entree issus des capteurs de donnees operationnelles 17 a 22, qui
rendent compte du comportement d'ensemble de l'aeronef.
Les parametres operationnels de l'avion peuvent etre obtenus de ['unite d'acquisition de parametres de vol 16 tels que transmis par les capteurs de donnees operationnelles 17 a 22. La bo1te noire 12 ou 14 peut aussi recevoir des donnees operationnelles de l'aeronef fournies par les capteurs de donnees operationnelles via un bus d'interconnexion, comme le montre le capteur operationnel 23, ou via un capteur directement connecte a la bolte noire 12 ou 14. Comme mentionne plus haut, on trouve sur un aeronef beaucoup plus de capteurs de donnees operationnelles que ceux qui vent representes sur la figure, fournissant des signaux a ['unite d' acquisition de donnees 16 et aux boltes noires 12 et 14. A titre d'exemple seulement, certains des capteurs de donnees operationnelles fournissant des donnees a ltenregistreur vocal du cockpit 14 comprennent les
microphones de cockpit precedemment mentionnes.
Pareillement, a titre d'exemple seulement, certains des capteurs de donnees operationnelles fournissant des donnees a l'enregistreur de parametres de vol 12 comprennent un capteur d'altitude, un capteur de vitesse-air, un capteur d' acceleration verticale, un capteur de cap magnetique, un capteur de position du manche, un capteur de position du palonnier, un capteur d'etat des stabilisateurs dthorizontalite ainsi qu'un capteur de debit de kerosene. D'autres capteurs de donnees operationnelles fournissent des informations supplementaires. Par exemple, des capteurs de donnees operationnelles peuvent fournir des signaux video issus de cameras reparties dans l'aeronef. Des capteurs de donnees operationnelles peuvent fournir des signaux audio issus de microphones repartis dans l'aeronef (en plus des signaux audio en provenance du cockpit fournis a l'enregistreur vocal du cockpit 14). Toutes les donnees de pilotage, c'est a dire les donnees correspondent aux actions sur les commandes de l'aeronef, peuvent aussi etre fournies par un capteur
de donnees operationnelles a la bolte noire 12 ou 14.
L'aeronef 10 est equipe d'une pluralite de capteurs d' accident 30 a 32 ainsi que d'une interface 44 pour capteurs d' accidents. Chacun des capteurs de la pluralite de capteurs d'accident 30 a 32 est configure
de facon a signaler l' existence d'un risque d' accident.
Lorsque l'un quelconque des capteurs d'accident 30 a 32 detecte l' occurrence d'un evenement precurseur d'un risque ou de l' existence de conditions accidentelles, ce capteur d' accident delivre un signal transmis via linterface capteurs 44 a la bolte noire 12 ou 14 ou au processeur-modem 34 pour rendre disponible et eventuellement transmettre par vole hertzienne des donnees operationnelles de l'aeronef. L' occurrence de l'evenement, appele evenement accidental, peut etre constituee par la derive d'un certain parametre de vol
hors de sa limite consideree comme normale.
Les capteurs d' accident 30 a 32 peuvent etre configures pour predetecter un risque d' accident de diverges manieres, et un certain nombre de capteurs peuvent etre devolus a cette tache. En general, les capteurs d' accident 30 a 32 pressentent qutun accident risque de se produire ou est en train de se produire en
detectant l' occurrence d'un evenement predetermine.
Suivant un mode de realisation prefere, l' occurrence d'un evenement predetermine indique un risque d'accident ou un debut d'accident. A titre d'exemple, l'un des capteurs d'accident pourrait etre un interrupteur que manipule le pilote ou le copilote lorsqu'ils pensent qutun accident va se produire. Un autre des capteurs d' accident 30 a 32 est un dispositif relic a l'indicateur 45 de vitesse verticale de l'aeronef (VSI, Vertical Speed Indicator) pour verifier si la vitesse verticale de l'aeronef est ou non hors de ses limites normales. Un autre des capteurs d' accident est un dispositif qui detecte la sortie de la vitesse air de l'aeronef 10 de ses limites normales. Pour conclure, un capteur d' accident 30 a 32 peut etre tout capteur installe sur l'aeronef qui fournit un signal d'alarme loreque le capteur detecte un parametre operationnel qui sort de ses limites normales, done qui
devient anormal.
