1 La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'assis-tance
au pilotage d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport militaire ou civil. Généralement, le trafic environnant d'un aéronef est représenté à bord de cet aéronef sur un écran de visualisation qui indique le plus sou-vent une position en mode plan, de type PPI ("Plan Position Indicator" en anglais), illustrant une représentation graphique dans le plan horizontal de l'environnement aéronautique de l'aéronef. Un tel mode d'affichage per-met au pilote de l'aéronef de repérer aisément l'azimut et la distance des aéronefs environnants affichés, mais toutefois pas leur position verticale. Aussi, pour pallier cette lacune, on affiche généralement de plus des va-leurs numériques (relatives ou absolues) indiquant les altitudes des différents aéronefs environnants. Toutefois, une telle représentation numérique de l'altitude (ou position verticale), associée à la représentation graphique précitée (qui est beaucoup plus intuitive) de la position horizontale, rend la compréhension et la perception de la position réelle des différents aéronefs environnants difficiles pour le pilote. Ce mode d'affichage nécessite notamment une charge de travail importante, ainsi qu'une durée importante pour permettre au pilote de bien intégrer mentalement la situation réelle de l'environnement aérien de son aéronef. La présente invention concerne un procédé d'assistance au pilotage d'un aéronef,, en particulier d'un avion de transport, qui permet de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, ledit procédé selon lequel on présente, sur au moins un écran de visualisation dudit aéronef, un ensemble d'informations qui illustre un plan vertical et qui comporte : 2
un système d'axes, dont un axe d'ordonnée est gradué en altitude, et un axe d'abscisse est gradué en distance à partir de la position de l'aéronef ; et un symbole caractéristique représentant l'aéronef, qui est disposé sur ledit axe d'ordonnée à une position représentative de l'altitude dudit aé- ronef, est remarquable en ce que, au cours d'un vol de l'aéronef : a) on réalise une surveillance automatique de l'environnement dudit aéronef de manière à pouvoir détecter l'ensemble des aéronefs environnants 1 o qui se trouvent dans un espace de détection particulier situé au moins à l'avant dudit aéronef ; et b) pour chacun des aéronefs environnants détectés à l'étape a), on réalise de façon automatique la suite d'opérations successives suivantes : b1) on engendre des informations de distance et d'altitude de l'aéronef 15 environnant ; b2) on détermine, à l'aide desdites informations de distance et d'altitude, une valeur de distance et une valeur d'altitude ; et b3) on présente, sur ledit écran de visualisation, un symbole caractéristique auxiliaire qui représente ledit aéronef environnant et qui est 20 positionné sur ledit système d'axes à une position correspondant : ù sur ledit axe d'ordonnée, à ladite valeur d'altitude ; et û sur ledit axe d'abscisse, à ladite valeur de distance. Ainsi, grâce à l'invention, on fournit au pilote de l'aéronef une représentation graphique qui lui procure une présentation facilement com-25 préhensible et lisible de la situation effective de son environnement, en particulier dans le plan vertical, puisque chaque symbole caractéristique auxiliaire représentant l'un des aéronefs environnants détectés est situé sur l'axe d'ordonnée (à savoir l'échelle verticale) à la valeur d'altitude correspondante (c'est-à-dire à son altitude effective, absolue ou relative, 3
comme précisé ci-dessous). Cette représentation graphique du plan vertical est beaucoup plus intuitive pour le pilote qu'une représentation numérique usuelle de l'altitude. Le procédé d'assistance conforme à l'invention permet également d'informer le pilote sur l'éloignement (valeur de distance sur l'axe d'abscisse) des différents aéronefs environnants. Par conséquent, le procédé conforme à l'invention permet au pilote d'améliorer sa perception de la situation réelle de l'environnement de son aéronef, et permet de diminuer sa charge de travail, en réduisant notam- 1 o ment la durée de compréhension du trafic environnant. De façon avantageuse, à l'étape b1), on engendre les informations de distance et d'altitude relatives à au moins l'un desdits aéronefs environnants : ù à l'aide d'une détection radar réalisée à partir dudit aéronef ; ou 15 ù à l'aide de la détection sur l'aéronef d'une réponse dudit aéronef environnant à une interrogation antérieure émise à partir dudit aéronef ; ou ù à l'aide de la réception sur l'aéronef d'informations qui sont transmises par ledit aéronef environnant. 20 En outre, de façon avantageuse, on détermine, à l'étape b2), comme valeur de distance pour au moins un aéronef environnant, la dis-tance entre la position effective de l'aéronef et une position auxiliaire liée audit aéronef environnant. Dans ce cas, ladite position auxiliaire correspond, de façon avantageuse : 25 simplement à la position effective de l'aéronef environnant ; ou à la projection orthogonale de cette position effective de l'aéronef environnant sur l'axe dudit aéronef ; ou 4
