FR2966259A1 - Procede et dispositif d'aide a la conduite d'operations aeriennes necessitant une garantie de performance de navigation et de guidage. - Google Patents

Abstract

- Le dispositif (1) comporte des moyens pour réaliser des surveillances, ainsi que des moyens (5) pour déterminer un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en œuvre les opérations aériennes de garantie de performance.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de navigation et de guidage, mises en oeuvre par un aéronef, en particulier un avion de transport. Bien que non exclusivement, la présente invention s'applique plus particulièrement à des opérations à performances de navigation requises avec autorisation requise, de type RNP AR (« Required Navigation Performance with Authorization Required » en anglais). Ces opérations RNP AR sont basées sur une navigation de surface de type RNAV (« aRea NAVigation » en anglais) et sur des opérations à performances de navigation requises de type RNP (« Required Navigation Performance » en anglais). Elles présentent la particularité de nécessiter une autorisation spéciale pour pouvoir être mises en oeuvre sur un aéronef. La navigation de surface de type RNAV permet à un aéronef de voler de point de route (« waypoint » en anglais) en point de route, et non plus de stations sol (de moyens de radionavigation de type NAVAID) en stations sol. On sait que le concept RNP correspond à une navigation de surface, pour laquelle sont ajoutés (à bord de l'aéronef) des moyens de surveillance et d'alerte qui permettent d'assurer que l'aéronef reste dans un couloir, dit RNP, autour d'une trajectoire de référence et qui autorisent la prise en compte de trajectoires courbes. A l'extérieur de ce couloir se trouve potentiellement du relief ou d'autres aéronefs. La performance requise pour un type d'opération RNP est définie par une valeur RNP qui représente la demi-largeur (en milles nautiques : NM) du couloir autour de la trajectoire de référence, dans lequel l'aéronef doit rester 950/0 du temps au cours de l'opération. Un second couloir (autour de la trajectoire de référence) de demi-largeur deux fois la valeur RNP est également défini. La probabilité que l'aéronef sorte de ce second couloir doit être inférieure à 10-' par heure de vol.

Le concept d'opérations RNP AR est plus contraignant encore. Les procédures RNP AR sont, en effet caractérisées par : - des valeurs RNP : - qui sont inférieures ou égales à 0,3NM en approche, et qui peuvent descendre jusqu'à 0,1 NM ; et - qui sont strictement inférieures à 1 NM au départ et lors d'une remise des gaz, et qui peuvent également descendre jusqu'à 0,1 NM ; - un segment d'approche finale qui peut être courbe ; et - des obstacles (montagnes, trafic...) qui peuvent être situés à deux fois la valeur RNP par rapport à la trajectoire de référence, alors que pour les opérations RNP usuelles, une marge supplémentaire par rapport aux obstacles est prévue. Les autorités aériennes ont défini un niveau de sécurité visé TLS (« Target Level of Safety » en anglais) de 10-' par opération, quel que soit le type. Dans le cas des opérations RNP AR, comme les valeurs RNP peuvent descendre jusqu'à 0,1 NM et les obstacles peuvent être situés à deux fois la valeur RNP de la trajectoire de référence, cet objectif se traduit par une probabilité que l'aéronef sorte du couloir de demi-largeur D=2.RNP qui ne doit pas excéder 10-' par procédure. Les équipements embarqués à bord des aéronefs (système de gestion de vol, centrale inertielle, moyens d'actualisation de données GPS et moyens de guidage du pilote automatique), ainsi que l'architecture usuelle, ne permettent pas d'atteindre le niveau de sécurité visé, si on ne prévoit pas des moyens opérationnels de mitigation, notamment pour la détection et la gestion des pannes éventuelles. C'est pourquoi une autorisation spéciale est requise pour ce type d'opération, afin d'assurer que les procédures opérationnelles et l'entraînement des pilotes permettent d'atteindre le niveau de sécurité visé. De plus, comme l'équipage doit prendre en charge certaines pannes, les aéronefs ne sont aujourd'hui pas capables de garantir une valeur RNP de 0,1 NM sous panne, car l'équipage n'est pas en mesure de tenir les exigences de performance en pilotage manuel.

