FR2915824A1 - Procede d'optimisation de la sortie d'un aeronef dans un circuit d'attente - Google Patents
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Abstract
Le procédé d'optimisation de la sortie d'un aéronef parcourant pendant une durée (D) connue un circuit d'attente formant un hippodrome comportant deux branches parallèles et de même distance, les branches étant parcourues en un premier temps (t1), et deux arcs de même rayon reliant respectivement les extrémités de chaque branche, les deux arcs étant parcourus en un second temps (t2), le circuit d'attente comprenant un point de sortie situé à l'extrémité d'une des branches est caractérisé en ce que la distance des branches du circuit d'attente durant les deux derniers tours effectués sont ajustés pour que l'aéronef se retrouve sensiblement à proximité du point de sortie lorsque la durée (D) est écoulée.
Description
Procédé d'optimisation de la sortie d'un aéronef dans un circuit d'attente
La présente invention concerne le domaine des procédures d'attente d'un aéronef volant un circuit d'attente généralement situé à proximité d'un aéroport avant d'entamer l'approche finale de son atterrissage à une heure donnée. Plus particulièrement, elle concerne les procédés permettant d'optimiser la sortie d'un aéronef d'un circuit d'attente.
Le contrôleur aérien, appelé également ATC dont l'acronyme anglo-saxon signifie Air Trafic Control , donne généralement une heure de début d'approche à un équipage d'un aéronef afin que celui-ci applique la procédure d'approche au moment opportun. Il arrive que le trafic autour d'un aéroport soit saturé, le trafic et/ou l'encombrement des pistes ne permettant pas de satisfaire un atterrissage à l'heure initialement indiquée.
Certaines situations amènent alors le contrôleur aérien à demander à certains aéronefs de voler un circuit d'attente pendant une durée déduite de l'heure d'approche finale à effectuer. L'heure d'approche étant généralement notée HAP, signifiant heure d'approche prévue , ce qui se traduit par une heure de sortie du circuit d'attente. Pour satisfaire les conditions de vol d'un circuit d'attente en toute sécurité, des fonctions, appelées fonctions HOLD , sont prévues par la norme Arinc 424 dans certaines procédures terminales. Elles permettent notamment de gérer l'attente des aéronefs pendant une durée prédéterminée dans un circuit d'attente. Des moyens classiques de gestion du vol de l'aéronef tel qu'un FMS, acronyme de Flight Management System selon la terminologie anglo-saxonne, permettent dans ce cadre de gérer une heure de sortie du circuit d'attente pour entamer la procédure d'atterrissage. Actuellement, le contrôleur aérien peut demander à un aéronef d'arrêter sa procédure HOLD pour en sortir. Dans ce cas, c'est au pilote d'extrapoler la consigne de sortie du circuit d'attente en fonction de la position de l'aéronef dans le circuit d'attente à l'instant présent afin de calculer la trajectoire optimale de l'aéronef pour être au plus proche du point de sortie à l'heure indiquée.
Généralement, le circuit d'attente, portant le même nom que la fonction HOLD, a la forme d'un hippodrome comprenant deux arcs de cercle, qui peuvent sensiblement être deux demi-cercles, et deux branches formant deux droites parallèles reliant les extrémités de chaque demi-cercle.
