FR2930053A1 - Procede et dispositif de guidage d'un aeronef - Google Patents

Abstract

Le dispositif (1) comporte des moyens (4) pour déterminer des consignes de vitesse permettant de guider l'aéronef de sorte qu'il passe à un point de passage particulier à un temps correspondant à une contrainte de temps, en tenant compte d'une limite supérieure de vitesse pour un tronçon de vol courant et d'une limite supérieure auxiliaire de vitesse pour un tronçon de vol éloigné.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de guidage d'un aéronef, qui vole le long d'une trajectoire de vol et qui doit respecter une contrainte de temps. Dans le cadre de la présente invention, on considère qu'une contrainte de temps est une contrainte qui requiert un temps de passage donné, de type RTA ("Required Time of Arrivai" en anglais), à un point de passage particulier de la trajectoire de vol suivie par l'aéronef. Bien que non exclusivement, la présente invention peut s'appliquer en particulier au guidage d'aéronefs, tels que des avions de transport notamment civils, lors d'une phase d'atterrissage sur un aéroport. On sait qu'une telle phase d'atterrissage est généralement surveillée et gérée par des contrôleurs aériens. L'une des tâches d'un contrôleur aérien est de faire respecter, en un point de convergence particulier de l'espace, une séquence de temps de passage aux différents aéronefs convergeant vers 15 ce point particulier, à partir duquel est réalisée la partie finale de l'atterrissage. Par le document FR-2 888 636, on connaît un dispositif d'aide à l'approche, en vue d'un atterrissage. Ce dispositif est monté sur un aéronef et utilise un système de gestion de vol et un système de guidage 20 usuels. Lors d'un vol requérant le respect d'une contrainte de temps, on réalise généralement les opérations suivantes : a) un opérateur entre dans un système de gestion de vol embarqué, au moins une contrainte de temps de type RTA, qui est relative à un temps 25 de passage requis en un point de passage particulier ; b) on détermine les valeurs de paramètres relatifs au vol de l'aéronef, tels que le vent ou la température par exemple ; c) on détermine, à l'aide desdites valeurs et de ladite contrainte de temps, des consignes de guidage comprenant des consignes de vitesse qui permettent de guider l'aéronef de sorte qu'il passe audit point de pas-sage particulier audit temps de passage requis, généralement en suivant la trajectoire de vol initialement prévue ; et d) on applique ces consignes de guidage à l'aéronef. L'entrée d'une contrainte de temps RTA relative à un point de pas- sage particulier dans un système de gestion de vol, de type FMS ("Flight Management System" en anglais) par exemple, qui permet de faire voler l'aéronef le long d'une trajectoire qui est généralement optimisée en ter-mes de paramètres de l'aéronef, présente des inconvénients. En particulier, le système de gestion de vol n'anticipe pas le fait que les paramètres (par exemple le vent, la température ou la position de l'aéronef) pris en compte dans le calcul des consignes de guidage peuvent être peu fiables. Ces paramètres qui sont généralement entrés dans le système de gestion de vol par un opérateur peuvent être significativement différents des paramètres réels qui vont être rencontrés par l'aéronef de- puis sa position actuelle jusqu'audit point de passage. En particulier, en ce qui concerne le vent et la température, la différence entre les valeurs entrées et les valeurs réelles peut être assez importante, en raison principalement de la faible précision des données météo relatives au vent et à la température, qui sont transmises à l'équipage.

En outre, à l'étape c) précitée, lesdites consignes de vitesse sont déterminées en tenant compte au moins d'une limite supérieure pour la vitesse, qui illustre la vitesse maximale à laquelle l'aéronef est autorisé à voler le long de la trajectoire de vol. Aussi, pour satisfaire une contrainte de temps entrée, le système de gestion de vol détermine, comme consi- gnes de vitesse, les vitesses nécessaires pour arriver audit temps de pas-sage donné audit point de passage particulier, sans dépasser ladite limite supérieure de vitesse (ou vitesse maximale). Toutefois, si nécessaire, le système de gestion de vol peut être amené à déterminer des consignes de vitesse qui correspondent à ladite limite supérieure. Or, dans une telle situation, comme l'aéronef suit alors les consignes de vitesse à sa vitesse maximale autorisée, il lui est impossible d'accélérer davantage si cela s'avère nécessaire au cours du vol. Ainsi, par exemple, si un vent de face rencontré par l'aéronef est supérieur à la valeur de vent utilisée dans les prédictions, en particulier à cause d'une erreur d'estimation du vent ou en raison de l'apparition d'un vent de face inattendu, de sorte qu'une accélération de l'aéronef est nécessaire pour pouvoir respecter la contrainte du temps, ledit aéronef n'est pas en mesure de voler plus rapidement (puis-qu'il vole déjà à la vitesse maximale), et il n'est donc pas en mesure de respecter la contrainte de vitesse. De la même manière, à l'étape c) précitée, lesdites consignes de vitesse peuvent être déterminées en tenant également compte d'une limite inférieure pour la vitesse, qui illustre la vitesse minimale à laquelle l'aéronef est autorisé à voler le long de la trajectoire de vol. Aussi, pour satisfaire une contrainte de temps entrée, le système de gestion de vol détermine, comme consignes de vitesse, les vitesses nécessaires pour arriver audit temps de passage donné audit point de passage particulier, sans dépasser ladite limite inférieure de vitesse (ou vitesse minimale). Toutefois, si nécessaire, le système de gestion peut être amené à déterminer des consignes de vitesse qui correspondent à ladite limite inférieure. Or, dans une telle situation, comme l'aéronef suit alors les consignes de vitesse à sa vitesse minimale autorisée, il lui