FR2876483A1 - Procede et systeme d'evitement pour un aeronef - Google Patents
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Abstract
- Procédé et système d'évitement pour un aéronef.- Le système d'évitement (1) comporte un système d'anticollision (3) qui est susceptible de détecter un risque de collision avec au moins un aéronef intrus, d'émettre une alarme et de déterminer des informations d'évitement, des moyens de calcul (4) pour déterminer automatiquement lors de l'émission d'une alarme, à partir d'informations d'évitement reçues du système d'anticollision (3), au moins des consignes d'évitement exprimées en terme de facteur de charge, et un dispositif d'aide à l'évitement tel qu'un dispositif de guidage automatique (6) et/ou un directeur de vol (21), qui est relié aux moyens de calcul (4) et qui aide au guidage de l'aéronef (A) à l'aide de consignes d'évitement reçues de ces moyens de calcul (4).
Description
La présente invention concerne un procédé et un système d'évitement pour
un aéronef, en particulier un avion de transport.
Plus précisément, l'invention s'applique à un système d'évitement comportant un système d'anticollision qui est susceptible: de détecter un risque de collision avec un autre aéronef appelé aéronef intrus ci-après (c'est-à-dire qui réalise une intrusion dans l'espace proche de la position actuelle de l'aéronef considéré) ; et lors d'une telle détection, d'émettre une alarme et de déterminer des informations d'évitement précisées ci-dessous.
Une manoeuvre d'évitement d'un aéronef intrus est une manoeuvre délicate, puisque l'on demande à l'équipage d'éviter la trajectoire de l'aéronef intrus tout en gardant la maîtrise cle son propre aéronef et de la trajectoire de ce dernier. Deux problèmes peuvent notamment surgir pendant une telle manoeuvre: le pilote pousse l'aéronef à la limite ou en dehors de son enveloppe de vol. Ceci déclenche d'autres alarmes qui viennent s'ajouter à l'alarme initiale; le pilote quitte son plan de vol pour réaliser l'évitement. II risque dans ce cas de croiser la trajectoire d'un troisième aéronef. II en résulte sou- vent une perturbation du trafic aérien, en particulier dans les zones d'approche de grands aéroports.
On sait qu'un système d'anticollision, en particulier de type TCAS ("Traffic alert and Collision Avoidance System" en anglais, c'est-à-dire système d'alerte de trafic et d'évitement de collision), permet de surveiller les trajectoires des aéronefs à proximité de l'aéronef considéré et de re- présenter leurs positions respectives sur un écran de visualisation, par exemple de type ND ("Navigation Display" en anglais, à savoir écran de navigation).
Ce système d'anticollision repose sur un échange d'informations par l'intermédiaire de transpondeurs. A l'aide de l'altitude et de la distance, échangées par exemple toutes les secondes, ledit système d'anticollision calcule la trajectoire de tout aéronef intrus. Il estime alors le danger potentiel et calcule une manoeuvre appropriée pour l'éviter. Cette manoeuvre s'exécute uniquement dans le plan vertical.
Les aéronefs intrus sont généralement classés en plusieurs catégo- ries suivant leur proximité. On distingue ainsi les alertes ou alarmes suivantes: une alerte de trafic ("Traffic Advisory" en anglais) qui permet de signaler les appareils qui sont entre 25 et 40 secondes de l'aéronef. Le pilote doit surveiller l'évolution des trajectoires de ces appareils, mais aucune manoeuvre ou limitation ne lui est imposée; et une alarme ou alerte ferme ("Resoluton Advisory" en anglais) qui pré-vient d'un danger proche (moins de 25 secondes). A partir des données relatives aux deux aéronefs (altitude, distance et vitesse), le système d'anticollision élabore deux manoeuvres possibles: É une première manoeuvre associée à une alerte préventive, qui consiste à maintenir la trajectoire courante. Dans certains cas, il peut être nécessaire de limiter le taux de montée ou de descente; É une seconde manoeuvre associée à une alarme corrective (appelée alarme ci-après), qui consiste à exécuter une montée ou une descente à un taux défini par le système d'anticollision jusqu'à ce que le danger soit écarté. Cette manoeuvre s'effectue uniquement dans le plan vertical.
Lors d'une alarme ou alerte ferme de type "Resolution Advisory", une signalétique particulière est généralement présentée sur une échelle de vitesse verticale de l'écran primaire de pilotage de l'aéronef. Deux zones sont affichées sur cette échelle: une zone rouge qui représente une zone de vitesse verticale interdite; et une zone verte dans laquelle le pilote doit placer la vitesse verticale de l'aéronef afin d'éviter l'aéronef intrus.
En cas d'alarme corrective, on demande au pilote de désengager le cas échéant le pilote automatique, ainsi que le dispositif de maintien de poussée, et d'effectuer la manoeuvre d'évitement manuellement. II doit pour cela actionner le manche de commande et la manette des gaz pour placer la vitesse verticale dans la zone de sécurité verte précitée. Dans la pratique, on demande aux pilotes de suivre la vitesse verticale limite entre la zone rouge et la zone verte.
