FR2935521A1 - Procede de verification de la coherence des parametres de decollage d'un aeronef avec une longueur de piste disponible - Google Patents

Abstract

Un procédé de vérification de la cohérence des paramètres de décollage d'un aéronef d'un aéroport avec une longueur de piste disponible au moment du décollage comprend une étape d'identification (E20) d'une piste de décollage et une étape de validation (E30) des paramètres de décollage en vue d'autoriser le décollage de l'aéronef si la distance de décollage est inférieure à la longueur de piste restante, associée à la piste de décollage identifiée. Utilisation pour sécuriser le décollage d'un aéronef à partir d'un aéroport.

Description

La présente invention concerne un procédé de vérification de la cohérence des paramètres de décollage d'un aéronef, à partir d'un aéroport, avec une longueur de piste disponible au moment du décollage. Elle concerne également un aéronef adapté à mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention.

De manière générale, la présente invention concerne le domaine de la sécurité au décollage d'un aéronef, par vérification de la cohérence des paramètres de décollage d'un aéronef avec la longueur de piste disponible au moment du décollage. En pratique, lors de la préparation de décollage d'un aéronef, des paramètres de décollage doivent être insérés dans les systèmes avioniques en interface avec les pilotes, afin de s'initialiser en configuration de décollage et de rappeler aux pilotes les informations de pilotage nécessaires pendant une phase de roulage et une phase de montée initiale lors du décollage de l'aéronef.

Un calcul permettant d'optimiser les performances de l'aéronef au décollage est réalisé. Ce calcul dépend notamment de l'état de l'aéronef (masse, configuration, ...), des conditions extérieures (température, vent, ...), de la piste de décollage (longueur, état, pente, ...) et de la politique de la compagnie affrétant l'aéronef (configuration de l'aéronef, poussée des moteurs, ...). Ce calcul peut être réalisé manuellement par les pilotes, ou informatiquement par les pilotes à l'aide d'outils disponibles à bord de l'aéronef, ou encore informatiquement par des opérateurs situés au sol, des moyens de communication permettant ensuite de fournir aux pilotes les résultats du calcul.

Les paramètres résultant de ce calcul doivent ensuite être insérés dans les systèmes avioniques par les pilotes, soit manuellement via une interface FMS (acronyme du terme anglais "Flight Management System") du type MCDU (acronyme du terme anglais "Multi Purpose Control and Display Unit") ou MFD (acronyme du terme anglais "Multi Function Display"), soit par téléchargement des paramètres envoyés par des opérateurs situés au sol. A l'aide de ces informations qui peuvent être affichées, et des indications des contrôleurs du trafic aérien et aéroportuaire, les pilotes conduisent l'aéronef jusqu'à la piste de décollage en vue d'y effectuer le décollage. Cette procédure de décollage présente des facteurs de risque à plusieurs niveaux, et notamment lors des opérations de calcul des performances de l'avion pour le décollage, lors de l'insertion des paramètres dans les systèmes avioniques ou encore lors de la réception des indications des contrôleurs du trafic aérien et aéroportuaire. De manière générale, l'ensemble de la phase de décollage, de sa préparation jusqu'à sa réalisation, est une phase complexe du fonctionnement des aéronefs, dans laquelle interviennent un grand nombre d'acteurs. Des procédures opérationnelles ainsi que des vérifications automatiques existent pour identifier des erreurs au niveau des paramètres de décollage d'un aéronef. En particulier, le document FR 2 894 046 décrit un procédé de 20 détection d'une erreur d'entrée d'un paramètre de décollage dans un système de management de vol. Dans ce document, une distance de décollage est calculée à partir des paramètres de décollage entrés dans le système de management de vol, puis comparée avec une distance disponible de décollage mémorisée dans le 25 système de management de vol, correspondant à une piste de décollage prévue. Toutefois, cette piste de décollage prévue correspond à une piste de décollage introduite dans le système lors de la préparation du vol de l'aéronef et peut ne pas correspondre à la piste de décollage réelle, notamment en cas 30 d'erreurs de navigation aéroportuaire. On connaît également dans le document US 6 614 397 un procédé d'alerte automatique des pilotes lorsque le décollage d'un aéronef est tenté à partir d'une piste de décollage erronée, lorsqu'une position détectée de l'aéronef ne correspond pas à une position prédéterminée et mémorisée, sur la piste de décollage prévue. Ce message d'alerte conduit les pilotes à interrompre alors la phase de décollage de l'aéronef. Dans l'état de la technique antérieur, des messages d'alerte peuvent ainsi être adressés aux pilotes, interrompant le décollage quelles que soient en réalité les possibilités réelles de décoller de l'aéronef en fonction de sa position sur l'aéroport.

