FR2942328A1 - Procede d'aide a l'elaboration de la strategie de vitesse d'un aeronef en vue de tenir une contrainte de temps - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'élaboration de la stratégie d'un aéronef, en vue de favoriser la tenue d'une contrainte de temps. Dans ce but, le procédé selon l'invention consiste à optimiser la marge disponible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef, en calculant une première heure d'arrivée requise cible (RTAcible) plus élevée, respectivement plus faible, que l'heure d'arrivée requise (RTA), dans le cas où ladite heure d'arrivée requise (RTA) est supérieure, respectivement inférieure, à l'heure d'arrivée estimée moyenne (ETAmoy). Selon l'invention, la première heure d'arrivée requise cible (RTAcible) est utilisée pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef. Selon l'invention, une seconde heure d'arrivée requise cible (RTAcible2) peut être déterminée dans un second temps, et utilisée pour l'élaboration de la stratégie de vitesse, dans le but d'exploiter la marge, préalablement optimisée, disponible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef.
Description
Procédé d'aide à l'élaboration de la stratégie de vitesse d'un aéronef en vue de tenir une contrainte de temps.
L'invention appartient au domaine de l'aéronautique civile et se rapporte aux systèmes de gestion du vol des aéronefs.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé d'aide à l'élaboration de la stratégie de vitesse d'un aéronef, en vue de favoriser la tenue d'une contrainte de temps. Les systèmes de gestion du vol, plus connus sous l'acronyme anglais de FMS pour Flight Management System , équipent aujourd'hui l'ensemble des aéronefs civils. Un FMS est constitué de différents composants fonctionnels qui permettent à l'équipage d'un aéronef de programmer un vol à partir d'une base de données de navigation. Le FMS calcule des trajectoires latérale et verticale permettant à l'aéronef de rejoindre sa destination. Ces calculs sont basés sur les caractéristiques de l'aéronef, sur les données fournies par l'équipage et sur l'environnement du système. Les fonctions de positionnement et de guidage de l'aéronef collaborent ensuite en vue de permettre à l'aéronef de rester sur les trajectoires définies par le FMS. En permettant d'optimiser l'élaboration de la stratégie de vitesse des aéronefs, l'invention vise à améliorer les possibilités desdits aéronefs en vue de leur permettre d'atteindre des points particuliers à une heure requise, avec un maximum de précision. Cette nécessité découle de l'augmentation exponentielle du trafic aérien et de la charge de travail correspondante pour les contrôleurs aériens. Ainsi, pour des raisons de sécurité, mais aussi de viabilité économique, il devient indispensable d'imposer aux aéronefs des contraintes de temps de plus en plus strictes, notamment en phase d'approche, au niveau de points particuliers tels qu'un seuil de piste d'atterrissage, un point de convergence de flux d'aéronefs, un point de croisement particulièrement fréquenté, ...etc. Cela peut permettre, par exemple, de lisser le flux d'aéronefs avant la phase d'approche.
Aujourd'hui, le FMS d'un aéronef calcule des paramètres de vol optimisés, en vue d'atteindre des points particuliers du plan de vol à des heures précises, de la façon la plus efficace possible et, par exemple, de façon économique. Dans le but de tenir ces contraintes de temps, le FMS définit une stratégie de vitesse. Dans la suite de la description et dans les revendications, on entend par stratégie de vitesse un profil de vitesse supposé devoir être suivi par l'aéronef, le module de guidage ayant a priori pour mission de déterminer à tout instant du vol une vitesse de consigne, que l'aéronef cherche à atteindre, visant à respecter ladite stratégie de vitesse. Actuellement, le FMS d'un aéronef réalise par conséquent des calculs de prédictions dans le but de respecter une heure d'arrivée requise ~o en un point de passage particulier du plan de vol, heure couramment désignée par l'acronyme anglo-saxon RTA pour Required Time at Arrivai ; ceci l'amène à déterminer la stratégie de vitesse de l'aéronef. Le FMS calcule régulièrement une heure d'arrivée estimée audit point de passage particulier, heure couramment désignée sous l'acronyme anglo- 15 saxon ETA pour Estimated Time at Arrivai . Si l'heure d'arrivée estimée sort d'une tolérance prédéterminée par rapport à l'heure d'arrivée requise, un nouveau cycle de calculs a lieu, amenant le FMS à redéfinir les trajectoires à suivre par l'aéronef ainsi que la stratégie de vitesse. Dans la suite de la description et dans les revendications, on 20 entend logiquement par heure d'arrivée requise une heure à laquelle l'aéronef doit atteindre un point particulier de son plan de vol. Par heure d'arrivée estimée , on entend une heure à laquelle le FMS de l'aéronef prévoit d'atteindre ledit point particulier, en tenant compte de la vitesse courante de l'aéronef et des conditions météo par exemple. 