Sur les aéronefs actuels, la surveillance des opérations RNP AR est réalisée par le biais de deux fonctions usuelles, à savoir : - une première fonction qui surveille la précision et l'intégrité du calcul de position : - la précision de la position est comparée à une fois la valeur RNP ; - l'intégrité est comparée à deux fois la valeur RNP ; et - si l'un des deux paramètres, précision ou intégrité, excède le seuil alloué, une alerte est émise et l'équipage doit entreprendre des actions appropriées ; et - une deuxième fonction qui permet à l'équipage de surveiller le guidage de l'aéronef : - les déviations latérales et verticales de l'aéronef par rapport à la trajectoire de référence sont affichées et présentées à l'équipage ; - l'équipage surveille les déviations par rapport aux budgets alloués pour chaque déviation. Si l'équipage détecte un écart excessif, il doit reprendre en main l'aéronef et entreprendre des actions correctrices adéquates. Comme indiqué précédemment, les aéronefs actuels ne sont pas capables de garantir une valeur RNP de 0,1 NM sous panne et l'équipage doit être entraîné spécialement pour voler les procédures RNP AR. L'équipage doit, en effet, être capable de détecter et traiter, de façon adéquate, les pannes qui sont susceptibles de compromettre l'opération en cours. L'objectif pour les aéronefs futurs est d'avoir la capacité de voler les procédures RNP AR avec des valeurs RNP jusqu'à 0,1 NM, et ceci sans restriction (en situation normale et en cas de panne) en départ, approche et remise de gaz. Pour cela, l'équipage ne doit plus être considéré comme le principal moyen de détection et de traitement des pannes. La présente invention concerne un procédé d'aide (automatique) à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de navigation et de guidage, mises en oeuvre par un aéronef, en particulier un avion de transport, qui permet de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, selon l'invention, ledit procédé d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance (de navigation et de guidage), mises en oeuvre par un aéronef qui est pourvu d'un système de guidage comprenant au moins les étages successifs suivants : - un étage de calcul de la position de l'aéronef ; - un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ; - un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ; - un étage de calcul de déviations (latérales et verticales) ; et - un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, est remarquable en ce que : - on prévoit sur ledit système de guidage, pour chacun desdits étages : - une architecture comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en oeuvre les mêmes fonctions relatives audit étage, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et - des moyens permettant de réaliser des surveillances ; - au niveau de chacun desdits étages, on surveille cet étage et l'étage précédent le cas échéant, et on engendre un statut de surveillance relatif à ces deux étages ; et - on détermine, à l'aide au moins de l'ensemble des statuts de surveillance ainsi engendrés, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance.

De plus, avantageusement, on présente ledit statut global à l'équipage de l'aéronef, au moins en cas de dégradation dudit statut global, comme précisé ci-dessous. Ainsi, grâce à l'invention, on détermine automatiquement un statut global qui permet d'indiquer à l'équipage la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre des opérations aériennes nécessitant une garantie de performance, de préférence des opérations à performances de navigation requises avec autorisation requise, de type RNP AR (« Required Navigation Performance with Authorization Required » en anglais), telles que précitées. Selon l'invention, la détection et le traitement des pannes sont automatisés, tout en permettant de garder l'équipage informé de la situation courante et de son impact sur l'opération en cours. Ainsi, l'équipage n'est plus le principal moyen de détection et de traitement des pannes, mais conserve simplement un rôle de sauvegarde. Par conséquent, en mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention sur un aéronef, ce dernier est en mesure de réaliser des procédures RNP AR avec des valeurs RNP jusqu'à 0,1 NM, et ceci sans restriction (en situation normale et en cas de panne) lors d'un départ, d'une approche ou d'une remise de gaz. De plus, la présente invention permet de réduire les moyens de mitigation et donc les procédures opérationnelles, ainsi que l'entraînement des pilotes. Dans un mode de réalisation préféré, on met en oeuvre les surveillances suivantes permettant, notamment, de déterminer ledit statut global : - une surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ; - une surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; - une surveillance de la performance du guidage de l'aéronef ; et - une surveillance de la configuration de l'aéronef. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier : - ledit étage de calcul de la position de l'aéronef est mis en oeuvre dans des systèmes de références inertielles et anémobarométriques, de type ADIRS (« Air Data and Inertial Reference System » en anglais) ; - lesdits étages de gestion du plan de vol, de calcul de la trajectoire et de calcul des déviations sont mis en oeuvre dans des systèmes de gestion de vol, de type FMS (« Flight Management System » en anglais) ; et - ledit étage de calcul d'ordres de guidage est mis en oeuvre dans des systèmes de guidage et de contrôle de vol, de type FCGS (« Flight Control and Guidance System » en anglais). Dans un mode de réalisation préféré, mais non exclusif, les statuts de surveillance sont, à chaque fois, transmis à un système agencé directement en aval (dans la chaîne de guidage), à savoir dans le mode de réalisation particulier précité : des systèmes ADIRS aux systèmes FMS, et des systèmes FMS aux systèmes FCGS. En outre, avantageusement, on prévoit des moyens susceptibles d'émettre au moins certaines des alertes suivantes : - une alerte liée au statut global et à sa dégradation ; - une alerte liée à la dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et - une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à sa trajectoire.