La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et de proposer un procédé de vérification de la cohérence des paramètres de décollage permettant un décollage de l'avion dans des conditions de sécurité optimales. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de vérification 15 de la cohérence des paramètres de décollage d'un aéronef d'un aéroport avec une longueur de piste disponible au moment du décollage. Il comprend une étape d'identification d'une piste de décollage comprenant les étapes suivantes : - acquisition de la position de l'aéronef sur le sol ; 20 - extraction de données de position d'un ensemble de pistes de décollage de l'aéroport à partir d'une base de données aéroportuaire ; - comparaison de la position de l'aéronef et de la position des pistes de décollage de l'aéroport en vue d'identifier une piste de décollage ; et il comprend une étape de validation des paramètres de décollage 25 comprenant les étapes suivantes : - calcul d'une distance de décollage à partir d'un ou plusieurs paramètres de décollage ; - extraction d'une longueur de piste disponible associée à la piste de décollage identifiée dans la base de données aéroportuaire ; 30 - détermination d'une longueur de piste restante à partir de la longueur de piste disponible extraite et de la position de l'aéronef ; et - comparaison de la distance de décollage calculée et de la longueur de piste restante en vue d'autoriser le décollage de l'aéronef si la distance de décollage est inférieure à la longueur de piste restante. Ainsi, le procédé de vérification conforme à l'invention permet de tenir compte des erreurs pouvant survenir entre la préparation du vol de l'aéronef et le décollage, en tenant compte notamment des erreurs de guidage au sol pouvant conduire à une piste de décollage différente de la piste de décollage initialement prévue (erreurs de communication radio avec les contrôleurs du trafic aérien et aéroportuaire, erreurs de signalisation aéroportuaire, erreurs d'orientation du pilote). En outre, grâce à une étape de validation des paramètres de décollage mise en oeuvre au moment du décollage, il est possible de vérifier l'adéquation de la distance de décollage avec la longueur de piste disponible en tenant compte des paramètres de l'aéronef au moment du décollage.

Grâce à l'invention, il est ainsi possible de réaliser en toute sécurité le décollage d'un aéronef même en cas de non concordance entre la piste de décollage identifiée et une piste de décollage prévue au moment de la préparation du vol. De préférence, à l'étape d'identification d'une piste de décollage, une étape d'alerte est mise en oeuvre à destination du pilote pour signaler la non concordance entre la piste de décollage identifiée et une piste de décollage prévue lors de la préparation du décollage. Ainsi, les pilotes sont avertis du changement intervenu au niveau de la piste de décollage utilisée.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, à l'étape d'identification d'une piste de décollage, en cas d'échec de l'étape de comparaison, une étape d'alerte est mise en oeuvre à destination du pilote pour signaler qu'aucune piste de décollage de l'aéroport n'a été identifiée en concordance avec la position de l'aéronef.