De plus, la transmission des donnees operationnelles de l'aeronef peut etre declenchee par :5 une combinaison de mesures des capteurs. Dans ce cas, il est preferable que les donnees issues des capteurs de donnees operationnelles de l'aeronef, ou du moins les signaux de sortie des capteurs, soient fourni(e)s a un processeur, tel que le processeur-modem 34. Une autre solution consiste a integrer le processeur dans l'interfacecapteurs 44. Le processeur peut analyser diverges combinaisons de resultats de mesures fournis par les capteurs. Le processeur peut analyser les combinaisons de resultats fournis par les capteurs 30 a 32 pour conclure qutun accident est en train de se produire et declencher liemission des parametres
operationnels de l'aeronef.
De plus, tout capteur 17 a 23 des donnees operationnelles peut jouer le role de capteur d' accident si un ou plusieurs des capteurs 17 a 23 detecte(nt) l' occurrence de conditions anormales. Si un capteur de donnees operationnelles 17 a 23 est utilise comme capteur d' accident, sa sortie est connectee a l'interface-capteurs 44 pour actionner un trigger qui
provoque ['emission des informations.
Selon un mode de realisation de l' invention, les donnees operationnelle de l'aeronef stockees dans la bolte noire 12 ou 14 vent fournies en permanence au processeur-modem 34. Le processeur-modem 34 formate les donnees operationnelles de l'aeronef de facon a en optimiser la transmission hertzienne. Ce formatage comprend, de preference, une compression des donnees operationnelles de l'aeronef selon des techniques de compression bien connues et /ou un codage a correct ion d'erreurs des donnees operationnelles de l'aeronef selon des techniques de codage bien connues. Le processeur-modem 34 insere avantageusement un signal particulier dans les donnees operationnelles de l' aeronef afin d' identifier l'aeronef a lorigine de la transmission.
Suivant ce mode de real isat ion, le processeur-
modem 34 effectue la compression des donnees recues de facon continue et/ou effectue un codage a correction d'erreurs de ces donnees. Ainsi, loreque l' interface capteurs 44 recoit un signal en provenance de l'un des capteurs d' accident 30 a 32 indiquant un evenement annoncant des conditions operationnelles anormales, l' interface capteurs 44 fournit un signal au processeur-modem 34 qui lui fait delivrer les donnees operationnelles deja compressee de l'aeronef a un ou
plusieurs des emetteurs 36 a 39.
Suivant une variante de mode de realisation, le processeur-modem 34 peut attendre la reception diun signal en provenance de l' interface capteurs 44 pour commencer a compresser les donnees operationnelles de l'aeronef et/ou introduire dans ces donnees un code correcteur d'erreurs. Suivant une autre variante de mode de realisation, la sortie de l' interface capteurs 44 peut etre fournie directement a la bolte noire 12 ou 14. Dans ce cas, les donnees operationnelles de l'aeronef ne vent fournies par la bolte noire 12 ou 14 au processeur-modem 34 que lors de la reception d'un signal transmis par l' interface capteurs 44. Une fois que l' interface capteurs 44 a delivre un signal aux boltes noires 12 ou 14, les donnees operationnelles de l'aeronef vent fournies au processeur-modem 34, ou elles vent compressees et/ou optionnellement codees avec un code correcteur d'erreurs. Des que le processeur-modem 34 a accompli cette tache, le signal est automatiquement fourni a un ou plusieurs des emetteurs 36 a 39. De plus, la bolte noire 12 ou 14, lorsqu'elle rec,oit un signal en provenance de linterface capteurs 44 leur enjoignant d'emettre les donnees operationnelles de l'aeronef 10, peut directement fournir ces donnees a un ou plusieurs des emetteurs 36 a 39. De plus, les fonctions de traitement du processeur-modem 34 peuvent etre incluses dans la bolte noire 12 ou 14, et la bolte noire 12 ou 14 peut directement alimenter un ou plusieurs des emetteurs 36 a 39 lorsqu'un signal de declenchement est rec,u de
l' interface capteurs 44.