25 La notion de contrainte de temps peut consister en une tolérance vis-à-vis de l'heure d'arrivée requise. La tolérance est généralement modélisée sous la forme d'un entonnoir, c'est-à-dire qu'elle est de plus en plus étroite au fur et à mesure que l'aéronef se rapproche du point de passage particulier. En effet, à l'approche dudit point de passage particulier, 30 le respect de l'heure d'arrivée requise demande de plus en plus de précision. Cependant, il existe d'autres façons de définir la contrainte de temps sur l'heure d'arrivée requise, comme cela est décrit plus loin dans la description. Par ailleurs, chaque aéronef présente une enveloppe de vitesse, comprenant un profil de vitesse maximale et un profil de vitesse minimale, 35 lesdites vitesses maximale et minimale pouvant varier en fonction notamment de l'altitude et de la masse de l'avion. Cette enveloppe de vitesse définit une plage de vitesses atteignables par l'aéronef ; les FMS actuels définissent donc la stratégie de vitesse à l'intérieur de cette enveloppe de vitesse.
Or, il peut arriver que le FMS détermine une stratégie de vitesse pour laquelle la vitesse censée permettre de tenir la contrainte de temps s'éloigne de la moyenne des vitesses maximale et minimale de l'enveloppe de vitesse de l'aéronef. Le module de guidage en vitesse de l'aéronef peut ainsi être amené à définir une vitesse de consigne qui se rapproche des bornes de l'enveloppe de vitesse de l'aéronef. Cette situation réduit la marge de manoeuvre dont dispose l'aéronef en vitesse. Ceci constitue un problème majeur car, en fonction des aléas du vol, et des éventuelles imprécisions des calculs de prédictions, l'absence de marge sur la vitesse peut rendre impossible la tenue d'une contrainte de temps. En effet, les capacités intrinsèques de l'aéronef, et la prise en compte de l'environnement, la météo notamment, permet au FMS d'estimer une heure d'arrivée maximale après laquelle l'aéronef ne peut pas arriver, et une heure d'arrivée minimale avant laquelle l'aéronef ne peut pas arriver. Si l'heure d'arrivée requise se rapproche de l'une de ces valeurs extrêmes, le risque de ne pas tenir la contrainte de temps augmente. Actuellement, les opérateurs d'aéronef ont tendance à se constituer d'eux-mêmes une marge de manoeuvre leur permettant de tenir leurs contraintes de temps. Cependant, cette approche empirique n'apporte pas de garantie suffisante ; de plus, elle a tendance à induire des changements de vitesse d'amplitude importante, sources d'inconfort pour les passagers et de surconsommation de carburant.
Un but de l'invention est notamment de pallier cet inconvénient. Ainsi pour assurer la subsistance d'une marge suffisante, le procédé d'aide à l'élaboration de la stratégie de vitesse d'un aéronef selon l'invention permet d'anticiper les risques d'atteinte des limites de l'aéronef en termes d'heure d'arrivée requise atteignable.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'aide à 35 l'élaboration de la stratégie de vitesse d'un aéronef, ledit aéronef comprenant un système de gestion du vol déterminant ladite stratégie de vitesse visant à permettre la tenue d'une contrainte de temps associée à une heure d'arrivée requise à un point contraint, ledit aéronef présentant une heure d'arrivée estimée au point contraint, calculée par le système de gestion du vol, ainsi qu'une heure d'arrivée estimée minimale correspondant à l'heure minimale à laquelle l'aéronef peut atteindre le point contraint et une heure d'arrivée estimée maximale correspondant à l'heure maximale à laquelle l'aéronef peut atteindre le point contraint, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, dès lors que l'heure d'arrivée requise n'est pas égale à " ETA max+ ETAmin " 2 , où ETAmax est l'heure d'arrivée estimée maximale, et ETAmin est l'heure d'arrivée estimée minimale : • la définition d'une première heure d'arrivée requise cible, supérieure à l'heure d'arrivée requise si l'heure d'arrivée ETA max+ ETA min' requise est supérieure à 2 ), inférieure à l'heure d'arrivée requise si l'heure d'arrivée requise est ETA max+ ETA min 1 inférieure à 2 , la première heure d'arrivée requise cible étant par ailleurs toujours comprise entre l'heure d'arrivée estimée minimale et l'heure d'arrivée estimée maximale, • l'utilisation de la première heure d'arrivée requise cible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef, permettant d'augmenter pour la suite du vol la marge de manoeuvre disponible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef.
Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, la contrainte de temps est une tolérance absolue sur l'heure d'arrivée requise, ladite tolérance absolue définie de telle sorte que la contrainte de temps est respectée à la condition que l'aéronef arrive au point contraint à l'heure d'arrivée requise, à la tolérance absolue près ou que l'heure d'arrivée estimée calculée soit sensiblement égale à l'heure d'arrivée requise à la tolérance absolue près.
Dans un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, la contrainte de temps correspond à la définition de deux bornes, l'une étant une heure d'arrivée maximale et l'autre une heure d'arrivée minimale, l'heure d'arrivée requise étant comprise entre ces deux bornes et pouvant être égale
à l'une ou l'autre, de sorte que la contrainte de temps est respectée à la condition que l'aéronef arrive au point contraint à une heure comprise entre l'heure d'arrivée minimale et l'heure d'arrivée maximale ou que l'heure d'arrivée estimée calculée soit comprise entre l'heure d'arrivée minimale et l'heure d'arrivée maximale.
Dans un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention, la contrainte de temps correspond à la définition d'une heure d'arrivée maximale supérieure ou égale à l'heure d'arrivée requise, de sorte que la contrainte de temps est respectée à la condition que l'aéronef arrive au point contraint avant l'heure d'arrivée maximale ou que l'heure d'arrivée estimée
calculée soit inférieure ou égale à l'heure d'arrivée maximale.
Dans un quatrième mode de mise en oeuvre de l'invention, la contrainte de temps correspond à la définition d'une heure d'arrivée minimale inférieure ou égale à l'heure d'arrivée requise, de sorte que la contrainte de temps est respectée à la condition que l'aéronef arrive au point contraint
après l'heure d'arrivée minimale ou que l'heure d'arrivée estimée calculée soit supérieure ou égale à l'heure d'arrivée minimale. Avantageusement, la définition de la première heure d'arrivée requise cible peut comprendre les étapes suivantes : la comparaison de RTA à ETA max2 ETA min , où RTA est l'heure d'arrivée requise au point contraint, ETAmax est l'heure d'arrivée estimée maximale, et ETAmin est l'heure d'arrivée estimée minimale ; o si RTA < (ETAmax2 ETAminl la première heure J d'arrivée requise cible RTAcible est égale au maximum de l'heure d'arrivée estimée minimale ETAmin et de l'heure d'arrivée requise RTA diminuée d'une marge M pouvant valoir entre 0% et 100% de la 30 différence entre ~ et RTA : ETAmax2 ETAmin1 J R TA cible = max(ETA min; RTA ù M) , ( ETAmax2ETAmin o si RTA > 1 : la première heure J d'arrivée requise cible RTAcible est égale au minimum de l'heure d'arrivée estimée maximale ETAmax et de l'heure d'arrivée requise RTA augmentée d'une marge M pouvant valoir entre 0% et 100% de la différence entre RTA et J ETA max+ ETA min " 2 , 10 RTAcible = min(ETA max; RTA + M) , o sinon, la première heure d'arrivée requise cible RTAcible est égale à l'heure d'arrivée requise RTA : RTAcible = RTA .