En cas d'échec de l'étape de comparaison, l'étape d'identification d'une piste de décollage permet ainsi d'indiquer aux pilotes que l'aéronef n'est sur aucune piste de décollage disponible de l'aéroport, et par exemple, est sur une voie de circulation (en anglais "taxiway"). Le processus de décollage est alors interrompu. De préférence, le procédé de vérification comprend au préalable les étapes suivantes : - acquisition de la position de l'aéronef sur le sol ; - extraction de données de position d'une piste de décollage prévue lors de la préparation du décollage à partir d'une base de données aéroportuaire ; - comparaison de la position de l'aéronef et d'une position de la piste de décollage prévue ; et l'étape d'identification est mise en oeuvre en cas de non concordance entre la position de l'aéronef et la position de la piste de décollage prévue. Ce mode de réalisation permet d'accélérer le procédé de vérification de la cohérence des paramètres de décollage d'un aéronef, en mettant en oeuvre une étape d'identification d'une piste de décollage uniquement dans le cas où la position de l'aéronef ne correspond pas à la position de la piste de décollage prévue au moment de la préparation du vol. Selon un mode de réalisation, l'étape de validation des paramètres 20 de décollage est mise en oeuvre périodiquement jusqu'à une vitesse maximale prédéterminée de l'aéronef. Ainsi, la cohérence des paramètres de décollage d'un aéronef peut être vérifiée en permanence tant que l'aéronef n'a pas atteint une vitesse maximale prédéterminée. L'arrêt du décollage de l'aéronef peut être obtenu dès 25 la détection d'une incohérence. Selon un second aspect, la présente invention concerne également un aéronef comprenant des moyens de vérification de la cohérence des paramètres de décollage adaptés à mettre en oeuvre le procédé de vérification décrit précédemment. 30 Cet aéronef présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le procédé de vérification mis en oeuvre.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est un algorithme illustrant le procédé de vérification conforme à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est un algorithme détaillant l'étape d'identification d'une piste de décollage de la figure 1 ; - la figure 3 est un algorithme détaillant l'étape de validation des paramètres de décollage de la figure 1 ; - la figure 4 est un schéma illustrant une étape de calcul d'une distance de décollage ; - la figure 5 est un schéma bloc illustrant des moyens d'un poste d'équipage d'un aéronef selon un premier mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 6 est un schéma bloc illustrant des moyens d'un poste d'équipage d'un aéronef selon un second mode de réalisation de l'invention. On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 le procédé de vérification de la cohérence des paramètres de décollage d'un aéronef conforme à un mode de réalisation de l'invention. Ce procédé de vérification est mis en oeuvre au moment du décollage de l'aéronef d'un aéroport, afin d'évaluer la capacité de l'aéronef à décoller depuis une piste de décollage. Pour mémoire, on rappelle que lors de la préparation du décollage d'un aéronef, à partir d'une piste de décollage prévue de l'aéroport, des paramètres de décollage sont insérés dans les systèmes avioniques. Ces paramètres prennent en compte notamment la masse de l'avion, la masse de fuel prévu lors de la préparation du vol ou la masse de fuel mesuré dans les réservoirs, le mode de poussée des moteurs, la température ambiante extérieure fournie par la tour de contrôle, les caractéristiques du vent (intensité et direction) fournies également par la tour de contrôle, la configuration aérodynamique des dispositifs hyper sustenteurs de l'aéronef (becs et volets). Le mode de fonctionnement du système de conditionnement d'air est également pris en compte, dès lors que ce système de conditionnement d'air a un impact sur le fonctionnement des moteurs de l'aéronef. De même, le mode de fonctionnement du système de dégivrage est pris en compte, son fonctionnement ayant un impact sur celui des moteurs.

Ces paramètres prennent également en compte le décalage entre le seuil de la piste de décollage prévue et un point sur la piste depuis lequel les pilotes prévoient d'amorcer le décollage. La vitesse d'initiation de la rotation de l'aéronef et la vitesse minimale de montée à atteindre à une altitude de 35 pieds (soit 10,6 m) au-dessus de la 10 piste sont également à prendre en compte. La pente de la piste de décollage prévue et la longueur de piste totale disponible pour la phase de roulage au décollage interviennent également. L'ensemble de ces paramètres permettent d'optimiser les 15 performances de l'avion au décollage et notamment de calculer une distance de décollage (c'est-à-dire la distance nécessaire à l'aéronef pour décoller) en fonction de la piste de décollage prévue. En pratique, lorsqu'un ensemble minimum de paramètres, et notamment piste de décollage prévue, poids au décollage TOW (acronyme du 20 terme anglais "Take-Off Weight"), vitesse d'initiation de la rotation VR et vitesse minimale de montée V2 ont été renseignés dans le système de management de vol FMS, il est possible d'extraire la distance de décollage D des tables de performances du FMS. Cette distance D est interpolée à partir des données indiquées 25 précédemment. On notera que lorsqu'un ou plusieurs des paramètres n'ont pas été renseignés, des valeurs par défaut sont utilisées de sorte que le calcul de la distance D permette d'obtenir une distance D la plus courte possible, afin d'éviter de fausses alarmes. 30 Au moment de la préparation du vol, cette distance D est comparée à la longueur de piste disponible restante, c'est-à-dire la longueur de piste disponible à laquelle on soustrait une position prévue de l'aéronef sur la piste.

On notera que dans ce cas les informations sur la piste de décollage correspondent à la piste de décollage insérée dans le plan de vol défini dans le système de management de vol FMS. Si la comparaison échoue, un message d'alerte est affiché sur 5 l'interface pilote, par exemple dans une zone d'affichage de messages des interfaces MCDU ou MFD. Le procédé de vérification qui va être décrit ci-dessous permet notamment de valider les paramètres de décollage d'un aéronef au moment du décollage. 10 En effet, lors de la préparation du décollage, c'est-à-dire lors de l'établissement de la performance du décollage et l'initialisation des systèmes (calculs des performances et saisies des paramètres dans les systèmes avions), des erreurs peuvent apparaître, et sont susceptibles de remettre en cause la sécurité du décollage. 15 En particulier, en cas d'erreurs d'insertion de la piste dans le plan de vol, le décollage peut avoir lieu depuis une piste différente de celle prévue. Si la distance disponible sur la piste utilisée est insuffisante, l'aéronef risque une sortie de piste ou encore une collision avec un avion ou un obstacle non prévu. 20 Par ailleurs, en cas d'erreur d'insertion d'un paramètre, la configuration de l'avion n'est pas conforme aux hypothèses de calcul de performances et une sortie de piste peut également être observée si l'accélération est insuffisante par rapport à la distance de piste disponible. De même, au moment de la phase de taxi et du déclenchement de 25 l'accélération au décollage, même si les paramètres du calcul ont été insérés correctement dans le système de management de vol, ils peuvent ne pas être respectés pour différentes raisons. En cas notamment d'erreurs de navigation aéroportuaire, le décollage de l'aéronef peut avoir lieu depuis une piste ou une bretelle d'accès 30 de l'aéroport, différente de la piste prévue au moment de la préparation du vol.