est impossible de décélérer d'avantage si cela s'avère nécessaire au cours du vol. Ainsi, par exemple, si un vent de dos rencontré par l'aéronef est supérieur à la valeur de vent utilisée dans les prédictions, en particulier à cause d'une erreur d'estimation du vent ou en raison de l'apparition d'un vent de dos inattendu, de sorte qu'une décélération de l'aéronef est nécessaire pour pou-voir respecter la contrainte du temps, ledit aéronef n'est pas en mesure de voler plus lentement (puisqu'il vole déjà à la vitesse minimale), et il n'est donc pas en mesure de respecter la contrainte de vitesse. Les situations précitées peuvent se rencontrer, non seulement en cas d'erreur sur la valeur de vent utilisée, mais également en cas d'erreur sur la valeur de température utilisée ou en cas d'erreur de guidage de l'aé- ronef lorsque la vitesse à laquelle vole effectivement D'aéronef est différente de la vitesse prédite utilisée dans les calculs. Le guidage usuel précité d'un aéronef, dans le but de respecter une contrainte de temps, n'est donc pas complètement satisfaisant. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités. Elle concerne un procédé de guidage, particulièrement robuste et fiable, d'un aéronef volant le long d'une trajectoire de vol, qui doit respecter une contrainte de temps requérant un temps de passage donné à un point de passage particulier de ladite trajectoire de vol. A cet effet, selon l'invention, ledit procédé selon lequel, au cours du vol : A/ on détermine des consignes de vitesse qui sont définies sous forme d'un profil de vitesse que l'aéronef doit respecter lors du vol le long de ladite trajectoire de vol afin de passer audit temps de passage requis audit point de passage, lesdites consignes de vitesse étant déterminées en tenant compte au moins d'une limite supérieure pour la vitesse qui illustre la vitesse maximale à laquelle peut voler l'aéronef le long de la-dite trajectoire de vol ; et B/ loirs du guidage de l'aéronef le long de ladite trajectoire de vol, on applique à l'aéronef lesdites consignes de vitesse, est remarquable en ce que, au cours du vol, à l'étape A/ : a) on détermine un tronçon courant qui dépend de la position courante de l'aéronef et qui correspond à un tronçon de la trajectoire de vol, comprenant au moins une partie de la trajectoire de vol à l'avant de la posi- tion courante de l'aéronef, ledit tronçon courant étant directement suivi par un tronçon éloigné qui est défini le long de ladite trajectoire de vol au moins jusqu'audit point de passage ; b) on détermine une première marge de vitesse pour la vitesse maximale de l'aéronef le long dudit tronçon éloigné et on forme, à l'aide de cette première marge de vitesse, une limite supérieure auxiliaire qui est inférieure (de cette première marge de vitesse) à ladite limite supérieure pour ledit tronçon éloigné ; et c) on détermine lesdites consignes de vitesse, en tenant compte : ù de ladite limite supérieure pour ledit tronçon courant ; et û de ladite limite supérieure auxiliaire pour ledit tronçon éloigné. De plus, de préférence : à l'étape b), on détermine une seconde marge de vitesse pour la vitesse minimale de l'aéronef le long dudit tronçon éloigné et on forme, à l'aide de cette seconde marge de vitesse, une limite inférieure auxiliaire qui est supérieure (de cette seconde marge de vitesse) à une limite inférieure (usuelle) pour ledit tronçon éloigné, ladite limite inférieure illustrant la vitesse minimale à laquelle peut voler l'aéronef le long de ladite trajectoire de vol ; et à l'étape c), on détermine lesdites consignes de vitesse, en tenant compte : de ladite limite inférieure pour ledit tronçon courant ; et de ladite limite inférieure auxiliaire pour ledit tronçon éloigné. Sur ledit tronçon courant, on conserve lesdites limites supérieure et/ou inférieure usuelles, non seulement pour la prédiction, c'est-à-dire pour la détermination des consignes de vitesse (étape A/ précédente), mais également pour le guidage de l'aéronef à l'étape B/ qui suit. Ainsi, grâce à l'invention, hors dudit tronçon courant précisé ci-dessous, c'est-à-dire sur ledit tronçon éloigné (qui est éloigné de la posi- tion courante de l'aéronef), on réalise la prédiction de consignes de vitesse en prenant en compte une limite supérieure auxiliaire qui est inférieure d'une première marge de vitesse à la limite supérieure usuelle (et éventuellement une limite inférieure auxiliaire qui est supérieure d'une seconde marge de vitesse à la limite inférieure usuelle), ce qui permet d'éviter une 1 o saturation prématurée de la vitesse prévue (sur ledit tronçon éloigné) de l'aéronef à la vitesse maximale autorisée (ou à la vitesse minimale autorisée). On empêche ainsi que, pour satisfaire une contrainte du temps, l'aéronef ait à prévoir de voler prématurément (à savoir sur ledit tronçon éloigné) à sa vitesse maximale autorisée, c'est-à-dire de ne pas se prévoir de 15 marge à l'accélération dans le cas où il faudrait gagner du temps. Ainsi, grâce à cette marge ou à ces marges de vitesse, on est en mesure de pouvoir corriger, le cas échéant, des erreurs d'estimation qui représentent des erreurs dans les valeurs estimées utilisées, en faisant réaliser à l'aéronef une accélération (ou une décélération) supplémentaire. On ob- 20 tient donc un procédé de guidage particulièrement fiable et robuste. En particulier, ces erreurs d'estimation peuvent être : des erreurs de vent correspondant à une différence entre la valeur de vent utilisée pour déterminer les consignes de vitesse et le vent existant réellement lors du vol de l'aéronef ; 25 des erreurs de température correspondant à une différence entre la va-leur de température utilisée pour déterminer les consignes de vitesse et la température existant réellement lors du vol de l'aéronef ; et des erreurs de guidage correspondant à une différence entre la vitesse prédite à laquelle est guidé l'aéronef et la vitesse de vol effective.