Cependant, l'expérience montre que le suivi d'une consigne de vi- tesse verticale n'est pas intuitif pour un pilote. En effet, la vitesse verticale n'est pas un paramètre primaire de pilotage, comme l'assiette ou la vitesse air par exemple. Les pilotes ont ainsi tendance à dépasser la consigne, ce qui peut entraîner: une forte variation du facteur de charge, qui nuit au confort et à la sécurité des passagers; une variation brusque de la vitesse et de l'incidence, qui implique un risque de sortie de l'enveloppe de vol; et un écart important de la trajectoire par rapport à la trajectoire initiale, qui perturbe le trafic aérien sur des zones de trafic dense.
Pour essayer de remédier à ces inconvénients, une solution connue préconise d'afficher sur l'écran primaire de pilotage une consigne d'évitement exprimée en assiette. Pour cela, la consigne de vitesse verticale est convertie en une valeur d'assiette, plus facile à asservir par le pilote. Cette représentation est connue sous le nom de "Pitch Cues" (indications d'assiette).
Toutefois, l'évitement manuel mis en oeuvre dans ce cas reste très dynamique et ne comble pas tous les problèmes précédemment évoqués (en particulier parce que les indications de tangage ou d'assiette sont cal-culées avec un gain relativement élevé pour inciter le pilote à réaliser une manoeuvre d'évitement rapide).
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Elle concerne un procédé d'évitement permettant d'empêcher lors o de l'évitement en vol d'un aéronef intrus des variations brusques de facteur de charge, en réalisant une manoeuvre optimale et un asservissement précis sur la valeur de consigne appropriée.
A cet effet, selon l'invention, ledit procédé d'évitement pour un aéronef comportant un système d'anticollision qui est susceptible: de détecter un risque de collision avec au moins un aéronef intrus; et lors d'une telle détection, d'émettre une alarme (à savoir une alarme corrective de type précité) et de déterminer des informations d'évitement, est remarquable en ce que, lors de l'émission d'une alarme: a) on détermine automatiquement, à partir d'informations d'évitement correspondantes, au moins des consignes d'évitement qui sont exprimées en terme de facteur de charge et qui permettent d'éviter toute collision si elles sont appliquées à l'aéronef; et b) on transmet automatiquement ces consignes d'évitement à au moins un moyen d'aide à l'évitement précisé ci- dessous.
Avantageusement, à l'étape a) précitée: on détermine, à partir desdites informations d'évitement, des premières consignes qui sont exprimées en terme de vitesse verticale et qui per-mettent d'éviter une collision; et on transforme ces premières consignes en consignes correspondantes exprimées en terme de facteur de charge de manière à former lesdites consignes d'évitement.
De plus: dans une première variante, on détermine lesdites premières consignes de manière à se rapprocher au maximum d'une vitesse verticale nulle, tout en respectant lesdites informations d'évitement, comme précisé ci-dessous; et dans une seconde variante, on détermine lesdites premières consignes de manière à minimiser l'écart entre la trajectoire d'évitement de l'aéro- nef et la trajectoire initiale (avant l'alarme).
Dans un premier mode de réalisation, à l'étape b), on transmet automatiquement les consignes d'évitement à un dispositif de guidage automatique de l'aéronef, qui est susceptible de mettre en oeuvre un mode de guidage permettant de guider automatiquement l'aéronef conformé-ment à des consignes d'évitement reçues, lorsqu'un pilote automatique est engagé et que ledit mode de guidage est déclenché.
Ainsi, grâce à l'utilisation d'un dispositif de guidage automatique, on est en mesure de remédier aux inconvénients précités dus à un évite- ment manuel mis en oeuvre directement par le pilote. En effet, la présente invention permet ainsi d'éviter les variations brusques de facteur de charge, en réalisant une manoeuvre optimale et un asservissement précis sur la consigne. Ceci se traduit par un meilleur confort pour les passagers, une plus grande marge de sécurité vis-à-vis de l'enveloppe de vol, un éloi- gnement minimal par rapport à l'altitude de consigne et donc une pertur- bation réduite du trafic aérien.
On sait qu'un dispositif de guidage automatique assure d'excellentes performances pour toutes captures et tous maintiens de consignes et une meilleure reproductibilité que les pilotes. Aussi, la manoeuvre réalisée par un dispositif de guidage automatique est plus confortable et plus proche de la consigne que celle réalisée manuellement par un pilote.
De plus, une manoeuvre automatique permet de délester le pilote d'une tâche de pilotage (manoeuvre d'évitement) qui a été faite manuelle- ment jusqu'ici, ce qui lui laisse notamment plus de temps pour identifier le ou les aéronefs intrus lors de cette situation à fort stress.
Dans un premier mode de réalisation, lors de l'émission d'une alarme, si le pilote automatique est préalablement engagé : on affiche un message pour avertir un pilote de l'alarme; et ledit mode de guidage (mis en oeuvre par ledit dispositif de guidage automatique) est déclenché lorsque le pilote actionne un moyen d'actionnement prévu à cet effet.