Comme précédemment, une sortie de piste peut être observée si la distance disponible sur la piste sélectionnée est insuffisante, ou encore une collision avec un avion ou un obstacle non prévu peut avoir lieu. Finalement, un changement dans les conditions atmosphériques par rapport aux conditions observées au moment de la préparation du vol peut conduire à une configuration de l'aéronef qui n'est plus conforme aux hypothèses du calcul de performances. Si l'accélération de l'aéronef est insuffisante par rapport à la distance de piste disponible, une sortie de piste de l'aéronef peut également se produire.

Le procédé de vérification de la cohérence des paramètres de décollage permet de vérifier au dernier moment, avant le décollage proprement dit de l'aéronef, la cohérence des paramètres avec la piste de décollage utilisée. Ce procédé de vérification de la cohérence est mis en oeuvre dès que le début du décollage est détecté, par exemple à partir des phases de vol détectées par un système de surveillance de vol (en anglais "Flight Warning System"), de la position des manettes de gaz ou du régime moteur. A cet effet, le procédé de vérification comporte tout d'abord une étape d'acquisition El0 de la position de l'aéronef sur l'aéroport.

La position d'un aéronef est notamment déterminée par le cap et ses coordonnées en latitude et longitude. Typiquement, cette position de l'aéronef peut être donnée par un système de positionnement du type GPS (acronyme du terme anglais "Global Positioning System") ou GPIRS (acronyme du terme anglais "Global Positioning/Inertial Reference System"). Une étape d'extraction E11 de la position de la piste de décollage prévue est mise en oeuvre à partir d'une base de données aéroportuaire Airport DB au niveau du système de management de vol. Cette étape d'extraction El1 permet également de connaitre le cap 30 de la piste de décollage prévue et les coordonnées en latitude et longitude du seuil de la piste de décollage prévue.

Une étape de comparaison E12 permet de comparer la position de l'aéronef et la position du seuil de piste de la piste de décollage prévue. En pratique, les coordonnées en latitude et longitude de l'aéronef sont comparées avec les coordonnées en latitude et longitude du seuil de piste.

En pratique, on vérifie que la position de l'aéronef (latitude et longitude) est située à l'intérieur d'un rectangle d'environ 100 m de chaque côté de l'axe de la piste de décollage prévue. Cette tolérance de 100 m dépend en particulier de la précision dans la détermination de la position de l'aéronef.

Par ailleurs, le cap de l'avion et le cap de la piste de décollage prévue sont également comparés à plus ou moins une marge prédéterminée. En cas de non concordance entre la position de l'aéronef et la position de la piste de décollage prévue, une étape d'identification E20 d'une piste de décollage est mise en oeuvre telle qu'illustrée à la figure 2.

Cette étape d'identification E20 comporte également une étape d'acquisition E21 de la position de l'aéronef, mise en oeuvre de la même manière que l'étape d'acquisition E10. Par ailleurs, une étape d'extraction E22 permet d'extraire la position (cap et coordonnée en latitude du seuil de piste) de l'ensemble des pistes de décollage accessibles de l'aéroport sur lequel est positionné l'aéronef. Cette étape d'extraction E22 est mise en oeuvre à partir de la base de données aéroportuaire Airport DB référençant l'ensemble des pistes de décollage de l'aéroport. Une étape de comparaison E23 permet de vérifier la concordance entre la position de l'aéronef et la position des pistes de décollage en vue d'identifier une piste de décollage de l'aéroport. Cette étape de comparaison E23 est mise en oeuvre avec les mêmes marges et tolérances que celles décrites précédemment pour l'étape de comparaison E12.