Par ailleurs, avantageusement, à l'étape A/ : a) on prend en compte un profil de vitesse, qui comprend : au moins une vitesse qui est inférieure à ladite valeur limite, pour le-dit tronçon courant de la trajectoire de vol ; et au moins une vitesse qui est inférieure à ladite valeur limite auxiliaire, pour ledit tronçon éloigné de la trajectoire de vol ; [3) on détermine un temps de passage estimé audit point de passage, à l'aide dudit profil de vitesse et de valeurs de paramètres relatifs au vol de l'aéronef ; y) on calcule la différence entre ce temps de passage estimé et ledit temps de passage requis, et on compare cette différence à une valeur de seuil ; et S) en fonction de cette comparaison : si ladite différence est inférieure ou égale à ladite valeur de seuil, on conserve ledit profil de vitesse ; et si ladite différence est supérieure à ladite valeur de seuil, on choisit un nouveau profil de vitesse, et on répète les opérations a) à s) précédentes en utilisant ce nouveau profil de vitesse, lesdites opérations a) à 8) étant répétées jusqu'à ce que la différence obtenue à l'étape y) devienne inférieure ou égale à ladite valeur de seuil. Dans un premier mode de réalisation, de façon avantageuse, à l'étape A/a) précitée, ledit tronçon courant représente un tronçon de la trajectoire de vol, qui débute à la position courante de l'aéronef et qui est défini suivant une distance prédéterminée, par exemple 200 milles nauti- ques (environ 37C) kilomètres). En outre, dans un second mode de réalisation, pour lequel la trajectoire de vol est formée d'une suite de segments successifs reliés en-semble à des points de passage, de façon avantageuse, ledit tronçon cou- rant correspond au segment courant de la trajectoire de vol, c'est-à-dire au segment qui est actuellement suivi par l'aéronef. Par ailleurs, de façon avantageuse, lors d'un changement de vitesse au niveau du profil de vitesse, entre une première vitesse et une se- condé vitesse, ledit profil de vitesse présente une phase transitoire correspondant à un passage progressif de ladite première vitesse à ladite seconde vitesse, ce qui permet d'obtenir une transition douce d'une vitesse à l'autre, qui ne perturbe pas notamment le confort des passagers. Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation à l'étape B/, lors du guidage de l'aéronef, on ajuste (si nécessaire) la vitesse de l'aéronef sur toute la trajectoire de vol à l'avant de l'aéronef. En outre, dans un second mode de réalisation, à l'étape B/, lors du guidage de l'aéronef, on ajuste la vitesse de l'aéronef uniquement sur ledit tronçon courant. Dans ce second mode de réalisation, on peut également prévoir que, lorsqu'il n'est pas possible d'ajuster la vitesse de l'aéronef sur ledit tronçon courant pour complètement respecter la contrainte de temps, ladite vitesse peut être ajustée hors dudit tronçon courant, c'est-à-dire également au moins sur une partie dudit tronçon éloigné. La présente invention concerne également un dispositif de guidage d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport, volant le long d'une trajectoire de vol et devant respecter une contrainte de temps requérant un temps de passage donné à un point de passage particulier de ladite trajectoire de vol. Selon l'invention, ledit dispositif du type comportant : ù un système de gestion de vol qui détermine des consignes de vitesse qui sont définies sous forme d'un profil de vitesse que l'aéronef doit respecter lors du vol le long de ladite trajectoire de vol afin de passer audit temps de passage requis audit point de passage, lesdites consignes de vitesse étant déterminées en tenant compte au moins d'une li- mite supérieure pour la vitesse qui illustre la vitesse maximale à laquelle peut voler l'aéronef le long de ladite trajectoire de vol ; et un système de guidage qui guide l'aéronef le long de ladite trajectoire de vol, en lui appliquant notamment lesdites consignes de vitesse, est remarquable en ce que ledit système de gestion de vol comporte : des premiers moyens pour déterminer un tronçon courant qui dépend de la position courante de l'aéronef et qui correspond à un tronçon de la trajectoire de vol, comprenant au moins une partie de la trajectoire de vol à l'avant de la position courante de l'aéronef, ledit tronçon courant étant directement suivi par un tronçon éloigné qui est défini le long de ladite trajectoire de vol au moins jusqu'audit point de passage ; des deuxièmes moyens pour déterminer une première marge de vitesse pour la vitesse maximale de l'aéronef le long dudit tronçon éloigné et pour former, à l'aide de cette première marge de vitesse, une limite su- périeure auxiliaire qui est inférieure à ladite limite supérieure pour ledit tronçon éloigné ; et des troisièmes moyens pour déterminer lesdites consignes de vitesse, en tenant compte : • de ladite limite supérieure pour ledit tronçon courant ; et • de ladite limite supérieure auxiliaire pour ledit tronçon éloigné. De plus, de façon avantageuse : lesdits deuxièmes moyens sont formés de manière à déterminer, de plus, une seconde marge de vitesse pour la vitesse minimale de l'aéronef le long dudit tronçon éloigné et pour former, à l'aide de cette se- conde marge de vitesse, une limite inférieure auxiliaire qui est supérieure à une limite inférieure pour ledit tronçon éloigné, ladite limite inférieure illustrant la vitesse minimale à laquelle peut voler l'aéronef le long de ladite trajectoire de vol ; et û lesdits troisièmes moyens sont formés de manière à déterminer lesdites consignes de vitesse, en tenant également compte : • de ladite limite inférieure pour ledit tronçon courant ; et • de ladite limite inférieure auxiliaire pour ledit tronçon éloigné.