15 Avantageusement, la définition de la première heure d'arrivée requise cible peut comprendre les étapes suivantes : • la comparaison de RTA à ETA max+ ETA min 1 où RTA est 2 J l'heure d'arrivée requise au point contraint, ETAmax est l'heure d'arrivée estimée maximale, et ETAmin est l'heure d'arrivée 20 estimée minimale ; ETA max+ ETAmin o si RTA < l : la première heure J
d'arrivée requise cible RTAcible est égale au maximum de l'heure d'arrivée estimée minimale ETAmin et de l'heure d'arrivée requise RTA diminuée d'une marge M pouvant valoir entre 0% et 100% de la différence entre ETA max+ ETA min et RTA : 2 RTAcible = max(ETA min; RTA ù M) , o sinon, la première heure d'arrivée requise cible RTAcible est égale à l'heure d'arrivée requise RTA : RTA cible = RTA . 25 30 Avantageusement, la définition de la première heure d'arrivée requise cible peut comprendre les étapes suivantes : la comparaison de RTA à ~ETAmax2 ETAmin où RTA est J l'heure d'arrivée requise au point contraint, ETAmax est l'heure d'arrivée estimée maximale, et ETAmin est l'heure d'arrivée estimée minimale ; o si RTA> ( ETA max+ ETA min \ : la première heure 2 ~ d'arrivée requise cible RTAcible est égale au minimum de l'heure d'arrivée estimée maximale ETAmax et de l'heure d'arrivée requise RTA augmentée d'une marge M pouvant valoir entre 0% et 100% de la différence entre RTA et (ETAmax+ETAmin" 2 RTAcible = min(ETA max; RTA + M) , o sinon, la première heure d'arrivée requise cible RTAcible est égale à l'heure d'arrivée requise RTA : RTAcible = RTA .
20 Selon un mode mise en oeuvre particulier du procédé selon l'invention, si l'heure d'arrivée estimée calculée ne respecte pas une tolérance présentant la forme d'un entonnoir vis-à-vis de la contrainte de temps, le système de gestion du vol ayant utilisé la première heure d'arrivée 25 requise cible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse durant un premier intervalle de temps, une seconde étape dudit procédé correspond à l'utilisation d'une nouvelle heure d'arrivée requise cible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef, exploitant la marge de manoeuvre disponible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse. 30 La nouvelle heure d'arrivée requise est alors de préférence déterminée conformément au procédé décrit précédemment. 10 15 Selon l'invention, un système de gestion du vol d'un aéronef peut comprendre des moyens permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1 : la représentation schématique d'une tolérance sur le respect d'une contrainte de temps par un aéronef, selon l'état de la technique ; • la figure 2 : le schéma de l'enveloppe de vitesse théorique d'un aéronef, selon l'état de la technique ; • la figure 3 : le principe d'optimisation de la marge disponible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse d'un aéronef dans un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La figure 1 présente un schéma visant à indiquer un principe classique de modélisation d'une contrainte de temps. Cette modélisation est donnée à titre d'exemple ; on verra par la suite qu'il existe d'autres manières 20 de définir une contrainte de temps. L'aéronef A est ainsi contraint d'atteindre le point particulier P à l'heure requise RTA à la tolérance absolue ToI près. Le point particulier P peut être, comme cela a été dit précédemment, un seuil de piste d'atterrissage, ou un point de convergence des flux de trafics par exemple. 25 Comme cela est connu, le système de gestion du vol de l'aéronef A, que l'on appellera dans la suite de la présente description FMS, calcule, en plus des trajectoires latérale et verticale, une stratégie de vitesse devant permettre à l'aéronef A de satisfaire à la contrainte de temps. II est également connu de l'état de la technique que l'aéronef A comprend un 30 module de guidage qui va reprendre la stratégie de vitesse définie par le FMS et déterminer la vitesse de consigne utilisée pour le guidage en vitesse de l'aéronef A. A intervalles réguliers, le FMS détermine une heure d'arrivée estimée au point particulier P, prenant en compte la vitesse courante de l'aéronef A, des modèles de comportement de l'aéronef A, des modèles de 35 simulation du vent, ...etc. Si cette heure d'arrivée estimée sort de la 15 tolérance Tol modélisée en figure 1, le FMS relance un cycle de calculs visant à définir une nouvelle stratégie de vitesse, ainsi, éventuellement, que de nouvelles trajectoires latérale et verticale. Or, d'une part cette tolérance Toi, présentant la forme d'un entonnoir, est de plus en plus étroite à mesure que l'aéronef A s'approche du point particulier P, rendant le risque d'erreur de plus en plus grand, et d'autre part le cycle de calcul complet effectué par le FMS pour déterminer la nouvelle stratégie de vitesse et mettre à jour les trajectoires prend beaucoup de temps, de l'ordre de quelques dizaines de secondes quand le plan de vol est particulièrement long. II en résulte un inconvénient bien connu : il est possible en effet que la dérive de l'heure d'arrivée estimée par rapport à l'heure d'arrivée requise soit détectée trop tardivement, de sorte qu'il est impossible de compenser cette dérive, l'aéronef étant par exemple incapable d'atteindre la vitesse censée permettre la tenue de la contrainte de temps.