En cas d'échec de cette étape de comparaison E23, une étape d'alerte E24 (voir figure 1) est mise en oeuvre à destination du pilote pour signaler qu'aucune piste de décollage de l'aéroport n'a été identifiée en concordance avec la position de l'aéronef. En pratique, cette étape d'alerte peut être mise en oeuvre grâce à l'affichage d'une mention taxiway, signifiant au pilote que l'aéronef est placé sur une voie de circulation de l'aéroport et n'est donc pas prêt à décoller. Le procédé de vérification est alors interrompu ainsi que le décollage de l'aéronef. En revanche, en cas d'identification d'une piste de décollage à l'étape de comparaison E23, une étape d'alerte E25 est mise en oeuvre à destination du pilote pour signaler la non concordance entre la piste de décollage identifiée et une piste de décollage prévue lors de la préparation du décollage. Cette étape d'alerte E25 peut être mise en oeuvre en pratique grâce à l'affichage d'une mention du type "autre piste" ou encore "not FMS RWY' (mention abrégée de Not FMS Runway, signifiant qu'il ne s'agit pas de la piste de décollage mémorisée dans le système de management de vol FMS). On notera bien entendu que le procédé de vérification de cohérence peut mettre en oeuvre directement l'étape d'identification d'une piste de décollage E20 à partir de la base de données aéroportuaire, sans mise en oeuvre au préalable des étapes E10 à E12 limitées à la piste de décollage prévue. Dans ce cas, lors de l'étape d'identification d'une piste de décollage E20 parmi toutes les pistes de décollage disponibles sur l'aéroport, une étape additionnelle permet de vérifier, après l'identification d'une piste de décollage sur laquelle est positionné l'aéronef, si cette piste de décollage identifiée correspond à la piste de décollage prévue. En fonction du résultat de cette comparaison, les étapes d'alerte E24 et E25 sont mises en oeuvre comme décrit précédemment. Une fois la piste de décollage correspondant à la position de l'aéronef sur l'aéroport identifiée, une étape de validation des paramètres de décollage E30 est mise en oeuvre comme illustrée en détail à la figure 3.

Cette étape de validation E30 a pour but de vérifier automatiquement que la distance nécessaire à l'aéronef pour décoller, en fonction des paramètres de décollage connus, est en accord avec une longueur de piste disponible sur la piste de décollage identifiée précédemment.

Cette étape de validation E30 comporte tout d'abord une étape de calcul E31 d'une distance de décollage D à partir d'un ou plusieurs paramètres de décollage. Cette étape de calcul E31 consiste en réalité à mettre à jour le calcul de la distance D en fonction de l'évolution de certains paramètres, par rapport au calcul de distance réalisé classiquement lors de la préparation du vol. En particulier, lors de cette étape de calcul E31, certaines des données insérées dans le système de management de vol lors de la phase de préparation du vol sont conservées (masse de l'avion sans le carburant, température ambiante extérieure, caractéristiques du vent, vitesse de rotation VR et vitesse de décollage V2) alors que d'autres paramètres sont considérés en temps réel grâce à des capteurs de l'aéronef (masse de fuel à bord, système de conditionnement d'air, système de dégivrage, poussée et configuration aérodynamique des dispositifs hypersustentateurs). La distance D à calculer doit être la plus représentative possible de la distance de décollage que l'aéronef doit réaliser. Comme illustré à la figure 4, cette distance D peut être notamment : - une distance jusqu'à la position où l'aéronef quitte le sol (LOR ou en anglais "Lift Off Run") ; - une distance jusqu'à une altitude de 35 pieds (TOD ou en anglais 25 "Take Off Distance") ; ou - une distance moyenne des deux précédentes (TOR ou en anglais "Take Off Run"). Afin de couvrir les opérations les plus fréquentes de l'aéronef, le calcul mis en oeuvre dans l'étape de calcul E31 ne considère pas la panne 30 moteur, les distances étant calculées avec tous les moteurs en fonctionnement.