I1 est aussi avantageux que les donnees operationnelles de l'aeronef puissent aussi etre compressees avant d'etre stockees dans l'une des boltes noires 12 ou 14. Bien que cette compression ne soit pas indispensable, son absence reduirait la quantite de donnees transmises dans un laps de temps donne. C'est
pourquoi les modes de realisation preferes de la
presente invention font appel a une compression de
donnees.
Comme le montre la Fig.2, les donnees recueillies par le processeur-modem 34 vent envoyees a au moins un emetteur 36 pour transmission par vole hertziennevers une station de reception. Les donnees operationnelles de l'aeronef peuvent aussi etre fournies a une pluralite d'emetteurs 36 a 39. La pluralite d'emetteur 36 a 39 peut etre configuree de fa,con a ce que chaque emetteur transmette la totalite des donnees operationnelles de l'aeronef issues de la bolte noire 12 ou 14, moyennant quoi la redondance du systeme est assuree. Une autre fa,con de faire consiste a repartir les donnees fournies par les boltes noires 12 ou 14 en segments, chacun de ces segments etant transmis par un des emetteurs 36 a 39. En effectuant une partition des donnees transmises par les emetteurs 36 a 39, une bande r li passante plus large peut etre utilisee pour transmettre une plus grande quantite de donnees operationnelles de l'aeronef dans un laps de temps donne. Dans le cas ou une pluralite d'emetteurs 36 a 39 transmettent simultanement les donnees operationnelles de l'aeronef, il est preferable de travailler en mode diversite de frequence, les emetteurs 36 a 39 transmettant chacun sur une frequence particuliere donnee. La station receptrice des donnes operationnelles de l'avion peut etre une station a terre 40 ou un recepteur embarque sur satellite 42 ou tout autre recepteur exterieur a
l'aeronef 10.
Lors d'un scenario d' accident, le delai entre l' apparition d'une situation potentiellement dangereuse et l' accident lui-meme est en general tres court. C'est pourquoi, pour etre efficace, la rapidite de transmission des donnees operationnelles de l'aeronef s'avere etre critique. I1 est important que les donnees de la bolte noire soient transmises dans un court laps
de temps.
L'importance de la compression des donnees pour atteindre ce but a bien ete comprise. On pense que la plus course duree de transmission possible se situe dans la gamme de 0,01 a 0,1 seconde, cette transmission intervenant en cas de catastrophe, comme, par exemple, une collision. Il est aussi preferable de fournir le plus de compression possible. Par exemple, un ratio de compression d'environ 1000 fois permettra aux donnees enregistrees sur une periode de 10 secondes d'etre
transmises en 0, 01 secondes.
Un moyen simple de compresser les donnees consiste a utiliser un horloge << lente >> pour echantillonner les donnees fournies par les capteurs 17 a 22 et une horloge << rapide >> pour les restituer aux emetteurs 36 a 39. Si lion echantillonne numeriquement les donnees a 2 kHz pendant une seconde, on obtient 2000 echantillons. Une fois memorises, les echantillons peuvent etre emis en 0,1 seconde, avec une horloge a 20 kHz, ou encore en moins de temps avec une horloge encore plus rapide. Un dispositif FIFO (First In First Out, premier entre - premier sort)) peut etre utilise
pour ce type de compression.
