FR2901374A1 - Procede et dispositif d'assistance au pilotage d'un aeronef volant le long d'une trajectoire a segments rectilignes - Google Patents

Abstract

- Procédé et dispositif d'assistance au pilotage d'un aéronef volant le long d'une trajectoire à segments rectilignes.- Le dispositif (1) comporte des moyens (13) pour déterminer des angles caractéristiques, un angle caractéristique représentant l'angle sous lequel un segment rectiligne de la trajectoire de vol est vu à partir de l'aéronef, et des moyens (5) pour afficher sur un écran (7) tête haute des signes caractéristiques qui sont représentatifs desdits angles caractéristiques.

Description

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L'aéronef est alors guidé en vol automatique jusqu'à une certaine hauteur de décision au-dessus de la piste, hauteur au-dessous de laquelle le pilote doit voir la piste d'atterrissage (sinon une remise des gaz doit être effectuée). II effectue ensuite l'atterrissage de façon manuelle en visuel, ou il réalise le contrôle d'un atterrissage automatique, en se tenant prêt à prendre à tout moment les commandes de vol pour poursuivre en vol manuel si cela s'avérait nécessaire. En outre, une approche à forte pente peut rendre nécessaire l'utilisation d'aérofreins et/ou de spoilers, ce qui augmente la vitesse d'approche. Dans une telle situation, l'aéronef doit décélérer entre le segment à forte pente et le seuil de la piste. En effet, plus la vitesse au toucher des roues est élevée, plus grande est la longueur nécessaire pour réaliser l'atterrissage. Or, la longueur d'une piste utilisable pour l'atterrissage est pré-déterminée et limitée. Dans le cas d'un pilotage manuel, le pilote doit 15 donc, dans une telle situation, faire décélérer l'aéronef par des cassures successives de la pente, tout en rentrant progressivement les aérofreins et/ou les spoilers de façon manuelle. Ces cassures de pente constituent une succession de segments rectilignes présentant à chaque fois une pente à piquer constante, pentes qui décroissent progressivement jusqu'à 20 l'atterrissage, c'est-à-dire jusqu'à une pente finale de l'ordre généralement de 3 . I l est donc nécessaire, dans une telle situation, de fournir au pilote les informations appropriées lui permettant d'effectuer correctement cette manoeuvre délicate. Par ailleurs, lors d'un vol à basse altitude le long d'une trajectoire 25 de vol formée d'une succession de segments rectilignes à pentes constantes à piquer ou à cabrer, en particulier lorsque le vol est effectué en suivant un directeur de vol, le pilote a besoin d'anticiper les différents changements de pente, afin de suivre le plus efficacement possible la trajectoire de vol et donc de garder une marge de sécurité suffisante par rapport au sol. Dans une telle situation, il est également intéressant de pouvoir fournir au pilote des informations appropriées, lui permettant d'effectuer le suivi de la trajectoire le plus efficacement possible. La présente invention concerne un procédé d'assistance au pilo- tage d'un aéronef lors d'un vol le long d'une trajectoire de vol comportant une pluralité de segments rectilignes successifs, qui permet de fournir au pilote de l'aéronef des informations nécessaires au pilotage dudit aéronef lors dudit vol. A cet effet, selon l'invention, ledit procédé selon lequel on pré- sente, sur un écran de visualisation d'un dispositif de visualisation tête haute, en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef et en représentation conforme, une échelle de pente et, sur cette échelle de pente, un symbole de pente illustrant la pente courante de l'aéronef, est remarquable en ce que l'on réalise, de façon automatique et répétitive, la suite d'étapes successives suivante : a) on détermine les pentes respectives d'une pluralité de segments rectilignes successifs de ladite trajectoire de vol, ainsi que des informations de changement qui permettent de déterminer des changements de pente (c'est-à-dire des changements de segment rectiligne) ; b) à partir desdites pentes et desdites informations de changement, on détermine, pour chacun desdits segments rectilignes, un angle caractéristique qui représente l'angle de pente sous lequel le segment rectiligne correspondant est vu par le pilote de l'aéronef, à partir de la position courante dudit aéronef ; et c) on présente sur ledit écran de visualisation du dispositif de visualisation tête haute, en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef et en représentation conforme, des signes caractéristiques qui dé-pendent respectivement desdits angles caractéristiques et qui sont posi-tionnés sur l'échelle de pente de manière à visualiser des écarts en 4

pente par rapport audit symbole de pente (illustrant la pente sol courante), chaque écart en pente ainsi visualisé présentant sur l'échelle de pente une pente qui est égale à l'angle caractéristique correspondant déterminé à l'étape b).

