FR2985353A1 - Dispositif d'aide a la gestion d'un vol d'un aeronef - Google Patents

Abstract

Système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef configuré comprenant : - des moyens d'interprétation (3) aptes à recevoir des données D prises parmi des consignes extérieures provenant d'une centrale extérieure de contrôle, des données relatives aux pannes d'équipements de l'aéronef, des données relatives à des problèmes en cabine et des données relatives à des problèmes liés à l'environnement de l'aéronef, - des moyens de détermination (7) aptes à recevoir des données D en provenance des moyens d'interprétation (3) et à déterminer au moins une contrainte de référence associée à au moins un paramètre représentatif d'une trajectoire de vol, une contrainte de référence associé à un paramètre de référence comprenant une nouvelle contrainte différente de la contrainte initiale associée à ce paramètre lorsque la donnée nécessite effectivement de suivre une nouvelle trajectoire différente de la trajectoire initiale, et une contrainte de référence comprenant la contrainte initiale associée à ce paramètre lorsque les moyens de détermination ne disposent d'aucune donnée relative à un évènement nécessitant effectivement de suivre une nouvelle trajectoire, - des moyens d'alerte (11) aptes à générer une alerte à destination d'un interlocuteur lorsque la trajectoire effectivement volée par l'aéronef ne vérifie pas ladite au moins une contrainte de référence.

Description

DISPOSITIF D'AIDE A LA GESTION D'UN VOL D'UN AERONEF L'invention se rapporte aux systèmes d'aide à la navigation embarqués à bord d'un aéronef. Le type d'aviation concerné peut être commercial (transport de masse, régional, ou d'affaires) ou militaire (avion d'armes, de transport, ou de patrouille). Il peut aussi concerner les aéronefs pilotés à distance, sans pilotes à bord. Ces systèmes d'aide à la navigation comprennent classiquement un système de gestion de vol FMS acronyme pour l'expression anglo-saxonne 10 « Flight Management System ». Le système de gestion de vol est mis en oeuvre par un calculateur embarqué à bord d'un aéronef. Les moyens pour construire un plan de vol sont des fonctions du calculateur du FMS. Classiquement, un plan de vol définit la route que prévoit d'emprunter l'équipage d'un aéronef pour aller d'une position de départ à un point de 15 destination de sa mission ainsi que les conditions de parcours de cette route. Le plan de vol comprend des contraintes de vol initiales sur des paramètres respectifs représentatifs d'une trajectoire (quadridimensionnelle 3D et ternps/vitesse) supposée devoir être suivie par l'aéronef entre sa position de départ et un point de destination. Les paramètres représentatifs 20 de la trajectoire supposée devoir être suivie par l'aéronef peuvent correspondre à la position de l'aéronef, c'est-à-dire sa position dans un plan horizontal et son altitude, sa vitesse, sa vitesse verticale, son cap, son roulis, son tangage, le suivi de signaux radioélectriques, le roulis, le tangage, la poussée, de points de passage (waypoints an anglais), d'un volume dans 25 lequel doit se trouver l'aéronef autour d'un aéroport, etc. Les contraintes de vol associées à ces différents paramètres sont des valeurs que doivent prendre ces paramètres ou des plages de valeurs dans lesquels doivent se trouver les différents paramètres. ll s'agit, par exemple, de la trajectoire latérale (dans un plan horizontal) de l'aéronef ou de sa 30 trajectoire verticale (dans un plan vertical), d'une altitude minimale ou maximale, d'un cap à suivre, des positions des points de passage par lesquels l'aéronef doit passer, d'une poussée minimale à atteindre, d'une vitesse maximale à atteindre etc.

En vol commercial, l'aéronef est supposé devoir suivre un plan de vol appelé plan de vol actif qui comprend des contraintes initiales sur des paramètres représentatifs d'une trajectoire initialement supposée devoir être suivie par l'aéronef. Tout écart de la trajectoire effectivement suivie par l'aéronef par rapport à la trajectoire initiale doit trouver sa cause dans un évènement qui est : - soit une consigne extérieure provenant d'une centrale extérieure comme, par exemple, des centres AOC (centre d'opérations des compagnies aériennes, ou en terminologie anglo-saxonne "Air Operation Center") ou ATC (centres de contrôle du trafic aérien ou en terminologie anglo-saxonne "Air Traffic Control") des compagnies aériennes, ou un accord extérieur provenant d'une de ces centrales, - soit un problème interne à l'aéronef (problème en cabine ou défaillance d'un des équipements de l'aéronef), - soit un problème lié à l'environnement de l'aéronef (problème météorologique, risque terrain ou risque de collision lié au trafic). Réciproquement, un certain nombre de consignes ou de problèmes doivent donner lieu à un écart de la trajectoire effectivement volée par l'aéronef par rapport à la trajectoire initiale (à plus ou moins long terme).