Dans la suite on appellera branche d'un HOLD une des deux droites parallèles d'un circuit d'attente qui relie un arc de cercle à un autre. Le circuit d'attente comporte en outre un point de sortie et un point d'entrée qui peuvent être sensiblement les mêmes ou être opposés dans le circuit d'attente selon les cas. Généralement ils sont situés aux extrémités d'une des branches du circuit d'attente, donc juste avant un virage. Ces points sont repérables par rapport à une balise à proximité de l'aéroport et leurs coordonnées sont connues en latitude et longitude. Les branches formant des lignes droites du circuit d'attente, dans les principaux aéroports, sont normalement parcourues sur une durée de 1 ou 1.5 minutes. Certains circuits d'attente ont des segments droits définis par une distance mesurable facilement en vol avec un instrument de navigation. Cette convention permet à l'équipage d'exprimer les distances sous forme de contrainte temporelles. Lorsqu'il vole le circuit d'attente à vitesse constante l'équipage obtient de ce fait des repères temporels simples pour rejoindre le point de sortie du circuit d'attente. Ces deux branches sont donc généralement volées à vitesse constante dans un régime permettant d'optimiser la consommation. La branche sur laquelle l'avion s'introduit est appelée inbound leg dans la terminologie anglosaxonne et l'autre branche parallèle à cette dernière est appelées outbound leg
De nombreux brevets décrivent des procédures d'entrée ou de sortie de l'aéronef lorsque celui-ci vole un circuit d'attente. La demande de brevet WO 2004/059252 décrit notamment la course d'entrée et de sortie d'un aéronef lorsque celui-ci entre et quitte un circuit d'attente. Mais la procédure de sortie d'un aéronef du circuit d'attente n'est pas automatisée, le contrôleur aérien donne une indication à l'équipage de l'aéronef telle que l'heure de sortie afin que l'aéronef rejoigne le point de sortie du circuit au plus vite. Dans ce cas l'équipage de l'aéronef calcul approximativement la trajectoire du dernier tour pour se retrouver au point de sortie du circuit d'attente à l'heure indiquée par le contrôleur aérien. Actuellement, aucune prédictibilité automatique n'existe permettant d'optimiser la forme du circuit d'attente dans les derniers tours pour que l'aéronef se retrouve à son point de sortie à l'heure de sortie connue. Actuellement, en fonction de la connaissance de la situation de l'aéronef, le contrôleur aérien doit estimer à quel moment l'aéronef doit décider de quitter le HOLD, en supposant qu'il sera réinséré dans le trafic quelques minutes plus tard. Le contrôleur aérien doit également donner ou confirmer la consigne de sortie du HOLD à l'équipage dans le dernier tour du circuit d'attente.
II est possible aujourd'hui de rentrer une contrainte de temps sur le point de sortie d'un circuit d'attente, c'est à dire une heure à laquelle l'aéronef doit se retrouver à son point de sortie. Cela permet aux contrôleurs aériens de donner à l'aéronef l'heure exacte à laquelle il doit se réinsérer dans le trafic en avance. En revanche, lorsque l'aéronef entre dans le circuit d'attente, le plan de vol n'est pas capable de s'adapter pour respecter la contrainte, car la taille du circuit d'attente, notamment les portions de branches de l'hippodrome sont fixes. Actuellement, la contrainte de temps donnée à l'équipage sur la sortie des circuits d'attente permet uniquement à la fonction de donner à l'équipage une prédiction pour lui dire si oui ou non , la contrainte sera respectée. Le pilote n'est pas aidé ou assisté dans l'optimisation de sa trajectoire pour se rendre au point de sortie du circuit d'attente à la fin de la contrainte de temps. Notamment, dans certains aéronefs, le FMS prédit seulement que l'aéronef finira ou non le tour du circuit d'attente entamé (avec la taille fixe initiale), en précisant s'il doit quitter le circuit d'attente pour rejoindre la suite du plan de vol ou s'il doit continuer un tour de plus du circuit d'attente.
Il est courant que les aéronefs soient mis en attente en fin de descente ou début d'approche sur un circuit d'attente, ceci afin de se réinsérer convenablement dans le trafic des approches finales.35 L'inconvénient des solutions existantes est qu'en aucun cas le plan de vol ne peut s'adapter à la contrainte de temps donnée par les contrôleurs aériens. L'insertion dans le trafic reste alors approximative quant au respect de la contrainte temporaire par l'équipage.
Les pilotes peuvent utiliser une formule empirique pour calculer un temps d'éloignement pour satisfaire la contrainte de temps. Ce dernier calcul reste complexe et la précision n'est pas garantie selon la direction du vent et du dernier tour du circuit d'attente qui peut parfois être volé en mode tenue de cap à la main pour revenir vers la sortie du circuit d'attente au bon moment. Généralement la charge de travail prend la totalité de la ressource du pilote en fonction.