En outre, dans un second mocle de réalisation préféré, lors de l'émission d'une alarme, si le pilote automatique est préalablement en- gagé, ledit mode de guidage est déclenché automatiquement par l'émission de cette alarme. Ceci permet de délester le pilote de ce déclenche-ment et ainsi de toute la procédure d'évitement. Dans ce cas, avantageusement, ledit mode de guidage est susceptible d'être arrêté par le pilote, par l'actionnement d'un moyen d'actionnement approprié prévu à cet ef- fet.
En outre, avantageusement: dans une première variante, lors de l'émission d'une alarme, si le pilote automatique n'est pas engagé, ledit mode de guidage est déclenché automatiquement lorsqu'un pilote engage ledit pilote automatique; et dans une seconde variante, si le pilote automatique n'est pas engagé, il s'engage automatiquement et ledit mode de guidage est déclenché automatiquement lors de l'émission d'une alarme.
De plus, de façon avantageuse, si une alarme (corrective) est rem-placée par une alerte préventive de type précité, un mode de guidage préalablement déclenché reste en fonctionnement.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, un mode de guidage préalablement déclenché est arrêté automatiquement, lorsque l'une des situations suivantes se présente: le pilote dégage ledit pilote automatique; le pilote déclenche un autre mode de guidage; le système d'anticollision émet un signal de fin d'alarme.
1 o En variante ou en complément du premier mode de réalisation pré-cité (selon lequel le moyen d'aide à l'évitement comporte un dispositif de guidage automatique), dans un second mode de réalisation, à l'étape b), on transmet automatiquement les consignes d'évitement à un directeur de vol qui met en oeuvre un mode d'affichage permettant d'afficher des informations représentatives desdites consignes d'évitement, lorsqu'il est engagé et que ledit mode d'affichage est déclenché. De préférence, lesdites informations représentent des consignes de facteur de charge.
Lorsque ce second mode de réalisation est utilisé en variante audit premier mode de réalisation, on fournit au pilote les informations lui per- mettant de réaliser un évitement manuel, en suivant les consignes de pilo- tage affichées.
Bien entendu, ce second mode de réalisation peut également être utilisé en complément dudit premier mode de réalisation. Dans ce cas, la manoeuvre d'évitement est réalisée automatiquement au moyen dudit dis- positif de guidage automatique, mais le pilote peut la surveiller et décider à tout moment de reprendre cette manoeuvre manuellement, en bénéficiant alors d'une continuité d'affichage sur le directeur de vol lors du changement de mode de pilotage.
Les différents modes de déclenchement du mode d'affichage mis en oeuvre par le directeur de vol peuvenl: être déduits de façon analogique de ceux précités du mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique.
La présente invention concerne également un système d'évitement pour un aéronef, en particulier un avion cle transport civil.
Selon l'invention, ledit système d'évitement du type comportant un système d'anticollision qui est susceptible: de détecter un risque de collision avec au moins un aéronef intrus; et lors d'une telle détection, d'émettre une alarme et de déterminer des informations d'évitement, est remarquable en ce qu'il comporte de plus: des moyens de calcul (faisant de préférence partie d'un pilote automatique) pour déterminer automatiquement lors de l'émission d'une alarme, à partir d'informations d'évitement reçues dudit système d'anticollision, au moins des consignes d'évitement qui sont exprimées en terme de facteur de charge et qui permettent d'éviter toute collision si elles sont appliquées à l'aéronef; et au moins un moyen d'aide à l'évitement qui est relié auxdits moyens de calcul.
Avantageusement, lesdits moyens de calcul comportent: des moyens pour déterminer, à partir desdites informations d'évitement, des premières consignes qui sont exprimées en terme de vitesse verticale et qui permettent d'éviter une collision; et des moyens pour transformer ces premières consignes en consignes correspondantes exprimées en terme de facteur de charge de manière à former lesdites consignes d'évitement..
Dans un mode de réalisation particulier, le système d'évitement comporte de plus un moyen d'affichage pour afficher, lors de l'émission d'une alarme, un message avertissant un pilote de l'alarme.
Dans un premier mode de réalisation, ledit moyen d'aide à l'évite- ment comporte un dispositif de guidage automatique qui est susceptible de mettre en oeuvre un mode de guidage permettant de guider automatiquement l'aéronef conformément à des consignes d'évitement reçues desdits moyens de calcul.
Dans ce cas, avantageusement, le système d'évitement comporte de plus un moyen d'actionnement susceptible d'être actionné par le pilote et permettant, lorsqu'il est actionné, de déclencher le mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique.
Dans un second mode de réalisation, ledit moyen d'aide à l'évite-ment comporte un directeur de vol qui met en oeuvre un mode d'affichage permettant d'afficher des informations représentatives de consignes d'évitement reçues desdits moyens de calcul.