Ainsi, grâce à l'invention, on fournit au pilote de l'aéronef des écarts de pente qui lui donnent une indication sur les pentes respectives des prochains segments rectilignes suivant lesquels doit voler l'aéronef. De plus, selon l'invention, la présentation correspondante de signes caractéristiques est réalisée sur un dispositif de visualisation tête haute, ce qui évite au pilote d'avoir à baisser son regard dans le poste de pilotage et facilite donc le pilotage de l'aéronef. Dans le cadre de la présente invention, l'expression "représentation conforme" relative au dispositif de visualisation tête haute signifie que la représentation angulaire d'une pente particulière correspond réellement à la pente affichée sur l'échelle de pente, c'est-à-dire que le point du sol qu'indique une telle pente correspond effectivement au point du sol que l'aéronef atteindrait s'il suivait cette pente. De façon avantageuse, à l'étape a), on détermine lesdites pentes au moins à l'aide d'un modèle de performances, ce qui permet notamment de prendre en compte les possibilités de décélération de l'aéronef (en ap- proche) ou de descente et de montée (en vol à basse altitude). En outre, avantageusement, on détermine, de façon automatique et répétitive, une différence de pente entre une pente auxiliaire correspondant à la pente sur laquelle est l'aéronef par rapport au prochain chan- gement de pente et une pente de consigne correspondant à la pente du segment rectiligne suivant lequel devrait voler l'aéronef (à l'instant courant), et on prend en compte cette différence de pente pour déterminer lesdits angles caractéristiques. Ceci permet de tenir compte du fait que l'aéronef ne vole pas forcément selon une pente qui est exactement égale à la pente de consigne selon laquelle il devrait voler. Par ailleurs, avantageusement, on détermine, de façon automatique et répétitive, une information sur la distance (distance réelle, ou infor- mation exprimée en temps de vol) entre la position courante de l'aéronef et la position du prochain changement de pente, et à l'étape c) on pré-sente, sur ledit écran de visualisation, un moyen d'indication particulier indiquant cette inforration. Ceci permet au pilote d'anticiper le prochain changement de pente (c'est-à-dire le prochain changement de segment rectiligne). Par ailleurs, pour faciliter le pilotage de l'aéronef, on détermine, de façon automatique et répétitive, une pente de consigne de l'aéronef (selon laquelle doit voler ledit aéronef), et à l'étape c) on présente, sur ledit écran de visualisation, un symbole auxiliaire qui est positionné sur ladite échelle de pente à ladite pente de consigne. Par conséquent, en mode manuel, il suffit au pilote de piloter l'aéronef de manière à amener ledit symbole de pente (illustrant la pente courante de l'aéronef) sur ledit symbole auxiliaire pour réaliser un pilotage conforme aux consignes de vol. Dans un premier mode de réalisation, ladite trajectoire de vol est une trajectoire d'approche à forte pente en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage, et lesdits segments rectilignes représentent tous les segments successifs de la trajectoire de vol, à partir d'une hauteur prédéterminée, et ce jusqu'à ladite piste d'atterrissage. De préférence, dans ce cas, lesdites informations de changement correspondent respectivement aux hauteurs par rapport au sol, auxquelles doivent être réalisés les différents changements de pente (ou changements de segment rectiligne). Dans une mise en oeuvre préférée, pour une trajectoire de vol comportant deux segments rectilignes successifs SA et SB de longueurs respectives aA et aB et de pentes respectives OA et OB et des hauteurs de 6

changement de pente hA, hB et hC, on détermine, à l'étape b), l'angle caractéristique a (qui représente l'angle de pente sous lequel est vu le segment rectiligne SE3 à partir de l'aéronef se trouvant à la hauteur hA au début du segment rectiligne SA) à partir de l'expression suivante : aBz = aA2 + aC2 ù 2aAaCcosa qui est, elle-même, obtenue à partir des expressions suivantes : aA = (hA ù hB) / sin OA aB = (hB ù hC) / sin OB aC2 = aA2 + aB2 ù 2aAaB cos 13 (3=nùOA+OB Par ailleurs, dans un second mode de réalisation, ladite trajectoire de vol est une trajectoire de vol à basse altitude, et lesdits segments recti- lignes sont tous les segments successifs de ladite trajectoire de vol, qui se trouvent à l'avant de l'aéronef, et ce jusqu'à une distance particulière par rapport à la position courante de l'aéronef. Cette distance particulière peut correspondre à la distance parcourue par l'aéronef à la vitesse actuelle pendant une durée prédéterminée de vol, par exemple pendant une minute de vol. La présente invention concerne également un dispositif d'assis-tance au pilotage d'un aéronef lors d'un vol le long d'une trajectoire de vol comportant une pluralité de segments rectilignes successifs, chacun des-dits segments rectilignes présentant une pente particulière constante et les pentes étant différentes d'un segment à un autre. Selon l'inventiion, ledit dispositif du type comportant : un ensemble de sources d'informations ; une unité de calcul qui est reliée audit ensemble de sources d'informations ; et un dispositif de visualisation tête haute, qui est relié à ladite unité de calcul et qui est formé de manière à présenter, sur un écran de visuali- 7