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 conforme à l'invention.

La figure 2 illustre un exemple de profil de vitesse engendré par un dispositif conforme à la présente invention. La figure 3 montre schématiquement des moyens faisant partie d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 4 illustre schématiquement la détermination d'un tronçon courant, conformément à un premier mode de réalisation. Les figures 5A, 5B et 5C illustrent un vol d'un aéronef muni d'un dispositif conforme à l'invention, utilisant un tronçon courant qui est conforme à un second mode de réalisation. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématique- ment sur la figure 1 est destiné à guider un aéronef A, en particulier un avion de transport (notamment civil), qui vole le long d'une trajectoire de vol TV usuelle et qui doit respecter une contrainte de temps. Bien que non exclusivement, la présente invention peut s'appliquer en particulier au guidage de l'aéronef A lors d'une phase d'approche en vue d'un atterrissage sur un aéroport. Dans le cadre de la présente invention, pour respecter une contrainte de temps, l'aéronef A doit passer à un temps de passage donné, de type RTA ("Required Time of Arrivai" en anglais), à un point de passage particulier Pp de la trajectoire de vol TV suivie.

Pour ce faire, ledit dispositif de guidage 1 comporte : des moyens d'interface 2 qui permettent à un membre d'équipage de l'aéronef A d'entrer les valeurs de paramètres (relatifs au vol de l'aéronef A) dans ledit dispositif 1, et en particulier une valeur de tem- pérature et/ou une valeur de vent. Ces moyens d'interface 2 comportent des moyens usuels tels que, par exemple, un clavier et/ou des moyens de désignation, associés à un écran ; un ensemble 3 de sources d'informations qui déterminent, de façon usuelle, en temps réel, les valeurs de paramètres de vol de l'aéronef A, et en particulier sa position courante PC ; un système de gestion de vol 4, par exemple de type FMS ("Flight Management System" en anglais), qui est relié par l'intermédiaire de liaisons 5 et 6 respectivement auxdits moyens d'interface 2 et audit ensemble 3 et qui est formé de manière à déterminer des consignes de guidage de l'aéronef A comprenant des consignes de vitesse. Ces consignes de vitesse sont définies sous forme d'un profil de vitesse PV que l'aéronef A doit respecter lors du vol le long de ladite trajectoire de vol TV, afin de passer à un temps de passage requis à un point de pas-sage Pp (conformément à une contrainte de temps). Ledit profil de vi- tesse PV illustre une évolution de la vitesse lors du vol le long de la trajectoire de vol TV. Lesdites consignes de vitesse sont déterminées en tenant compte d'une limite supérieure Lsup pour la vitesse, qui illustre la vitesse maximale (susceptible d'être variable) à laquelle peut voler l'aéronef A le long de ladite trajectoire de vol TV. Cette vitesse maxi- male peut correspondre à une vitesse usuelle de type VMO/MMO, avec VMO ("Velocity Maximum Operating" en anglais) la vitesse maximale opérationnelle, et MMO ("Maximum Operating Mach Number" en anglais) le Mach maximal opérationnel ; et un système de guidage usuel 7 qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 8 audit système de gestion de vol 4 et qui est destiné à guider l'aéronef A le long de la trajectoire de vol TV, en lui appliquant de façon usuelle des consignes de guidage reçues dudit système de gestion 4, et notamment lesdites consignes de vitesse qui ont été déterminées par ledit système de gestion de vol 4. Selon l'invention, ledit système de gestion de vol 4 comporte notamment : ù un élément 9 pour déterminer un tronçon courant TC qui dépend de la position courante PC de l'aéronef A et qui correspond à un tronçon de la trajectoire de vol TV, comprenant au moins une partie de la trajectoire de vol TV à l'avant de la position actuelle (ou courante) PC de l'aéronef A, et pour déterminer un tronçon éloigné TE. Le tronçon courant TC est directement suivi par le tronçon éloigné TE qui est défini le long de ladite trajectoire de vol TV (de la fin dudit tronçon courant TC) au moins jusqu'audit point de passage Pp considéré ; un élément 10 qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 1 1 audit élément 9 et qui est formé de manière à déterminer une limite supérieure auxiliaire LsupA qui est inférieure à ladite limite supérieure Lsup, d'une marge de vitesse Msup, comme représenté sur la figure 2. Cette marge de vitesse Msup est, par exemple, entrée dans le dispositif 1 par un opérateur à l'aide desdits moyens d'interface 2. Cette limite supérieure auxiliaire LsupA est définie uniquement pour ledit tronçon éloigné TE ; et un élément 1 2 qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 13 audit élément 10 et qui est formé de manière à déterminer, de façon usuelle, lesdites consignes de vitesse, en tenant compte : • de ladite limite supérieure Lsup pour ledit tronçon courant TC ; et de ladite limite supérieure auxiliaire LsupA pour ledit tronçon éloigné TE. De plus, dans un mode de réalisation préféré : ledit élément 10 détermine, le long dudit tronçon éloigné TE, une limite inférieure auxiliaire LinfA qui est supérieure à une limite inférieure Linf usuelle d'une valeur égale à une marge de vitesse Minf. Ladite limite inférieure Linf illustre la vitesse minimale à laquelle peut voler l'aéronef A le long de ladite trajectoire de vol TV, en fonction de ses caractéristiques et ses capacités de vol. Ladite marge de vitesse Minf, quant à elle, est par exemple entrée dans le dispositif 1 par un opérateur à l'aide desdits moyens d'interface 2 ; et l'élément 12 détermine lesdites consignes de vitesse,. en tenant égale-ment compte : • de ladite limite inférieure Linf pour ledit tronçon courant TC ; et • de ladite limite inférieure auxiliaire LinfA pour ledit tronçon éloigné TE. Dans ce cas, les limites Lsup et Linf forment une enveloppe de vitesses, et les limites LsupA et LinfA forment une enveloppe auxiliaire de vitesses.