En raison notamment de l'augmentation du trafic aérien, les contraintes de temps imposées aux aéronefs sont de plus en plus sévères, atteignant par exemple une dizaine de secondes 95% du temps en phase d'approche. L'inconvénient cité ci-dessus est par conséquent de plus en plus pénalisant.
La figure 2 est un diagramme représentant l'enveloppe de vitesse théorique d'un aéronef. Ce diagramme indique l'ensemble des vitesses que l'aéronef A, en fonction de sa masse, peut atteindre. II est connu que les aéronefs disposent d'une telle enveloppe de vitesse théorique, comprenant un profil de vitesse maximale théorique Vmax et un profil de vitesse minimale théorique Vmin. Ces profils de vitesse dépendent de la masse de l'aéronef, mais aussi de son altitude, et bien sûr de ses performances intrinsèques. Les FMS de l'état de l'art déterminent nécessairement la stratégie de vitesse des aéronefs à l'intérieur de cette enveloppe de vitesse. Par ailleurs, dans les systèmes actuels, la fonction de guidage se conforme généralement à la stratégie de vitesse établie par le FMS, et elle fixe une vitesse de consigne que la vitesse courante de l'aéronef est amenée à égaler. En fonction des aléas du vol, il peut arriver que la vitesse de consigne fixée par le guidage conformément à la stratégie de vitesse déterminée par le FMS s'éloigne de la valeur moyenne C V max 2 V min l pour se rapprocher des valeurs extrêmes Vmax ou Vmin. Or, plus on se rapproche des bornes de l'enveloppe de vitesse théorique de l'aéronef, plus la marge dont dispose le module de guidage pour le guidage en vitesse est réduite ; et plus le risque de se retrouver dans la situation décrite ci-dessus, où il est devenu impossible de respecter la contrainte de temps, est élevé. Ainsi, le procédé d'aide à l'élaboration de la stratégie de vitesse d'un aéronef selon l'invention vise à maximiser la marge disponible pour le guidage en vitesse dudit aéronef, de manière à optimiser la probabilité pour l'aéronef de tenir une contrainte de temps.
La figure 3 représente un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En fonction de l'enveloppe de vitesse théorique définie à la figure 2, le système de gestion du vol de l'aéronef peut calculer une heure d'arrivée estimée maximale ETAmax, correspondant à l'heure maximale à laquelle l'aéronef peut atteindre le point contraint, c'est-à-dire le point particulier P, et une heure d'arrivée estimée minimale ETAmin, correspondant à l'heure maximale à laquelle l'aéronef peut atteindre ledit point contraint. Ces heures d'arrivée estimées maximale et minimale, peuvent respectivement correspondre à l'heure à laquelle l'aéronef atteindra le point contraint s'il se déplace constamment à la vitesse minimale, et à l'heure à laquelle l'aéronef atteindra le point contraint s'il se déplace constamment à la vitesse maximale. Pour l'élaboration de la stratégie de vitesse d'un aéronef, différents paramètres peuvent être pris en compte, dont en particulier un critère de coût. Dans un premier temps, le FMS de l'aéronef détermine donc, par une quelconque méthode connue basée par exemple sur l'optimisation d'un indice de coût, une stratégie de vitesse visant au respect de la contrainte de temps qui lui a été assignée. La figure 3 montre que les heures d'arrivée estimée maximale ETAmax et minimale ETAmin convergent au fur et à mesure que l'on se rapproche du point particulier P. L'exemple choisi correspond à un extrait du plan de vol de l'aéronef. Or, à un moment du vol, il apparaît, comme l'indique la figure 3, que l'heure d'arrivée requise RTA prise en considération par le 2 En effet, on constate que l'heure d'arrivée requise RTA est, dans l'exemple, proche de l'heure d'arrivée estimée minimale ETAmin. Ceci pose problème car le FMS dispose désormais d'une marge de manoeuvre restreinte pour l'élaboration de la stratégie de vitesse. En effet, si des aléas, météorologiques par exemple, amenaient le FMS à calculer une heure d'arrivée estimée minimale ETAmin en augmentation, il pourrait ne plus être possible de respecter la contrainte de temps, même si l'aéronef est au maximum de ses possibilités en termes de vitesse courante. Ainsi, on se place dans un contexte où, dans les conditions courantes de vol, la contrainte de temps associée au point particulier P ne devrait pas être respectée. Le système de gestion du vol de l'aéronef est donc appelé à déterminer une nouvelle stratégie de vitesse.