ù à la projection orthogonale de ladite position effective de l'aéronef environnant sur un segment de la trajectoire de vol de l'aéronef, et à savoir sur celui qui est le plus proche de cette position effective. Par ailleurs, le procédé conforme à la présente invention peut pré- senter de nombreuses autres particularités avantageuses. En particulier : ù on peut mettre en valeur, sur l'écran de visualisation, par des symbologies différentes, des valeurs de distance différentes d'aéronefs environnants ; et/ou ù les caractéristiques de présentation dudit ensemble d'informations peu- vent dépendre d'au moins un paramètre particulier tel que la phase de vol de l'aéronef par exemple ; et/ou - ledit axe d'ordonnée dudit système d'axes peut présenter une échelle variable ; et/ou - au moins un symbole caractéristique auxiliaire présenté sur ledit écran de visualisation peut être interactif. En outre, dans un mode de réalisation particulier, on réalise, de plus, les opérations suivantes : pour au moins un aéronef environnant détecté à l'étape a), on détermine son angle de montée ; et à l'étape b3), on présente de plus, sur l'écran de visualisation, en association avec le symbole caractéristique auxiliaire représentant cet aéronef environnant, un segment de droite illustrant son angle de montée. Les opérations précédentes peuvent également être réalisées pour l'aéronef, sur lequel on met en oeuvre la présente invention. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, ledit écran de visualisation comporte au moins deux fenêtres de visualisation, dont une première fenêtre comprend ledit ensemble d'informations (précité, illustrant le plan vertical) et une seconde fenêtre comprend un ensemble d'in- formations supplémentaire, de type usuel, qui illustre un plan horizontal et qui comprend : un système d'axes gradué en distance et en azimut ; û un symbole caractéristique illustrant l'aéronef ; et 5 û des symboles caractéristiques auxiliaires illustrant les aéronefs environ-nants détectés. Ainsi, en associant à la représentation graphique dans le plan ver-tical conforme à l'invention, une représentation graphique dans le plan horizontal de type usuel, on permet au pilote d'améliorer la perception de la situation réelle de son environnement, puisque la représentation dans le plan horizontal fournit notamment des informations supplémentaires relatives aux azimuts des aéronefs environnants. La présente invention concerne également un dispositif d'assis-tance au pilotage d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport.
Selon l'invention, ledit dispositif du type comportant des moyens d'affichage qui sont susceptibles de présenter, sur au moins un écran de visualisation dudit aéronef, un ensemble d'informations qui illustre un plan vertical et qui comporte : un système d'axes, dont un axe d'ordonnée est gradué en altitude, et un axe d'abscisse est gradué en distance à partir de la position de l'aé- ronef ; et un symbole caractéristique représentant l'aéronef, qui est disposé sur ledit axe d'ordonnée à une position représentative de l'altitude dudit aéronef, est remarquable en ce que : û ledit dispositif comporte de plus : des premiers moyens pour réaliser une surveillance automatique de l'environnement dudit aéronef de manière à pouvoir détecter l'en- 6
semble des aéronefs environnants qui se trouvent dans un espace de détection particulier situé au moins à l'avant dudit aéronef ; • des deuxièmes moyens pour engendrer, pour chacun des aéronefs environnants détectés par lesdits premiers moyens, des informations de distance el: d'altitude ; et • des troisièmes moyens pour déterminer, pour chacun desdits aéro- nefs environnants détectés, à l'aide desdites informations de distance et d'altitude, lune valeur de distance et une valeur d'altitude ; et lesdits moyens d'affichage sont formés de manière à présenter, sur ledit 1 o écran de visualisation, pour chacun des aéronefs environnants détectés par lesdits premiers moyens, un symbole caractéristique auxiliaire qui représente l'aéronef environnant considéré et qui est positionné sur ledit système d'axes à une position correspondant : • sur ledit axe d'ordonnée, à la valeur d'altitude correspondante ; et 15 • sur ledit axe d'abscisse, à la valeur de distance correspondante. Les figures du dessin annexé feront 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 dispositif d'assistance 20 conforme à l'invention. La figure 2 montre schématiquement une fenêtre d'affichage d'un dispositif d'assistance conforme à l'invention, permettant de bien mettre en évidence les caractéristiques essentielles de la présente invention. La figure 3 illustre schématiquement un écran de visualisation par- 25 ticulier d'un dispositif d'assistance conforme à l'invention. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématique-ment sur la figure 1, est destiné à assister des opérateurs (pilote, copilote, ...) d'un aéronef non représenté, par exemple un avion de transport militaire, lors du pilotage dudit aéronef. 7
Pour ce faire, ledit dispositif d'assistance 1 qui est embarqué sur l'aéronef, comporte des moyens d'affichage 2 qui sont susceptibles de présenter, sur une fenêtre d'affichage 3 d'un écran de visualisation 4 usuel, un ensernble d'informations 5 précisé ci-après. Ladite fenêtre d'affi- chage 3 peut être représentée sur une partie 6A de l'écran de visualisation 4, par exemple une partie inférieure de ce dernier. Elle peut également être représentée sur la totalité dudit écran de visualisation 4. Ledit ensemble d'informations 5 illustre un plan vertical et comporte, comme représenté sur la figure 2 : ù un système d'axes SA, dont un axe d'ordonnée 7 est gradué en altitude, exprimée de préférence en pieds (un pied valant environ 0,3 mètre), et un axe d'abscisse 8 est gradué en distance à partir de la position de l'aéronef illustrée par un symbole caractéristique 9, ladite dis-tance étant exprimée de préférence en mille nautique NM (un mille nau- tique valant environ 1852 mètres) ; ledit symbole caractéristique 9 qui représente l'aéronef et qui est dis-posé sur ledit axe d'ordonnée 7 à une position PO représentative de l'altitude dudit aéronef ; et éventuellement un tracé Ti usuel, représentant le profil du terrain survolé et mettant en évidence une coupe de terrain verticale 10. Ce tracé Ti peut être formé suivant la route courante de l'aéronef ; et un tracé T2 usuel, situé au-dessus du tracé Ti et représentant une altitude de sécurité. Ledit dispositif 1 peut comporter, en outre, un ensemble 12 de sources d'informations, qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 13 auxdits moyens d'affichage 2. Ledit ensemble 12 de sources d'informations peut, notamment, comporter les moyens suivants non précisés davantage : 8
une unité centrale d'acquisition et de traitement d'informations, par exemple un système de gestion de vol de type FMS ("Flight Manage-ment Systern" en anglais) ; et des sources d'informations usuelles telles que des instruments de navigation et des capteurs donnant des informations sur l'état et la po- sition de l'aéronef par exemple. Selon l'invention, ledit dispositif 1 comporte de plus : des moyens 14 : • qui permettent de réaliser une surveillance automatique de l'environ- nement dudit aéronef de manière à pouvoir détecter l'ensemble des aéronefs environnants qui se trouvent dans un espace de détection particulier situé au moins à l'avant dudit aéronef ; et • qui comprennent des moyens intégrés pour engendrer, pour chacun des aéronefs environnants détectés, des informations de distance et d'altitude précisées ci-dessous ; et des moyens 15 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 16 aux-dits moyens 14 et qui sont formés de manière à déterminer, pour chacun des aéronefs environnants détectés, à l'aide des informations de distance et d'altitude reçues desdits moyens 14, une valeur de distance et une valeur d'altitude qui sont transmises par l'intermédiaire d'une liai- son 17 auxdits moyens d'affichage 2. De plus, selon l'invention, lesdits moyens d'affichage 2 sont formés de manière à présenter, sur ladite fenêtre d'affichage 3 dudit écran de visualisation 4,, des symboles caractéristiques auxiliaires 18A, 18B et 18C qui représentent respectivement les différents aéronefs environnants détectés par les moyens 14. Selon l'invention, chacun desdits symboles caractéristiques auxiliaires 18A, 18B et 18C est positionné sur ledit système d'axes SA à une position 19A, 19B, 19C qui correspond : 9
sur ledit axe d'ordonnée 7, à la valeur d'altitude correspondante déterminée par les moyens 15 ; et sur ledit axe d'abscisse 8, à la valeur de distance correspondante (préci- sée ci-dessous), également déterminée par lesdits moyens 15.