sation, en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef et en représentation conforme, une échelle de pente et, sur cette échelle de pente, un symbole de pente illustrant la pente courante de l'aéronef, est remarquable en ce que : û ledit dispositif comporte de plus : • des premiers moyens pour déterminer, de façon automatique et répétitive, les pentes respectives d'une pluralité de segments rectilignes successifs de ladite trajectoire de vol, ainsi que des informations de changement qui permettent de déterminer des change- ments de pente (c'est-à-dire des changements de segment rectili- gne) ; et des seconds moyens pour déterminer, de façon automatique et répétitive, à partir desdites pentes et desdites informations de changement, pour chacun desdits segments rectilignes, un angle caractéristique qui représente l'angle de pente sous lequel le segment rectiligne correspondant est vu par le pilote de l'aéronef, à partir de la position courante dudit aéronef ; et ledit dispositif de visualisation tête haute est formé de manière à présenter sur ledit écran de visualisation, en superposition de l'environ- nement vu à l'avant de l'aéronef et en représentation conforme, des signes caractéristiques qui dépendent respectivement desdits angles caractéristiques et qui sont positionnés sur l'échelle de pente de manière à visualiser des écarts en pente par rapport audit symbole de pente, chaque écart en pente ainsi visualisé présentant sur l'échelle de pente une pente qui est égale à l'angle caractéristique correspondant déterminé par lesdits seconds moyens. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. 8

La figure 1 est le schéma synoptique d'un dispositif conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 illustrent deux types de vols différents, pour lesquels peuvent être utilisés des dispositifs conformes à l'invention.

Les figures 4 et 5 sont des graphiques permettant d'expliquer des calculs mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention. Les figures 6 à 9 illustrent schématiquement un écran de visualisation tête haute montrant des indications présentées conformément respectivement à des variantes de réalisation de l'invention.

Les figures 10A, 10B et 1C permettent d'expliquer le mode de détermination d'un signe caractéristique particulier qui est affiché sur un écran de visualisation. Les figures 11 et 12 montrent des écrans de visualisation tête haute présentant des caractéristiques particulières de la présente inven- tion. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématique-ment sur la figure 1 est destiné à aider au pilotage d'un aéronef A, en particulier d'un avion de transport (militaire ou civil), lors d'un vol le long d'une trajectoire de vol TV1, TV2 comportant une pluralité de segments rectilignes Si successifs. Chacun desdits segments rectilignes Si présente une pente Oi (par rapport à l'horizontale H) particulière constante, et les pentes sont différentes d'un segment rectiligne Si à un autre. De façon connue, ledit dispositif 1 est embarqué sur l'aéronef A et comporte : un ensemble 2 de sources d'informations usuelles ; une unité de calcul 3 qui est reliée par l'intermédiaire d'une liaison 4 audit ensemble 2 de sources d'informations ; et un dispositif de visualisation 5 de type tête haute, qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 6 à ladite unité de calcul 3 et qui est formé de manière à présenter, sur un écran de visualisation 7, en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef A et en représentation conforme, une échelle de pente 8 et, sur cette échelle de pente 8, un symbole de pente 9 illustrant la pente sol courante de l'aéronef A, comme représenté par exemple sur les figures 6 à 9. La pente sol courante 0 de l'aéronef A correspond à l'angle entre l'horizontale H et le vecteur vitesse sol V de l'aéronef A, comme montré par exemple sur la figure 2. On notera que toutes les pentes considérées sont des pentes sol.

Dans une prernière application possible représentée sur la figure 2, le dispositif 1 conforme à l'invention est destiné à aider le pilote d'un aéronef A volant le long d'une trajectoire de vol TV2 à basse altitude. Cette trajectoire de vol TV2 est formée d'une succession de segments rectilignes Si à pentes à piquer ou à cabrer différentes. Une telle trajectoire de vol TV2 permet, de façon usuelle, à l'aéronef A de suivre au plus près le terrain 11 survolé, notamment pour éviter de se faire repérer. Une telle trajectoire de vol TV2 à basse altitude est généralement située à une hauteur prédéterminée, par exemple à 500 pieds (environ 150 mètres), par rapport audit terrain 1 1 .