Selon l'invention, afin de regagner de la marge en vue de l'élaboration de futures stratégies de vitesse de l'aéronef, l'heure d'arrivée requise RTA étant dans l'exemple inférieure à l'heure d'arrivée estimée moyenne ETAmoy, et approchant de l'heure d'arrivée estimée minimale ETAmin, on définit une première heure d'arrivée requise cible RTAcible, inférieure à l'heure d'arrivée requise RTA, le FMS déterminant la stratégie de vitesse de l'aéronef en se fondant sur cette heure d'arrivée requise cible RTAcible, fictive. La première heure d'arrivée requise cible RTAcible est inférieure d'une marge M à l'heure d'arrivée requise RTA. Ainsi, l'aéronef est amené à accélérer plus que cela est théoriquement nécessaire, c'est-à-dire plus que si l'on avait conservé la véritable heure d'arrivée requise RTA pour l'élaboration de la stratégie de vitesse. De ce fait, le procédé selon l'invention permet d'augmenter la marge de manoeuvre disponible en vue de l'élaboration de futures stratégies de vitesse dans la suite du vol. Le procédé selon l'invention peut être itératif : si le FMS est de nouveau amené à recalculer la stratégie de vitesse de l'aéronef du faut que l'heure d'arrivée estimée au point particulier P est sortie de la tolérance relative à l'heure d'arrivée requise, on peut a fortiori mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. FMS s'est sensiblement éloignée de la valeur moyen ETAmoy égale à ETA max+ ETA min Dans l'exemple présenté en figure 3, on se trouve dans un cas, donné à titre illustratif, où la première heure d'arrivée requise cible RTAcible est utilisée pour la détermination de la stratégie de vitesse de l'aéronef durant un certain intervalle de temps T. Le FMS vise ensuite, pendant un second intervalle Tf, une seconde heure d'arrivée requise cible RTAcible2 supérieure à l'heure d'arrivée requise RTA, exploitant de ce fait la marge de manoeuvre disponible, préalablement augmentée grâce à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pendant l'intervalle de temps T. L'exploitation de la marge optimisée grâce à l'utilisation de la première heure d'arrivée cible RTAcible n'est cependant pas indispensable. Elle est simplement possible, par exemple si cela permet d'économiser du carburant. Réciproquement, dans le cas non représenté où l'heure d'arrivée requise RTA serait supérieure à l'heure d'arrivée estimée moyenne ETAmoy, et se rapprocherait de l'heure d'arrivée estimée maximale ETAmax, on définirait une première heure d'arrivée requise cible RTAcible supérieure d'une marge M à l'heure d'arrivée requise RTA, ladite marge M permettant de disposer de plus de marge pour l'élaboration de futures stratégies de vitesse de l'aéronef dans la suite du vol. Comme précédemment, on aurait alors également la possibilité, facultative, de définir ensuite une seconde heure d'arrivée requise cible RTAcible2, inférieure à l'heure d'arrivée requise RTA, ladite seconde heure d'arrivée requise cible RTAcible2 étant utilisée pour l'élaboration d'une nouvelle stratégie de vitesse, dans le but d'exploiter la marge de manoeuvre disponible.
Il faut noter que le procédé selon l'invention peut s'appliquer dans le cadre de différents types de contrainte de temps. De manière synthétique, on peut dire qu'il existe deux façons principales de définir une contrainte de temps. La première consiste à fixer une tolérance absolue Tol du type de celle décrite en figure 1, correspondant in fine à définir une durée fixe telle que la contrainte de temps est considérée comme respectée à la condition que l'aéronef atteigne le point particulier P à l'heure d'arrivée requise RTA plus ou moins ladite durée fixe. La deuxième manière de définir une contrainte de temps consiste à choisir deux bornes, correspondant à une heure d'arrivée minimale au point contraint et à une heure d'arrivée maximale au point contraint. La contrainte de temps est considérée comme respectée à la condition que l'aéronef atteigne le point particulier P à une heure comprise entre ladite heure d'arrivée minimale et ladite heure d'arrivée maximale. Dans ce cas, l'une des bornes peut être égale à l'heure d'arrivée requise. D'autre part, l'une des bornes peut ne pas exister, la contrainte de temps se limitant alors à une heure d'arrivée minimale, pouvant être égale l'heure d'arrivée requise RTA, ou se limitant à une heure d'arrivée maximale, pouvant être égale à l'heure d'arrivée requise RTA. Trois cas de figure peuvent donc se présenter : • dans le premier, la contrainte de temps exige que l'aéronef A atteigne le point particulier P à l'heure d'arrivée requise RTA, à une tolérance absolue Tol près telle que définie en figure 1 ; dans ce cas classique, le procédé selon l'invention s'applique toujours ; • dans le deuxième, la contrainte de temps nécessite que l'aéronef A atteigne le point particulier P à l'heure d'arrivée requise RTA ou après ; alors, le procédé selon l'invention n'est mis en oeuvre que lorsque l'heure d'arrivée requise RTA est supérieure à l'heure d'arrivée estimée moyenne ETAmoy ; • dans le troisième, l'aéronef A doit atteindre le point particulier P à l'heure d'arrivée requise RTA ou avant ; alors, le procédé précédemment décrit ne s'applique que si l'heure d'arrivée requise RTA est inférieure à l'heure d'arrivée estimée moyenne ETAmoy. 25 Dans tous les cas, seule la marge disponible pour augmenter la vitesse de l'aéronef présente un intérêt.