D'autres systemes standard de compression des donnees operationnelles peuvent etre utilises pour compresser les donnees operationnelles stockees dans les boltes noires 12 ou 14. De plus, le mode diversite de frequence mentionne precedemment peut aussi etre utilisee pour obtenir de plus large bandes de transmission. De la meme facon, des codages standard a correction d'erreur peuvent etre introduits dans le
cadre de la presente invention.
En ce qui concerne les emetteurs 36 a 39, il est preferable d'utiliser des emetteurs a large bande, qui appliquent une technique de transmission en rafales. La bande passante doit etre suffisamment large pour s'accommoder de la faible duree et du mode rafale de la transmission. Un grand nombre d'appareils de puissance allant de 1 Watt a 10 Watts vent disponibles sur le marche pour satisfaire cette exigence; en particulier les amplificateurs a tubes a vice a ondes progressives, les amplificateurs a semi-conducteurs a arseniure de gallium ou a nitrure de gallium. Les bandes passantes maximales disponibles avec ce genre d'appareil vont de quatre a quinze GHz, travaillant dans le domaine des ondes micro-ondes, qui stetend de 2 a 20 GHz. On trouve sur le marche une grande quantite d'antennes capables de transmettre dans cette bande avec la puissance indiquee. Par exemple les antennes spirales, en cornet, a encoche (Vivaldi) et FSQ (four square). Plusieurs emetteurs et antennes vent repartis a la peripherie de l'aeronef pour emettre les donnees et assurer une couverture spatiale complete autour de celui-ci, ainsi
qu'un bonne fiabilite.
Comme on l'a vu plus haut, dans le pire des cas, loreque les circonstances vent catastrophiques, par exemple une explosion ou un crash inattendu, on salt transmettre les donnes en un laps de temps allant de 0, 01 seconde a 0,1 seconde. Les techniques de compression, les techniques de transmission en rafales et l'utilisation d'emetteurs multiples pour transmettre des segments de donnees operationnelles de l'aeronef devraient etre choisis en fonction du volume effectif de donnees a transmettre, du nombre de composants constituent le systeme et du laps de temps que l'on estime necessaire pour effectuer la transmission. Ces parametres peuvent varier quelque peu d'un cas a l'autre. La Fig. 3 represente un bloc-diagramme de la bolte noire 12 ou 14. La bolte noire 12 ou 14 comporte generalement une interface d' entree 50 qui recoit des signaux de ['unite d'acquisition des parametres de vol 16 ou d'autres sources de donnees. Les signaux recus par la bolte noire 12 ou 14 vent alors fournis a une memoire resistante au crash 52 et stockees soit sur
bande magnetique, soit dans une memoire a semi-
conducteurs, selon le type de bolte noire utilise. La memoire resistante au crash 52 est realisee de facon a supporter les efforts et les temperatures extremes rencontrees lors d'une catastrophe aerienne. Wile est generalement enfermee dans un habillage en acier inoxydable dote d'une isolation thermique concourrant a assurer sa survie. La bolte noire 12 ou 14 comporte aussi une interface 54, pour les capteurs d'accident et une interface de sortie 56, qui peut etre ajointe aux bo1tes noires en service. Lorsque la bolte noire 12 ou 14 rec,oit un signal de validation arrivant sur l' interface capteurs accident 54 en provenance de l' interface capteurs 44, la bolte noire 12 ou 14 provoque l' extraction des donnees operationnelles de l'aeronef de la memoire resistante au crash 52 via l' interface de sortie 56. La bolte noire 12 ou 14 peut tout aussi bien alimenter continument soit le
processeur-modem 34, soit l'emetteur.
En se reportant a la Fig. 4, on volt que la bolte noire 12 ou 14, l' united' acquisition des parametres de vol 16, la pluralite de capteurs 17 a 23 et l' interface
capteurs 44 fonctionnent comme on vient de le decrire.