Le procédé selon l'invention propose d'automatiser la génération d'une taille variable de l'inbound et l'outbound leg, c'est à dire des branches parallèles du circuit d'attente, des derniers tours du circuit d'attente qui dépendent de la contrainte de temps. La contrainte de temps est exprimée soit par l'heure de sortie du circuit, soit par la durée restant à voler le circuit d'attente avant de se rendre au point de sortie.
La réduction de la distance des branches concerne au mieux, selon le procédé de l'invention, le dernier et l'avant dernier tour du circuit d'attente effectué par l'aéronef. On considère que la marge de manoeuvre, pour que l'aéronef se retrouve à son point de sortie à une heure donnée lorsqu'il vole un circuit d'attente, peut être comprise dans la modification des formes des deux derniers circuits d'attentes, notamment de la distance de leurs branches.
Le procédé selon l'invention propose suite à une entrée de contrainte de temps pour la sortie d'un circuit d'attente, d'adapter la 3o trajectoire à voler en recalculant automatiquement les deux derniers tours de manière à ce que l'aéronef soit sensiblement à son point de sortie lorsque la contrainte de temps est atteinte. L'objectif est de considérer une forme du circuit d'attente, donc du HOLD, ne dépassant pas le volume d'espace aérien alloué au circuit 35 d'attente.
Le principal avantage de ce procédé est de satisfaire avec précision l'insertion des aéronefs dans le trafic aérien à la sortie d'une procédure de HOLD.
Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'optimisation de la sortie d'un aéronef parcourant pendant une durée (Do) connue un circuit d'attente formant un hippodrome comportant deux branches parallèles et de même distance, les branches étant parcourues en un premier temps (t1), et deux arcs de même rayon reliant respectivement les extrémités de chaque branche, les deux arcs étant parcourus en un second temps (t2), le circuit d'attente comprenant un point de sortie situé à l'extrémité d'une des branches, caractérisé en ce que la distance des branches du circuit d'attente durant les deux derniers tours effectués est ajustée pour que l'aéronef se retrouve sensiblement à proximité du point de sortie lorsque la durée (Do) est écoulée. Avantageusement, les deux derniers tours du circuit d'attente sont identiques.
Avantageusement, le dernier tour est un cercle. Avantageusement, le procédé comprend : • une première étape de détermination d'une durée D correspondante à la durée entre le premier passage et le dernier passage au point de sortie de l'aéronef ; • une seconde étape de calcul du nombre de tours entiers du circuit d'attente restant à parcourir avant d'atteindre le point de sortie après une durée D, le nombre de tours entiers étant noté n et correspondant à la partie entière de D/(t1+t2) ; • une troisième étape de détermination du nombre de tours du circuit d'attente dont la longueur des branches est modifiée, ce nombre étant inférieur à 3 ; • une quatrième étape de calcul de la longueur des branches des deux derniers tours.35 Avantageusement, la troisième étape comprend la comparaison de la valeur d'une durée restante R à la valeur de la durée t2, la durée R étant issue de la différence entre la durée D et la durée correspondante au temps écoulé pour franchir le maximum de tours entiers de l'hippodrome, cette différence étant égale à [D - n.(t1+t2)] Avantageusement, la quatrième étape définit dans • un premier cas, où la durée restante R est supérieure ou égale au second temps t2, une seconde durée P égale à la différence entre la durée restante R et le second temps t2, tel que le dernier tour est formé de deux arcs de cercles, l'ensemble étant effectué en un temps t2 et deux portions de branches effectuées en une durée raccourcie de la moitié du second temps, soit P/2 ; • un second cas, où la durée restante R est inférieure au second temps t2, une troisième durée PI, telle que l'avant dernier et le dernier tour sont effectués durant des durées raccourcies et égales, les deux arcs de chaque tour étant parcourus dans un temps t2 et chaque branche raccourcie des deux derniers tours est effectuée en un temps PI égale à D - (n -1)(tl + t2) - t2 4 2
Avantageusement, la quatrième étape définit dans • un premier cas, où la durée restante R est supérieure ou égale au second temps t2, une quatrième durée P égale à la différence entre la durée restante R et le second temps t2, tel que le dernier tour soit formé de deux arcs de cercles effectués en un temps t2 et deux portions de branches effectuées en une durée raccourcie de la moitié de la seconde durée, soit P/2 ; • un second cas, où la durée restante R est inférieure au second temps t2, une cinquième durée P2 telle que le dernier tour du circuit d'attente est effectué durant une durée raccourcie égale à t2 correspondant au parcours des deux arcs de cercle et un avant dernier tour comprenant 30 35 deux branches parcourues chacune dans une durée P2 D - (n -1)(tl + t2) égale à - t2 2 Avantageusement, dans son dernier tour, lorsque l'aéronef 5 parcourt le dernier virage du circuit d'attente, un message indique à l'équipage que la sortie est imminente. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui 1 o représentent : • la figure 1 : un exemple de circuit d'attente de type hippodrome ;
• la figure 2 : un premier exemple de circuit d'attente et des deux derniers tours effectués par l'aéronef ;
15 • la figure 3 : un second exemple de circuit d'attente et des deux derniers tours effectués par l'aéronef. La figure 1 présente un circuit d'attente ayant sensiblement la forme d'un hippodrome. Il comporte deux arcs de cercles 3, 3' qui sont dans 20 cet exemple des demi-cercles et deux branches parallèles 1, 1'.
