FR2938682A1

FR2938682A1 - Procede et dispositif d'asservissement en vitesse d'un aeronef lors d'une phase d'approche

Info

Publication number: FR2938682A1
Application number: FR0806362A
Authority: FR
Inventors: Maxime Wachenheim; Menorval Jean Louis De
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-21
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: US20100125382A1; US8352104B2; FR2938682B1

Abstract

Le dispositif (1) comporte des moyens (15, 16, 17) pour adapter au temps de passage estimé de l'aéronef à un point particulier de la trajectoire d'approche, la position du début de la décélération de l'aéronef lors de la phase d'approche.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'asservissement en vitesse d'un aéronef qui est guidé le long d'une trajectoire d'approche, lors d'une phase d'approche en vue d'un atterrissage. La présente invention s'applique au guidage d'aéronefs, tels que des avions de transport notamment, lors de la phase terminale d'un atterrissage, c'est-à-dire lors de la phase de décélération finale avant l'atterrissage sur une piste d'atterrissage. La présente invention a pour objet d'assurer à l'aéronef un temps de passage donné, de type RTA ( Required Time of Arrivai en anglais), à un point de passage particulier qui est situé sur la trajectoire d'approche suivie lors de cette phase d'approche, notamment au point de la trajectoire d'approche, qui est situé au niveau du seuil amont de la piste d'atterrissage. Par le document FR-2 913 780, on connaît un procédé et un dis-positif d'aide au guidage d'un aéronef, qui ont pour objet de faire respec- ter à l'aéronef, une cible de temps de passage en un point donné. Ce point peut notamment être situé dans une phase d'atterrissage. II peut s'agir, en particulier, d'un point de convergence auquel les différents aéronefs (qui comptent atterrir sur un même aéroport) convergent avant de réaliser la phase d'atterrissage définitive.

Par ailleurs, on sait que de nombreux systèmes de gestion de vol, de type FMS ( Flight Management System en anglais), contiennent une fonction particulière qui permet de mettre en oeuvre un asservissement en vitesse afin de permettre à l'aéronef de satisfaire une contrainte de temps, de type RTA, en un point particulier du vol.

Un tel asservissement en vitesse est, toutefois, réalisé uniquement lors des phases de croisière et des phases de descente. On sait qu'une phase de descente est la phase de vol comprise entre, d'une part, la phase de croisière, et d'autre part, la phase d'approche considérée dans la pré-sente invention. Notamment en raison de contraintes strictes du guidage lors de la phase terminale de l'atterrissage, un tel asservissement usuel en vitesse n'est pas mis en oeuvre lors de la phase d'approche. Dans le cadre de la présente invention, on considère que la phase d'approche correspond exclusivement à la phase durant laquelle l'aéronef décélère d'une vitesse dite de descente, par exemple de 250 noeuds (environ 130 mètres par 1 o seconde), à une vitesse dite d'approche qui correspond à la vitesse à laquelle l'aéronef doit survoler le seuil amont de la piste utilisée pour l'atterrissage. Par conséquent, les solutions usuelles ne permettent pas d'assurer un temps de passage précis à un point quelconque de la trajectoire 15 d'approche pendant la phase d'approche, notamment au seuil de la piste d'atterrissage, car aucune flexibilité n'est autorisée par rapport au temps de vol pour la phase d'approche. En effet, le temps de vol relatif à la phase d'approche est toujours le même, puisque, de manière usuelle, la durée de la phase d'approche correspond exactement au temps nécessaire 20 pour décélérer depuis la vitesse de descente jusqu'à la vitesse d'approche. Plus précisément, pour asservir l'aéronef en vitesse lors de cette phase d'approche, on réalise, de façon usuelle, les opérations suivantes : A/ on détermine un profil de vitesse qui illustre une variation de la vitesse de l'aéronef en fonction de la distance dudit aéronef par rapport au seuil 25 de la piste d'atterrissage utilisée pour l'atterrissage ; B/ on calcule des consignes de vitesse qui permettent à l'aéronef de respecter ce profil de vitesse ; et C/ au cours de la phase d'approche, on applique à l'aéronef lesdites consignes de vitesse, tout en le guidant le long de ladite trajectoire d'approche. Cet asservissement usuel en vitesse est donc réalisé sans tenir compte d'une contrainte de temps, de type RTA. Par conséquent, un retard ou une avance de "aéronef, par rapport à un temps de passage souhaité au-dessus du seuil de la piste, c'est-à-dire par rapport à son temps d'atterrissage, ne peut pas être corrigé au cours de la phase d'approche. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvé- nients. Elle concerne un procédé d'asservissement en vitesse d'un aéronef qui est guidé le long d'une trajectoire d'approche, lors d'une phase d'approche en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage, ladite phase d'approche étant une phase durant laquelle l'aéronef décélère d'une vitesse de descente à une vitesse d'approche, ledit procédé ayant pour but d'assurer à l'aéronef de pouvoir passer à un temps donné à un point donné de la trajectoire d'approche. A cet effet, selon l'invention, ledit procédé selon lequel : A/ on détermine un profil de vitesse qui illustre une variation de la vitesse de l'aéronef le long de la trajectoire d'approche, en fonction de la dis- tance (horizontale) dudit aéronef par rapport à un point fixe qui est lié à ladite piste d'atterrissage (utilisée pour l'atterrissage), ledit profil de vitesse comportant un point de décélération de référence qui correspond au point où l'aéronef doit commencer à décélérer à partir de la vitesse de descente, ce point de décélération de référence étant situé à une distance horizontale de référence dudit point fixe ; B/ on calcule des consignes de vitesse qui permettent à l'aéronef de respecter ledit profil de vitesse ; et C/ au cours de la phase d'approche, on applique à l'aéronef lesdites consignes de vitesse, tout en le guidant le long de ladite trajectoire d'approche, est remarquable en ce que : a) on calcule une distance horizontale auxiliaire en ajoutant une première marge horizontale à ladite distance horizontale de référence, et on défi-nit un point de décélération auxiliaire qui est situé en amont dudit point fixe de ladite distance horizontale auxiliaire le long de ladite trajectoire d'approche ; R) lors de la phase d'approche, lorsque l'aéronef passe à un point de contrôle de la trajectoire d'approche, qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire au moins d'une seconde marge horizontale, on vérifie si ledit aéronef est en mesure de passer à un point fixe auxiliaire en aval de la trajectoire d'approche, à un temps de passage requis, à un écart temporel près, s'il respecte ledit profil de vitesse ; et y) en fonction de cette vérification, on définit un point de décélération effectif, auquel l'aéronef doit commencer effectivement la décélération telle que définie sur le profil de vitesse audit point de décélération de référence afin de lui faire suivre ce profil de vitesse, ce point de décéléra- tion effectif qui est utilisé pour l'asservissement en vitesse de l'aéronef correspondant : audit point de décélération auxiliaire si, d'après ladite vérification, ledit aéronef passera audit point fixe auxiliaire audit temps de pas-sage requis ; ou à un premier point décalé qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en avance audit point fixe auxiliaire, ce qui permet d'anticiper la réduction de la vitesse pour perdre l'avance ; ou • à un second point décalé qui est situé en aval dudit point de décélération auxiliaire si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en retard audit point fixe auxiliaire ce qui permet de retarder la réduc- tion de la vitesse pour rattraper le retard.

Ainsi, comme, grâce à l'invention, on prévoit un point de décélération auxiliaire qui est situé en amont du point de décélération usuel (dit point de décélération de référence), on dispose d'une marge de distance qui peut être utilisée pour modifier le point, auquel on commence effectivement à réaliser la décélération (dit point de décélération effectif). De plus, en utilisant une estimation (précisée ci-dessous) du temps de pas-sage à un point particulier (point fixe auxiliaire), auquel l'aéronef doit respecter un temps de passage requis, on est en mesure de déterminer un éventuel retard ou une éventuelle avance de l'aéronef, et ainsi de calculer, si nécessaire, un décalage (en distance) à appliquer audit point de décélé- ration auxiliaire pour obtenir le point de décélération effectif (où on commencera effectivement à décélérer l'aéronef à partir de sa vitesse de descente lors de la phase d'approche). Le procédé conforme à l'invention peut être réalisé de façon simple, puisque l'on ne modifie pas le profil de vitesse qui est calculé de fa- çon usuelle. On décale simplement, le long de la trajectoire d'approche qui n'est également pas modifiée, le point (point de décélération effectif) où on commence la décélération (ou réduction de la vitesse) de l'aéronef à partir de sa vitesse de descente (qui est la vitesse initiale de cette phase d'approche). Ensuite, on applique tel quel le profil de vitesse qui repré- sente une variation de la vitesse de l'aéronef en fonction de la distance de ce dernier par rapport à un point fixe lié à la piste d'atterrissage, en particulier le seuil amont de la piste. De façon avantageuse, un point décalé est décalé, en amont ou en aval (selon que l'aéronef est en avance ou en retard), par rapport audit point de décélération auxiliaire, d'une distance Dl qui vérifie la relation suivante : D1= 1 1 Vapp Vdes dans laquelle : Vapp est la vitesse d'approche ; Vdes est la vitesse de descente ; et AT représente un ajustement temporel à réaliser pour que l'aéronef passe audit point fixe auxiliaire audit temps de passage requis. En outre, avantageusement : ù ledit point fixe et ledit point fixe auxiliaire correspondent au même point de la trajectoire d'approche, de préférence au seuil amont de la piste d'atterrissage ; et/ou lesdites première et seconde marges horizontales sont égales. En outre, de façon usuelle, à l'étape Al, on détermine ledit profil de vitesse par un calcul rétrograde depuis le seuil de la piste d'atterrissage où l'aéronef doit voler à la vitesse d'approche jusqu'à au moins un point de début de décélération de la vitesse de descente, qui correspond audit point de décélération de référence. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, à l'étape f3), on réalise les opérations suivantes : ù on calcule un temps de passage estimé audit point fixe auxiliaire, en fonction du temps de passage de l'aéronef audit point de contrôle, de la distance horizontale entre ledit point de contrôle et ledit point fixe auxiliaire, et dudit profil de vitesse déterminé à l'étape A/ ; ù on calcule la différence entre ledit temps de passage estimé et ledit temps de passage requis ; on compare cette différence audit écart temporel ; et AT û on détermine à partir de cette différence laquelle des situations suivantes sera réalisée : • l'aéronef sera en mesure de respecter le temps de passage requis audit point fixe auxiliaire ; • l'aéronef sera en avance ; • l'aéronef sera en retard. En outre, avantageusement, on détermine et on fait suivre audit aéronef un profil d'approche qui comprend ledit profil de vitesse et au moins des informations de configuration aérodynamique associées audit profil de vitesse. Ces informations présentent notamment les différentes positions, dans lesquelles doivent être amenées les becs et les volets d'un avion, en fonction de sa distance horizontale par rapport audit point fixe lié à la piste d'atterrissage utilisée. La présente invention concerne également un dispositif d'asservissement en vitesse d'un aéronef qui est guidé le long d'une trajectoire d'approche, lors d'une phase d'approche en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage. Selon l'invention, ledit dispositif du type comportant : un système de gestion de vol qui détermine un profil de vitesse qui illus- tre une variation de la vitesse de l'aéronef le long de la trajectoire d'approche en fonction de la- distance horizontale dudit aéronef par rapport à un point fixe qui est lié à ladite piste d'atterrissage utilisée pour l'atterrissage, ledit profil de vitesse comportant un point de décélération de référence qui correspond au point où l'aéronef doit commencer à dé- célérer à partir de la vitesse de descente, ce point de décélération de référence étant situé à une distance horizontale de référence dudit point fixe ; des moyens de calcul qui calculent des consignes de vitesse permettant à l'aéronef de respecter ledit profil de vitesse ; et un système de guidage qui, au cours de la phase d'approche, applique à l'aéronef lesdites consignes de vitesse, tout en le guidant le long de la-dite trajectoire d'approche, est remarquable en ce qu'il comporte de plus : des premiers moyens pour calculer une distance horizontale auxiliaire, en ajoutant une première marge horizontale à ladite distance horizontale de référence, et définir un point de décélération auxiliaire qui est situé en amont dudit point fixe de ladite distance horizontale auxiliaire le long de ladite trajectoire d'approche ; des deuxièmes moyens pour vérifier, lors de la phase d'approche, lors-que l'aéronef passe à un point de contrôle de la trajectoire d'approche, qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire au moins d'une seconde marge horizontale, si ledit aéronef est en mesure de passer à un point fixe auxiliaire en aval de la trajectoire d'approche, à un temps de passage requis, à un écart temporel près, s'il respecte ledit profil de vitesse ; et des troisièmes moyens pour définir, en fonction de la vérification mise en oeuvré par lesdits deuxièmes moyens, un point de décélération effectif, auquel l'aéronef doit commencer effectivement la décélération telle que définie sur le profil de vitesse audit point de décélération de référence afin de lui faire suivre ce profil de vitesse, ce point de décélération effectif qui est utilisé pour l'asservissement en vitesse de l'aéronef correspondant : • audit point de décélération auxiliaire si, d'après la vérification, ledit aéronef passera audit point fixe auxiliaire audit temps de passage requis ; ou • à un premier point décalé qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en avance audit point fixe auxiliaire ; ou • à un second point décalé qui est situé en aval dudit point de décélération auxiliaire si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en retard audit point fixe auxiliaire. En outre, avantageusement, ledit dispositif comporte, de plus, des moyens pour déterminer ladite trajectoire d'approche, et ledit système de guidage comporte des moyens pour guider latéralement et verticalement l'aéronef le long de ladite trajectoire d'approche. Par ailleurs, la présente invention concerne également un aéronef qui comporte un dispositif d'asservissement en vitesse, tel que celui pré- cité. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est le schéma synoptique d'un dispositif d'asservissement conforme à l'invention. La figure 2 est le schéma synoptique d'une unité de vérification faisant partie d'un dispositif conforme à l'invention. Les figures 3 à 7 sont des graphiques permettant de mettre en évidence les caractéristiques et les avantages d'un décalage de position de décélération, mis en oeuvre par un dispositif conforme à l'invention. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématique-ment sur la figure 1 est destiné à asservir en vitesse un aéronef (non représenté), en particulier un avion de transport, qui est guidé le long d'une trajectoire d'approche (également non représentée), lors d'une phase d'approche en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage d'un aéroport. Dans le cadre de la présente invention, on considère que la phase d'approche correspond exclusivement à une phase durant laquelle l'aéronef est décéléré d'une vitesse dite de descente, par exemple de 250 noeuds (environ 1 30 mètres par seconde), à une vitesse dite d'approche qui correspond à la vitesse à laquelle l'aéronef doit survoler le seuil amont de la piste utilisée pour l'atterrissage. Pour réaliser un asservissement en vitesse, le dispositif 1 qui est embarqué sur l'aéronef, comporte : un ensemble 3 de sources d'informations qui sont susceptibles de déterminer les valeurs courantes d'une pluralité de paramètres (position, vitesse, altitude, ...) de l'aéronef, au cours du vol ; un système de gestion de vol 4, de type FMS ( Flight Management System en anglais) par exemple, qui comporte des moyens 6 susceptibles de déterminer un profil de vitesse PV qui illustre une variation de la vitesse V de l'aéronef le long de la trajectoire d'approche, en fonction de la distance horizontale D dudit aéronef par rapport à un point fixe PF qui est lié à la piste d'atterrissage utilisée pour l'atterrissage, comme représenté sur la figure 3 ; des moyens de calcul 7 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 8 audit système de gestion de vol 4 et qui sont formés de manière à cal-culer, de façon usuelle, des consignes de vitesse qui permettent à l'aéronef de respecter ledit profil de vitesse PV reçu dudit système 4 ; et un système de guidage 9 qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 10 auxdits moyens de calcul 7 et qui comporte des moyens 11 pour appliquer à l'aéronef les consignes de vitesse calculées par lesdits moyens de calcul 7, au cours du vol dudit aéronef pendant la phase d'approche, de manière à asservir en vitesse ledit aéronef. Lors d'un vol habituel d'un avion de transport, à partir d'une phase de croisière, ce dernier suit, généralement, successivement les phases suivantes, jusqu'à l'atterrissage sur une piste d'atterrissage d'un aéroport : û la phase de croisière, dans laquelle il vole à une vitesse de croisière ; puis une phase de descente qui est constituée d'un segment volé à Mach constant, puis d'un segment volé à une vitesse corrigée CAS ("Calibra- ted Air Speed" en anglais) constante ; puis û la phase d'approche précitée, dans laquelle l'aéronef décélère de la vitesse de descente à la vitesse d'approche. Dans le cadre de la présente invention, ledit système de guidage 9 est un système usuel qui comporte également, en plus desdits moyens 1 1 qui commandent le guidage longitudinal de l'aéronef le long de la trajectoire d'approche (en réalisant un asservissement en vitesse), des moyens 1 2 usuels qui réalisent un guidage latéral et un guidage vertical de l'aéronef le long de ladite trajectoire d'approche. Ce système de guidage 9 comporte, notamment, de façon usuelle : û un calculateur de guidage qui calcule (en fonction de consignes reçues) des ordres à appliquer à des éléments commandés de l'aéronef, en particulier des gouvernes, des moteurs et/ou des freins ; et des moyens d'actionnement usuels desdits éléments commandés, qui appliquent ces ordres auxdits éléments commandés.

Pour modifier la vitesse de l'aéronef, ledit système de guidage 9 peut agir notamment sur des moyens de freinage usuels, sur des moteurs, sur des éléments de freinage aérodynamique, et sur la configuration aérodynamique de l'aéronef. En outre, lesdits moyens de calcul 7 peuvent être des moyens in- dépendants ou des moyens qui sont intégrés soit dans ledit système de gestion de vol 4, soit dans ledit système de guidage 9. Par ailleurs, ledit système de gestion de vol 4 peut également comporter des moyens 13 pour déterminer, de façon usuelle, ladite trajectoire d'approche.

Comme représenté sur la figure 3, le profil de vitesse PV illustre la variation de la vitesse V de l'aéronef en fonction de la distance horizontale D (c'est-à-dire de la distance définie dans le plan horizontal, dans lequel est projetée la trajectoire d'approche de l'aéronef) entre la position cou- rante de l'aéronef et un point fixe PF précisé ci-dessous. Ce profil de vitesse PV qui est appliqué pendant la phase d'approche débute donc à la vitesse de descente Vdes et se termine à la vitesse d'approche Vapp. II comporte successivement (dans le sens de vol E) : un palier à la vitesse de descente Vdes jusqu'à un point de référence Pd, à partir duquel l'aéronef commence à décélérer ; une décélération continue de la vitesse de descente Vdes jusqu'à la vitesse d'approche Vapp entre le point de référence Pd et un point Pa, sur une distance horizontale Dd ; et un palier à la vitesse d'approche Vapp entre le point Pa et ledit point fixe PF, en particulier le seuil amont de la piste d'atterrissage. Dans une mise en oeuvre usuelle qui sera perfectionnée par la pré-sente invention, le point de référence Pd est situé à une distance horizon-tale de référence DR dudit point fixe PF, qui est illustrée par un point PO sur les figures 3 à 6.

Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 6 déterminent, de façon usuelle, ledit profil de vitesse PV par un calcul rétrograde depuis le seuil de la piste d'atterrissage où l'aéronef doit voler à la vitesse d'approche Vapp jusqu'à au moins un point de début de décélération de la vitesse de descente, qui correspond audit point de décélération de réfé- rence Pd. Plus simplement, on suppose que l'aéronef est accéléré dans le sens opposé au sens de vol E depuis la piste d'atterrissage (où l'aéronef est en configuration d'approche avec les trains d'atterrissage sortis, et les becs et les volets en position d'atterrissage), en rentrant les becs et les volets à des vitesses de changement de configuration aérodynamique, et ceci jusqu'à atteindre la vitesse de descente Vdes. Pour permettre à l'aéronef de pouvoir passer à un temps donné à un point donné de la trajectoire d'approche, ledit dispositif 1 comporte de plus, selon l'invention : ù des moyens 15 pour calculer une distance horizontale auxiliaire DO, en ajoutant une marge horizontale M1 à ladite distance horizontale de référence DR et définir ainsi un point de décélération auxiliaire P1 qui est si-tué en amont dans le sens E de vol de l'aéronef dudit point fixe PF, à savoir de ladite distance horizontale auxiliaire DO le long de la trajectoire d'approche, comme représenté sur la figure 4 ; - une unité de vérification 16 pour vérifier, lors de la phase d'approche, lorsque l'aéronef passe à un point de contrôle Pc de la trajectoire d'approche, qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire P1 au moins d'une seconde marge horizontale M2, si ledit aéronef est en mesure de passer à un point fixe auxiliaire en aval de la trajectoire d'approche, à un temps de passage requis (à un écart temporel près) s'il respecte ledit profil de vitesse PV. Dans l'exemple de la figure 4, le point Pc se trouve à une distance horizontale M3 du point P1, M3 étant supérieure à M2. Ledit point fixe auxiliaire peut être un point quel-conque de la trajectoire d'approche. De préférence, toutefois, il correspond au seuil de la piste d'atterrissage, c'est-à-dire audit point fixe PF ; et ù des moyens 17 qui sont reliés par l'intermédiaire de liaisons 18 et 19 respectivement auxdits moyens 15 et à ladite unité de vérification 16 et qui sont formés de manière à définir, en fonction de la vérification mise en oeuvre par ladite unité de vérification 16, un point de décélération effectif PE, auquel l'aéronef doit commencer effectivement la décélération telle que définie sur le profil de vitesse PV audit point de décélération de référence Pd afin de lui faire suivre ce profil de vitesse PV. Ce point de décélération effectif PE qui est utilisé pour l'asservissement en vitesse de l'aéronef, correspond selon l'invention : audit point de décélération auxiliaire P1 si, d'après la vérification mise en oeuvre par l'unité 16, ledit aéronef passera audit point fixe auxiliaire audit temps de passage requis, comme représenté sur la figure 4 ; ou à un point décalé P4 qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire P1 (entre les points P2 et P1) si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en avance audit point fixe auxiliaire, comme représenté sur la figure 6 ; ou à un point décalé P3 qui est situé en aval dudit point de décélération auxiliaire P1 (entre les points P1 et P0) si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en retard audit point fixe auxiliaire, comme représenté sur la figure 5. Dans un mode de réalisation particulier, ladite unité de vérification 16 (qui peut être indépendante ou être intégrée, comme représenté sur la figure 1, au moins en partie, dans le système de gestion de vol 4) comporte, comme illustré sur la figure 2 : ù des moyens 20 pour calculer un temps de passage estimé audit point fixe auxiliaire, en fonction du temps de passage de l'aéronef audit point de contrôle Pc, de la distance horizontale entre ledit point de contrôle Pc et ledit point fixe auxiliaire, et dudit profil de vitesse PV déterminé ; ù des moyens 21 pour fournir un temps de passage requis audit point fixe auxiliaire. Ces moyens 21 peuvent correspondre à des moyens d'entrée, tels qu'un clavier par exemple, permettant à un pilote de l'aéronef d'entrer ce temps de passage requis ; ù des moyens 22 qui sont reliés par l'intermédiaire de liaisons 23 et 24 respectivement auxdits moyens 20 et 21 et qui sont formés de manière à calculer la différence entre ledit temps de passage estimé et ledit de passage requis ; et des moyens 25 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 26 aux-dits moyens 22 et qui sont formés de manière à comparer cette diffé- rence audit écart temporel et à déterminer, à partir de cette différence, laquelle des situations suivantes sera réalisée : • l'aéronef sera en mesure de respecter le temps de passage requis au point fixe auxiliaire (audit écart temporel près) ; l'aéronef sera en avance audit point fixe auxiliaire ; • l'aéronef sera en retard audit point fixe auxiliaire. Ainsi, comme le dispositif 1 conforme à l'invention prévoit un point de décélération auxiliaire P1 qui est situé en amont du point de décélération usuel (point de décélération de référence P0), il dispose d'une marge de distance M1 qui peut être utilisée pour modifier le point PE, au- quel on commence effectivement à réaliser la décélération (dit point de décélération effectif). Plus précisément, le point PE peut être défini entre un point P2 (situé en amont du point P1 d'une marge M2) et ledit point PO (situé en aval du point P1 de la marge M1). De préférence, ces marges M1 et M2 sont égales de manière à obtenir une plage de distance (de déca- lage) qui est centrée sur le point P1. De plus, à l'aide