Le processeur-modem 34, quant a lui, est relic a un bus de donnees critiques 60 au lieu de l'etre directement a la bolte noire 12 ou 14. La pluralite d'emetteurs 36 a
39 est aussi reliee au bus donnees critiques 60.
Fonctionnellement, le systeme represente sur la Fig.4 opere comme celui de la Fig. 2. Le processeur-modem 34 rec,oit les donnees operationnelles de l'aeronef en provenance de la bolte noire 12 ou 14, soit continument, soit loreque l' interface capteurs 44 indique qu'un parametre operationnel anormal a ete detecte par un capteur d' accident 30 a 32. Les donnees operationnelles de l'aeronef vent rec,ues via le bus donnes critiques 60. De plus, loreque l' interface capteurs 44 indique qu'un parametre de fonctionnement anormal a ete detecte, l' interface capteurs 44 envoie les donnees operationnelles de l'aeronef formatees vers un ou plusieurs des emetteurs 36 a 39 via le bus
donnees critiques 60.
Se reportant a la Fig. 5, la bolte noire est representee comme integrant l'enregistreur de parametres de vol 12 et ltenregistreur vocal de cockpit 14. D'autres types de boltes noires susceptibles d'enregistrer des donnees operationnelles de l'aeronef entrent dans le champ de la presente invention. Le systeme represente sur la Fig.5 montre que les donnees en provenance aussi bien de l'enregistreur de parametres de vol 12 que de l'enregistreur vocal de cockpit 14 vent transmises au processeur-modem 34, soit continument soit sur reception diun avertissement d'accident. Le processeur-modem 34 formate les donnees des enregistreurs 12 et 14 et les fournit a un ou plusieurs des emetteurs 36 a 39 lors de la reception d'un signal de l' interface capteurs 44 indiquant
lioccurrence d'un evenement accidental.
En plus du mode de fonctionnement decrit precedemment, les donnees en provenance des capteurs de donnees operationnelles de l'aeronef 17 a 23 peuvent etre directement fournies aux emetteurs 36 a 39 loreque l'un des capteurs d' accident 30 a 32 detecte l' occurrence d'un evenement accidental, sans transiter par une bo1te noire. Par exemple, les donnees des capteurs de donnees operationnelles 17 a 23 peuvent etre fournies directement au processeur-modem 34, qui peut formater les donnees operationnelles de l'aeronef et les envoyer apres formatage aux emetteurs 36 a 39 pour emission sur commande d'un signal d'activation par l' interface capteurs 44 a la suite de la detection d'un evenement accidental par un ou plusieurs des capteurs
daccident 30 a 32.
Bien que la presente invention ait ete ici decrite
sous forme de modes de realisations particuliers, il
est entendu que ces modes de realisation n'ont que
valeur d'exemples des principes et applications de ['invention. Il est entendu que de nombreuses modifications peuvent etre appliquees aux modes de realisation presentes et que d'autres arrangements peuvent etre concus sans sortir du cadre de l' invention
tel que definie par les revendications jointes.
Claims (35)
1. Systeme de transmission de donnees operationnelles d'un aeronef comprenant: une ou plusieurs boltes noires memorisant les donnees operationnelles de l'aeronef, un ou plusieurs emetteurs qui assurent la transmission hertzienne des donnes operationnelles memorisees de l'aeronef, un ou plusieurs capteurs, chaque capteur etant susceptible de declencher la transmission hertzienne des donnees operationnelles de l'aeronef par un ou plusieurs des emetteurs lors de la detection d'un evenement. 2. Systeme selon la revendication 1, comportant en outre un processeur-modem recevant les donnees operationnelles de l'aeronef en provenance de la bolte noire, compresse les donnees operationnelles de l'aeronef, et envoie les donnees operationnelles compressees de l'aeronef a un ou plusieurs emetteurs
pour etre transmises.
3. Systeme selon la revendication 2 comportant en outre un bus auquel la bolte noire, le processeur et un ou
plusieurs emetteurs vent raccordes.