Ainsi, le dispositif 1 conforme à l'invention fournit au pilote de l'aéronef une représentation graphique qui lui procure une présentation facilement compréhensible et intuitive de la situation effective de son environnement,, en particulier dans le plan vertical, puisque chaque symbole caractéristique auxiliaire 18A, 18B, 18C représentant l'un des aéro- nefs environnants détectés est situé sur l'axe d'ordonnée 7 (à savoir l'échelle verticale) à la valeur d'altitude correspondante (c'est-à-dire à son altitude effective, absolue ou relative, comme précisé ci-dessous). Ledit diispositif 1 permet également d'informer le pilote sur l'éloignement (valeur de distance sur l'axe d'abscisse 8) des différents aéro- nefs environnants. Par conséquent, le dispositif 1 conforme à l'invention permet au pilote d'améliorer sa perception de la situation réelle de l'environnement de son aéronef, et permet de diminuer sa charge de travail, en réduisant notamment la durée de compréhension du trafic environnant.
Dans lei cadre de la présente invention, lesdits moyens 14 destinés à engendrer les informations de distance et d'altitude des différents aéronefs environnants peuvent être réalisés selon différents modes de réalisation, permettant d'obtenir la localisation géographique des différents aéronefs environnants par rapport à l'aéronef équipé dudit dispositif 1.
Dans un premier mode de réalisation, lesdits moyens 14 réalisent une détection 'usuelle directe, non coopérative, de type radar. Le radar qui est monté sur l'aéronef équipé du dispositif 1 est en mesure de connaître l'élévation (azimut, distance, site) des différents aéronefs environnants de manière à obtenir une position relative pour chacun desdits aéronefs envi- 10
ronnants par rapport audit aéronef. Ce mode de réalisation est particulièrement approprié dans le cas où tous les aéronefs environnants ne disposent pas d'un système coopératif tel que décrit ci-dessous. Dans un deuxième mode de réalisation, lesdits moyens 14 réali- sent une détection par réponse à interrogation, relative à un système d'évitement de collision avec le trafic, de type TCAS ("Traffic Collision Avoidance System" en anglais). Grâce à un tel système coopératif, l'aéronef équipé du dispositif 1 interroge les aéronefs environnants qui renvoient des informations permettant de les localiser, sous forme de positions géo-graphiques absolues. En outre, dans un troisième mode de réalisation, lesdits moyens 14 sont formés de manière à recevoir de façon régulière des aéronefs environnants des informations de position permettant de les localiser. Les moyens 14 tiennent compte, dans ce cas, d'une transmission automatique de paramètres de surveillance, de type ADS-B ("Automatic Dependent Surveillance-Broadcast" en anglais). La position ainsi obtenue est égale-ment une position géographique absolue. Comme indiqué précédemment, lesdits moyens 14 réalisent une surveillance de l'environnement dans un espace de détection. Cet espace de détection peut correspondre à tout l'espace autour de l'aéronef, où les-dits moyens 14 sont susceptibles techniquement de réaliser une détection. Il peut également correspondre (uniquement) à l'espace qui est susceptible d'être affiché sur l'écran de visualisation 4. A partir des informations précitées engendrées par les moyens 14, les moyens 15 sont en mesure de déterminer les valeurs d'altitude qui correspondent aux altitudes effectives des différents aéronefs environnants. L'altitude effective d'un aéronef environnant est déduite de la position verticale de cet aéronef environnant, qui est connue soit de manière 11
relative (premier rnode de réalisation précité), soit de manière absolue (deuxième et troisième modes de réalisation précités). En outre, lesdits moyens 15 déterminent, comme valeur de dis- tance pour un aéronef environnant, la distance entre la position effective de l'aéronef (équipé du dispositif 1) et une position auxiliaire liée à cet aé- ronef environnant. Dans ce cas, ladite position auxiliaire correspond : simplement et directement à la position effective de l'aéronef environnant. Ainsi, la distance entre le symbole caractéristique 9 et le symbole caractéristique auxiliaire correspondant illustre directement la distance 1 o effective entre les deux aéronefs, indépendamment de leurs directions ; ou à la projection orthogonale de cette position effective de l'aéronef environnant sur l'axe dudit aéronef équipé du dispositif 1 ; ou à la projection orthogonale de ladite position effective de l'aéronef envi- 15 ronnant sur un segment S1, S2, S3 de la trajectoire de vol TO de l'aéronef équipé du dispositif 1, et plus précisément sur le segment qui est le plus proche de cette position effective, comme précisé davantage ci-dessous en référence à la figure 3. On notera que dans le cadre de la présente invention, des symbo- 20 logies différentes peuvent être utilisées pour mettre en évidence les dis-tances des aéronefs environnants par rapport à un plan de coupe pris en compte. On peut en particulier utiliser un jeu de couleurs différentes, des pointillés différents, et des tailles variables. Par ailleurs, dans le cadre de la présente invention, lesdits moyens 25 d'affichage 2 peuvent être formés de manière à mettre en oeuvre les ca- ractéristiques suivantes : ù les modes de présentation dudit ensemble d'informations 5 peuvent dépendre d'au rnoins un paramètre particulier, par exemple la phase de vol ou une tranche d'altitude (présentant un intérêt) ; 12