De préférence, un calcul simplifié est mis en oeuvre au sein d'un système avionique, comme le système de management de vol FMS, à partir de modèles de performance simplifiée. Bien entendu, un calcul plus précis à l'aide d'un moyen de calcul optimisé, similaire à celui utilisé lors de la préparation du décollage, pourrait également être mis en oeuvre. Dans le mode de réalisation dans lequel un calcul simplifié est mis en oeuvre dans le système de management de vol, l'étape de calcul E31 est mise en oeuvre en calculant une phase de roulage unique TORo dont la longueur est égale à la longueur d'un décollage réel TODo correspondant à une phase de roulage et une phase de montée initiale jusqu'à une altitude prédéterminée, et ici par exemple jusqu'à une altitude d'environ 35 pieds (ou environ 10 m). Ce roulage est effectué d'une vitesse initiale VO à une vitesse finale VF dont la valeur est déduite d'une part des vitesses de rotation VR et de décollage V2 entrées par le pilote, et d'autre part d'un incrément de vitesse AV2 ou AVR, précalculé et dépendant de plusieurs paramètres d'entrée (masse de l'aéronef, poussée des moteurs, altitude, aérodynamique). Ainsi, la vitesse finale est déduite de la formule suivante : VF = V2 + AV2 = VR + AVR La distance de roulage peut ensuite être calculée par intégration de la vitesse finale VF donnée par l'équation de mécanique de roulage au sol : m dt =Fn -RD -(3. gùg( g ù RL) dans laquelle : - Fn = poussée (en anglais : "thrust") - RD = traînée (en anglais : "drag") - RL = portance (en anglais : "lift") - m = masse au décollage (en anglais : "Take off weight") - R = pente de la piste (en anglais : "runway slope") - = coefficient de friction (en anglais : "friction coefficient") La distance D est ainsi calculée à partir de la formule suivante : Argth 2AV + B GW.In(AV2 + BV + C) + GW * B * /ù 4AC + B2 2A A jù4AC+B2 Argth 2AV+B 2*GW*W* ,/ù4AC+B2 Vù4AC+B2 vo où - VO = Vitesse initiale de l'aéronef (m/s) - VF : Vitesse dans l'air finale (m/s) - W : Intensité du vent au sol (m/s) - Argth : Argument de la tangente hyperbolique - Ln : Logarithme népérien - GW : Masse brute de décollage de l'aéronef et dans laquelle A est une fonction dépendante de l'altitude, du coefficient de traînée, du coefficient de portance et de la surface de référence, et les fonctions B et C dépendent de la poussée, de la masse totale et de la pente de la piste. Une fois la distance D calculée, une étape d'extraction E32 est mise en oeuvre afin d'extraire la longueur de piste disponible (TORA acronyme du terme anglais "Take Off Run Aval/able") correspondant à la longueur de piste totale disponible pour le roulage au moment du décollage. Cette longueur de piste disponible TORA peut être lue à partir de la base de données aéroportuaire Airport DB.

Une étape d'acquisition E33 de la distance TO Shift (pour le terme anglais "Take Off Shift") permet de connaître le décalage entre le seuil de piste et le point sur la piste depuis lequel l'équipage prévoit d'amorcer le décollage. Lors du décollage, le paramètre TO Shift correspond à la position de l'aéronef sur la piste de décollage au moment du décollage.

Une étape de détermination E34 permet de déterminer la longueur de piste restante TOR à partir de la longueur de piste disponible TORA et de la position de l'aéronef. D + - VF - VF - vo En pratique, la longueur de piste disponible restante TOR est obtenue par la formule suivante : TOR = TORA - TO Shift Une étape de comparaison E35 est alors mise en oeuvre pour comparer la distance de décollage calculée D et la longueur de piste restante TOR en vue d'autoriser le décollage de l'aéronef si la distance de décollage D est inférieure à la longueur de piste restante TOR. En pratique, l'inégalité suivante est vérifiée : D<KxTOR où K est un coefficient déterminé par un compromis entre les contraintes de sécurité et les contraintes opérationnelles. On notera que le facteur K peut être différent de celui utilisé lors de la phase de préparation du vol pour comparer la distance de décollage à la distance de piste disponible.

Si l'étape de comparaison E35 échoue, c'est-à-dire que la piste de décollage est trop courte pour permettre le décollage de l'aéronef dans les conditions actuelles, une étape d'alerte E36 est mise en oeuvre pour alerter le pilote (voir figure 1). En pratique, cette étape d'alerte E36 peut être réalisée par l'affichage 20 d'un message du type "RWY too short" pour indiquer que la piste est trop courte ("Runway too short"). On notera que dans les étapes d'alerte E25, E24 et E36, d'autres types de moyens d'alerte qu'un système d'affichage peuvent être utilisés. En particulier, l'émission d'une alerte sonore peut être utilisée, ou 25 encore l'allumage de signaux lumineux dans le poste de pilotage à destination des pilotes pour alerter ceux-ci sur les conditions modifiées de décollage. Dans ce mode de réalisation, et de manière nullement limitative, si à l'issue de l'étape E35, la distance de décollage est inférieure à la distance disponible de piste, l'étape de validation des paramètres de décollage E30 est 30 mise en oeuvre périodiquement jusqu'à une vitesse maximale prédéterminée de l'aéronef.

Ainsi, après chaque étape de validation E30, comme illustrée à la figure 1, une étape de test E37 est mise en oeuvre afin de comparer la vitesse de l'aéronef à un seuil de vitesse maximale Vmax, par exemple égale à 100 noeuds (soit 185 km/h).