En outre, dans une autre application représentée sur la figure 3, ledit dispositif 1 est destiné à aider le pilote d'un aéronef A lors de l'approche d'une piste d'atterrissage 10 le long d'une trajectoire de vol TV1 comprenant des segments rectilignes S1, S2, S3 et S4 et présentant initialement (segment S4) une forte pente 04, par exemple une pente supé-rieure ou égale à 10 . Une telle approche est réalisée sous forte pente jusqu'à une hauteur prédéterminée au-dessus de la piste 10, puis avec une réduction progressive de la pente (04, 03, 02, 01) jusqu'au toucher du sol par les roues de l'aéronef A sur la piste 10. Dans ce cas, l'aéronef A est guidé en vol automatique jusqu'à une certaine hauteur au-dessus de la 10

piste d'atterrissage 10, qui est supérieure à une hauteur de décision HD prédéterminée, hauteur qui doit être au pire située sous les nuages N et au-dessous de laquelle le pilote doit voir la piste d'atterrissage 10. Le pi-lote effectue ensuite un atterrissage de façon manuelle en visuel, ou bien il réalise le contrôle d'un atterrissage automatique, en se tenant prêt à reprendre à tout moment les commandes de vol pour poursuivre en vol manuel si cela s'avérait nécessaire. En outre, on sait qu'une telle approche à forte pente peut rendre nécessaire l'utilisation d'aérofreins et/ou de spoilers, ce qui augmente la vitesse d'approche. Dans une telle situation, l'aéronef A doit décélérer entre le segment S4 à forte pente et le seuil de la piste 10. En effet, plus la vitesse au toucher des roues est élevée, plus grande est la longueur nécessaire pour réaliser l'atterrissage. Or, la longueur d'une piste 10 utilisable pour l'atterrissage est prédéterminée et limitée. Dans le cas d'un pilo- tage manuel, le pilote doit donc, dans une telle situation, faire décélérer l'aéronef A par des cassures successives de la pente, tout en rentrant progressivement les aérofreins et/ou les spoilers de façon manuelle. Ces cassures de pente forment la succession de segments rectilignes S1 à S4 de la figure 3, qui présentent à chaque fois une pente à piquer constante, pentes 04 à e1 qui décroissent progressivement jusqu'à l'atterrissage, c'est-à-dire jusqu'à une pente finale 01 de l'ordre généralement de 3 . Dans la description ci-après de l'invention, le dispositif 1 est appliqué plus particulièrement à une approche à forte pente, telle que représentée sur la figure 3. Toutefois, la mise en oeuvre de l'invention dans un vol à basse altitude, tel que représenté sur la figure 2, est tout à fait similaire. Selon l'invention, afin notamment de fournir au pilote de l'aéronef A des informations lui permettant d'anticiper les changements de pente précités : 11

ledit dispositif 1 comporte, en plus des moyens 2, 3 et 5 présentés ci-dessus : des moyens 12 pour déterminer, de façon automatique et répétitive, les pentes respectives ei d'une pluralité i de segments rectilignes successifs Si de ladite trajectoire de vol TV 1, TV2, ainsi que des in-formations de changements précisées ci-dessous, qui permettent de déterminer des changements de pentes ; et des moyens 13 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 14 auxdits moyens 12 et qui sont formés de manière à déterminer, de façon automatique et répétitive, à partir des pentes et des informations de changement reçues desdits moyens 12, pour chacun des-dits segments rectilignes Si, un angle caractéristique ai qui représente l'angle de pente sous lequel le segment rectiligne Si correspondant est vu par le pilote de l'aéronef A, à partir de la position courante dudit aéronef A ; et ledit dispositif de visualisation 5 de type tête haute, est formé de manière à présenter sur ledit écran de visualisation 7, en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef A et en représentation conforme, des signes caractéristiques Ci qui sont représentatifs respec- tivement desdits angles caractéritiques ai et qui sont positionnés sur l'échelle de pente 8 de manière à visualiser des écarts Ei en pente par rapport audit symbole de pente 9, comme représenté sur les figures 6 à 9 notamment. Chaque écart Ei en pente (entre un signe caractéristique Ci et ledit symbole de pente 9), ainsi visualisé, présente sur l'échelle de pente 8 une pente qui est égale à la valeur de l'angle caractéristique ai correspondant déterminé par lesdits moyens 13. Dans un mode de réalisation particulier, ledit écran de visualisation 7 de type tête haute,, peut être réalisé sous forme d'un écran primaire de pilotage de type PFD ("Primary Flight Display" en anglais) et peut présen- ter de plus, de façon usuelle, notamment une échelle de vitesse 16 et une échelle de cap 17 telles que représentées en particulier sur les figures 6 à 9, ainsi que par exemple une échelle d'altitude non représentée. En outre, dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 12 et 13 font partie de ladite unité de calcul 3. Le dispositif 1 conforme à l'invention fournit donc au pilote de l'aéronef A des écarts de pente Ei qui lui donnent une indication sur les pentes respectives des prochains segments rectilignes Si suivant lesquels doit voler l'aéronef A.