û l'affichage peut également être filtré en fonction de divers paramètres tels que la phase de vol, la position des aéronefs environnants par rapport au plan de vol, ... ; - des échelles différentes ou variables peuvent être appliquées sur l'axe d'ordonnée 7, afin d'améliorer la précision de l'information dans une tranche d'altitude donnée. A titre d'exemple, en vol de croisière, seuls des niveaux proches de l'aéronef équipant le dispositif 1 peuvent être intéressants ; et - les différents symboles caractéristiques auxiliaires 18A, 18B et 18C peuvent être interactifs de sorte que, lors d'un pointage et d'une activation d'un curseur sur l'un desdits symboles 18A, 18B et 18C, les moyens d'affichage 2 affichent des informations concernant l'aéronef environnant correspondant, telles que sa vitesse, son altitude, son cap ou des données permettant de l'identifier.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif 1 comporte également des moyens, par exemple lesdits moyens 14, per-mettant de prévoir l'angle de montée [ou angle de vol FPA ("Flight Path Angle" en anglais)] des aéronefs environnants, ainsi que de l'aéronef sur lequel est monté le dispositif 1. Cette valeur FPA peut être obtenue, soit par transmission directe (ADS-B), soit par calcul trigonométrique sur des variations de position et d'altitude à deux instants successifs. Les moyens d'affichage 2 sont formés de manière à présenter sur la fenêtre 3 de l'écran de visualisation 4, en association avec le symbole caractéristique auxiliaire représentant un aéronef environnant ou l'aéronef équipé du dis- positif 1, un segment de droite illustrant l'angle de montée correspondant. Sur la figure 2,, on a représenté de tels segments de droite 20A et 20B en association avec les symboles caractéristiques auxiliaires 18A et 18B. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, l'écran 4 est un écran de navigation, de type ND ("Navigation Display" en anglais), qui 13
comporte, en plus de la fenêtre 3 située dans sa partie inférieure 6A, une fenêtre 22 située dans sa partie supérieure 6B, comme représenté sur la figure 3. La fenêtre 22 comprend un ensemble d'informations 23 qui correspond à une présentation usuelle sur un écran de navigation et illus-tre la situation de l'aéronef (plan de vol latéral) dans un plan horizontal. Cet ensemble d'informations 23 comporte notamment, comme représenté sur la figure 3 : un symbole 24 illustrant la position de l'aéronef ; un tracé TL représentant la trajectoire latérale, c'est-àdire la trajectoire de vol TO de l'aéronef dans le plan horizontal. La trajectoire verticale TV correspondante est affichée sur la fenêtre 3 ; une graduation El en écarts angulaires ; une graduation E:2 en distance ; et des symboles caractéristiques auxiliaires 25D, 25E et 25F situés aux positions horizontales d'aéronefs environnants qui sont mis en évidence, dans l'ensemble d'informations 5 relatif au plan vertical, respectivement par des symboles 18D, 18E et 18F. Dans le plan horizontal, la trajectoire TL comporte une pluralité de segments rectilignes S1, S2, S3 qui se rejoignent à des points de route P1, P2. Dans l''exemple de la figure 3, les positions des aéronefs environnants sont projetées orthogonalement sur le segment S1, S2, S3 de la trajectoire de vol TO qui est le plus proche de cette position effective. Ainsi : l'aéronef environnant illustré par les symboles 18D et 25D est projeté sur le segment S2 ; l'aéronef illustré par les symboles 18E et 25E est projeté sur le segment S2 ; et l'aéronef illustré par les symboles 18F et 25F est projeté sur le segment S3. 14
Ainsi, en associant à la représentation graphique dans le plan ver-tical (ensemble d'informations 5) conforme à l'invention, une représentation graphique dans le plan horizontal (ensemble d'informations 23) de type usuel, le dispositif 1 permet au pilote d'améliorer la perception de la situation réelle de son environnement, puisque la représentation dans le plan horizontal fournit des informations supplémentaires, telles que les azimuts des aéronefs environnants par exemple.