d'une estimation du temps de passage au point particulier (point fixe auxiliaire), auquel l'aéronef doit respecter un temps de passage requis, l'unité de vérification 16 du dispositif 1 est en mesure de déterminer un éventuel retard ou une éventuelle avance de l'aéronef, et les moyens 17 peuvent alors calculer, si nécessaire, à l'intérieur de la plage de distance définie par les marges M1 et M2, un décalage (en dis-tance) à appliquer par rapport audit point de décélération auxiliaire P1 pour obtenir le point de décélération effectif PE (où on commencera effective- ment à décélérer l'aéronef à partir de sa vitesse de descente Vdes lors de la phase d'approche). Le dispositif 1 conforme à l'invention peut être réalisé de façon simple, puisqu'il ne modifie pas le profil de vitesse PV qui est calculé de façon usuelle à l'aide des moyens 6. II décale simplement, le long de la trajectoire d'approche qui n'est également pas modifiée, le point PE (point de décélération effectif) où commence la décélération (ou réduction de la vitesse) de l'aéronef à partir de sa vitesse de descente Vdes (qui est la vitesse initiale de la phase d'approche). Ensuite, il applique tel quel le pro- fil de vitesse PV qui représente une variation de la vitesse V de l'aéronef en fonction de la distance D de ce dernier par rapport à un point fixe PF lié à la piste d'atterrissage, en particulier le seuil amont de la piste. Dans l'exemple de la figure 4, l'unité de vérification 1 6 a conclu, au point de contrôle Pc, que l'aéronef arrivera au temps de passage requis audit point fixe (à l'écart temporel près) de sorte que le dispositif 1 fait débuter la décélération audit point P1. La situation de la figure 4 représente donc la situation de base de la présente invention, pour faire respecter à l'aéronef le temps de passage requis. Les exemples des figures 5 et 6 correspondent, quant à elles, à des situations qui s'écartent de la situation de base de la figure 4. Dans l'exemple de la figure 5, l'unité de vérification 6 a conclu que si l'aéronef met en oeuvre la situation de base de la figure 4, il arrivera en retard (par rapport audit temps de passage requis) audit point fixe auxiliaire. Aussi, pour permettre à l'aéronef de rattraper ce retard, le dispositif 1 fait voler l'aéronef (pendant la phase d'approche) plus longtemps à la vitesse maximale, c'est-à-dire à ladite vitesse de descente Vdes, que dans la situation de base de la figure 4, et déclenche donc plus tardivement la décélération à partir de cette vitesse de descente Vdes. Ceci est obtenu, en déterminant le point P3 qui est situé en aval dudit point de décélération auxiliaire P1. Ce décalage de distance (entre P1 et P3), pendant lequel l'aéronef volera encore à la vitesse de descente Vdes, est choisi de manière à permettre de rattraper le retard. En outre, dans l'exemple de la figure 6, l'unité de vérification 16 a conclu que l'aéronef sera en avance audit point fixe auxiliaire, par rapport audit temps de passage requis. Aussi, pour permettre à l'aéronef de perdre cette avance, le dispositif 1 diminue plus tôt la vitesse maximale de l'aéronef dans la phase d'approche, c'est-à-dire ladite vitesse de descente Vdes, par rapport à la situation de base de la figure 4, et il anticipe donc la décélération qui sera ainsi mise en oeuvre au point P4 situé en amont dudit point P1. Dans un mode de réalisation préféré, un point décalé P3 ou P4 est décalé, en aval ou en amont, par rapport audit point de décélération auxiliaire P1, d'une distance D1 qui est calculée par les moyens 17 à l'aide de la relation suivante : D1= 1 1 Vapp Vdes dans laquelle AT représente l'ajustement temporel à réaliser pour que l'aéronef passe audit point fixe auxiliaire audit temps de passage requis. Pour un avion de transport civil, en prenant en compte des valeurs usuelles pour les vitesses de descente et d'approche d'un tel avion, une distance de décalage de l'ordre de 1,5 mille nautique permet de corriger un décalage temporel AT (avance ou retard) de 15 secondes. Aussi, si on veut que le dispositif 1 soit robuste à un retard ou une avance de 15 secondes dans une telle application, on prévoit pour les marges M1 et M2 une valeur de 1,5 mille nautique. Sur la figure 7, on a superposé sur un graphe unique deux ensembles de courbes qui dépendent tous deux de la distance D par rapport au AT point fixe PF considéré. Le premier ensemble de courbes PV1, PV2 et PV3 indique la vitesse V appliquée à l'aéronef et le second ensemble de courbes Cl, C2 et C3 indique la durée t à partir du début de la phase d'approche. Les courbes de durée Cl, C2 et C3 sont associées respecti- vement aux profils de vitesse PV1, PV2 et PV3. Ce graphe permet de bien mettre en évidence les corrections qui sont susceptibles d'être réalisées par le dispositif 1 conforme à l'invention pour permettre à l'aéronef de passer à un temps donné à un point donné de la trajectoire d'approche. Dans l'exemple représenté, l'aéronef atteindra le point fixe PF aux temps 1 o t1, t2 et t3, s'il respecte respectivement les profils de vitesse PV1, PV2 et PV3. Dans un mode de réalisation préféré, ledit dispositif 1 détermine et fait suivre, en outre, audit aéronef, un profil d'approche qui comprend ledit profil de vitesse PV et au moins des informations de configuration aérody- 15 namique associées audit profil de vitesse PV. Sur la figure 7, on a représenté différentes configurations aérodynamiques, à savoir : lors de la première partie de la phase d'approche, pendant laquelle l'aéronef vole à la vitesse de descente Vdes, une configuration CF1 dite configuration lisse, pour laquelle les becs et les volets de l'aéronef sont 20 rentrés ; lors d'une deuxième partie de la phase d'approche, pendant laquelle l'aéronef est décéléré de la vitesse de descente Vdes à la vitesse d'approche Vapp, une configuration CF2, pour laquelle les becs et les volets sont partiellement sortis, puis une configuration CF3, pour la- 25 quelle les becs et les volets sont en position d'atterrissage ; et lors de la dernière partie de la phase d'approche, pour laquelle l'aéronef vole à la vitesse d'approche Vapp, une configuration CF3, pour laquelle les becs et les volets sont en position d'atterrissage et le train d'atterrissage est sorti.