Par conséquent, le dispositif 1 conforme à l'invention réalise, hors dudit tronçon courant TC précisé ci-dessous, c'est-à-dire sur ledit tronçon éloigné TE (qui est éloigné de la position courante PC de l'aéronef A), la prédiction de consignes de vitesse en prenant en compte une limite supérieure auxiliaire LsupA qui est inférieure d'une marge de vitesse Msup à la limite supérieure usuelle Lsup (et éventuellement une limite inférieure auxiliaire LinfA qui est supérieure d'une marge de vitesse Minf à la limite inférieure Linf usuelle), ce qui permet d'éviter une saturation prématurée de la vitesse prévue (sur ledit tronçon éloigné TE) de l'aéronef A à la vitesse maximale autorisée (ou à la vitesse minimale autorisée). On empêche ainsi que, pour satisfaire une contrainte du temps, l'aéronef A ait à prévoir de voler prématurément (à savoir sur ledit tronçon éloigné TE) à sa vitesse maximale autorisée, c'est-à-dire de ne pas se prévoir de marge à l'accélération dans le cas où il faudrait gagner du temps. Ainsi, grâce à ces mar- ges de vitesse Msup et Minf, le système de gestion de vol 4 est en me-sure de corriger, le cas échéant, des erreurs d'estimation qui représentent des erreurs dans les valeurs estimées utilisées, en faisant réaliser à l'aéronef A une accélération (ou une décélération) supplémentaire. En particulier, ces erreurs d'estimation peuvent être : des erreurs de vent correspondant à une différence entre la valeur de vent utilisée pour déterminer les consignes de vitesse et le vent existant réellement lors du vol de l'aéronef A ; des erreurs de température correspondant à une différence entre la va-leur de température utilisée pour déterminer les consignes de vitesse et la température existant réellement lors du vol de l'aéronef A ; et des erreurs de guidage correspondant à une différence entre la vitesse prédite à laquelle est guidé l'aéronef A et la vitesse de vol effective. On obtient donc un dispositif de guidage 1 particulièrement fiable et robuste.

Sur la figure 2, on a représenté un graphique illustrant un profil de vitesse PV déterminé conformément à la présente invention (par le système de gestion de vol 4). Ce profil de vitesse PV est associé à une phase d'approche en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage (non représentée). Le graphique de la figure 2 comporte une échelle de vitesse V en ordonnées et une échelle de distance D en abscisses. Cette échelle de distance D illustre la distance horizontale jusqu'à destination au moment de l'atterrissage, c'est-à-dire la distance dans un plan horizontal jusqu'au point d'impact (ou d'atterrissage) Pa sur la piste d'atterrissage lors de l'atterrissage. Sur ce graphique, on a également représenté : le tronçon courant TC ; ù le tronçon éloigné TE qui est défini à partir de l'extrémité aval PO dudit tronçon courant TC jusqu'audit point de passage Pp qui se trouve à une distance D3 du point d'atterrissage Pa ; par un trait continu épais, la limite supérieure Lsup qui est définie (de façon usuelle) sur toute la trajectoire de vol TV restante entre la position courante PC de l'aéronef A et au moins le point de passage Pp ; la marge de vitesse Msup relative à ladite limite supérieure Lsup qui est uniquement définie pour le tronçon éloigné TE ; par un trait continu fin, la limite supérieure auxiliaire LsupA qui est uniquement définie pour le tronçon éloigné TE, à partir de ladite limite supérieure Lsup à laquelle on a soustrait ladite marge Msup. Comme la limite LsupA n'est pas prise en compte sur le tronçon courant TC, on a représenté un trait en tirets sur ce tronçon courant TC ; par un trait continu épais, la limite inférieure Linf qui illustre la vitesse minimale autorisée de l'aéronef A lors du vol et qui est définie (de façon usuelle) sur toute la trajectoire de vol TV restante entre la position courante PC de l'aéronef A et au moins le point de passage Pp ; la marge de vitesse Minf relative à la limite inférieure Linf, qui est uniquement définie sur le tronçon éloigné TE ; et par un trait continu fin, la limite inférieure auxiliaire LinfA qui est uniquement définie sur ledit tronçon éloigné TE, à partir de ladite limite inférieure Linf à laquelle on a ajouté ladite marge de vitesse Minf. Un trait en tirets met en évidence que la limite LinfA n'est pas prise en compte sur le tronçon courant TC. A titre d'illustration, on peut prévoir que, lors d'une phase d'approche en vue d'un atterrissage, qui comporte des paliers de vitesse comme représenté sur la figure 2, la limite supérieure Lsup présente, successive-ment : à une distance Dl du point d'atterrissage Pa, une vitesse V1 qui est, par exemple, égale à 250 noeuds (environ 460 km/h) Ï. à une distance D2 du point d'atterrissage Pa, une vitesse V2 qui est, pair exemple, égale à 220 noeuds (environ 400 km/h) et à partir d'une distance D3 du point d'atterrissage Pa, une vitesse qui baisse progressivement de la vitesse V2 à une vitesse V3 qui représente une vitesse d'approche usuelle. En revanche, sur l'exemple de la figure 2, la limite inférieure Linf présente une baisse progressive de la vitesse à partir de ladite position courante PC jusqu'audit point de passage Pa. Par ailleurs, ledit système de gestion de vol 4 comporte également l'ensemble 15 représenté sur la figure 3, qui comprend : ù un élément 