Toutefois, le pilote est libre de s'écarter ou non de la trajectoire initiale lors de l'apparition d'un des évènements listés ci-dessus. Il peut également prendre l'initiative de s'écarter de la trajectoire initiale sans qu'un de ces évènements n'ait eu lieu. Le pilote peut ainsi librement conduire l'aéronef à s'écarter substantiellement de la trajectoire qu'il est supposé devoir suivre (qui peut être la trajectoire initiale ou une nouvelle trajectoire adapté à la situation). La conséquence d'un tel écart peut se traduire par une réduction de la réserve de fuel, de la sécurité de la trajectoire vis à vis des obstacles, une violation des contraintes sonores, des restrictions de survol, la pénétration dans un espace aérien interdit. En cas de panne d'un équipement de l'aéronef, le pilote peut ne pas déporter l'aéronef vers une trajectoire adaptée à la situation ce qui peut conduire à réduire les marges de sécurité pour la continuité du vol. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients 35 précités.

A cet effet l'invention a pour objet un système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef configuré pour avoir accès à un plan de vol comprenant des contraintes initiales portant sur des paramètres respectifs représentatifs d'une trajectoire de vol initiale supposée devoir initialement être suivie par l'aéronef, ledit système étant en outre configuré pour avoir accès aux valeurs effectives desdits paramètres, lesdites valeurs étant représentatives de la trajectoire effectivement suivie par l'aéronef, ledit système comprenant : - des moyens d'interprétation aptes à recevoir des données relatives à des évènements susceptibles de nécessiter le suivi d'une nouvelle trajectoire différente de la trajectoire initiale et à déterminer s'ils nécessitent effectivement le suivi d'une nouvelle trajectoire, lesdites données étant prises parmi :des consignes extérieures provenant d'une centrale extérieure de contrôle, des données relatives aux pannes d'équipements de l'aéronef, des données relatives à des problèmes en cabine et des données relatives à des problèmes liés à l'environnement de l'aéronef, - des moyens de détermination aptes à recevoir des données en provenance des moyens d'interprétation et à déterminer, à intervalles de temps réguliers, au moins une contrainte de référence associée à au moins un paramètre représentatif d'une trajectoire de vol, une contrainte de référence associé à un paramètre de référence comprenant une nouvelle contrainte différente de la contrainte initiale associée à ce paramètre lorsque les moyens de détermination disposent d'une donnée relative à un évènement nécessitant effectivement de suivre une nouvelle trajectoire différente de la trajectoire initiale, et une contrainte de référence comprenant la contrainte initiale associée à ce paramètre lorsque les moyens de détermination ne disposent d'aucune donnée relative à un évènement nécessitant effectivement de suivre une nouvelle trajectoire, - des moyens de vérification aptes à vérifier, à intervalles de temps réguliers, à partir d'une valeur effective dudit au moins un paramètre, si la trajectoire effectivement volée par l'aéronef vérifie ladite contrainte de référence associée à ce paramètre, - des moyens d'alerte aptes à générer une alerte à destination d'un interlocuteur lorsque la trajectoire effectivement volée par l'aéronef ne vérifie pas ladite au moins une contrainte de référence. 4 2985353 Avantageusement, les moyens d'interprétation comprennent une base de données, stockant des données relatives à des évènements de référence nécessitant effectivement le suivi d'une nouvelle trajectoire et des moyens pour vérifier qu'une donnée est relative à un évènement de référence. 5 Avantageusement, lorsque les moyens de détermination disposent d'une donnée nécessitant effectivement le suivi d'une nouvelle trajectoire, les moyens d'alerte génèrent une alerte à destination d'un interlocuteur lorsque la trajectoire effectivement volée par l'aéronef ne vérifie pas ladite au moins une contrainte de référence uniquement lorsqu'une durée d non nulle s'est 10 écoulée depuis un instant de référence correspondant à la réception de ladite donnée. Avantageusement, le système comprend des moyens pour déterminer une durée d et éventuellement un instant de référence à partir d'une donnée. Avantageusement, ladite au moins une contrainte de référence 15 relative à un paramètre comprend une tolérance sur le respect de ladite contrainte de référence. Avantageusement, le système comprend des moyens pour générer une alerte sonore ou visuelle dans la cabine de pilotage et/ou dans la cabine et/ou des moyens pour transmettre une alerte à une centrale extérieure. 20 Avantageusement, le système comprend une base de données d'inhibition répertoriant des conditions d'inhibition d'une alerte, lesdits moyens d'alerte étant aptes à vérifier si une condition d'inhibition est vérifiée et ne générant une alerte que si aucune condition d'inhibition n'est vérifiée. Avantageusement, le système comprend des moyens de sélection 25 aptes à déterminer, lorsque le système dispose de plusieurs données une donnée prioritaire parmi lesdites données en fonction de l'évènement auquel elles se rapportent, seule ladite donnée prioritaire étant transmise aux moyens de détermination. Avantageusement, la donnée prioritaire est en outre sélectionnée à 30 partir de la liste suivante dans laquelle les évènements sont listés du plus prioritaire au moins prioritaire : problème terrain, alerte provenant d'un système TCAS, alerte de zone de cisaillement de vent, zone orageuse, panne majeure, consigne provenant d'une centrale extérieure. Dans un premier mode de réalisation, ledit système est intégré dans 35 un système de gestion d'alertes centralisé FWS.