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé d'asservissement en vitesse d'un aéronef qui est guidé le long d'une trajectoire d'approche, lors d'une phase d'approche en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage, ladite phase d'approche étant une phase durant laquelle l'aéronef décélère d'une vitesse de des- cente (Vdes) à une vitesse d'approche (Vape), procédé selon lequel : A/ on détermine un profil de vitesse (PV) qui illustre une variation de la vitesse (V) de l'aéronef le long de la trajectoire d'approche en fonction de la distance horizontale (D) dudit aéronef par rapport à un point fixe (PF) qui est lié à ladite piste d'atterrissage utilisée pour l'atterrissage, ledit profil de vitesse (PV) comportant un point de décélération de référence (Pd) qui correspond au point où l'aéronef doit commencer à décélérer à partir de la vitesse de descente (Vdes), ce point de décélération de référence (Pd) étant situé à une distance horizontale de réfé- rence (DR) dudit point fixe (PF) ; B/ on calcule des consignes de vitesse qui permettent à l'aéronef de respecter ledit profil de vitesse (PV) ; et C/ au cours de la phase d'approche, on applique à l'aéronef lesdites consignes de vitesse, tout en le guidant le long de ladite trajectoire d'approche, caractérisé en ce que l'on réalise, de plus, les opérations suivantes : a) on calcule une distance horizontale auxiliaire en ajoutant une première marge horizontale (M 1) à ladite distance horizontale de référence (DR), et on définit un point de décélération auxiliaire (P1) qui est situé en amont dudit point fixe (PF) de ladite distance horizontale auxiliaire le long de ladite trajectoire d'approche ; R) lors de la phase d'approche, lorsque l'aéronef passe à un point de contrôle (Pc) de la trajectoire d'approche, qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire (P1) au moins d'une seconde marge ho- rizontale (M2), on vérifie si ledit aéronef est en mesure de passer à un point fixe auxiliaire en aval de la trajectoire d'approche, à un temps de passage requis, à un écart temporel près, s'il respecte ledit profil de vitesse (PV) ; et 7) en fonction de cette vérification, on définit un point de décélération effectif (PE), auquel l'aéronef doit commencer effectivement la décélération telle que définie sur le profil de vitesse (PV) audit point de décélération de référence (Pd) afin de lui faire suivre ce profil de vitesse (PV), ce point de décélération effectif (PE) qui est utilisé pour l'asservissement en vitesse de l'aéronef correspondant : • audit point de décélération auxiliaire (P1) si, d'après ladite vérification, ledit aéronef passera audit point fixe auxiliaire audit temps de passage requis ; ou • à un premier point décalé (P4) qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire (P1) si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en avance audit point fixe auxiliaire ; ou • à un second point décalé (P3) qui est situé en aval dudit point de décélération auxiliaire (P1) si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en retard audit point fixe auxiliaire.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un point décalé (P3, P4) est décalé, par rapport audit point de décélération auxiliaire (P1), d'une distance Dl qui vérifie la relation suivante : OT 1 1 Vapp Vdes dans laquelle : ù Vapp est la vitesse d'approche ; ù Vdes est la vitesse de descente ; et D1= û AT représente un ajustement temporel à réaliser pour que l'aéronef passe audit point fixe auxiliaire audit temps de passage requis.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit point fixe (PF) et ledit point fixe auxiliaire correspondent au seuil amont de la piste d'atterrissage.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites première et seconde marges horizontales (M1 , M2) sont égales.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape AI, on détermine ledit profil de vitesse (PV) par un calcul rétrograde depuis le seuil de la piste d'atterrissage où l'aéronef doit voler à la vitesse d'approche (Vapp) jusqu'à au moins un point de début de décélération de la vitesse de descente (Vdes), qui correspond audit point de décélération de référence (Pd).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape [3), on réalise les opérations suivantes : on calcule un temps de passage estimé audit point fixe auxiliaire, en fonction du temps de passage de l'aéronef audit point de contrôle (Pc), de la distance horizontale entre ledit point de contrôle (Pc) et ledit point fixe auxiliaire, et dudit profil de vitesse (PV) déterminé à l'étape A/ ; on calcule la différence entre ledit temps de passage estimé et ledit temps de passage requis ; on compare cette différence audit écart temporel ; et on détermine à partir de cette différence laquelle des situations suivan- tes sera réalisée : • l'aéronef sera en mesure de respecter le temps de passage requis audit point fixe auxiliaire ; • l'aéronef sera en avance ; • l'aéronef sera en retard.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine et on fait suivre audit aéronef un pro-fil d'approche qui comprend ledit profil de vitesse (PV) et au moins des informations de configuration aérodynamique associées audit profil de vi- tesse (PV).