Par ailleurs, avantageusement, la présente invention est activée automatiquement, de la manière précisée ci-dessous. En outre, de façon avantageuse, au niveau de certains desdits étages, et notamment au niveau dudit étage de calcul de la position de l'aéronef : - on compare entre elles les valeurs d'un paramètre particulier, fournies respectivement par les différents équipements de l'étage, et on détecte une défaillance en cas d'incohérence entre lesdites valeurs ; et - en cas de détection d'une défaillance, on détermine l'équipement défaillant et on reconfigure ledit étage (de manière à ne plus utiliser les valeurs fournies par cet équipement défaillant dans la suite de l'opération). La présente invention concerne également un dispositif (automatique) pour aider à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance (de navigation et de guidage), et notamment des opérations RNP AR, mises en oeuvre par un aéronef, en particulier un avion de transport.

Selon l'invention, ledit dispositif du type comportant un système de guidage comprenant au moins les étages successifs suivants : - un étage de calcul de la position de l'aéronef ; - un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ; - un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ; - un étage de calcul de déviations ; et - un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, est remarquable en ce que : - ledit système de guidage présente une architecture comprenant, pour chacun desdits étages, au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en oeuvre les mêmes fonctions relatives audit étage, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et - ledit système de guidage comporte, de plus : - au niveau d'au moins certains desdits étages, des moyens permettant de détecter et d'isoler des pannes ; - des moyens de surveillance de chaque étage et, le cas échéant, de l'étage précédent, et de génération d'un statut de surveillance relatif à ces deux étages ; et - des moyens pour déterminer, à l'aide au moins de l'ensemble des statuts de surveillance, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance. L'architecture conforme à l'invention pour la détection et l'isolation de systèmes défaillants s'appuie sur un principe d'architecture triplex (ou à N équipements (N>_3)) et propose donc d'utiliser trois sources, ou plus, tout au long de la chaîne de guidage de l'aéronef : calcul de la position de l'aéronef, gestion du plan de vol, calcul de la trajectoire, calcul des déviations (position de l'aéronef par rapport à la trajectoire), et calcul des ordres de guidage d'asservissement sur cette trajectoire. Chaque étage de la chaîne est ainsi constitué de N équipements (N>_3), ce qui permet de détecter et isoler des pannes. De plus, chaque étage peut être constitué d'équipements identiques (étage symétrique) ou d'équipements différents (étage dissymétrique). La présente invention concerne également un aéronef, en particulier 2966259 s un avion de transport, qui est muni d'un dispositif tel que décrit précédemment. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques 5 désignent des éléments semblables. Les figures 1 et 2 sont des schémas synoptiques de deux modes de réalisation différents d'un dispositif conforme à l'invention. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement sur les figures 1 et 2 est embarqué sur un aéronef, en particulier un avion de ~o transport, non représenté, et est destiné à aider (automatiquement) à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance de navigation et de guidage, et notamment des opérations RNP AR. Ledit dispositif 1 est du type comportant un système de guidage 2 comprenant au moins les étages successifs suivants : 15 - un étage de calcul de la position de l'aéronef ; - un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ; - un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ; - un étage de calcul de déviations ; et - un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef. 20 Dans un mode de réalisation préféré, représenté sur les figures 1 et 2