16 pour prendre en compte un profil de vitesse PV, qui comporte : • au moins une vitesse (susceptible d'être variable) qui est inférieure à ladite valeur limite Lsup, pour ledit tronçon courant TC de la trajectoire de vol TV ; et • au moins une vitesse (susceptible d'être variable) qui est inférieure à ladite valeur limite auxiliaire LsupA, pour ledit tronçon éloigné TE de la trajectoire de vol TV ; - un élément 17 qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 18 audit élément 16 et qui est formé de manière à déterminer un temps de passage estimé ETA ("Estimated Time of Arrivai" en anglais), audit point de pas-sage Pp, à l'aide dudit profil de vitesse PV et de valeurs de paramètres relatifs au vol de l'aéronef A, reçues desdits moyens 2 et dudit ensemble 3 par exemple ; un élément 19 qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 20 audit élément 17 et qui est formé de manière à calculer la différence entre ce temps de passage estimé ETA et ledit temps de passage requis RTA (qui est par exemple entré par un pilote à l'aide des moyens 2) ; et un élément 21 qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 22 audit élément 19 et qui compare cette différence à une valeur de seuil prédé- terminée, par exemple 30 secondes. Cette valeur de seuil peut être entrée par un opérateur, en particulier un pilote, à l'aide des moyens 2. En fonction de cette comparaison, ledit élément 21 • transmet ledit profil de vitesse par l'intermédiaire d'une liaison 23 comme consigne de vitesse, si ladite différence est inférieure ou égale à ladite valeur de seuil ; • sinon, choisit un nouveau profil de vitesse et le transmet par l'intermédiaire d'une liaison 24 audit élément 16 (ou demande audit élément 16 de choisir un nouveau profil de vitesse), afin que les éléments 16, 17, 19 et 21 répètent les opérations précédentes, et ceci jusqu'à ce que la différence entre le nouveau temps de passage estimé ETA et le temps de passage requis RTA devienne inférieure ou égale à ladite valeur de seuil. Dans un mode de réalisation préféré, ledit système de gestion de vol 4 utilise, pour réaliser ses prédictions, un critère qui peut être repré- sentatif, pour un avion de transport civil, de la stratégie de la compagnie aérienne pour le niveau de vitesses que l'avion doit tenir pendant un vol. Ce critère est déterminé à l'aide d'un indice de coût Cl ("cost index" en anglais) qui est défini à partir de l'expression suivante : Cl = CC/CT dans laquelle : • CC est le coût lié au temps de vol (entretien, équipage, ...), exprimé en kg/min ; et • CT est le coût du carburant, exprimé en $/kg.

Par ailleurs, lors d'un changement de vitesse au niveau du profil de vitesse PV (entre une première vitesse et une seconde vitesse), le système de gestion de vol 4 prévoit sur ledit profil de vitesse PV une phase transitoire qui correspond à un passage progressif de ladite première vitesse à ladite seconde vitesse, ce qui permet d'obtenir une transition douce d'une vitesse à l'autre, qui ne perturbe pas notamment le confort des passagers de l'aéronef A. Dans un premier mode de réalisation représenté sur la figure 4, le-dit tronçon courant TC représente un tronçon de la trajectoire de vol TV qui débute à la position courante PC de l'aéronef A et qui est défini selon une distance prédéterminée 1, 2, par exemple 200 miles nautiques (environ 370 kilomètres), à l'avant de l'aéronef A. Dans une première va-riante, cette distance 1 est simplement la distance à l'avant de l'aéronef A. Dans une seconde variante, on prévoit une distance 2 le long de la trajectoire de vol TV. Dans ce cas, la distance 2 est déterminée le long des différents segments successifs SA, SB de la trajectoire de vol TV de sorte que, pour l'exemple de la figure 4, on a : = 2A + 2B En outre, un second mode de réalisation qui est représenté sur les figures 5A, 5B et 5C est associé à une trajectoire de vol TV comprenant une suite de segments successifs S1, S2 et S3, en particulier des segments rectilignes, qui sont reliés ensemble à des points de passage P1, P2. Dans ce second mode de réalisation, le tronçon courant TC correspond au segment de la trajectoire de vol TV, qui est actuellement suivi par l'aéronef A, par exemple le segment S1 pour la situation de la figure 5A. Bien entendu, si l'aéronef A n'est pas décalé latéralement par rapport à la trajectoire de vol TV, sa position courante PC est directement située sur ledit tronçon courant TC, comme cela est le cas sur les exemples des figures 5A, 5B et 5C.

Ces figures 5A, 5B et 5C illustrent le vol d'un aéronef A qui est guidé par le dispositif 1 conforme à l'invention, le long d'une trajectoire de vol TV, jusqu'à un point de passage Pp. Dans la situation de la figure 5, dans un premier temps, l'aéronef A voile selon un profil de vitesse qui est tel que : ù sur le segment S1, il vole à une vitesse Via, la limite supérieure sur ce segment S1 étant L1 ; sur le segment S2, il vole à une vitesse V2a, la limite supérieure sur ce segment S2 étant L2 ; et sur le segment S3, il vole à une vitesse V3a, la limite supérieure sur ce segment S3 étant L3. Si, dans un deuxième temps, une contrainte de temps RTA est entrée par un pilote de l'aéronef A, le système de gestion de vol 4 recalcule le profil de vitesse PV permettant de respecter cette contrainte de temps.