Dans un deuxième mode de réalisation, les moyens d'interprétation comprennent des premiers moyens d'interprétation aptes à recevoir des données issues de premiers moyens de surveillance aptes à être informés 5 de problèmes en cabine et à recevoir des données sur des problèmes liés à l'environnement de l'aéronef et des consignes de vol, les premiers moyens d'interprétation sont intégrés dans un module dédié intégrant en outre les moyens de vérification et les moyens de détermination, les moyens d'interprétation comprennent en outre des deuxièmes moyens 10 d'interprétation aptes à recevoir des données issues de deuxièmes moyens de surveillance aptes à être informés de pannes d'équipement de l'aéronef, lesdits deuxièmes moyens d'interprétation étant intégrés dans un système de gestion centralisé d'alertes intégrant en outre les moyens d'alerte. Avantageusement, les premiers moyens de surveillance comprennent 15 des premiers moyens d'acquisition intégrés dans le module dédié aptes à déterminer des valeurs effectives de paramètres de vol à partir des consignes transmises aux commandes de vol, des deuxièmes moyens d'acquisition intégrés au FMS et étant aptes à déterminer des valeurs effectives de paramètres de vol, ainsi que des troisièmes moyens 20 d'acquisition intégrés à un dispositif de pilotage automatique et étant aptes à déterminer des valeurs effectives de paramètres de vol à partir de commandes de vol générées par ce dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 25 à la lecture de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 représente schématiquement un système selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente schématiquement les étapes mises en 30 oeuvre par le système de la figure 1, - la figure 3 représente schématiquement un système selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. D'une figure à l'autre, les mêmes éléments sont repérés par les mêmes références. 35 Sur la figure 1, on a représenté un système d'aide à la gestion de vol selon un premier mode de réalisation de l'invention. On a également représenté sur la figure 2 les étapes du procédé mis en oeuvre par ce dispositif.