En résumé, le procédé d'aide à l'élaboration de la stratégie de 30 vitesse d'un aéronef selon l'invention présente l'avantage de permettre d'optimiser la marge disponible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef, augmentant ainsi la probabilité de respect d'une contrainte de temps. 15 20
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé d'aide à l'élaboration de la stratégie de vitesse d'un aéronef, ledit aéronef comprenant un système de gestion du vol déterminant ladite stratégie de vitesse visant à permettre la tenue d'une contrainte de temps associée à une heure d'arrivée requise (RTA) à un point contraint (P), ledit aéronef présentant une heure d'arrivée estimée au point contraint (P), calculée par le système de gestion du vol, ainsi qu'une heure d'arrivée estimée minimale (ETAmin) correspondant à l'heure minimale à laquelle l'aéronef peut atteindre le point contraint (P) et une heure d'arrivée estimée maximale (ETAmax) correspondant à l'heure maximale à laquelle l'aéronef peut atteindre le point contraint (P), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, dès lors que l'heure d'arrivée requise (RTA) n'est pas ETA max+ ETAmin égale à 2 , où ETAmax est l'heure d'arrivée estimée maximale, et ETAmin est l'heure d'arrivée estimée minimale : • la définition d'une première heure d'arrivée requise cible (RTAcible), supérieure à l'heure d'arrivée requise (RTA) si l'heure d'arrivée requise (RTA) est supérieure à J ETA max+ ETA min " 2 1, inférieure à l'heure d'arrivée requise (RTA) si l'heure d'arrivée requise (RTA) est inférieure à CETAmax+ ETAmin1 2 J la première heure d'arrivée requise cible (RTAcible) étant par ailleurs toujours comprise entre l'heure d'arrivée estimée minimale (ETAmin) et l'heure d'arrivée estimée maximale (ETAmax), • l'utilisation de la première heure d'arrivée requise cible (RTAcible) pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef, permettant d'augmenter pour la suite du vol la marge de manoeuvre disponible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef.30
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contrainte de temps est une tolérance absolue (Toi) sur l'heure d'arrivée requise (RTA), ladite tolérance absolue (Toi) étant définie de telle sorte que la contrainte de temps est respectée à la condition que l'aéronef arrive au point contraint (P) à l'heure d'arrivée requise (RTA), à la tolérance absolue (Toi) près ou que l'heure d'arrivée estimée calculée soit sensiblement égale à l'heure d'arrivée requise (RTA) à la tolérance absolue (Tot) près.
- 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contrainte de temps correspond à la définition de deux bornes, l'une étant une heure d'arrivée maximale et l'autre une heure d'arrivée minimale, l'heure d'arrivée requise (RTA) étant comprise entre ces deux bornes et pouvant être égale à l'une ou l'autre, de sorte que la contrainte de 15 temps est respectée à la condition que l'aéronef arrive au point contraint à une heure comprise entre l'heure d'arrivée minimale et l'heure d'arrivée maximale ou que l'heure d'arrivée estimée calculée soit comprise entre l'heure d'arrivée minimale et l'heure d'arrivée maximale. 20
- 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contrainte de temps correspond à la définition d'une heure d'arrivée maximale supérieure ou égale à l'heure d'arrivée requise (RTA), de sorte que la contrainte de temps est respectée à la condition que l'aéronef arrive 25 au point contraint avant l'heure d'arrivée maximale ou que l'heure d'arrivée estimée calculée soit inférieure ou égale à l'heure d'arrivée maximale.