Dans ce cas, avantageusement, le système d'évitement comporte de plus un moyen d'actionnement susceptible d'être actionné par le pilote et permettant, lorsqu'il est actionné, de déclencher le mode d'affichage mis en oeuvre par le directeur de vol. Les figures du dessin annexé seront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
La figure 1 est le schéma synoptique d'un système d'évitement conforme à l'invention.
La figure 2 illustre schématiquement une manoeuvre d'évitement.
Les figures 3 et 4 sont deux graphiques permettant d'illustrer une manoeuvre d'évitement conforme à l'invention, dans deux situations différentes.
La figure 5A est un graphique el: la figure 5B montre un affichage de contrôle correspondant, qui illustrent: des caractéristiques d'évitement particulières.
Les figures 6A et 6B, 7A et 7B, 8A et 8B sont des figures similai- res aux figures 5A et 5B, mais relatives à d'autres exemples de manoeuvre d'évitement.
Le système 1 conforme à l'invention et représenté schématique-ment sur la figure 1 est embarqué sur un aéronef A, en particulier un avion de transport, et est destiné à mettre en oeuvre un évitement en vol Io d'un aéronef intrus 2, comme représenté sur la figure 2.
Pour réaliser un tel évitement en vol, ledit système d'évitement 1 comporte un système d'anticollision 3 usuel, en particulier de type TCAS ("Traffic alert and Collision Avoidance System" en anglais, c'est-à-dire système d'alerte de trafic et d'évitement de collision), qui surveille les trajectoires des différents aéronefs 2 à proximité de l'aéronef A (sur lequel il est embarqué) et qui est susceptible: de détecter un risque de collision avec au moins un aéronef intrus 2; et - lors d'une telle détection, d'émettre une alarme (alarme corrective) et de déterminer des informations d'évitement précisées ci-dessous.
Une telle alarme est émise lorsqu'un aéronef intrus 2 se trouve à une distance prédéterminée D (exprimée généralement en durée de vol) de l'aéronef A. La manoeuvre d'évitement consiste alors à faire exécuter à l'aéronef A une montée (ou une desceni:e) à un taux défini, jusqu'à ce que le danger soit écarté. Cette manoeuvre s'effectue notamment dans le plan vertical de la manière précisée ci-dessous, entre une position P1 de début de manoeuvre d'évitement et une position P2 de fin de manoeuvre d'évitement, suivant une trajectoire d'évitement T. Selon l'invention, le système d'évitement 1 est donc formé de manière à réaliser un évitement suivant ladite trajectoire T. Dans une variante particulière précisée cidessous, ledit système d'évitement 1 permet également de réaliser un évitement latéral.
Selon l'invention, ledit système d'évitement 1 comporte, en plus dudit système d'anticollision 3: des moyens de calcul 4 (correspondant de préférence à un pilote automatique) qui sont reliés par une liaison 5 audit système d'anticollision 3, pour déterminer automatiquement lors de l'émission d'une alarme par ce dernier, à partir d'informations d'évitement reçues dudit système d'anticollision 3, au moins des consignes d'évitement qui sont exprimées en terme de facteur de charge et qui permettent d'éviter à l'aéronef A tout risque de collision si elles sont appliquées audit aéronef A; et au moins un dispositif d'aide à l'évitement 6, 21 qui est relié auxdits moyens de calcul 4 par l'intermédiaire d'une liaison 7, 22.
Dans un premier mode de réalisation, ledit dispositif d'aide à l'évitement comporte un dispositif de guidage automatique 6 qui est susceptible de mettre en oeuvre un mode de guidage (automatique) permettant de guider automatiquement l'aéronef A conformément à des consignes d'évitement reçues desdits moyens de calcul 4, lorsque d'une part lesdits moyens de calcul 4 (pilote automatique) sont engagés et d'autre part ledit mode de guidage est déclenché. Pour ce faire, de façon usuelle, ledit dis-positif de guidage automatique 6 détermine des ordres de braquage conformes auxdites consignes d'évitement (exprimées en terme de facteur de charge) et les transmet à des actionneurs usuels de gouvernes usuel- les, notamment des gouvernes de profondeur, de l'aéronef A. Dans une variante particulière, ces ordres de braquage peuvent également être dé- terminés directement par lesdits moyens de calcul 4.
On sait qu'un dispositif de guidage automatique 6 assure d'excellentes performances pour toutes captures et tous maintiens de consignes et une meilleure reproductibilité qu'un pilote. Aussi, la manoeuvre réalisée par ledit dispositif de guidage automatique 6 est plus confortable et plus proche de la consigne que celle réalisée manuellement par un pilote.
De plus, une manoeuvre automatique permet de délester le pilote d'une tâche de pilotage (qui a été faite manuellement jusqu'ici), ce qui lui laisse plus de temps notamment pour identifier le ou les aéronefs intrus 2 lors de cette situation (d'intrusion et d'évitement) à fort stress.