Dans ce mode de réalisation, le système d'aide à la gestion de vol est implémenté dans un système de gestion d'alertes centralisé FWS 1 (de l'anglais "Flight warning system"). Un FWS reçoit classiquement des informations sur l'état des systèmes de gestion et de contrôle de vol (système de commande de vol, systèmes hydrauliques, réseau électrique, 10 calculateurs.) Le FWS reçoit classiquement des données sur des pannes ou des risques de pannes d'équipements de l'aéronef via des fonctions de détection de pannes ou de risques de pannes. Il comporte classiquement des fonctions de génération d'alertes en cas de panne ou risque de panne. Ces mécanismes peuvent être facilement adaptés au cas de la 15 génération d'alertes en cas d'absence de corrélation entre un écart entre la trajectoire effectivement suivie par l'aéronef et une trajectoire attendue, et un évènement à l'origine de cet écart ou bien en cas d'absence de corrélation entre un évènement nécessitant un tel écart et la trajectoire effectivement volée par l'aéronef. 20 Un FWS est classiquement un module informatique de calcul dédié à la gestion des alertes. Le système d'aide à la gestion de vol selon l'invention est configuré pour avoir accès à un plan de vol, appelé plan de vol actif, comprenant des contraintes initiales sur des paramètres respectifs représentatifs d'une 25 trajectoire de vol initiale supposée devoir être suivie par l'aéronef. Des exemples de paramètres représentatifs du plan de vol et la signification des contraintes associées ont été décrites précédemment. Le système selon l'invention est, par exemple, relié à un système de gestion de vol FMS 20 acronyme pour l'expression anglo-saxonne "Flight 30 Management System" comprenant des moyens de stockage d'un plan de vol supposé devoir être suivi par l'aéronef. Le plan de vol supposé devoir être suivi par l'aéronef est communément appelé plan de vol actif. Le système selon l'invention comprend également des moyens d'interprétation 3 aptes à recevoir 101 des données D relatives à 35 évènements susceptibles de nécessiter le suivi d'une nouvelle trajectoire et à 7 2985353 déterminer si ces données D nécessitent effectivement de suivre une nouvelle trajectoire. Les données D numériques relatives à des évènements susceptibles d'entraîner des modifications du plan de vol actif peuvent être des données 5 prises parmi : - des consignes extérieures provenant d'une centrale extérieure comme, par exemple, des centres AOC (centre d'opérations des compagnies aériennes, ou en terminologie anglo-saxonne "Air Operation Center") ou ATC (centres de contrôle du trafic aérien ou en terminologie anglo-saxonne "Air Traffic Control") des compagnies aériennes, ou des accords pour la modification de la trajectoire de l'aéronef provenant d'une de ces centrales, - des données relatives à des pannes d'équipements de l'aéronef et à des problèmes en cabine de l'aéronef, - des données relatives à des problèmes liés à l'environnement de 15 l'aéronef comme, par exemple, des orages, des risques liés à la géographie du terrain survolé par l'aéronef, des risques de collision. Les données sur les risques de collisions peuvent être des alertes provenant d'un système TCAS de trafic et d'évitement de collision (TCAS et l'acronyme de l'expression anglo-saxonne « Traffic Alert and Collision 20 Avoidance System »). Les données sur les risques météorologiques peuvent être des alertes de zone de cisaillement de vent (alerte « windshear » en langage anglo-saxon). Il peut également s'agir d'images radar météorologiques en 3 25 dimensions d'une zone orageuse située au devant de l'aéronef. Ces images peuvent provenir de centrales extérieures ou bien de capteurs installés à bord de l'aéronef (et appelés « système weather radar » en langage anglo-saxon) Les consignes extérieures peuvent être des clairances de vol 30 (« clearance » en terminologie anglo-saxonnes). Les clairances sont la traduction en messages ou données numériques de consignes de vocales. Les clairances sont envoyées depuis un ATC ou un AOC ou au moyen d'une liaison numérique vers le système selon l'invention. Afin de recevoir certaines données relatives à des problèmes dans 35 l'environnement de l'aéronef et les consignes extérieures, le système selon l'invention comprend avantageusement des liaisons de données numériques 4, DATALINK en langage anglo-saxon, permettant au système de communiquer avec des centrales extérieures EXT 25 par l'intermédiaire d'un équipement de gestion de communication CMU 26 (de l'anglais "communication management unit") fournissant une liaison de communication avantageusement bidirectionnelle entre l'aéronef et les centrales extérieures EXT, 25. Les centrales extérieures EXT 25 sont, par exemple, des centres AOC ou ATC des compagnies aériennes, d'autres aéronefs, ou des centrales météorologiques.

Le système est avantageusement configuré pour avoir accès à des données D relatives à des problèmes en cabine, et à des pannes des équipements de l'aéronef. A cet effet, le système selon le premier mode de réalisation 1 comprend des moyens de surveillance SURV 8 des équipements de l'aéronef ou de la cabine.