- ledit étage de calcul de la position de l'aéronef est mis en oeuvre dans des systèmes 3 de références inertielles et anémobarométriques, de type ADIRS (« Air Data and Inertial Reference System » en anglais). De façon usuelle, ces 25 systèmes 3 de type ADIRS calculent la position de l'aéronef à partir de données provenant de systèmes de réception de signaux (par exemple des récepteurs multimode MMR pour « Multi-Mode Receiver »), notamment des signaux GNSS (« Global Navigation Satellite System » en anglais) ; - lesdits étages de gestion du plan de vol, de calcul de la trajectoire et de 30 calcul des déviations sont mis en oeuvre dans des systèmes 4 de gestion de vol, de type FMS (« Flight Management System » en anglais). De façon usuelle, ces systèmes 4 gèrent le plan de vol à partir de données provenant d'une base de données de navigation (non représentée) et de données entrées par le pilote, construisent la trajectoire de référence, et calculent les déviations entre la position de l'aéronef (reçue des systèmes 3) et cette trajectoire de référence ; et - ledit étage de calcul de calcul d'ordres de guidage est mis en oeuvre dans des systèmes 5 de guidage et de contrôle de vol, de type FCGS (« Flight Control and Guidance System » en anglais). De façon usuelle, ces systèmes 5 assurent le guidage de l'aéronef.

Selon l'invention : - ledit système de guidage 2 présente une architecture comprenant, pour chacun desdits étages, au moins N équipements, dont chacun met en oeuvre les mêmes fonctions relatives audit étage, N étant un entier supérieur ou égal à 3. Dans les exemples des figures 1 et 2, l'architecture du système 1 est de type triplex, avec trois systèmes 3 de type ADIRS, trois systèmes 4 de type FMS, et trois systèmes 5 de type FCGS ; et - ledit système de guidage 2 comporte, de plus, des moyens intégrés (non représentés spécifiquement), à savoir : - des moyens permettant de détecter et d'isoler des pannes au niveau au moins de l'étage de calcul de la position, mais de préférence au niveau de chaque étage ; - des moyens de surveillance de chaque étage et, le cas échéant, de l'étage précédent, et de génération d'un statut de surveillance relatif à ces deux étages ; et ^ des moyens pour déterminer, à l'aide au moins de l'ensemble des statuts de surveillance, comme précisé ci-dessous, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance. L'architecture du dispositif 1, conforme à l'invention, est donc une architecture à N équipements (N>_3) par étage, tout au long de la chaîne de guidage. L'utilisation de N sources (N>_3) au niveau de chaque étage de la chaîne permet de détecter des différences potentielles entre les contributeurs, et d'identifier le cas échéant un contributeur défaillant. Le dispositif 1 dans son ensemble est ensuite capable de se reconfigurer afin d'isoler, pour toute la durée d'une opération, le contributeur incriminé en un temps suffisamment court pour que l'équipage n'ait pas à intervenir dans la gestion de la panne. Si elles ne requièrent pas d'action pilote, ces reconfigurations sont néanmoins signalées à l'équipage via des fonctions de surveillance précisées ci-dessous. Quatre types de surveillance sont prévus : - une surveillance de l'état de disponibilité des systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ; - une surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef, par l'intermédiaire d'une fonction spécifique qui alerte l'équipage lorsque la performance n'est plus en adéquation avec les exigences de l'opération, fonction nommée « NAV PRIMARY » ; - une surveillance de la performance du guidage de l'aéronef, par l'intermédiaire d'une fonction qui alerte l'équipage en cas d'écarts excessifs de la position de l'aéronef par rapport à la trajectoire ; et - une surveillance de la configuration de l'aéronef, pour vérifier que la configuration de l'aéronef est compatible avec la procédure à voler : vitesse de l'aéronef, engagement du pilote automatique, engagement des modes de guidage... Ledit statut global (ou statut RNP AR) prend en compte les résultats des quatre fonctions de surveillance ci-dessus et illustre un état de la fonction RNP AR qui permet à l'équipage d'avoir une vision globale de la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP AR. Les fonctions de surveillance précitées peuvent se traduire pour l'équipage, sous forme de trois alertes différentes, qui sont émises au niveau du poste de pilotage de l'aéronef : - une alerte liée au statut global RNP AR et à sa dégradation ; Il - une alerte liée à la dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et - une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à sa trajectoire. La présente invention qui a pour objet d'aider à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance s'applique, plus particulièrement, comme indiqué précédemment, à des opérations de type RNP AR (« Required Navigation Performance with Authorization Required » en anglais). Toutefois, la présente invention peut également être mise en oeuvre pour toutes parties d'un vol qui nécessitent un niveau élevé d'intégrité, de robustesse aux pannes et de surveillance pour le suivi d'un plan de vol. A titre d'exemple, elle peut être mise en oeuvre pour des opérations en environnement montagneux, pour lesquelles des procédures RNP n'ont pas été créées. Dans un mode de réalisation préférée, l'architecture et les fonctions de surveillance s'activent automatiquement, sans aucune action du pilote. Plus précisément : - l'architecture et la fonction de surveillance des écarts excessifs s'activent lorsque l'aéronef arrive sur la procédure RNP AR à voler et est dans la configuration adéquate ; et - les autres fonctions de surveillance (NAV PRIMARY et statut RNP AR) sont actives tout au long du vol, afin de permettre à l'équipage de connaître, à tout moment au cours du vol, la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP, et d'anticiper une éventuelle incapacité à voler la procédure désirée. Elles sont également actives avant le vol.