Le système d'évitement 1 conforme à l'invention permet ainsi d'empêcher des variations brusques de facteur de charge, en réalisant une manoeuvre optimale et un asservissement précis sur la consigne. Ceci se traduit notamment au niveau de l'aéronef A par un meilleur confort pour les passagers, une plus grande marge de sécurité vis-à-vis de l'enveloppe de vol, un éloignement minimal par rapport à l'altitude de consigne et donc une perturbation réduite du trafic aérien.
On notera en outre que ledit système d'évitement 1 permet de faire suivre à l'aéronef A les informations délivrées par le système d'anticollision 3, tout en restant au plus près de l'altitude prescrite et en conservant généralement le suivi du plan de vol latéral.
Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de calcul 4 comportent, comme représenté sur la figure 1: des moyens 8 pour déterminer de la manière indiquée ci-après, à partir d'informations d'évitement également précisées ci-dessous et reçues dudit système d'anticollision 3 par la liaison 5, des premières consignes qui sont exprimées en terme de vitesse verticale et qui permettent d'éviter une collision; et des moyens 9 qui sont reliés par une liaison 10 auxdits moyens 8 pour transformer de manière usuelle ces premières consignes (de vitesse verticale) en consignes correspondantes exprimées en terme de facteur de charge de manière à former lesdites consignes d'évitement (qui sont transmises au dispositif de guidage automatique 6 par la liaison 7).
Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de calcul 4 déterminent également (à partir d'informations d'évitement reçues dudit système d'anticollision 3) des consignes d'évitement auxiliaires permettant de réaliser un évitement dans un plan latéral, et ils transmettent également ces consignes d'évitement auxiliaires audit dispositif d'aide à l'évitement 6, 21.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, les moyens 9 1 o mettent en oeuvre les étapes suivantes pour calculer une consigne de facteur de charge Nz: ils calculent la différence entre une première consigne de vitesse verticale reçue desdits moyens 8 et une vitesse verticale mesurée (de façon usuelle) de l'aéronef A; ils appliquent un filtre à cette différence (filtrage dans le temps, afin de filtrer des variations brèves au cours du temps) ; et ils multiplient cette différence filtrée par un gain dépendant de la vitesse de l'aéronef A (de préférence de la vitesse air, par exemple VCAS: "Calibrated Air Speed" en anglais ou vitesse conventionnelle en fran- çais).
Dans le cadre de la présente invention, le mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique 6 peut être déclenché de différentes manières.
A cet effet, dans un premier mode de réalisation particulier, ledit système d'évitement 1 comporte de plus: un moyen d'affichage 11 qui est par exemple relié par une liaison 12 auxdits moyens de calcul 4 pour afficher, notamment sur un écran de visualisation 13 (par exemple un écran primaire de pilotage), lors de l'émission d'une alarme, un message d'avertissement avertissant un pilote de cette alarme et lui demandant d'actionner un moyen d'actionnement 14A prévu à cet effet (et faisant partie d'un ensemble 14 de moyens d'actionnement, représenté de façons générale et schématique sur la figure 1) ; et ledit moyen d'actionnement 14A qui est donc susceptible d'être actionné par le pilote et qui permet, lorsqu'il est actionné, de déclencher le mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique 6 (auquel il est par exemple relié par l'intermédiaire d'une liaison 15).
La figure 3 illustre la variation de la vitesse verticale V en fonction du temps t dans un exemple relatif audit premier mode de réalisation particulier précité. La vitesse verticale de l'aéronef A est illustrée par une courbe VS. Sur cette figure 3, on a de plus représenté une zone interdite Z1 correspondant à l'émission d'une alarme corrective et définie par des vitesses verticales V1, V2 et V3.
Le pilote automatique 4 est supposé préalablement engagé et il guide l'aéronef A à une vitesse initiale Vi. A un temps t1, une alarme corrective est émise par le système d'anticollision 3 et le moyen d'affichage 11 émet un message d'avertissement. A un temps t2 suivant, le pilote actionne le moyen d'actionnement 14A et déclenche ainsi le mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique 6, ce qui entraîne une modification automatique de la vitesse verticale qui est amenée à la limite de la zone interdite Z1 (vitesse V3 atteinte à un temps t3).
L'aéronef A est piloté automatiquement à cette vitesse V3 jusqu'à un temps t4 où le système d'anticollision 3 émet un signal de fin d'alarme. Le mode de guidage automatique est alors arrêté, et l'aéronef A est amené à une vitesse verticale nulle (atteinte à un temps t5).
En outre, dans un second mode de réalisation préféré, ledit pilote automatique 4 et ledit dispositif de guidage automatique 6 sont formés de sorte que ledit mode de guidage est déclenché automatiquement lors de l'émission d'une alarme par ledit système d'anticollision 3, si ledit pilote automatique 4 est préalablement engagé. Ceci permet de délester le pilote de l'obligation de réaliser ce déclenchement et ainsi de toute la procédure d'évitement qui est faite automatiquement. Toutefois, ledit mode de guidage est susceptible dans ce cas d'être arrêté par le pilote, par l'actionnement d'un moyen d'actionnement approprié 14B prévu à cet effet (et faisant partie de l'ensemble 14), en particulier en cas de déclenchement intempestif.