8. Dispositif d'asservissement en vitesse d'un aéronef qui est guidé le long d'une trajectoire d'approche, lors d'une phase d'approche en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage, ladite phase d'approche étant une phase durant laquelle l'aéronef décélère d'une vitesse de des- cente (Vdes) à une vitesse d'approche (Vapp), ledit dispositif (1) comportant : un système de gestion de vol (4) qui détermine un profil de vitesse (PV) qui illustre une variation de la vitesse (V) de l'aéronef le long de la trajectoire d'approche en fonction de la distance horizontale (D) dudit aé- ronef par rapport à un point fixe (PF) qui est lié à ladite piste d'atterrissage utilisée pour l'atterrissage, ledit profil de vitesse (PV) comportant un point de décélération de référence (Pd) qui correspond au point où l'aéronef doit commencer à décélérer à partir de la vitesse de descente (Vdes), ce point de décélération de référence (Pd) étant situé à une dis- tance horizontale de référence (DR) dudit point fixe (PF) ; des moyens de calcul (7) qui calculent des consignes de vitesse permet-tant à l'aéronef de respecter ledit profil de vitesse (PV) ; et un système de guidage (9) qui, au cours de la phase d'approche, applique à l'aéronef lesdites consignes de vitesse, tout en le guidant le long de ladite trajectoire d'approche, caractérisé en ce qu'il comporte de plus : ù des premiers moyens (15) pour calculer une distance horizontale auxiliaire, en ajoutant une première marge horizontale (M1) à ladite distance horizontale de référence (DR), et définir un point de décélération auxi- liaire (P1) qui est situé en amont dudit point fixe (PF) de ladite distance horizontale auxiliaire le long de ladite trajectoire d'approche ; des deuxièmes moyens (16) pour vérifier, lors de la phase d'approche, lorsque l'aéronef passe à un point de contrôle (Pc) de la trajectoire d'approche, qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire (P1) au moins d'une seconde marge horizontale (M2), si ledit aéronef est en mesure de passer à un point fixe auxiliaire en aval de la trajectoire d'approche, à un temps de passage requis, à un écart temporel près, s'il respecte ledit profil de vitesse (PV) ; et des troisièmes moyens (17) pour définir, en fonction de la vérification mise en oeuvre par lesdits deuxièmes moyens (16), un point de décélération effectif (PE), auquel l'aéronef doit commencer effectivement la décélération telle que définie sur le profil de vitesse (PV) audit point de décélération de référence (Pd) afin de lui faire suivre ce profil de vitesse 15 (PV), ce point de décélération effectif (PE) qui est utilisé pour l'asservissement en vitesse de l'aéronef correspondant : • audit point de décélération auxiliaire (P1) si, d'après la vérification, ledit aéronef passera audit point fixe auxiliaire audit temps de pas-sage requis ; ou 20 • à un premier point décalé (P4) qui est situé en amont dudit point de décélération auxiliaire (P1) si, d'après ladite vérification, l'aéronef sera en avance audit point fixe auxiliaire ; ou • à un second point décalé (P3) qui est situé en aval dudit point de décélération auxiliaire (P1) si, d'après ladite vérification, l'aéronef 25 sera en retard audit point fixe auxiliaire.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, des moyens (13) pour déterminer ladite trajectoire d'approche, et en ce que ledit système de guidage (9)comporte des moyens (12) pour guider latéralement et verticalement l'aéronef le long de ladite trajectoire d'approche.
10. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (1) d'asservissement en vi-5 tesse tel que celui spécifié sous l'une des revendications 8 et 9.