Dans le cadre de la présente invention, l'activation et la désactivation de l'architecture et des fonctions de surveillance peuvent toutefois être réalisées de diverses manières. Ainsi, l'architecture triplex peut être activée automatiquement lorsqu'une valeur RNP, suffisamment faible pour nécessiter une intégrité accrue du guidage de l'aéronef, est associée à la trajectoire volée. Dans un mode de réalisation particulier, la valeur RNP doit être inférieure à 0,3NM, qu'elle provienne d'une base de données de navigation ou d'une saisie manuelle de l'équipage. Au dessus de cette valeur, l'équipage est considéré comme capable de détecter et de traiter toute panne pouvant survenir sans compromettre la tenue du couloir RNP.

Par ailleurs, l'architecture mise en place n'a de sens que si l'équipage cherche à suivre la trajectoire. Aussi, celle-ci s'active uniquement si un pilote automatique est engagé et que le mode de guidage latéral de suivi de plan de vol (NAV) est engagé. L'activation et la désactivation peuvent également être déclenchées par une action du pilote, par exemple l'engagement d'un deuxième pilote automatique. En particulier, les opérations usuelles de suivi de plan de vol, ne nécessitant pas de surveillance et de détection de pannes particulières, peuvent être volées avec un seul pilote automatique engagé, tandis que les opérations RNP AR, qui nécessitent un plus haut niveau d'intégrité, peuvent être volées avec les deux pilotes automatiques engagés, comme c'est le cas pour certaines approches de précision de type ILS (« Instrument Landing System » en anglais). Comme indiqué précédemment, le statut global RNP AR est déterminé en fonction de la disponibilité des systèmes de la chaîne de guidage, de la configuration actuelle de l'architecture et de la performance du calcul de position et du guidage. Ce statut global RNP AR indique à l'équipage la capacité système et opérationnelle de l'aéronef à voler une procédure RNP AR. On précise ci-dessous la manière dont le statut RNP AR est déterminé. Chaque système 3, 4, 5 réalise donc, en plus de sa contribution au guidage, une fonction de surveillance du système amont dans la chaîne de guidage et communique le résultat au système aval dans la chaîne. Chaque système 3, 4, 5 surveille également son propre fonctionnement et transmet son propre statut au système aval. Ainsi, dans l'exemple de la figure 1 : - les systèmes 3 de type ADIRS : - calculent et consolident une position, à partir de données reçues des récepteurs MMR ; et - définissent un statut commun MMR / ADIRS ; - les systèmes 4 de type FMS : - définissent le plan de vol, calculent la trajectoire de référence, et les déviations entre la position de l'aéronef et cette trajectoire de référence ; - reçoivent le statut MMR / ADIRS des systèmes 3 (de type ADIRS), via une liaison 6 ; et enrichissent ce statut d'un statut ADIRS défini par lesdits systèmes 4 de type FMS ; et - définissent un statut FMS ; - les systèmes 5 de type FCGS : - assurent le guidage de l'aéronef ; ^ reçoivent le statut MMR / ADIRS des systèmes 3 (de type ADIRS), véhiculé par les systèmes 4 (de type FMS ) ; - reçoivent le statut MMR / ADIRS enrichi par les systèmes 4 (de type FMS), via une liaison 7 ; - reçoivent le statut FMS des systèmes 4 (de type FMS), via la liaison 7 - enrichissent ce statut d'un statut FMS défini par lesdits systèmes 5 de type FCGS ; - reçoivent le statut (précisé ci-dessous) de la fonction NAV PRIMARY surveillant la précision et l'intégrité de la position de l'aéronef ; ^ reçoivent le statut (précisé ci-dessous) de la performance de guidage via les écarts excessifs ; - reçoivent le statut (précisé ci-dessous) de la configuration de l'aéronef ; et - déterminent le statut global RNP AR de l'aéronef.