Par ailleurs, le système est configuré de façon à avoir accès aux valeurs effectives de paramètres représentatifs d'une trajectoire de vol, lesdites valeurs étant représentatives de la trajectoire de vol effectivement volée par l'aéronef. A cet effet, le système selon le premier mode de réalisation comprend 20 des moyens d'acquisition ACQ 5 aptes à déterminer 100 les valeurs effectives de paramètres. Les valeurs effectives sont déterminées à partir de mesures effectuées par des capteurs ou des informations provenant d'équipements de l'aéronef. Elles constituent une base des connaissances sur la trajectoire et 25 l'attitude de l'aéronef. Ces moyens d'acquisition ACQ 5 sont, par exemple, aptes à récupérer des mesures de position de l'aéronef issues, par exemple, de capteurs de position et/ou des consignes transmises aux commandes de vol générées par les calculateurs de commande de vol relatives, par exemple, au 30 braquage des gouvernes et/ou des informations sur la trajectoire suivie par l'aéronef lorsque le système de pilotage automatique de l'aéronef est enclenché et/ou des valeurs de paramètres liés à la configuration des équipements de vol de l'aéronef (comme, par exemple, les volets, le train d'atterrissage, des aérofreins) et/ou des mesures issues d'un ARIDU (en 35 référence à l'expression anglo-saxonne « Air Data Inertial Reference Unit » ou d'un ADIRS (en référence à l'expression anglo-saxonne « Air Data Inertial Reference System »), comme, par exemple, des mesures de la vitesse, de la vitesse verticale, de l'altitude, du roulis, du tangage et/ou des mesures issues de senseurs inertiels.

Les valeurs effectives des paramètres sont, par exemple, les valeurs courantes de ces paramètres. Elles peuvent également être calculées à partir de mesures effectuées à différents instants, comme par exemple la valeur d'un cap effectivement suivi par l'aéronef, ou une moyenne temporelle de mesures espacées dans le temps.

Le système selon l'invention comprend des moyens de vérification VER 6 qui ont une fonction de détection d'incohérence entre la trajectoire effectivement volée par l'aéronef et une trajectoire attendue. Ils vérifient si la trajectoire effectivement volée par l'aéronef est la trajectoire attendue.

La trajectoire attendue est une trajectoire définie par notre système est qu'est supposé suivre l'aéronef. Cette trajectoire attendue est matérialisée par une ou plusieurs contraintes de références sur un ou plusieurs paramètres représentatifs d'une trajectoire de vol. Les moyens de vérification VER 6 vérifient dont 105, à intervalles de temps réguliers, à partir de la valeur effective d'au moins un paramètre représentatif d'une trajectoire de vol, si la trajectoire effectivement volée par l'aéronef vérifie une contrainte de référence associée à ce paramètre. L'intervalle de temps est de l'ordre de une à quelques secondes. La trajectoire effectivement volée par l'aéronef est une trajectoire quadridimensionnelle (3 dimensions spatiales et une dimension temporelle). Le système comprend des moyens de détermination CONT 7 pour déterminer les contraintes de référence. Ces moyens CONT 7 sont aptes à recevoir des données en provenance des moyens d'interprétation 3. Ils peuvent recevoir toutes les 30 données issues des moyens d'interprétation 3 ou seulement certaines comme nous le verrons par la suite. Ces moyens CONT 7 déterminent 104, au moins une contrainte de référence associée à au moins un paramètre représentatif d'une trajectoire de vol. Les moyens CONT 7 déterminent la ou les contraintes de référence 35 à intervalles de temps réguliers.

Les valeurs des contraintes de référence sont initialisées sur les valeurs des contraintes initiales. Lorsque les moyens CONT 7 disposent d'une donnée D, ils déterminent la ou les contraintes de référence à la réception de la donnée D, à partir de cette donnée D.

Une contrainte de référence associée à un paramètre est une nouvelle contrainte différente de la contrainte initiale associée à ce paramètre lorsque les moyens de détermination CONT 7 disposent d'une donnée D relative à un évènement nécessitant effectivement de suivre une nouvelle trajectoire différente de la trajectoire initiale.