II comporte en outre un point de sortie 2 permettant à un aéronef 5 de sortir du circuit pour rejoindre le trafic des approches finales à l'issu d'une durée d'attente écoulée. Une convention de sens de rotation est appliquée dans tous les 25 circuits d'attente, dans l'exemple de la figure 1, l'aéronef 5 vole dans un sens giratoire 6. La taille nominale d'un circuit d'attente, appelé HOLD, est généralement calculée pour une vitesse nominale de l'aéronef autorisée dans une procédure d'attente. Un HOLD nominal est obtenu de manière à ce
3o que l'aéronef vole, à vitesse constante, chacune des branches joignant un demi-cercle à l'autre en 1 min ou 1 min 30s selon les cas de figures des circuits d'attente. Le circuit d'attente, appelé HOLD, a une taille minimale correspondant à une trajectoire formée de deux demi-cercles, les branches 35 ont alors une distance nulle. L'aéronef réalise dans ce cas un tour entier.
Par sécurité, une taille maximale peut être définie de manière à ce que l'aéronef ne s'écarte pas d'une distance maximale d'un HOLD nominal.
Dans une procédure d'attente, l'aéronef vole à vitesse constante le circuit d'attente. Une contrainte horaire lui est généralement communiquée par le contrôleur aérien pour se rendre au point de sortie 2 après l'écoulement d'une durée d'attente Do correspondante à la différence entre l'heure locale de la demande par exemple et la contrainte horaire. Le point initial du décompte de la durée Do peut être pris au point d'entrée du circuit d'attente comme référence dans la suite du document sachant qu'une simple opération permettrait de retrouver ce point à partir d'une autre position de l'aéronef dans l'espace. II est équivalent de considérer une heure de sortie du circuit d'attente et une durée de vol d'un circuit d'attente, l'un des deux paramètres 15 définissant automatiquement l'autre. Dans un cas de réalisation de l'invention le pilote rentre la contrainte horaire, encore appelée RTA, dans le FMS. Lorsque l'aéronef est dans le circuit d'attente, sa position étant connue à chaque instant, le FMS peut calculer automatiquement la trajectoire de chaque tour du circuit 20 d'attente pour que l'aéronef se retrouve au point de sortie lorsque la durée d'attente Do est écoulée. Pour cela, le procédé selon l'invention propose dans un premier temps d'évaluer le nombre de tours entiers de HOLD ayant une taille nominale lorsqu'il est parcouru pendant une durée d'attente D, la durée D 25 ayant un point initial de décompte simple pour les calculs. De surcroît il est nécessaire dans tous les cas de figures de considérer une durée D dont le décompte commence lorsque l'aéronef est dans le circuit d'attente. Il est donc nécessaire de définir sans ambiguïté un point initial du décompte de la durée D, sachant que le point final est la position de sortie. II est possible de 30 choisir comme instant initial du décompte de la durée D le premier passage au point de sortie dans le circuit d'attente. La durée Do - D correspond à la distance nécessaire à l'aéronef pour rejoindre une première fois le point de sortie du HOLD lorsque celui-ci se trouve au point d'entrée dans le HOLD.