Tant que la vitesse de l'aéronef reste inférieure à cette vitesse maximale Vmax, l'étape de validation E30 est mise en oeuvre périodiquement avec la mise à jour des paramètres disponibles, et notamment la vitesse et position de l'aéronef TO Shift sur la piste de décollage. Les paramètres sont mis à jour notamment grâce aux mesures en temps réel réalisées par des capteurs de l'aéronef. Lorsque la vitesse de l'aéronef passe au-dessus de cette vitesse limite Vmax, le procédé de vérification de cohérence est interrompu, afin d'éviter de déclencher des alarmes à haute vitesse et l'arrêt du décollage alors que la vitesse de l'aéronef est déjà trop élevée pour que celui-ci puisse être arrêté sans risque. Bien entendu, l'étape de validation E30 peut n'être effectuée qu'une seule fois, lors de la mise en poussée de l'aéronef. On a illustré sur les figures 5 et 6 les moyens mis à la disposition des pilotes dans le poste de pilotage (en anglais "cockpit") pour mettre en oeuvre le procédé de vérification décrit précédemment. Deux architectures d'implémentation différentes sont ainsi envisagées aux figures 5 et 6. Comme illustré à la figure 5, dans ce mode de réalisation, l'aéronef comporte un système de navigation aéroportuaire du type OANS (acronyme du terme anglais "On-board Airport Navigation System") permettant notamment de visualiser l'aéronef sur une cartographie de l'aéroport affichée sur un écran du cockpit du type ND (acronyme du terme anglais "Navigation Display"). Comme illustré à la figure 5, le système de management de vol FMS est interfacé avec différents modules du poste de pilotage pour l'entrée ou l'acquisition de données et paramètres. En particulier, par les moyens d'interface MCDU ou MFD, le pilote peut renseigner un grand nombre de données, et notamment la piste de décollage prévue, la longueur et la pente de cette piste, la configuration des volets hypersustentateurs, le poids au décollage de l'avion, le poids en carburant, la vitesse initiale de rotation, la vitesse de décollage, la température, la direction et la vitesse du vent, la poussée, ..., et en particulier tous les paramètres indiqués précédemment, nécessaires au calcul et à la mise en oeuvre du procédé de vérification conforme à l'invention. Par ailleurs, à partir de capteurs FQMS (acronyme du terme anglais "Fuel Quantity Management System"), la quantité de carburant à bord peut être adressée au système de management de vol FMS.

Une série de boutons et commandes du poste de pilotage peut également permettre de saisir les configurations des systèmes de dégivrage et de conditionnement d'air. Des capteurs permettent en outre d'obtenir la position du levier de poussée ou la position des volets hypersustentateurs.

Enfin, un ensemble de capteurs ADIRS (acronyme du terme anglais "Air Data Inertial Reference System") permet d'obtenir la vitesse au sol, la position de l'aéronef sur l'aéroport ou encore la température extérieure. Des moyens de calcul 51 sont intégrés au système FMS afin de calculer la distance D.

La distance de décollage disponible TORA peut être adressée à partir de la base de données Airport DB à des moyens de comparaison 52 adaptés à mettre en oeuvre la comparaison de la distance nécessaire de décollage D à la distance de piste disponible comme décrit précédemment. Le système de management de vol FMS est en outre relié au système de navigation aéroportuaire OANS. Celui-ci comporte des moyens d'activation 53 adaptés, à partir de la position du levier de commande 54, à activer la procédure de vérification décrite précédemment. Des moyens de vérification 54 de la position de l'aéronef sur une 30 piste sont mis en oeuvre à partir de la base de données Airport DB. Afin de vérifier la position de l'aéronef par rapport aux pistes de décollage disponibles à l'aéroport envisagé, les moyens de vérification 54 sont en liaison à la fois avec la base de données aéroportuaire Airport DB mais également d'une part avec les capteurs ADIRS, permettant d'adresser la position de l'aéronef, et d'autre part, avec les données entrées dans le système de management de vol FMS, permettant notamment d'avoir connaissance de la piste de décollage prévue lors de la préparation du vol. Ces moyens de vérification 54 permettent d'adresser une commande d'activation au système FMS, et plus particulièrement aux moyens de calcul 51, lorsque la position de l'aéronef correspond à la position d'une piste de décollage de l'aéroport comme indiqué précédemment.

Un système de commande des alertes FWS (acronyme du terme anglais "Flight Warning System") est monté en liaison avec le système de management de vol FMS et le système de navigation aéroportuaire OANS afin de gérer les différents types d'alarme, notamment en fonction des phases de vol de l'aéronef.