De plus, selon l'invention, lors de l'émission d'une alarme, si le pilote automatique 4 n'est pas engagé à ce moment, selon une première variante, ledit mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique 6 n'est pas déclenché. Toutefois, il est déclenché automatiquement dès qu'un pilote engage ultérieurement ledit pilote automatique 4, comme représenté sur la figure 4.
Sur cette figure 4, on a représenté une zone interdite Z2 définie par des vitesses verticales V4, V5 et V6, et l'aéronef A présente initiale- ment une vitesse verticale Vi. Le pilote automatique 4 n'est pas engagé. A un temps t6, l'aéronef A pénètre dans la zone Z2, et une alarme corrective est émise. Le mode de guidage n'est pas déclenché tant que le pilote automatique 4 reste désengagé. A un temps t7, le pilote engage le pilote automatique 4, ce qui déclenche automatiquement le mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique 6. La vitesse verticale passe alors de Vi à V6 entre t7 et t8. A un temps t9 ultérieur, un signal de fin d'alarme est émis et la vitesse verticale est amenée à une vitesse nulle (atteinte à un temps t10).
Par ailleurs, selon une seconde variante, si le pilote automatique 4 n'est pas engagé, il s'engage automatiquement et ledit mode de guidage est déclenché automatiquement lors de l'émission d'une alarme.
En outre, selon l'invention, si une alarme (corrective) émise par le système d'anticollision 3 est remplacée par une alerte préventive de type précité également émise par le système d'anticollision 3, un mode de guidage préalablement déclenché n'est pas arrêté et reste donc en fonctionnement.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, un mode de guidage préalablement déclenché est arrêté automatiquement, lorsque l'une des situations suivantes se présente: le pilote dégage ledit pilote automatique 4; - le pilote déclenche un autre mode de guidage; - le système d'anticollision 3 émet un signal de fin d'alarme. Dans ce cas: Édans une première variante, comme indiqué précédemment (figures 3 et 4), la vitesse verticale de l'aéronef A est ramenée à une vitesse nulle; et É dans une seconde variante, la vitesse verticale de l'aéronef A est choisie pour se rapprocher le plus possible de la trajectoire initiale (avant l'alarme).
Dans le cadre de la présente invention, lesdits moyens 8 déterminent lesdites premières consignes de manière à : dans une première variante, se rapprocher au maximum d'une vitesse verticale nulle, tout en respectant les informations d'évitement reçues dudit système d'anticollision 3; et dans une seconde variante, minimiser l'écart entre la trajectoire d'évitement T de l'aéronef A et la trajectoire qu'il avait avant l'alarme.
De façon usuelle, ledit système d'anticollision 3 émet comme informations d'évitement le cas échéant: une indication B1 indiquant la présence d'une zone interdite supérieure (en vitesse verticale) ; une indication B2 indiquant la présence d'une zone interdite inférieure (en vitesse verticale) ; une valeur Vinf correspondant à la limite inférieure de la vitesse verticale VS, dans le cas d'une indication B2; et une valeur Vsup correspondant à la limite supérieure de la vitesse verti- cale VS dans le cas d'une indication B11.
Par conséquent, une alarme corrective est émise par le système d'anticollision 3, lorsque: une indication B1 ou B2 est présente; et la vitesse verticale VS de l'aéronef A est supérieure à Vsup ou infé- rieure à Vinf.
Les informations B1, B2, VS, Vinf et Vsup peuvent être affichées sur une échelle 16 de vitesse verticale, disposée verticalement et associée à un affichage usuel 17 qui comporte notamment un symbole 18 de l'aéronef A et une ligne d'horizon 19, comrne représenté sur les figures 5B, 6B, 7B et 8B. Cet affichage 17 et l'échelle de vitesse verticale associée 16 peuvent être présentés sur un écran dle contrôle usuel 20, par exemple à l'aide du moyen d'affichage 11.
Dans le cas d'un seul aéronef intrus 2, les moyens 8 déterminent lesdites premières consignes (de vitesse verticale) de sorte que l'aéronef A doit prendre une vitesse verticale VS: qui est nulle, si cette valeur n'est pas interdite (figures 5A et 5B). On privilégie dans ce cas le maintien de palier; ou qui correspond à la consigne donnée, à savoir Vinf sur les figures 6A et 6B (c'est-à-dire la limite de la zone interdite Z4).
L'indication B2 de la figure 5B esi: associée à une zone interdite Z3 de la figure 5A, et l'indication B2 de la figure 6B est associée à la zone interdite Z4 de la figure 6A.
Par ailleurs, dans le cas de deux aéronefs intrus 2 ou plus, les moyens 8 déterminent lesdites premières consignes (de vitesse verticale) de sorte que l'aéronef A doit prendre une vitesse verticale VS: qui est nulle, si cette valeur n'est pas interdite (figures 7A et 7B) ; et qui correspond à la plus petite des valeurs Vinf et Vsup en valeur absolue, sinon (figures 8A et 8B). On limite ainsi le taux de montée ou de descente à la plus petite valeur, afin cle s'éloigner le moins possible de l'altitude courante (et donc se rapprocher le plus d'une vitesse verticale nulle).