- 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contrainte 30 de temps correspond à la définition d'une heure d'arrivée minimale inférieure ou égale à l'heure d'arrivée requise (RTA), de sorte que la contrainte de temps est respectée à la condition que l'aéronef arrive au point contraint après l'heure d'arrivée minimale ou que l'heure d'arrivée estimée calculée soit supérieure ou égale à l'heure d'arrivée 35 minimale.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que la définition de la première heure d'arrivée requise cible (RTAcible) comprend les étapes suivantes : • la comparaison de RTA à ETA max2 ETA min l où RTA est J l'heure d'arrivée requise au point contraint, ETAmax est l'heure d'arrivée estimée maximale, et ETAmin est l'heure d'arrivée estimée minimale ; o si RTA < ~ETAmax2 ETAminl : la première heure d'arrivée requise cible RTAcible est égale au maximum de l'heure d'arrivée estimée minimale ETAmin et de l'heure d'arrivée requise RTA diminuée d'une marge M pouvant valoir entre 0% et 100% de la différence entre ETA max+ ETA min et RTA : 2 i RTAcible = max(ETA min; RTA ù M) , ETA max2 ETA min o si RTA> : la première heure J d'arrivée requise cible RTAcible est égale au minimum de l'heure d'arrivée estimée maximale ETAmax et de l'heure d'arrivée requise RTA augmentée d'une marge M pouvant valoir entre 0% et RTAcible = min(ETA max; RTA + M) , o sinon, la première heure d'arrivée requise cible RTAcible est égale à l'heure d'arrivée requise RTA : RTA cible = RTA .
- 7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la définition de la première heure d'arrivée requise cible (RTAcible) comprend les 30 étapes suivantes : 10 15 20 25 100% de la différence ETA max+ ETA min ). 2 entre RTA et• la comparaison de RTA à ETA max+ ETA min , où RTA est 2 l'heure d'arrivée requise au point contraint, ETAmax est l'heure d'arrivée estimée maximale, et ETAmin est l'heure d'arrivée estimée minimale ; 20 ( ETAmax2 ETAmin o si RTA< l : la première heure J d'arrivée requise cible RTAcible est égale au maximum de l'heure d'arrivée estimée minimale ETAmin et de l'heure d'arrivée requise RTA diminuée d'une marge M pouvant valoir entre 0% et 100% de la différence entre ETA max+ ETA min et RTA : 2 RTAcible = max(ETA min; RTA ù M) , o sinon, la première heure d'arrivée requise cible RTAcible est égale à l'heure d'arrivée requise RTA : RTAcible = RTA . 15
- 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la définition de la première heure d'arrivée requise cible (RTAcible) comprend les étapes suivantes : la comparaison de RTA à /ETA max2 ETA min l , où RTA est . J l'heure d'arrivée requise au point contraint, ETAmax est l'heure d'arrivée estimée maximale, et ETAmin est l'heure d'arrivée estimée minimale ; 25 30 o si RTA> "ETA max+ ETA min ' : la première heure 2 d'arrivée requise cible RTAcible est égale au minimum de l'heure d'arrivée estimée maximale ETAmax et de l'heure d'arrivée requise RTA augmentée d'une marge M pouvant valoir entre 0% et 100% de la différence entre RTA et "ETAmax+ ETAmin . 2 RTAcible = min(ETA max; RTA + M) ,o sinon, la première heure d'arrivée requise cible RTAcible est égale à l'heure d'arrivée requise RTA : RTAcible = RTA .
- 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que, si l'heure d'arrivée estimée calculée ne respecte pas une tolérance (Toi) présentant la forme d'un entonnoir vis-à-vis de la contrainte de temps, le système de gestion du vol ayant utilisé la première heure d'arrivée requise cible (RTAcible) pour l'élaboration de la stratégie de vitesse durant un premier intervalle de temps (T), ledit procédé comprend une étape correspondant à l'utilisation d'une nouvelle heure d'arrivée requise cible (RTAcible2) pour l'élaboration de la stratégie de vitesse de l'aéronef exploitant la marge de manoeuvre disponible pour l'élaboration de la stratégie de vitesse, ladite nouvelle heure d'arrivée requise cible (RTAcible2) étant déterminée de la même façon que la première heure d'arrivée requise cible (RTAcible), conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8.
- 10. Système de gestion du vol d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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