De plus, selon l'invention, la présentation correspondante de signes caractéristiques Ci est réalisée sur un dispositif de visualisation 5 tête haute, ce qui évite au pilote d'avoir à baisser son regard dans le poste de pilotage et facilite donc le pilotage de l'aéronef A. Dans le cadre de la présente invention, l'expression "représentation conforme" relative au dis- positif de visualisation 5 tête haute signifie que la représentation angulaire d'une pente particulière correspond réellement à la pente affichée sur l'échelle de pente 8, c'est-à-dire que le point du sol qu'indique une telle pente correspond effectivement au point du sol que l'aéronef A atteindrait s'il suivait cette pente. Les Ci donnent les ai.

On notera que dans l'application de la figure 2 relative à une trajectoire de vol TV2 à basse altitude, les segments rectilignes Si pris en compte par lesdits moyens 12 et 13 sont tous les segments successifs de ladite trajectoire de vol TV2, qui se trouvent à l'avant de l'aéronef A, et ce jusqu'à une distance particulière D par rapport à la position courante de l'aéronef A. Cette distance particulière D peut correspondre à la distance parcourue par l'aéronef A à la vitesse actuelle pendant une durée prédéterminée de vol, par exemple pendant une minute de vol. En outre, dans l'application de la figure 3, la trajectoire de vol TV1 est une trajectoire qui doit permettre à l'aéronef A de se poser sur la piste 13

d'atterrissage 10 à la vitesse voulue, avec une pente voulue 01, après une décélération voulue. Dans ce cas, lesdits moyens 12 calculent les pentes Oi ainsi que les hauteurs hi par rapport au sol auxquelles les changements de pentes (ou de segments rectilignes) doivent être réalisés et ce jusqu'à l'atterrissage. Lesdits moyens 12 déterminent ces pentes à l'aide d'un modèle de performances. Ce dernier caractérise les possibilités de décélération de l'aéronef A entre la pente initiale 04 (pente du dernier segment rectiligne S4 du plan de vol issu d'un système de gestion de vol de type FMS ["Flight Management System" en anglais], se terminant à la hauteur de décision HD) et la pente finale 01 (généralement de l'ordre de 3 , ce qui correspond à une pente finale d'approche usuelle). Ledit modèle de performances prend en compte si nécessaire l'effet des aérofreins et/ou des spoilers et donne, le cas échéant, la ou les hauteurs de rentrée progressive desdits aérofreins et/ou spoilers. De plus, les configurations aérodynamiques initiales et finales (train d'atterrissage, volets), ainsi que les vitesses initiales et finales, qui sont issues du plan de vol, sont également des paramètres de calcul utilisés par lesdits moyens 12.

La figure 4 est un graphique permettant d'expliquer le mode de calcul des angles caractéristiques ai. Pour une trajectoire de vol comportant deux segments rectilignes successifs SA et SB de longueurs respectives aA et aB et de pentes respectives OA et OB et des hauteurs de changement de pente hA, hB et hC, les moyens 13 calculent un angle caracté- ristique a qui représente l'angle de pente sous lequel est vu le segment rectiligne SB à partir de l'aéronef A se trouvant à la hauteur hA au début du segment rectiligne SA. Plus simplement, a représente l'angle d'ouverture entre le segment SA et un segment SO (de longueur aC). Lesdits moyens 13 calculent alors l'angle caractéristique a, à l'aide de l'expression suivante :

aB2 =aA2 +aC2 û 2aAaCcosa

qui est obtenue à partir des expressions ci-dessous : aA = (hA û hB) / sin 0A aB = (hB ûhC)/sinOl3 aC2 = aA2 + aB2 û 2aAaB cos 13 ~i=cû0A+0B On notera que les différents angles caractéristiques a1 , a2, a3, a4 (de la figure 3) sont calculés suivant le même principe par lesdits moyens 13. Ainsi, quand la hauteur h de l'aéronef A est supérieure à h3, 04 représente la pente sol de la trajectoire à suivre, tandis que a3 représente l'an-