4. Systeme selon la revendication 1, comportant en outre un recepteur a terre recevant les donnees operationnelles de l'aeronef transmises par vole hertzienne. 5. Systeme selon la revendication 1, comportant en outre un recepteur embarque sur satellite recevant les donnees operationnelles de l'aeronef transmises par
vole hertzienne.
6. Systeme selon la revendication 1, dans lequel lesditsun ou plusieurs capteurs contien(nen)t une pluralite de capteurs chacun des capteurs de cette pluralite de capteurs etant a meme de declencher la transmission hertzienne des donnees operationnelles de l'aeronef via un ou plusieurs des emetteurs lors de la
detection de l' occurrence diun evenement.
7. Systeme selon la revendication 1, dans lequel lesdits un ou plusieurs des emetteurs comprend une pluralite d'emetteurs et lesdits un ou plusieurs 1S capteurs comprend une pluralite de capteurs, chacun des capteurs de la pluralite de capteurs etant en mesure de declencher la transmission hertzienne des donnees operationnelles de l'aeronef par la pluralite d'emetteurs lors de la detection de l' occurrence d'un
evenement predetermine.
8. Systeme selon la revendication 1, dans lequel lesdits une ou plusieurs des boltes noires comprennent un pluralite de boltes noires, chacune des boltes noires etant capable de stocker au moins une partie des
donnees operationnelles de l'aeronef.
9. Systeme selon la revendication 1, dans lequel la bolte noire est un enregistreur des parametres de vol. 10. Systeme selon la revendication 1, dans lequel la
bolte noire est un enregistreur vocal de cockpit.
11. Systeme selon la revendication 1, dans lequel la bolte noire est constitue d'un enregistreur des : parametres de vol et d'un enregistreur vocal de cockpit. 12. Systeme selon la revendication 1, dans loquel lesdits un ou plusieurs des emetteurs comportent une pluralite d'emetteurs et dans lequel chacun des emetteurs de la pluralite d'emetteurs transmet par vole hertzienne une partie des donnees operationnelles de
l'aeronef lorequ'il est active par un capteur.
13. Systeme selon la revendication 12, dans loquel chacun des emetteurs de la pluralite d'emetteurs
transmet sur un frequence differente.
14. Systeme selon la revendication 6, dans loquel les donnees operationnelles de l'aeronef comprennent: les mesures des capteurs et les signaux de commande. 15. Systeme selon la revendication 6, dans lequel les donnees operationnelles de l'aeronef comprennent des
signaux audio.
16. Systeme selon la revendication 15, dans lequel les donnees operationnelles de l'aeronef comprennent des
signaux video.
17. Systeme de transmission des donnees operationnelle d'un aeronef, comprenant: un enregistreur de parametres de vol qui memorise un premier ensemble de donnees operationnelles de l'aeronef; un enregistreur vocal de cockpit qui memorise un second ensemble de donnees operationnelles de l'aeronef ; -, un ou plusieurs emetteurs qui peuvent transmettre par vole hertzienne le premier et le second ensemble de donnees operationnelles de l'aeronef; et un ou plusieurs capteurs, chaque capteur etant a meme de declencher lt emission par vole hertzienne du premier et du deuxieme ensemble de donnees operationnelles de l'aeronef lors de la detection de
lioccurrence d'un evenement.
18. Systeme selon la revendication 17, comprenant en out re un proce s seur - modem recevant l e s premier et second ensembles de donnees operationnelles de l'aeronef en provenance de ltenregistreur de parametres de vol et de ltenregistreur vocal de cockpit, respectivement, compresse les premier et second ensembles de donnees operationnelles de 1'aeronef et fournit les premiers et second ensembles compresses de donnees operationnelles de l'aeronef a un ou plusieurs
des emetteurs pour transmission hertzienne.