Si l'équipage de l'aéronef entre la consigne Do dans le FMS alors qu'il n'est pas encore dans le circuit d'attente, la durée entre D et Do correspond au temps écoulé pour parcourir la distance entre le point d'entrée du circuit d'attente et le point de sortie lors du premier passage du circuit.
Les caractéristiques du HOLD étant connues, cette différence est déduite facilement. Dans la suite du document on considérera la durée D pour les calculs afin de simplifier ceux-ci.
Typiquement on considère que l'aéronef parcourt en un temps t1 10 les deux branches parallèles et en un temps t2 les deux demi-cercles. Un tour entier de HOLD est alors effectué pendant une durée t1+t2. La durée minimale du parcours d'un HOLD, en considérant sa taille minimale, est alors t2. Cette durée correspond à la durée permettant de voler les deux demi-cercles avec une vitesse constante nominale. 15 Connaissant la durée Do d'attente totale donc la durée D, le FMS est capable de calculer le nombre de tours entiers d'un HOLD nominal effectués par l'aéronef sans franchir la consigne de contrainte horaire. Le nombre de tours entiers est noté n. Il est égal à la valeur entière du rapport 20 entre la durée totale D de mise en attente de l'aéronef et le temps de parcours d'un HOLD nominal : D / (t1+t2).
Une première durée R résulte de la différence entre la durée totale D d'attente et la durée écoulée pendant les n premiers tours de la procédure 25 d'attente, elle s'exprime de la manière suivante en secondes: R=D-n.(t1+t2); La valeur de la durée R représente le temps restant à voler en procédure en attente mais ne permettant pas d'effectuer un tour entier d'un HOLD nominal. 30 Selon la valeur de la durée R restante, plusieurs cas de réalisation sont envisagés. Ces différents cas correspondent à une comparaison de la valeur R avec la durée t2 du parcours d'un HOLD minimum. II y a trois cas de figures possibles : la durée R est plus petite que t2, la durée R est égale à t2, la durée R est comprise entre t2 et (tl+t2). t2 étant la durée permettant de parcourir les deux demi-cercles, si la durée R est égale à t2, l'aéronef effectuera un dernier tour en une durée égale à t2, c'est à dire qu'il effectuera un cercle. Dans ce cas, compte tenu d'une position initiale de référence de l'aéronef pour le calcul de sa position à l'issue de la contrainte horaire D, l'aéronef se retrouvera à sa position de sortie après avoir effectué n premiers tours d'un HOLD nominal, chacun étant volé en un temps tl+t2, et un dernier tour, le n+lème tour, d'un HOLD réduit minimal volé en un temps t2.
En revanche, si la durée R est comprise entre la durée d'un HOLD minimal t2 et la durée d'un HOLD nominal (tl+t2), le procédé selon l'invention propose de définir une nouvelle taille du HOLD adapté de manière à ce qu'un dernier tour soit volé en un temps R. Dans ce cas les demi-cercles 3, 3' restent inchangés, la position du point de sortie 2 reste invariante et les deux branches parallèles 1, 1' sont réduites et égales lors du dernier tour. La valeur du temps P de vol de chaque branche 1, 1' est alors de (R-t2)/2. Le re-dimensionnement du HOLD permet d'adapter une taille de HOLD de manière à ce que l'aéronef se situe à son point de sortie lorsque la durée D d'attente vient de s'écouler.
La position du point de sortie 2 étant invariante, la position du demi-cercle dont l'une des extrémités est le point de sortie reste également invariant.
Dans ce cas, compte tenu d'une position initiale de référence de l'aéronef pour le calcul de sa position à l'issue de la contrainte horaire D, l'aéronef se retrouvera à sa position de sortie après avoir effectué n premiers tours d'un HOLD nominal, chacun étant volé en un temps tl+t2, et un dernier tour, le n+1ème tour, d'un HOLD réduit comportant deux branches parallèles réduites. Ce dernier tour sera volé en un temps R.