gle sous lequel le segment S3 de pente 03 est vu par le pilote de l'aéronef A. Dans l'exemple de la figure 3, l'aéronef A suit exactement la pente sol 04 sur le segment rectiligne S4. Quand la hauteur h de l'aéronef A diminue, l'angle caractéristique a3 diminue jusqu'à devenir nul lorsque la hauteur h de l'aéronef A vaut h3. Ce même processus est répété pour al et a2. L'affichage réalisé pour une telle situation est représenté sur la figure 6, pour laquelle l'aéronef A est sur la trajectoire de vol TV1 et présente une pente correspondant à la pente de consigne 04. Dans ce cas, le symbole 9 est affiché au niveau d'un symbole auxiliaire 15 précisé ci-dessous. Le signe caractéristique C4 comporte ce symbole auxiliaire 15 illustrant la

pente, ainsi que des traits 19 et 20, également précisés ci-dessous, qui mettent en évidence la position relative de l'aéronef A.

Toutefois, l'aéronef A ne présente pas toujours forcément la pente désirée, c'est-à-dire la pente courante de l'aéronef A peut être différente de la pente précalculée correspondant à la pente du segrnent rectiligne sur

lequel se trouve ou devrait se trouver l'aéronef A. Dans ce cas (qui est représenté sur la figure 5), l'angle caractéristique a est calculé non plus en tenant compte de la pente de consigne Oc, mais d'une 1pente Oeff qui est la pente sur laquelle est l'aéronef A par rapport au prochain changement de pente. Dans ce cas, ledit ensemble 2 de sources d'informations ou la-dite unité de calcul 3 comporte un moyen de calcul non représenté per- mettant de calculer les écarts entre la position courante de l'aéronef A et la trajectoire de vol T'V1 prescrite. On prend ainsi en compte la position de l'aéronef A et sa pente. Les figures 7 et 8 illustrent le même type d'affichage que celui de la figure 6, mais pour des situations différentes de l'aéronef A par rapport à la trajectoire de vol TV1. Dans la situation de la figure 7, l'aéronef A est situé audessus de la trajectoire de vol TV1 (le symbole 9 est donc affiché au-dessus du symbole auxiliaire 15 du signe caractéristique C4) et il ne suit pas la même pente (ce qui est mis en évidence par les traits 19 et 20 dudit signe caractéristique C4), et dans la situation de la figure 8, l'aéro- nef A est situé au-dessous de ladite trajectoire TV1 (le symbole 9 est donc affiché au-dessous du symbole auxiliaire 15) et il ne suit pas la même pente (ce qui est de nouveau mis en évidence par lesdits traits 19 et 20). Quant à la figure 9, elle illustre un affichage simplifié (avec une suppression de traits horizontaux relatifs aux signes Cl, C2 et C3), représentatif d'une situation similaire à celle de la figure 8. Par ailleurs, les figures 10A, 10B et 10C comprennent trois graphiques superposés illustrant la même situation et représentant respectivement une vue de l'aéronef A selon un plan vertical, une vue de l'aéronef A selon un plan horizontal, et l'écran de visualisation 7 correspondant.

Ces figures permettent d'expliquer le positionnement des traits 19 et 20 du signe caractéristique C4. Les angles sont déterminés à partir d'une largeur DO du plan de la trajectoire de vol. Cette largeur DO est une cons-tante qui est adaptée à l'affichage réalisé sur l'écran de visualisation 7. Connaissant Cl et C2 (la trajectoire de consigne étant connue), ainsi que 16