19. Systeme selon la revendication 17, dans lequel lesdits un ou plusieurs des capteurs comportent une pluralite de capteurs a meme de declencher ['emission d'au moins une portion des premiere et seconde parties des donnees operationnelles de liaeronef par un ou plusieurs des emetteurs lors de la detection de
l' occurrence d'un evenement.
20. Systeme selon la revendication 17, dans lequel lesdits un ou plusieurs emetteurs comportent une pluralite d'emetteurs et lesdits un ou plusieurs capteurs comportent une pluralite de capteurs a meme de declencher la transmission hertzienne des premiere et deuxieme parties de donnees operationnelles de
l'aeronef par la pluralite d'emetteurs.
di p 21. Systeme selon la revendication 16, comprenant de plus un recepteur au sol recevant la transmission par vole hertzienne des donnees operationnelles de l'aeronef. 22. Systeme selon la revendication 16, comprenant de plus un recepteur embarque sur satellite recevant la transmission par vole hertzienne des donnees
operationnelles de l'aeronef.
23. Systeme selon la revendication 19, dans lequel les donnees operationnelles de l'aeronef comprennent: les mesures des capteurs et les signaux de
commande.
24. Systeme selon la revendication 19, dans lequel les donnees operationnelles de l'aeronef comprennent des
signaux audio.
25. Systeme selon la revendication 24, dans lequel les donnees operationnelles de l'aeronef comprennent des
signaux video.
26. Une methode de transmission des donnees operationnelles d'un aeronef, comprenant les etapes consistent a: memoriser les donnees operationnelles de l'aeronef dans une bolte noire; detecter l' occurrence d'un evenement anormal a bord de l'aeronef; et transmettre par vole hertzienne les donnees operationnelles memorisees de l'aeronef lors de la
detection d'un evenement operationnel anormal.
J' ?; 27. Methode selon la revendication 26, comprenant en outre ltetape consistent a compresser les donnees operationnelles de l' aeronef avant l' etape consistent a
transmettre les donnees par vole hertzienne.
s 23. Methode selon la revendication 26, comprenant en outre lietape consistent a compresser les donnees
operationnelles de l'aeronef memorisees.
29. Methode selon la revendication 26, dans laquelle les donnees operationnelles de l'aeronef vent
transmises par une pluralite d'emetteurs.
30. Methode selon la revendication 27, dans laquelle les donnees operationnelles stockees de l'aeronef vent
transmises par une pluralite d'emetteurs.
31. Methode selon la revendication 26, comprenant en outre l'etape consistent a recevoir les donnees operationnelles transmises par vole hertzienne depuis
l'aeronef sur un recepteur base au sol.
32. Methode selon la revendication 26, comprenant en outre l'etape consistent a recevoir les donnees operationnelles transmises par vole hertzienne depuis
l'aeronef sur un recepteur embarque sur satellite.
33. Methode selon la revendication 26, dans laquelle les donnees operationnelles comprennent:
les mesures capteurs et le signaux de commande.
34. Methode selon la revendication 26, dans lequel les donnees operationnelles de l'aeronef comprennent des
signaux audio.
:# f 35. Methode selon la revendication 26, dans lequel les donnees operationnelles de l'aeronef comprennent des .,
slgnaux videos.
S 36. Methode de transmission des donnees operationnelles d'un aeronef, comprenant les etapes consistent a: stocker un premier ensemble de donnees dans un enregistreur de parametres de vol; stocker un second ensemble de donnees dans un enregistreur des conversations de cockpit; detecter l' occurrence d'un evenement operationnel anormal a bord de l'aeronef, et transmettre par vole hertzienne les premier et second ensembles de donnees operationnelles lors de la
detection d'un evenement operationnel anormal.
37. Methode selon la revendication 36, comprenant en outre ltetape consistent a compresser les donnees des premier et second ensembles de donnees operationnelles de l'aeronef avant ltetape consistent a transmettre les
donnees par vote hertzienne.