On notera que la surveillance de la performance du calcul de la position de l'aéronef, conforme à l'invention, est améliorée par rapport la situation usuelle. Alors que la précision de la position est comparée, de façon usuelle, à une fois la valeur RNP, l'intégrité de la position est comparée, selon l'invention, à deux fois la valeur RNP, de laquelle est retranchée une valeur auxiliaire correspondant au budget laissé à l'erreur de guidage et à l'erreur de définition de la trajectoire. Le seuil utilisé pour l'évaluation de l'intégrité de la position est alors le suivant : V(2*RNP) -FTE ~-PDE ~ Dans cette expression, FTE correspond au budget alloué à l'erreur de guidage (« Flight Technical Error » en anglais), et PDE correspond au budget alloué à l'erreur de définition de la trajectoire (« Path Definition Error » en anglais). Dans l'expression précédente, FTE et PDE peuvent être remplacés par une constante K qui prend en compte les erreurs de guidage, les erreurs de définition de la trajectoire, et le temps de réaction du pilote. Si l'un des deux paramètres, précision ou intégrité, dépasse le seuil alloué, une alerte est émise à destination de l'équipage. Ce nouveau seuil d'intégrité permet à l'équipage d'être alerté suffisamment tôt pour garantir la tenue du couloir de demi-largeur deux fois la valeur RNP.

Par ailleurs, on sait que, de façon usuelle, la précision du guidage de l'aéronef est surveillée par l'équipage, grâce à l'affichage, sur l'écran primaire de vol (de type PFD pour « Primary Flight Display »), des déviations latérale et verticale par rapport à la trajectoire de référence. Grâce à l'invention, la surveillance des déviations latérale et verticale est simplifiée par l'utilisation d'une fonction qui alerte l'équipage en cas d'écart (latéral ou vertical) excessif de la position de l'aéronef par rapport à la trajectoire de référence. Cette fonction est mise en oeuvre par les systèmes 5 de type FCGS, à partir des déviations reçues des systèmes 4 de type FMS. Dans un mode de réalisation particulier : - le seuil d'alerte pour les écarts latéraux est défini par min [RNP ; 0,2NM]. En effet, l'imprécision du guidage ne doit pas excéder une fois la valeur RNP. De plus, il est considéré qu'un écart latéral supérieur à 0,2NM doit être signifié à l'équipage, quelle que soit la valeur RNP ; et - le seuil d'alerte pour les écarts verticaux est fixé à 75 pieds correspondant au budget alloué par la réglementation aérienne pour l'erreur de guidage verticale. Par ailleurs, une dernière fonction de surveillance, également mise en oeuvre par les systèmes 5 de type FCGS, vérifie que l'aéronef est dans la bonne configuration pour voler la procédure RNP. Lorsque la procédure est définie avec de faibles valeurs RNP, inférieures à 0,3NM par exemple, et donc que le dispositif 1 est ou devrait être engagée, les paramètres suivants sont vérifiés : - l'un des deux pilotes automatiques ou les deux pilotes automatiques doivent être engagés ; - le mode de guidage de suivi de plan de vol doit être engagé ; et - la vitesse de l'aéronef doit être compatible avec la géométrie de la trajectoire et les contraintes de vitesse définies dans la procédure. Si l'un des paramètres précédents surveillés n'est pas dans la bonne configuration, un message spécifique est affiché afin de guider l'équipage dans l'action à effectuer pour remettre l'aéronef dans une configuration compatible avec l'opération en cours. Par conséquent, les systèmes 5 de type FCGS concentrent les informations de disponibilité de tous les éléments de la chaîne de guidage. Ils concentrent également les informations de performance du guidage et du calcul de position, ainsi que le statut de la configuration de l'aéronef, puis calculent un statut global de la fonction RNP AR qu'ils communiquent, par l'intermédiaire d'une liaison 8, à un système 9 de gestion des alarmes de type FWS (« Flight Warning System » en anglais). Le système 9 génère ensuite les alarmes associées au statut RNP et les transmet, par l'intermédiaire d'une liaison 10, à des moyens d'interface 11 usuelles qui les présentent à l'équipage.