A titre d'exemple,, si cette contrainte de temps demande d'arriver plus tôt que prévu initialement au point Pp, sa prise en compte nécessite donc d'augmenter la vitesse de vol. Selon le nouveau profil de vitesse obtenu, l'aéronef A doit voler : le long du segment S1, à une vitesse V1b qui est supérieure à V1 a, mais reste inférieure (ou égale) à L1 ; le long du segment S2, à une vitesse V2b qui est supérieure à V2a, mais reste inférieure (ou égale) à une limite supérieure auxiliaire L2A (inférieure à L2) ; et le long du segment S3, à une vitesse V3b qui est supérieure à V3a, mais reste inférieure (ou égale) à une limite supérieure auxiliaire L3A (inférieure à L3). Si, dans un troisième temps, un vent (de face) imprévu apparaît, le temps estimé pour rejoindre le point Pp va augmenter. Si, de plus, la différence entre le temps de passage estimé ETA et le temps de passage re- quis RTA devient supérieur à une valeur de seuil, le système de gestion de vol 4 va recalculer le profil de vitesse de sorte que l'aéronef A doit voler : le long du segment S1, à une vitesse V l c qui est supérieure à v 1 b, mais est inférieure (ou égale) à L1 ; le long du segment S2, à une vitesse V2c qui est supérieure à V2b, mais est inférieure (ou égale) à la limite supérieure auxiliaire L2A ; et le long du segment S3, à une vitesse V3c qui est supérieure à V3b, mais est inférieure (ou égale) à la limite supérieure auxiliaire L3A. Dans la situation de la figure 5B, le segment S2 est le nouveau tronçon courant TC de sorte que, pour le calcul des prédictions : ù la vitesse sur ce segment S2 doit être inférieure ou égale à L2 (on ne tient plus compte de L2A) ; et ù la vitesse sur le segment S3 (qui représente I,e tronçon éloigné TE) doit toujours être inférieure ou égale à L3A.

Dans la situation de la figure 5C, le segment S3 est le nouveau tronçon courant TC de sorte que, pour le calcul des prédictions (et le guidage), la vitesse sur ce segment S2 doit être inférieure ou égale à L3 (on ne tient plus compte de L3A). Les situations des figures 5A, 5B et 5C précédentes qui tiennent compte de limites supérieures peuvent être adaptées, par analogie, à des limites inférieures. On notera que, de préférence, l'ajustement de vitesse mis en oeuvre par le système de guidage 7 est tel que les vitesses ne sont pas fixes hors du tronçon courant TC, c'est-à-dire au niveau dudit tronçon éloigné TE. En variante, on peut toutefois prévoir que, lors du guidage de l'aéronef A, le système de guidage 7 ajuste la vitesse de l'aéronef A uniquement sur ledit tronçon courant TC. Dans cette variante de réalisation, on peut toutefois également prévoir que, lorsqu'il n'est pas possible, dans une situation particulière, d'ajuster la vitesse de l'aéronef A sur ledit tronçon courant TC pour complètement respecter la contrainte de temps, la-dite vitesse peut être ajustée (dans cette situation particulière uniquement) hors dudit tronçon courant TC, c'est-à-dire également au moins partielle- ment sur au moins une partie dudit tronçon éloigné TE.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de guidage d'un aéronef (A) volant le long d'une trajec- toire de vol (TV) et devant respecter une contrainte de temps requérant un temps de passage donné à un point de passage particulier (Pp) de ladite trajectoire de vol (TV), procédé selon lequel, au cours du vol : A/ on détermine des consignes de vitesse qui sont définies sous forme d'un profil de vitesse (PV) que l'aéronef (A) doit respecter lors du vol le long de ladite trajectoire de vol (TV) afin de passer audit temps de pas-sage requis audit point de passage, lesdites consignes de vitesse étant déterminées en tenant compte au moins d'une limite supérieure (Lsup) pour la vitesse qui illustre la vitesse maximale à laquelle peut voler l'aéronef (A) le long de ladite trajectoire de vol (TV) ; et B/ lors du guidage de l'aéronef (A) le long de ladite trajectoire de vol (TV), on applique à l'aéronef (A) lesdites consignes de vitesse, caractérisé en ce que, au cours du vol, à l'étape A/ : a) on détermine un tronçon courant (TC) qui dépend de la position courante (PC) de l'aéronef (A) et qui correspond à un tronçon de la trajectoire de vol (TV), comprenant au moins une partie de la trajectoire de vol (TV) à l'avant de la position courante (PC) de l'aéronef (A), ledit tronçon courant (TC) étant directement suivi par un tronçon éloigné (TE) qui est défini le long de ladite trajectoire de vol (TV) au moins jus-qu'audit point de passage (Pp) ; b) on détermine une première marge de vitesse (Msup) pour la vitesse maximale de l'aéronef (A) le long dudit tronçon éloigné (TE) et on forme, à l'aide de cette première marge de vitesse (Msup), une limite supérieure auxiliaire (LsupA) qui est inférieure à ladite limite supérieure (Lsup) pour ledit tronçon éloigné (TE) ; et c) on détermine lesdites consignes de vitesse, en tenant compte : û de ladite limite supérieure (Lsup) pour ledit tronçon courant (TC) ; et ù de ladite limite supérieure auxiliaire (LsupA) pour ledit tronçon éloigné (TE).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que : à l'étape b), on détermine une seconde marge de vitesse (Minf) pour la vitesse minimale de l'aéronef (A) le long dudit tronçon éloigné (TE) et on forme, à l'aide de cette seconde marge de vitesse (Minf), une limite inférieure auxiliaire (LinfA) qui est supérieure à une limite inférieure (Linf) pour ledit tronçon éloigné (TE), ladite limite inférieure (Linf) illus- trant la vitesse minimale à laquelle peut voler l'aéronef (A) le long de la- dite trajectoire de vol (TV) ; et à l'étape c), on détermine lesdites consignes de vitesse, en tenant compte : • de ladite limite inférieure (Linf) pour ledit tronçon courant (TC) ; et • de ladite limite inférieure auxiliaire (LinfA) pour ledit tronçon éloigné (TE).