Lorsque la durée R est inférieure au temps t2, la durée t2 correspondant au temps de parcours des deux demi-cercles, l'aéronef ne peut pas respecter la contrainte de temps imposée car il lui est impossible de parcourir un HOLD minimal dans une durée inférieure à t2. L'aéronef ne peut alors pas se présenter au point de sortie du HOLD à la fin de l'écoulement de la durée D d'attente. Pour cela le procédé selon l'invention propose de redimensionner les deux derniers circuits d'attente, appelé HOLD, et plus particulièrement la longueur des deux branches parallèles des deux derniers tours.
Ce dernier cas de figure peut être traité selon plusieurs modes de réalisations. Un premier mode de réalisation consiste à considérer que les deux derniers tours du circuit d'attente, noté HOLD, sont identiques. La figure 2 représente la forme 7 d'un HOLD nominal que l'aéronef vole pendant les n-1 premiers tours, ils sont identiques. En outre, sont représentés également les deux derniers tours du circuit d'attente ayant des formes 8 et 9 identiques de HOLD réduit. Chacun des deux derniers HOLD comprend des branches 10, 10' réduites et des demi-cercles inchangés 3, 3'. La longueur 4' de chacune des branches des deux derniers tours est alors réduite pour satisfaire la contrainte de temps D au bout de la quelle l'aéronef doit se trouver au point 2 de sortie. L'aéronef, évoluant à vitesse constante dans le circuit d'attente, parcourt la portion 4' en moins de temps que les portions 4 des n-1 premiers tours. On précise que pour chacun des tours de HOLD quelque soit la taille du HOLD, la position du point de sortie dans l'espace reste invariante et de ce fait la position du demi-cercle 3' reste également invariante dans l'espace.
Pour satisfaire la contrainte de temps et le positionnement au point de sortie 2 de l'aéronef, le procédé selon l'invention permet au FMS de calculer la durée de parcours des branches parallèles des deux derniers tours de HOLD. Ce calcul peut être réalisé à tout moment automatiquement dès que l'aéronef est dans le circuit d'attente.
Connaissant la position à un instant de l'aéronef, la position de sortie du HOLD et la durée que l'aéronef doit voler le circuit d'attente, le FMS est capable de calculer à partir d'un calculateur la forme des deux derniers tours du HOLD par extrapolation. Plus particulièrement, le FMS recalcule la durée de vol des branches parallèles joignant les demi-cercles qui sont réduites.
Dans ces conditions une durée R' restante pour effectuer les deux derniers tours d'un HOLD re-dimensionné est la durée restante d'attente après avoir effectuer n-1 premiers tours d'un HOLD nominal. Nous sommes dans le cas où R < t2. On a la relation R' = R + (t1 +t2). R' = D ù (n-1 ).(tl +t2) ; Notons PI la durée nécessaire pour parcourir à vitesse constante chacune des branches joignant les demi-cercles. 1 o P~ = R'/2 ù t2, soit P = D/2 ù (n-1).(t1 +t2)/2 ù t2 ;
Dans ce cas l'aéronef parcourt n-1 premiers tours d'un HOLD nominal, chacun étant parcouru pendant une durée t1+t2 et deux derniers tours d'un HOLD réduit, chacun étant parcouru pendant une durée R'/2. 15 L'avantage d'un tel procédé, réside dans le fait que le pilote rentre la contrainte de temps au bout de laquelle l'aéronef doit être au point de sortie. Dans ce cadre le FMS peut calculer à tout moment le nombre de tour de HOLD à effectuer et notamment il peut ajuster la taille des derniers tours 20 à effectuer pour satisfaire le positionnement de l'aéronef au point de sortie à la fin de la durée D d'attente et en informer le pilote.
Dans un second cas de réalisation, lorsque la durée R restante est inférieure au temps t2 de parcours des deux demi-cercles, les deux derniers 25 tours de HOLD peuvent être différents. Notamment, un cas peut être de considérer un dernier tour de HOLD formé uniquement des demi-cercles. Le dernier tour d'attente correspond donc à un cercle complet volé en un temps t2. La figure 3 représente dans ce dernier cas les n-1 premiers tours 30 du HOLD de forme 7, puis un avant dernier tour de forme 8' réduit dont les caractéristiques seront déterminées ci-après et enfin un dernier tour représentant un cercle formé des deux demi-cercles 3, 3' parcourus en un temps t2.