la position de l'aéronef A et la largeur DO, on en déduit les angles yr0 et y11 (figure 10B), puis ax et ay (figure 10C) suivant le principe générique décrit ci-dessus. Par ailleurs, pour faciliter davantage encore le pilotage de l'aéronef A, le dispositif 1 conforme à l'invention détermine, de façon automatique et répétitive, la pente de consigne de l'aéronef A (selon laquelle doit voler ledit aéronef A), et le dispositif de visualisation 5 présente, sur ledit écran de visualisation 7, un symbole auxiliaire 21 (représenté sur la figure 10C) qui est positionné sur ladite échelle de pente 8 à ladite pente de consigne, et plus précisément à l'endroit où se situe le symbole de pente 9 si l'aéronef A vole suivant ladite pente de consigne. Par conséquent, en mode manuel, il suffit au pilote de piloter l'aéronef A de manière à amener ledit symbole de pente 9 (illustrant la pente courante 0 de l'aéronef A) sur ledit symbole auxiliaire 21 pour réaliser un pilotage conforme aux consignes devol. Ce symbole auxiliaire 21 montre donc le point du sol que l'aéronef A atteindrait s'il suivait la pente de consigne. En outre, ledit dispositif 1 détermine également, de façon automatique et répétitive, la distance ou le temps de vol entre la position courante de l'aéronef A et la position du prochain changement de pente, et le dispositif de visualisation 5 présente, sur l'écran de visualisation 7, un moyen d'indication particulier 22 indiquant cette distance ou ce temps de vol. Ceci permet au pilote d'anticiper le prochain changement de pente (c'est-à-dire le prochain changement de segment rectiligne). Dans un mode de réalisation particulier représenté sur la figure Il, ledit moyen d'indication 22 représente un cercle (d'ouverture variable) qui est donc plus ou moins fermé. Le cercle complètement fermé correspond à la longueur du segment de pente de consigne courant. Il se vide quand l'aéronef A se rapproche du prochain changement de pente. Au passage de ce changement de pente, il est vide, et il est ensuite immédiatement 17

réinitialisé fermé. Avant le premier changement de pente, ledit cercle est affiché initialisé fermé, par exemple au passage de la hauteur de décision HD ou à une distance prédéterminée dudit premier changement de pente. Par ailleurs, la figure 12 présente une alternative d'affichage avec un signe caractéristique 23 en trait plein pour la pente de consigne courante et un signe caractéristique 24 en traits interrompus pour la pente de consigne suivante (après le prochain changement de pente). Ces signes caractéristiques 23 et 24 peuvent être reliés ensemble par un trait 25. Ainsi, quand l'aéronef A passe sur la pente suivante, la ligne en pointillés 1 o devient pleine, et la pente suivante est représentée à nouveau par une ligne en pointillés. Quand l'aéronef A suit les pentes demandées, les deux signes caractéristiques se rapprochent au changement de pente. Ainsi, quand l'indication (signe caractéristique 24) relative à la pente suivante remonte, le pilote doit tirer sur le manche de commande de l'aéronef A au 15 niveau du changement de pente de manière à rester dessus. Sur la pente finale, une seule indication est présentée et, par définition, elle vise le point d'impact sur la piste d'atterrissage 10.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'assistance au pilotage d'un aéronef (A) lors d'un vol le long d'une trajectoire de vol (TV1, TV2) comportant une pluralité de segments rectilignes (Si, S1 à S4) successifs, chacun desdits segments rectilignes (Si, S1 à S4) présentant une pente particulière (0i, 01 à 04) constante et les pentes étant différentes d'un segment à un autre, pro-cédé selon lequel on présente, sur un écran de visualisation (7) d'un dis-positif de visualisation (5) tête haute, en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef (A) et en représentation conforme, une échelle de pente (8) et, sur cette échelle de pente (8), un symbole de pente (9) illus- trant la pente courante de l'aéronef (A), caractérisé en ce que l'on réalise, de façon automatique et répétitive, la suite d'étapes successives suivante : a) on détermine les pentes respectives (01 à 04) d'une pluralité de seg- ments rectilignes successifs (Si à S4) de ladite trajectoire de vol (TV1), ainsi que des informations de changement qui permettent de déterminer des changements de pente ; b) à partir desdites pentes et desdites informations de changement, on détermine, pour chacun desdits segments rectilignes, un angle caracté- ristique (a1 à a3) qui représente l'angle de pente sous lequel le segment rectiligne correspondant est vu par le pilote de l'aéronef (A), à partir de la position courante dudit aéronef (A) ; et c) on présente sur ledit écran de visualisation (7) du dispositif de visualisation (5) tête haute, en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef (A) et en représentation conforme, des signes caractéristiques (Cl à C4, 23, 24) qui dépendent respectivement desdits angles caractéristiques (al à a3) et qui sont positionnés sur l'échelle de pente (8) de manière à visualiser des écarts en pente par rapport audit symbole de pente (9), chaque écart en pente ainsi visualisé présentant sur 19 l'échelle de pente (8) une pente qui est égale à l'angle caractéristique correspondant déterminé à l'étape b).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape a), on détermine lesdites pentes au moins à l'aide d'un modèle de performances.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on détermine, de façon automatique et répétitive, une différence de pente entre une pente auxiliaire (Oeff) correspondant à la pente sur laquelle est l'aéronef (A) par rapport au prochain changement de pente et une pente de consigne (Oc) correspondant à la pente du segment rectiligne suivant lequel devrait voler l'aéronef (A), et on prend en compte cette différence de pente pour déterminer lesdits angles caractéristiques.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on détermine, de façon automatique et répétitive, une information sur la distance entre la position courante de l'aéronef (A) et la position du prochain changement de pente, et à l'étape c) on pré-sente, sur ledit écran de visualisation (7), un moyen d'indication particulier (22) indiquant cette information.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine, de façon automatique et répétitive, une pente de consigne de l'aéronef, et à l'étape c) on présente, sur ledit écran de visualisation (7), un symbole auxiliaire (21) qui est positionné sur ladite échelle de pente (8) à ladite pente de consigne.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite trajectoire de vol (TV1) est une trajectoire d'approche à forte pente en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage (10), et lesdits segments rectilignes représentent tous les segments successifs de la trajectoire de vol, à partir d'une hauteur prédéterminée, et ce jusqu'à ladite piste d'atterrissage (10). 20