Un exemple de donnée entraînant effectivement la nécessité de suivre une nouvelle trajectoire est une carte 3D d'un orage sur la trajectoire initiale que l'aéronef est supposé devoir suivre. En revanche, une contrainte de référence associée à un paramètre comprend la contrainte initiale associée à ce paramètre lorsque les moyens 15 de détermination CONT7 ne disposent d'aucune donnée D relative à un évènement nécessitant effectivement de suivre une nouvelle trajectoire différente de la trajectoire initiale. C'est le cas lorsque les moyens de détermination ne disposent d'aucune donnée ou lorsqu'ils disposent d'une donnée qui ne nécessite pas effectivement de suivre une trajectoire 20 différente de la trajectoire initiale. Autrement dit l'aéronef doit toujours suivre la trajectoire initiale qui est déterminée par le plan de vol. Avantageusement, les moyens d'interprétation 3 comprennent une base de données EVS 9, stockant des évènements de référence nécessitant effectivement le suivi d'une nouvelle trajectoire et des moyens M 10 pour 25 vérifier 103 qu'une donnée D reçue est relative à un évènement de référence. Lorsque c'est le cas, les moyens CONT 7 déterminent, à partir de la donnée D, une ou plusieurs nouvelles contraintes associées à un ou plusieurs paramètres représentatifs de trajectoires de vol. 30 Par exemple, une panne d'un moteur en croisière se traduit par une descente initiée avec un délai minimum, suivie d'une mise en palier à une altitude maximale correspondant à l'altitude maximale autorisée avec un moteur en panne. La traduction en terme de contraintes pour l'événement « panne moteur en croisière » est une descente vers une altitude maximale 35 ou au dessous. Autrement dit, une première contrainte est une contrainte sur la vitesse qui consiste en une vitesse minimale admissible à l'altitude de la panne en dessous de laquelle la descente doit être commencée pour ne pas décrocher (stall). Une deuxième contrainte est une trajectoire verticale comprenant une descente suivie d'un palier. Une troisième contrainte sur l'altitude de l'aéronef qui doit être inférieure à une altitude maximale mais supérieure à l'altitude du relief survolé. Lorsqu'une donnée D ne nécessite pas de suivre une nouvelle trajectoire, la trajectoire supposée devoir être suivie par l'aéronef reste la trajectoire initiale définie par le plan de vol. Les moyens de vérification VER 6 vérifient 105, à partir de valeurs de paramètres issus des premiers moyens de surveillance SURV1 5, si la trajectoire effectivement volée par l'aéronef est bien la trajectoire de vol initiale définie par le plan de vol. Comme précisé en début de texte, les contraintes ne sont pas forcément des trajectoires latérales et verticales. Il peut également s'agir de contraintes sur le suivi des cibles, des contraintes de cap, d'altitude, de vitesse, de vitesse verticale, d'attitude relative à la manoeuvre, de pré-enveloppe de vitesse, de roulis, de tangage, de poussée, de suivi de cibles. Par exemple, en phase de décollage, si l'aéronef doit suivre le plan de 20 vol actif, celui-ci comprend une contrainte en termes de poussée de décollage. La poussée doit atteindre une poussée cible de décollage N1. Les contraintes de référence peuvent être des contraintes sur des paramètres (nouvelles contraintes ou contraintes initiales). Elles peuvent 25 aussi comprendre des tolérances sur le respect de ces contraintes. Les tolérances permettent de laisser une marge de manoeuvre au pilote. Elles permettent de limiter la nuisance qu'occasionneraient des alertes générées lorsque l'écart de la trajectoire effectivement volée par l'aéronef par rapport à la trajectoire attendue est acceptable. 30 Le système selon l'invention comprend en outre des moyens d'alerte AL 11 recevant en entrée la sortie des moyens de vérification 6. Ces moyens d'alerte sont aptes à générer 108 des alertes à destination d'un interlocuteur lorsque la trajectoire effectivement volée par l'aéronef ne vérifie pas la ou les 35 contraintes de référence. Autrement dit, une alerte est générée lorsque les valeurs effectives des paramètres représentatifs de la trajectoire de vol ne vérifient pas les contraintes de référence considérées. En résumé le système selon l'invention vérifie si une modification de la trajectoire effectivement volée par l'aéronef trouve bien son origine dans une consigne extérieure (AOC/ATC), un problème interne à l'avion (systèmes ou cabine), ou un changement de l'environnement (météo, risque terrain ou trafic). Il vérifie également qu'une consigne extérieure (AOC/ATC), un problème interne à l'avion (systèmes ou cabine), un problème relatif à l'environnement (météo, risque terrain ou trafic) de l'aéronef imposant une modification de la trajectoire de l'aéronef implique bien une modification de la trajectoire effectivement volée par l'aéronef. Une fois cette vérification faite, une alerte est générée si un écart est détecté entre la trajectoire attendue et la trajectoire effectivement volée par 15 l'aéronef. Le système selon l'invention présente ainsi l'avantage d'avertir un interlocuteur dans deux cas : - en l'absence de réaction de l'aéronef à une consigne, un problème météorologique ou terrain ou en cabine, imposant une déviation de la 20 trajectoire de l'aéronef, par exemple, en cas d'incompréhension du pilote ou lorsque le pilote n'est pas en mesure de dévier la trajectoire comme il devrait le faire, - lorsque la trajectoire effectivement volée par l'aéronef s'éloigne sans raison connue de la trajectoire prévue par le plan de vol, par exemple, en cas 25 d'erreur du pilote ou de comportement anormal de celui-ci. Autrement dit, une alerte est générée en l'absence de lien de cause à effet entre un évènement et un écart entre la trajectoire effectivement volée et une trajectoire attendue. 30 Par exemple, si l'aéronef réalise une des actions suivantes : un Direct To (rejointe directe d'un point de passage du plan de vol), une entrée dans un circuit d'attente (appelé Hold en langue anglo-saxonne), ou une rejointe de l'approche, on doit trouver sa cause dans une consigne provenant de l'ATC. Si aucune consigne en provenance de l'ATC n'est reçue par le 35 système selon l'invention, la trajectoire attendue est la trajectoire initiale qui ne comprend pas ce type d'actions. Ainsi, si un écart est détecté entre la trajectoire effectivement volée par l'aéronef et la trajectoire initiale définie par le plan de vol, une alerte est générée car cet écart n'a pas de cause. Le système selon l'invention permet donc de limiter les conséquences dues à des erreurs du pilote et d'améliorer la sécurité des vols. Cette solution est transparente pour le pilote lorsqu'il n'y a pas d'incohérence détectée (aucune alerte n'est présentée alors), et ne demande pas d'action pilote particulière pour sa mise en oeuvre.