Dans un mode de réalisation préféré, le statut global RNP AR peut présenter trois états différents, dits respectivement « FULL RNP CAPABLE », « RNP REDUNDANCY LOST » et « RNP CAPABILITY LOST ». Plus précisément : - lorsque tous les systèmes sont disponibles et que leurs performances sont adéquates, l'aéronef est déclaré capable de garantir une valeur RNP de 0,1 NM sans restriction. Le statut RNP AR est alors dans son premier état dit « FULL RNP CAPABLE » ou capacité RNP complète. Ce premier état correspond à l'état par défaut du statut RNP AR et il n'est pas signalé à l'équipage. L'équipage est seulement alerté des dégradations du statut RNP AR; - si suite à une panne et/ou à une reconfiguration automatique, il apparaît une perte de redondance à un niveau de la chaîne de guidage, cette perte de redondance est signalée à l'équipage par un deuxième état du statut global, dit « RNP REDUNDANCY LOST » ou perte de redondance RNP ; et - si une ou plusieurs pannes engendrent une perte fonctionnelle ou une dégradation de la performance, qui est telle que le système 1 ne garantit plus l'intégrité de la position et/ou du guidage, le statut global prend son troisième état, dit « RNP CAPABILITY LOST » ou perte de capacité RNP, et l'équipage doit réagir en conséquence en sortant de la procédure en cours. La procédure à suivre par l'équipage, qui dépend de l'évènement à l'origine de la dégradation du statut RNP AR, est alors affichée sur un écran d'alerte, de type WD (« Warning Display » en anglais), faisant partie des moyens d'interface 11.

Dans le cadre de la présente invention, le statut global RNP AR peut être signifié à l'équipage de diverses manières. Dans la solution précédente, seules les dégradations du statut RNP AR sont signalées à l'équipage sous forme d'alertes. Une autre solution est d'afficher une information positive sur l'écran de visualisation des paramètres primaires de vol, de type PFD (« Primary Flight Display » en anglais), en fournissant en permanence le statut RNP AR à l'équipage, à savoir par exemple une indication de type « RNP DUAL » quand l'aéronef est capable de garantir la procédure RNP, une indication de type « RNP SINGLE » en cas de perte de redondance, et une indication de type « RNP LOST » lorsque l'aéronef n'est plus capable de garantir la procédure RNP.

Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 2, le statut global RNP AR est calculé de manière un peu différente. Les systèmes 5 de type FCGS concentrent toujours les informations et calculent le statut global RNP AR, mais pour cela ils reçoivent directement les informations des systèmes 3 de type ADIRS / MMR via une liaison 12, sans que celles-ci aient transité par les systèmes 4 de types FMS, lesdits systèmes 4 définissant tout de même un statut ADIRS. L'architecture et les différentes fonctions de surveillance décrites ci-dessus permettent ainsi à l'aéronef de se conformer aux exigences de sécurité inhérentes aux opérations RNP AR en étant en mesure de détecter, d'identifier et d'isoler automatiquement un système défaillant. L'équipage peut, en outre, suivre et surveiller la bonne tenue de l'opération, grâce aux différentes fonctions de surveillance et au statut global RNP AR qui lui fournit une vision globale de la capacité de l'aéronef à voler les procédures RNP AR. On notera que, de façon alternative : - l'architecture triplex décrite dans les modes de réalisation particuliers précités, peut être remplacée par un nombre de redondances plus important pour chacun des contributeurs de la fonction ; - le guidage peut être réalisé dans un seul ensemble contenant, par exemple, à la fois l'équivalent du système de gestion de vol, le pilote automatique et les commandes de vol ; et - chaque contributeur peut également présenter une architecture interne, dont les redondances ne sont pas basées sur les mêmes systèmes.