Les indications B1 et B2 de la figure 7B sont associées respectivement à des zones interdites Z5A et Z5B de la figure 7A, et les indica- tions B1 et B2 de la figure 8B sont associées respectivement à des zones interdites Z6A et Z6B de la figure 8A. Sur les figures 7A et 7B, on a représenté de plus un symbole 23 illustrant le directeur de vol, comprenant un trait horizontal et un trait vertical, et correspondant à la position vers laquelle il convient d'amener le symbole de l'aéronef pour suivre la consi- gne.
En variante ou en complément du premier mode de réalisation pré-cité (selon lequel le moyen d'aide à l'évitement comporte un dispositif de guidage automatique 6), dans un second mode de réalisation, ledit moyen d'aide à l'évitement comporte un directeur de vol 21 qui est relié par une liaison 22 aux moyens de calcul 4 (pilote automatique) et qui met en oeuvre un mode d'affichage permettant d'afficher des informations représentatives des consignes d'évitement reçues desdits moyens de calcul 4, lorsqu'il est engagé et que ledit mode d'affichage est déclenché. De préfé- rence, lesdites informations représentent des consignes de facteur de charge.
Lorsque ce second mode de réalisation est utilisé en variante audit premier mode de réalisation, le directeur de vol 21 fournit au pilote les in- formations lui permettant de réaliser un évitement manuel, en suivant les consignes affichées.
Bien entendu, ce second mode de réalisation peut également être utilisé en complément dudit premier mocle de réalisation. Dans ce cas, la manoeuvre d'évitement est réalisée autornatiquement à l'aide du dispositif de guidage automatique 6 (comme précité), mais le pilote peut la surveiller et décider à tout moment de reprendre cette manoeuvre d'évitement manuellement, en bénéficiant alors d'une continuité d'affichage sur le directeur de vol 21 lors du changement de mode de pilotage (automatique à manuel).
Les différents modes de déclenchement du mode d'affichage mis en oeuvre par le directeur de vol 21 correspondent, par analogie, à ceux précités du mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique 6. A cet effet, le système d'évitement 1 peut notamment comporter des moyens d'actionnement 14C et 14D qui sont similaires aux moyens d'actionnement 14A et 14B précités et qui font également partie de l'ensemble 14.
Claims (31)
1. Procédé d'évitement pour un aéronef (A) comportant un système d'anticollision (3) qui est susceptible: de détecter un risque de collision avec au moins un aéronef intrus (2) ; et lors d'une telle détection, d'émettre une alarme et de déterminer des informations d'évitement, caractérisé en ce que, lors de l'émission d'une alarme: a) on détermine automatiquement, à partir d'informations d'évitement correspondantes, au moins des consignes d'évitement qui sont exprimées en terme de facteur de charge et qui permettent d'éviter toute collision si elles sont appliquées à l'aéronef (A) ; et b) on transmet automatiquement ces consignes d'évitement à au moins un moyen d'aide à l'évitement (6, 21).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape a) : on détermine, à partir desdites informations d'évitement, des premières consignes qui sont exprimées en terme de vitesse verticale et qui permettent d'éviter une collision; et on transforme ces premières consignes en consignes correspondantes exprimées en terme de facteur de charge de manière à former lesdites consignes d'évitement.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on détermine lesdites premières consignes de ma- nière à se rapprocher au maximum d'une vitesse verticale nulle, tout en respectant lesdites informations d'évitement.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on détermine lesdites premières consignes de manière à minimiser l'écart entre la trajectoire d'évitement (T) de l'aéronef (A) et la trajectoire initiale.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine et transmet également des consignes d'évitement auxiliaires permettant de réaliser un évitement dans un plan latéral.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape b), on transmet automatiquement les consignes d'évitement à un dispositif de guidage automatique (6) de l'aéronef (A), qui est susceptible de mettre en oeuvre un mode de guidage permet-tant de guider automatiquement l'aéronef (A) conformément à des consignes d'évitement reçues, lorsqu'un pilote automatique (4) est engagé et que ledit mode de guidage est déclenché.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lors de l'émission d'une alarme, si le pilote automatique (4) est préalablement engagé : on affiche un message pour avertir un pilote de l'alarme; et ledit mode de guidage est déclenché lorsque le pilote actionne un moyen d'actionnement prévu à cet effet.