Dans ces conditions le temps restant après que l'aéronef est effectué n-1 tours d'un HOLD nominal, est R' = D - (n-1).(tl+t2) en considérant les notations précédentes. Notons, la durée P2 de chacune des branches de l'avant dernier 5 HOLD. Elle est égale à : P2 = (R' - 212)/2, soit : P2 = D/2 - [(n-1).t1 + (n+1)t2)]/2 ; Dans ces conditions, • les n-1 premiers tours sont effectués chacun en un temps 10 tl+t2; • l'avant dernier tour est effectué dans un temps égal à : D - [(n-1).t1 + n.t2)] • le dernier tour est effectué en un temps t2
15 Identiquement un cas de réalisation pourrait être de considérer que l'avant dernier HOLD est un cercle formé des deux demi-cercles parcourus en un temps t2 et un dernier tour d'attente d'une durée de : D ù [(n-1)11+ n.t2)], dont chaque branche joignant les demi-cercles serait parcourue dans une durée P2 = D/2 - [(n-1)11+ (n+1)t2)]/2 20 La forme de l'hippodrome du circuit d'attente volé est toujours référencée par rapport à un point de sortie ou d'entrée dont les coordonnées en latitude, longitude et en altitude sont connues du FMS et du contrôleur aérien, ce point étant lui-même repéré généralement par une balise à 25 proximité de l'aéroport. Le re-dimensionnement de la forme du circuit d'attente dans le procédé selon l'invention laisse invariant la position du point de sortie de l'aéronef. Selon si le point de sortie est à l'entrée du virage 3' suivant le sens de rotation ou du virage 3, alors le re-dimensionnement du HOLD laisse 30 invariant la position de la portion d'arc concerné, soit le demi-cercle 3' dans l'exemple.
Dans le cas de réalisation détaillée ci-dessus, à partir d'une durée totale Do d'attente, une seconde durée D est définie à compter du premier 35 passage de l'aéronef au point de sortie jusqu'à sa sortie effective. Ce procédé vise à s'affranchir de la position courante de l'aéronef dans le calcul du nombre de tours du HOLD et de leur forme au moment où le pilote rentre la consigne dans le FMS. Un cas de réalisation équivalent consiste à traiter non pas la durée D comme ci-dessus mais la durée Do totale directement. Dans ce cas de figure le calcul s'effectue non pas au premier passage de l'aéronef au point de sortie mais à partir de sa position courante ou du point d'entrée dans le circuit d'attente. Si le point d'origine du décompte de la durée Do était choisi comme la position courante de l'aéronef, le nombre de tours restant et la forme des deux derniers tours sont calculés avec la durée Do notamment dans les formules précédentes en considérant qu'on connaît la position courante de l'aéronef dans le HOLD à cet instant.
Quelle que soit la position de l'aéronef, notamment s'il est ou non déjà dans le circuit d'attente, le procédé selon l'invention peut calculer les caractéristiques des HOLD successifs lors de son attente. Pour se faire, si l'aéronef n'est pas encore entré dans son circuit d'attente, uneprévision horaire de son entrée dans le circuit d'attente et de son point d'entrée suffit à définir la durée d'attente et donc des caractéristiques des HOLD, notamment des deux derniers volés.
Le procédé selon l'invention propose de tenir constamment informé l'équipage du calcul du nombre de tours du circuit d'attente à réaliser, notamment des caractéristiques des deux derniers tours, en particulier de la longueur des branches joignant les deux demi-cercles représentant les virages. Pour se faire des moyens de visualisation tels que ceux déjà employés pour visualiser les données du FMS peuvent être employés de manière à avertir cycliquement de sa position dans le circuit d'attente et de l'écart éventuel à corriger. Avantageusement un message indique au pilote lors de son dernier virage que le point de sortie est imminent.