3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'étape A/ : a) on prend en compte un profil de vitesse (PV), qui comprend : au moins une vitesse qui est inférieure à ladite valeur limite, pour le- dit tronçon courant (TC) de la trajectoire de vol (TV) ; et au moins une vitesse qui est inférieure à ladite valeur limite auxiliaire, pour ledit tronçon éloigné (TE) de la trajectoire de vol (TV) ; 3) on détermine un temps de passage estimé audit point de passage (Pp), à l'aide dudit profil de vitesse et de valeurs de paramètres relatifs au vol de l'aéronef (AI ; y) on calcule la différence entre ce temps de passage estimé et ledit temps de passage requis, et on compare cette différence à une valeur de seuil ; et 8) en fonction de cette comparaison : si ladite différence est inférieure ou égale à ladite valeur de seuil, on conserve ledit profil de vitesse ; et si ladite différence est supérieure à ladite valeur de seuil, on choisit un nouveau profil de vitesse, et on répète les opérations a) à 8) précédentes en utilisant ce nouveau profil de vitesse, lesdites opérations a) à 8) étant répétées jusqu'à ce que la différence obtenue à l'étape y) devienne inférieure ou égale à ladite valeur de seuil.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'à l'étape A/a), ledit tronçon courant (TC) représente un tronçon de la trajectoire de vol (TV), qui débute à la position courante (PC) de l'aéronef (A) et qui est défini suivant une distance prédéterminée (fl , É2).
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite trajectoire de vol (TV) est formée d'une suite de segments successifs (Si, S2, S3) reliés ensemble à des points de pas-sage (P1, P2), et en ce que ledit tronçon courant (TC) correspond au segment de la trajectoire de vol (TV), qui est actuellement suivi par l'aéronef (A).
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors d'un changement de vitesse d'une première vitesse à une seconde vitesse, ledit profil de vitesse (PV) présente une phase transitoire correspondant à un passage progressif de ladite première vitesse à ladite seconde vitesse.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'à l'étape B/, lors du guidage de l'aéronef (A), on ajuste la vitesse de l'aéronef (A) sur toute la trajectoire de vol (TV) à l'avant de l'aéronef (A).
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'à l'étape B/, lors du guidage de l'aéronef (A), on ajuste la vitesse de l'aéronef (A) uniquement sur ledit tronçon courant (TC).
9. 9. Dispositif de guidage d'un aéronef volant le long d'une trajectoire de vol (TV) et devant respecter une contrainte de temps requérant un temps de passage donné à un point de passage particulier (Pp) de ladite trajectoire de vol (TV), ledit dispositif (1) comportant : un système de gestion de vol (4) qui détermine des consignes de vi- tesse qui sont définies sous forme d'un profil de vitesse (PV) que l'aéronef (A) doit respecter lors du vol le long de ladite trajectoire de vol (T\/) afin de passer audit temps de passage requis audit point de pas-sage (Pp), lesdites consignes de vitesse étant déterminées en tenant compte au moins d'une limite supérieure (Lsup) pour la vitesse qui illus- tre la vitesse maximale à laquelle peut voler l'aéronef (A) le long de la- dite trajectoire de vol (TV) ; et un système de guidage (7) qui guide l'aéronef (A) le long de ladite trajectoire de vol (TV), en lui appliquant lesdites consignes de vitesse, caractérisé en ce que ledit système de gestion de vol (4) comporte : des premiers moyens (9) pour déterminer un tronçon courant (TC) qui dépend de la position courante (PC) de l'aéronef (A) et qui correspond à un tronçon de la trajectoire de vol (TV), comprenant au moins une partie de la trajectoire de vol (TV) à l'avant de la position courante (PC) de l'aéronef (A), ledit tronçon courant (TC) étant directement suivi par un tronçon éloigné (TE) qui est défini le long de ladite trajectoire de vol (TV) au moins jusqu'audit point de passage (Pp) ; des deuxièmes moyens (10) pour déterminer une première marge de vitesse (Msup) pour la vitesse maximale de l'aéronef (A) le long dudit tronçon éloigné (TE) et pour former à l'aide de cette première marge de vitesse (Msup), une limite supérieure auxiliaire (LsupA) qui est inférieure à ladite limite supérieure (Lsup) pour ledit tronçon éloigné (TE) ; et des troisièmes moyens (12) pour déterminer lesdites consignes de vitesse, en tenant compte : • de ladite limite supérieure (Lsup) pour ledit tronçon courant (TC) ; et de ladite limite supérieure auxiliaire (LsupA) pour ledit tronçon éloigné (TE).
10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que : ~o lesdits deuxièmes moyens (10) sont formés de manière à déterminer, de plus, une seconde marge de vitesse (Minf) pour la vitesse minimale de l'aéronef (A) le long dudit tronçon éloigné (TE) et pour former, à l'aide de cette seconde marge de vitesse (Minf), une limite inférieure auxiliaire (LinfA) qui est supérieure à une limite inférieure (Linf) pour ledit tronçon 15 éloigné (TE), ladite limite inférieure (Linf) illustrant la vitesse minimale à laquelle peut voler l'aéronef (A) le long de ladite trajectoire de vol (TC) ; et lesdits troisièmes moyens (12) sont formés de manière à déterminer lesdites consignes de vitesse, en tenant également compte : 20 de ladite limite inférieure (Linf) pour ledit tronçon courant (TC) ; et de ladite limite inférieure auxiliaire (LinfA) pour ledit tronçon éloigné (TE).