En particulier, ces alarmes peuvent être des alarmes sonores ou encore des alarmes visuelles affichées sur les écrans ND ou EWD (acronyme du terme anglais "Engine Warning Display"). Ainsi, si la comparaison réussie entre la distance de décollage D et la distance de piste disponible TOR, la distance de décollage est affichée par exemple en blanc, sur l'écran ND. Une couleur différente, et par exemple en rouge, peut être utilisée pour symboliser la distance de décollage en cas d'échec de la comparaison et inviter le pilote à effectuer les modifications nécessaires en cas d'erreurs. La figure 6 illustre un autre type d'implémentation du procédé de vérification de l'invention lorsque le poste de pilotage ne comporte pas de système de navigation aéroportuaire OANS. L'ensemble des modules et fonctions nécessaires à la mise en oeuvre du procédé de vérification est alors intégré directement au système de management de vol FMS.

En particulier, les moyens de calcul 61 de la distance D, les moyens de comparaison 62, les moyens d'activation 63 du procédé de vérification et les moyens de vérification 65 de la position de l'aéronef sur une piste de décollage sont intégrés au système de management de vol FMS. Les données d'entrée nécessaires aux différents calculs sont introduites dans le système comme décrit précédemment par différentes interfaces avec le poste de pilotage et des capteurs de l'aéronef. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment. En particulier, les différentes données et paramètres utilisés pour calculer la distance disponible peuvent être modifiés, et en particulier enrichis ou simplifiés en fonction de la complexité des calculs.

Claims (4)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de vérification de la cohérence des paramètres de décollage d'un aéronef d'un aéroport avec une longueur de piste disponible au moment du décollage, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'identification (E20) d'une piste de décollage comprenant les étapes suivantes : - acquisition (E21) de la position de l'aéronef sur le sol ; - extraction (E22) de données de position d'un ensemble de pistes de décollage dudit aéroport à partir d'une base de données aéroportuaire ; - comparaison (E23) de la position de l'aéronef et de la position desdites pistes de décollage dudit aéroport en vue d'identifier une piste de décollage ; et en ce qu'il comprend une étape de validation (E30) des 15 paramètres de décollage comprenant les étapes suivantes : - calcul (E31) d'une distance de décollage (D) à partir d'un ou plusieurs paramètres de décollage ; - extraction (E32) d'une longueur de piste disponible (TORA) associée à ladite piste de décollage identifiée dans la base de données 20 aéroportuaire ; - détermination (E34) d'une longueur de piste restante (TOR) à partir de ladite longueur de piste disponible extraite et de ladite position de l'aéronef ; et - comparaison (E35) de ladite distance de décollage calculée et de 25 ladite longueur de piste restante en vue d'autoriser le décollage de l'aéronef si ladite distance de décollage est inférieure à ladite longueur de piste restante.
2. 2. Procédé de vérification conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape d'identification (E20) d'une piste de décollage, une étape d'alerte (E25) est mise en oeuvre à destination du pilote pour signaler la non 30 concordance entre ladite piste de décollage identifiée et une piste de décollage prévue lors de la préparation du décollage.
3. 3. Procédé de vérification conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à l'étape d'identification (E20) d'une piste de décollage, en cas d'échec de ladite étape de comparaison (E23), une étape d'alerte (E24) est mise en oeuvre à destination du pilote pour signaler qu'aucune piste de décollage de l'aéroport n'a été identifiée en concordance avec la position de l'aéronef.
4. 4. Procédé de vérification conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au préalable les étapes suivantes : - acquisition (El 0) de la position de l'aéronef sur le sol ; - extraction (E11) de données de position d'une piste de décollage prévue lors de la préparation du décollage à partir d'une base de données aéroportuaire ; - comparaison (E12) de ladite position de l'aéronef et d'une position de ladite piste de décollage prévue ; et en ce que ladite étape d'identification (E20) est mise en oeuvre en cas de non concordance entre ladite position de l'aéronef et ladite position de la piste de décollage prévue. 7. Procédé de vérification conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite étape de validation (E30) des paramètres de décollage est mise en oeuvre périodiquement jusqu'à une vitesse maximale prédéterminée (Vmax) de l'aéronef. 8. Procédé de vérification conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite étape de calcul (E31) de la distance de décollage (60) est mise en oeuvre dans le système de management de vol (FMS), en calculant une phase de roulage unique dont la longueur est égale à la longueur d'un décollage réel correspondant à une phase de roulage et une phase de montée initiale jusqu'à une altitude prédéterminée. 9. Procédé de vérification conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que ladite altitude prédéterminée peut être comprise entre 0 et environ 30 10 m.8. Aéronef comprenant des moyens de vérification de la cohérence des paramètres de décollage adaptés à mettre en oeuvre le procédé de vérification conforme à l'une des revendications 1 à 7.