Avantageusement, le système est configuré pour recevoir des informations sur la phase de vol : décollage, manoeuvre à vue, approche, remise de gaz. Ces informations proviennent par exemple du FMS 20. Avantageusement, les contraintes de référence dépendent de la phase de vol. Cela permet d'adapter au mieux la surveillance d'un écart par rapport à une trajectoire attendue. On impose, en effet, des contraintes sur des paramètres différents selon la phase de vol. Par exemple, on s'intéresse à la poussée en phase de décollage, à l'éloignement par rapport à la trajectoire tridimensionnelle en phase de remise de gaz ou aux valeurs du tangage ou de la vitesse verticale en trajectoire ascendante, à la position de l'aéronef par rapport à un aéroport en phase d'approche. On ne choisi avantageusement pas les mêmes contraintes en cas de panne d'un moteur en phase de décollage ou en phase d'approche. Les tolérances dépendent également avantageusement de la phase de vol. Les évènements de référence entraînant une modification du plan de 25 vol peuvent également dépendre de la phase de vol. Les moyens d'alerte 11 peuvent générer 108 une alerte dés que la ou les contraintes de référence ne sont pas respectées. Autrement dit, une alerte est générée lorsqu'à un instant de calcul les valeurs des paramètres 30 de l'aéronef reflètent que la trajectoire effectivement volée par l'aéronef ne respecte pas la ou les contraintes de référence. Les moyens d'alerte 11, peuvent aussi générer 108 une alerte lorsque la trajectoire volée par l'aéronef est différente de la trajectoire attendue, uniquement lorsqu'une durée d s'est écoulée depuis un instant de 35 référence.

Le système comprend avantageusement des moyens de temporisation TEMP 12 aptes à déterminer 106 une durée d et éventuellement un instant de référence à partir d'une donnée D. La durée d est la durée que l'on laisse au pilote pour réagir après un instant de référence. L'instant de référence est avantageusement l'instant de réception de la donnée lorsque la donnée qui est à disposition du système nécessite effectivement une modification de la trajectoire. La durée d est donc la durée que l'on laisse au pilote pour réagir après réception de la donnée considérée.

Dans un premier exemple, le système ne dispose pas de données nécessitant effectivement une modification de la trajectoire, l'instant de référence est avantageusement l'instant de calcul et la durée est avantageusement nulle. Dans ce cas, l'alerte est générée dés que la trajectoire effectivement volée par l'aéronef ne vérifie pas la ou les contraintes de référence considérées. Dans un deuxième exemple, en phase de décollage, le plan de vol définit une contrainte en termes de poussée minimale N1. La contrainte est avantageusement assortie d'une tolérance. Cette tolérance est, par exemple, fixée à 2, 5% de la poussée minimale N1. On fixe avantageusement une durée d de l'ordre de 9 secondes et un instant de référence (pour calculer la durée) égal à l'instant de mise en poussée. Une alerte est produite si la poussée de l'aéronef est inférieure à la poussée minimale moins la tolérance uniquement lorsqu'une durée d s'est écoulée depuis la mise en poussée.