38. Methode selon la revendication 36, dans laquelle les premier et second ensemble de donnees operationnelles de l'aeronef vent transmis par une
pluralite d'emetteurs.
39. Un systeme pour transmettre les donnees operationnelles de vol d'un aeronef, comprenant: une bolte noire pouvant memoriser les donnees operationnelles de l'aeronef un processeur-modem qui recoit les donnees operationnelles de l'aeronef en provenance de la bolte noire et compresse les donnees operationnelles de l'aeronef, --: un emetteur qui peut transmettre par vole hertzienne les donnees operationnelles de l'aeronef; et un capteur qui declenche la transmission hertzienne depuis l'aeronef des donnees operationnelles de l'aeronef par ltemetteur lors de la detection de
lt occurrence d'un evenement.
40. Systeme selon la revendication 39, comprenant en outre des bo1tes noires supplementaires, chacune des boltes noires etant a meme de stocker une partie au
moins des donnes operationnelles de l'aeronef.
41. Systeme selon la revendication 39, comprenant en outre des emetteurs supplementaires, chacun des emet teurs et ant a meme de t ransmett re par vol e hertzienne une partie au moins des donnes
operationnelles de l'aeronef.
42. Systeme selon la revendication 39, comprenant en outre des capteurs supplementaires, chacun des capteurs etant a meme de declencher la transmission des donnes operationnelles de l'aeronef lors de la detection de
lt occurrence d'un evenement predetermine.
43. Systeme selon la revendication 39, comprenant en outre: des emetteurs supplementaires, chacun des emetteurs etant a meme de transmettre par vole hertzienne les donnees operationnelles stockees de l'aeronef; et des capteurs supplementaires, chacun des capteurs etant a meme de declencher la transmission hertzienne des donnees operationnelles de l'aeronef par les
- - J - -
emetteurs lors de la detection d'un evenement predetermine. 44. Un systeme pour transmettre des donnees operationnelles diun aeronef depuis l'aeronef, comprenant: un enregistreur de parametres de vol capable de memoriser un premier ensemble de donnees operationnelles de l'aeronef; un enregistreur vocal de cockpit capable de memoriser un second ensemble de donnees operationnelles de l'aeronef; un processeur qui recoit les premier et second ensembles de donnees operationnelles de l'aeronef en provenance de ltenregistreur de parametres de vol et de lienregistreur vocal de cockpit, respectivement, et compresse les premier et deuxieme ensembles de donnees operationnelles de l'aeronef; un emetteur qui peut transmettre par vole hertzienne les premier et second ensembles compresses de donnees operationnelles de l'aeronef; et un capteur qui declenche la transmission hertzienne des premier et second ensemble compresses de donnees operationnelles de l'aeronef lors de la
detection de l' occurrence d'un evenement.
45. Une methode de transmission des donnees operationnelles d'un aeronef depuis l'aeronef, comportant les etapes consistent a memoriser les donnees operationnelles de l'aeronef dans une bolte noire; compresser les donnees operationnelles de l'aeronef; detecter l' occurrence d'un evenement operationnel anormal a bord de l'aeronef; et : transmettre par vole hertzienne les donnees operationnelles compressees de l'aeronef lors de la detection de l' occurrence d'un evenement operationnel anormal. s 46. Methode selon la revendication 45, comprenant en outre l'etape consistent a recevoir les donnees operationnelles de l'avion transmises par vole
hertzienne sur un recepteur a terre.
47. Methode selon la revendication 45 comprenant en outre l'etape consistent a recevoir les donnees operationnelles de l'avion transmises par vole
hertzienne sur un recepteur embarque sur satellite.
48. Une source de donnees operationnelles d'un aeronef comprenant: un emetteur; et un ou plusieurs capteurs repartis sur l'aeronef; dans lequel l'emetteur peut transmettre les donnees operationnelles de l'aeronef suite a la detection d'un
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Also Published As
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