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites informations de changement correspondent respectivement aux hauteurs par rapport au sol, auxquelles doivent être réalisés les changements de pente.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que, pour une trajectoire de vol comportant deux segments rectilignes successifs SA et SB de longueurs respectives aA et aB et de pentes respectives 0A et 0B, et des hauteurs de changement de pente hA, hB et hC, on détermine, à l'étape b), l'angle caractéristique a qui représente l'angle de pente sous lequel est vu le segment rectiligne SB à partir de l'aéronef (A) se trouvant à la hauteur hA au début du segment rectiligne SA, à partir de l'expression suivante : aB2 = aA2 +aC2 ù 2aAaCcosa qui est obtenue à partir des expressions suivantes : aA = (hA ù hB) / sin 0A aB = (hB ù hC) / sin 0B aC2 = aA2 + aB2 ù 2aAaB cos R [3=n-BA+OB

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite trajectoire de vol (TV2) est une trajectoire de vol à basse altitude, et lesdits segments rectilignes sont tous les segments successifs de ladite trajectoire de vol, qui se trouvent à l'avant de l'aéro- nef (A), et ce jusqu'à une distance (D) particulière par rapport à la position courante de l'aéronef (A).

10. Dispositif d'assistance au pilotage d'un aéronef lors d'un vol le long d'une trajectoire de vol (TV 1, TV2) comportant une pluralité de segments rectilignes (Si, S1 à S4) successifs, chacun desdits segments recti-lignes (Si, S1 à S4) présentant une pente particulière (0i, 01 à 04) cons-21 tante et les pentes étant différentes d'un segment à un autre, ledit dispositif (1) comportant : un ensemble (2) de sources d'informations ; une unité de calcul (3) qui est reliée audit ensemble (2) de sources d'in-formations ; et un dispositif de visualisation (5) tête haute, qui est relié à ladite unité de calcul (3) et qui est formé de manière à présenter, sur un écran de visualisation (7), en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef (A) et en représentation conforme, une échelle de pente (8) et, sur cette échelle de pente (8), un symbole de pente (9) illustrant la pente courante de l'aéronef (A), caractérisé en ce que : ledit dispositif (1) comporte de plus : • des premiers moyens (12) pour déterminer, de façon automatique et répétitive, les pentes respectives (01 à 04) d'une pluralité de seg- ments rectilignes successifs (Si à S4) de ladite trajectoire de vol (i V1), ainsi que des informations de changement qui permettent de déterminer des changements de pente ; et • des seconds moyens (13) pour déterminer, de façon automatique et répétitive, à partir desdites pentes et desdites informations de changement, pour chacun desdits segments rectilignes, un angle caractéristique (a1 à a3) qui représente l'angle de pente sous lequel le segment rectiligne correspondant est vu par le pilote de l'aéronef (A), à partir de la position courante dudit aéronef (A) ; et ledit dispositif de visualisation (5) tête haute est formé de manière à présenter sur ledit écran de visualisation (7), en superposition de l'environnement vu à l'avant de l'aéronef (A) et en représentation conforme, des signes caractéristiques (Cl à C4, 23, 24) qui dépendent respectivement desdits angles caractéristiques (al à a3) et qui sont positionnés 22 sur l'échelle de pente (8) de manière à visualiser des écarts en pente par rapport audit symbole de pente (9), chaque écart en pente ainsi visualisé présentant sur l'échelle de pente (8) une pente qui est égale à l'angle caractéristique correspondant déterminé par lesdits seconds moyens (13). 1 1 . Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (1) susceptible de mettre en oeuvre le procédé spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 9. 12. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (1) tel que celui spécifié sous la revendication 10.