Claims (4)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant une garantie de performance, mises en oeuvre par un aéronef qui est pourvu d'un système de guidage (2) comprenant au moins les étages successifs suivants : - un étage de calcul de la position de l'aéronef ; - un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ; - un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ; - un étage de calcul de déviations ; et - un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, caractérisé en ce que : - on prévoit sur ledit système de guidage (2), pour chacun desdits étages : - une architecture comprenant au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en oeuvre les mêmes fonctions relatives audit étage, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et - des moyens permettant de réaliser des surveillances ; - au niveau de chacun desdits étages, on surveille cet étage et l'étage précédent le cas échéant, et on engendre un statut de surveillance relatif à ces deux étages ; et - on détermine, à l'aide au moins de l'ensemble des statuts de surveillance ainsi engendrés, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre les surveillances suivantes permettant de déterminer ledit statut global : - une surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ; - une surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ;- une surveillance de la performance du guidage de l'aéronef ; et - une surveillance de la configuration de l'aéronef.
3. 3. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdites opérations aériennes nécessitant une garantie de performance sont des opérations à performances de navigation requises avec autorisation requise.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - ledit étage de calcul de la position de l'aéronef est mis en oeuvre dans des systèmes de références inertielles et anémobarométriques (3) ; - lesdits étages de gestion du plan de vol, de calcul de la trajectoire et de calcul des déviations sont mis en oeuvre dans des systèmes de gestion de vol (4) ; et - ledit étage de calcul d'ordres de guidage est mis en oeuvre dans des systèmes de guidage et de contrôle de vol (5). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les statuts de surveillance sont, à chaque fois, transmis à un système agencé directement en aval. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on prévoit des moyens susceptibles d'émettre au moins certaines des alertes suivantes : - une alerte liée au statut global et à sa dégradation ; - une alerte liée à la dégradation de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; et - une alerte pour des écarts excessifs de l'aéronef par rapport à sa trajectoire. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est activé automatiquement. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au niveau de certains desdits étages :- on compare entre elles les valeurs d'un paramètre particulier, fournies respectivement par les différents équipements de l'étage, et on détecte une défaillance en cas d'incohérence entre lesdites valeurs ; et - en cas de détection d'une défaillance, on détermine l'équipement défaillant et on reconfigure ledit étage. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on présente ledit statut global à l'équipage de l'aéronef, au moins en cas de dégradation dudit statut global. 10. Dispositif d'aide à la conduite d'opérations aériennes nécessitant ~o une garantie de performance, mises en oeuvre par un aéronef, ledit dispositif (1) comportant un système de guidage (2) comprenant au moins les étages successifs suivants : - un étage de calcul de la position de l'aéronef ; - un étage de gestion du plan de vol de l'aéronef ; 15 - un étage de calcul de la trajectoire de l'aéronef ; - un étage de calcul de déviations ; et - un étage de calcul d'ordres de guidage de l'aéronef, caractérisé en ce que : - ledit système de guidage (2) présente une architecture comprenant, pour 20 chacun desdits étages, au moins N équipements, dont chacun est susceptible de mettre en oeuvre les mêmes fonctions relatives audit étage, N étant un entier supérieur ou égal à 3 ; et - ledit système de guidage (2) comporte, de plus : - des moyens de surveillance de chaque étage et, le cas échéant, de 25 l'étage précédent, et de génération d'un statut de surveillance relatif à ces deux étages ; et - des moyens pour déterminer, à l'aide au moins de l'ensemble des statuts de surveillance, un statut global qui indique la capacité de l'aéronef à mettre en oeuvre lesdites opérations aériennes nécessitant 30 une garantie de performance.11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mettre oeuvre les surveillances suivantes permettant de déterminer ledit statut global : - une surveillance de l'état de disponibilité de systèmes de l'aéronef et de la configuration de l'architecture ; - une surveillance de la précision et de l'intégrité du calcul de la position de l'aéronef ; - une surveillance de la performance du guidage de l'aéronef ; et - une surveillance de la configuration de l'aéronef. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'il est formé de manière à transmettre les statuts de surveillance, à chaque fois, à un système agencé directement en aval. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte au niveau de certains desdits étages : - des moyens pour comparer entre elles les valeurs d'un paramètre particulier, fournies respectivement par les différents équipements de l'étage, et des moyens pour détecter une défaillance en cas d'incohérence entre lesdites valeurs ; et - des moyens pour déterminer l'équipement défaillant, en cas de détection d'une défaillance, et des moyens pour reconfigurer ledit étage. 14. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (1) tel que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 10 à 13.25