L'invention a pour principal avantage de déterminer 35 automatiquement les circuits d'attente, leurs caractéristiques et donc les trajectoires de l'aéronef à suivre lors d'une procédure d'attente d'un aéronef lorsque celui-ci est à proximité d'un aéroport et s'apprête à s'insérer à une heure précise dans un trafic d'approche finale. Le pilote rentre la contrainte horaire dans le FMS, celle-ci pouvant être transmise par le contrôleur aérien à tout moment. Le FMS est alors capable de déterminer les circuits d'attente à voler notamment leur forme et plus particulièrement les deux derniers circuits qui peuvent être raccourcis afin que l'aéronef se trouvent dans la position de sortie à la fin de la durée d'attente.
Un avantage d'une telle solution réside dans la disponibilité offerte au pilote lors de la phase d'attente. Celui-ci n'a, en effet, plus besoin d'effectuer un calcul approximatif de la trajectoire de son dernier tour de circuit d'attente pour assurer que l'aéronef se trouve dans la position de sortie du HOLD à la fin de la contrainte horaire.
Claims (8)
1. Procédé d'optimisation de la sortie d'un aéronef parcourant pendant une durée (Do) connue un circuit d'attente formant un hippodrome comportant deux branches parallèles et de même distance, les branches étant parcourues en un premier temps (t1), et deux arcs de même rayon reliant respectivement les extrémités de chaque branche, les deux arcs étant parcourus en un second temps (t2), le circuit d'attente comprenant un point de sortie situé à l'extrémité d'une des branches, caractérisé en ce que la distance des branches du circuit d'attente durant les deux derniers tours effectués est ajustée pour que l'aéronef se retrouve sensiblement à proximité du point de sortie lorsque la durée (Do) est écoulée.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend : • une première étape de détermination d'une durée D correspondante à la durée entre le premier passage et le dernier passage au point de sortie de l'aéronef ; • une seconde étape de calcul du nombre de tours entiers du circuit d'attente restant à parcourir avant d'atteindre le point de sortie après une durée D, le nombre de tours entiers étant noté n et correspondant à la partie entière de D/(t1 +t2) ; • une troisième étape de détermination du nombre de tours du circuit d'attente dont la longueur des branches est 25 modifiée, ce nombre étant 1 ou 2 ; • une quatrième étape de calcul de la longueur des branches des deux derniers tours.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la troisième 30 étape comprend la comparaison de la valeur d'une durée restante R à la valeur de la durée t2, la durée R étant issue de la différence entre la durée D et la durée correspondante au temps écoulé pour franchir le maximum de tours entiers de l'hippodrome, cette différence étant égale à [D - n.(tl+t2)]
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quatrième étape définisse dans • un premier cas, où la durée restante R est supérieure ou égale au second temps t2, une seconde durée P égale à la différence entre la durée restante R et le second temps t2, tel que le dernier tour est formé de deux arcs de cercles, l'ensemble étant effectué en un temps t2 et deux portions de branches effectuées en une durée raccourcie de la moitié du second temps, soit P/2 ; • un second cas, où la durée restante R est inférieure au second temps t2, une troisième durée PI, telle que l'avant dernier et le dernier tour sont effectués durant des durées raccourcies et égales, les deux arcs de chaque tour étant parcourus dans un temps t2 et chaque branche raccourcie des deux derniers tours est effectuée en un temps PI égale à D ù (n -1)(tl + t2) t2 4 2
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quatrième 20 étape définisse dans • un premier cas, où la durée restante R est supérieure ou égale au second temps t2, une quatrième durée P égale à la différence entre la durée restante R et le second temps t2, tel que le dernier tour soit formé de deux arcs de cercles 25 effectués en un temps t2 et deux portions de branches effectuées en une durée raccourcie de la moitié de la seconde durée, soit P/2 ; • un second cas, où la durée restante R est inférieure au second temps t2, une cinquième durée P2 telle que le 30 dernier tour du circuit d'attente est effectué durant une durée raccourcie égale à t2 correspondant au parcours des deux arcs de cercle et un avant dernier tour comprenant deux branches parcourues chacune dans une durée P2 D - (n -1)(tl + t2) - t2 égale à 2 10 15
6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux derniers tours du circuit d'attente sont identiques.
7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dernier tour est un cercle.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans son dernier tour, lorsque l'aéronef parcourt le dernier virage du circuit d'attente, un message indique à l'équipage que la sortie est imminente.
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