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lors de l'émission d'une alarme, si le pilote automatique (4) est préalablement engagé, ledit: mode de guidage est déclenché automatiquement par l'émission de cette alarme.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit mode de guidage est susceptible d'être arrêté par l'actionnement d'un moyen d'actionnement par un pilote.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que, lors de l'émission d'une alarme, si le pilote automatique (4) n'est pas engagé, ledit mode de, guidage est déclenché automatiquement lorsqu'un pilote engage ledit pilote automatique (4).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que, si le pilote automatique (4) n'est pas engagé, il s'engage automatiquement et ledit mode de guidage est déclenché automatiquement lors de l'émission d'une alarme.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 1 1, caractérisé en ce que, si une alarme est remplacée par une alerte préventive, un mode de guidage préalablement déclenché reste en fonctionne-ment.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu'un mode de guidage préalablement déclenché est ar- rêté automatiquement, lorsque l'une des situations suivantes se présente: le pilote dégage ledit pilote automatique (4) ; le pilote déclenche un autre mode de guidage; le système d'anticollision (3) émet un signal de fin d'alarme.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'à l'étape b), on transmet automatiquement les consignes d'évitement à un directeur de vol (21) qui met en oeuvre un mode d'affichage permettant d'afficher des informations représentatives desdites consignes d'évitement, lorsqu'il est engagé et que ledit mode d'affi- chage est déclenché.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdites informations représentent des consignes de facteur de charge.
16. Procédé selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que, lors de l'émission d'une alarme, si le directeur de vol (21) est préalablement engagé : on affiche un message pour avertir un pilote de l'alarme; et ledit mode d'affichage est déclenché lorsque le pilote actionne un moyen d'actionnement prévu à cet effet.
17. Procédé selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que, lors de l'émission d'une alarme, si le directeur de vol (21) est préalablement engagé, ledit mode d'affichage est déclenché 1 o automatiquement par l'émission de cette alarme.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ledit mode d'affichage est susceptible d'être arrêté par l'actionnement d'un moyen d'actionnement par un pilote.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que, lors de l'émission d'une alarme, si le directeur de vol (21) n'est pas engagé, ledit mode d'affichage est déclenché automatiquement lorsqu'un pilote engage ledit directeur de vol (21).
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que, si le directeur de vol (21) n'est pas engagé, il s'en- gage automatiquement et ledit mode d'affichage est déclenché automatiquement lors de l'émission d'une alarme.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 20, caractérisé en ce que, si une alarme est remplacée par une alerte préventive, un mode d'affichage préalablement déclenché reste en fonctionne- ment.
22. Système d'évitement pour un aéronef, ledit système d'évitement (1) comportant un système d'anticollision (3) qui est susceptible: de détecter un risque de collision avec au moins un aéronef intrus (2) ; et lors d'une telle détection, d'émettre une alarme et de déterminer des informations d'évitement, caractérisé en ce qu'il comporte de plus: des moyens de calcul (4) pour déterminer automatiquement lors de l'émission d'une alarme, à partir d'informations d'évitement reçues du-dit système d'anticollision (3), au moins des consignes d'évitement qui sont exprimées en terme de facteur de charge et qui permettent d'éviter toute collision si elles sont appliquées à l'aéronef (A) ; et au moins un moyen d'aide à l'évitement (6, 21) qui est relié auxdits moyens de calcul (4).
23. Système d'évitement selon la revendication 22, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (4) comportent: des moyens (8) pour déterminer, à partir desdites informations d'évitement, des premières consignes qui sont exprimées en terme de vitesse verticale et qui permettent d'éviter une collision; et des moyens (9) pour transformer ces premières consignes en consignes correspondantes exprimées en terme de facteur de charge de manière à former lesdites consignes d'évitement.
24. Système d'évitement selon l'une des revendications 22 et 23, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (4) font partie d'un pilote automatique de l'aéronef (A).
25. Système d'évitement selon l'une des revendications 22 à 24, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un moyen d'affichage (Il) pour afficher, lors de l'émission d'une alarme, un message avertissant un pilote de l'alarme.
26. Système d'évitement selon l'une quelconque des revendications 22 à 25, caractérisé en ce que ledit moyen d'aide à l'évitement comporte un dispositif de guidage automatique (6) qui est susceptible de mettre en oeuvre un mode de guidage permettant de guider automatiquement l'aéronef (A) conformément à des consignes d'évitement reçues desdits moyens de calcul (4).
27. Système d'évitement selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un moyen d'actionnement susceptible d'être actionné par le pilote et permettant, lorsqu'il est actionné, de déclencher le mode de guidage mis en oeuvre par le dispositif de guidage automatique (6).
28. Système d'évitement selon l'une quelconque des revendications 22 à 27, caractérisé en ce que ledit moyen d'aide à l'évitement comporte un directeur de vol (21) qui met en oeuvre un mode d'affichage permettant d'afficher des informations représentatives de consignes d'évitement reçues desdits moyens de calcul (4).
29. Système d'évitement selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un moyen d'actionnement susceptible d'être actionné par le pilote et permettant, lorsqu'il est actionné, de déclencher le mode d'affichage mis en oeuvre par le directeur de vol (21).
30. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'évitement (1) tel que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 22 à 29.
31. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système (1) susceptible de mettre en oeuvre le procédé spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 21.
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Owner name: AIRBUS HOLDING, FR Effective date: 20110913 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20120629 |