Les moyens de temporisation permettent principalement de limiter des alertes de nuisance reflétant une phase transitoire dans le changement de paramètres de pilotage et de laisser une flexibilité dans la conduite de l'aéronef spécialement en conditions dégradées. Le pilote n'est pas obligé de modifier instantanément sa trajectoire en réponse à un évènement qui le nécessite. On limite ainsi la génération d'alertes de nuisance. Dans un troisième exemple, un avion suit le plan de vol entre 2 points de passage (« waypoints » en langue anglo-saxonne). La trajectoire de l'avion se résume à une altitude et Mach constant et une route constante. Une consigne provenant de l'ATC demande de prendre 20 degrés à droite pour évitement de trafic. Cette consigne se traduit en termes de contrainte par une nouvelle valeur de cap à respecter correspondant au cap précédent augmenté de 20 degrés. Cette nouvelle contrainte matérialise la trajectoire amendée. On fixe pour cet amendement une réalisation nécessaire dans une durée de 30 secondes après réception de la consigne ATC. Le pilote, distrait, oublie de réaliser la manoeuvre latérale. Les moyens d'alerte 11 comparent le cap courant avec le cap attendu et détecte un écart de 20 degrés. Lorsque 30 secondes se sont écoulées après réception de la consigne ATC, ils génèrent une alerte à destination de l'équipage. La durée d peut être prédéterminée ou dépendre de la phase de vol 10 et/ou de la donnée D et/ou de l'évènement considéré. Elle dépend du degré d'urgence pour rejoindre la nouvelle trajectoire. L'alerte est générée à destination du pilote et/ou d'un centre de contrôle aérien comme les AOC et les ATC et / de la cabine. 15 Sur l'exemple représenté sur la figure 1, les moyens d'alerte 11 comprennent des moyens d'affichage Al 13, qui sont, sur l'exemple représenté sur la figure 1, intégré dans le système de gestion d'alertes centralisé FWS 1 pour afficher un message d'incohérence sur une première interface homme-machine IHM1,14 placée dans la cabine de pilotage et sur 20 une deuxième interface homme-machine IHM2, 15 placée en cabine. Les moyens d'alerte 11 comprennent également des moyens de génération d'un message audio MA, 16 pour émettre un message ou un signal audio au moyen d'au moins un premier haut parleur HA1, 17 qui peut être placé dans la cabine de pilotage et/ou au moyen d'au moins un 25 deuxième haut parleur HA2, 18 qui peut être placé dans la cabine de pilotage. Les moyens d'alerte 11 peuvent également transmettre un message relatif à l'incohérence à un ATC ou à un AOC ou à une centrale de pilotage déportée, non représentée, via des liaisons de données numériques 4, 30 DATALINK. Avantageusement, les moyens d'alerte AL 11 comprennent une base de données d'inhibition INH 19, répertoriant des conditions d'inhibition de l'alerte. Les moyens d'alerte AL 11 sont avantageusement aptes à vérifier 107 si une condition d'inhibition est vérifiée et ne génèrent une alerte que si aucune condition d'inhibition n'est vérifiée. Par exemple, l'alerte correspondant à un orage est inhibée lorsque l'aéronef se trouve au sol.

Les conditions d'inhibition peuvent être des phases de vol (atterrissage, décollage, des phases de la procédure) des procédures de vol, des conditions sur la position de l'aéronef (altitude, position au sol). Ces conditions dépendent avantageusement des évènements considérés. Cela permet de ne pas produire d'alertes qui n'auraient pas de sens opérationnel pour le destinataire dans la situation courante. Le système comprend des moyens de sélection SEL 21 aptes à déterminer 102, lorsque le système dispose de plusieurs données D une donnée prioritaire parmi ces données D en fonction de l'évènement auquel elles se rapportent. Seule la donnée prioritaire est transmise aux moyens de détermination de la contrainte de référence CONT 7. La donnée prioritaire est avantageusement sélectionnée à partir de la liste suivante dans laquelle les évènements sont listés du plus prioritaire au moins prioritaire : problème terrain, alerte provenant d'un système TCAS, alerte de zone de cisaillement de vent, zone orageuse, panne majeure (panne ou problème d'un système de l'aéronef qui peut être une panne d'un moteur de l'aéronef ou le fait qu'un moteur de l'aéronef prenne feu), consigne provenant d'un ATC ou AOC. Cela permet lorsque le système reçoit plusieurs données D au même moment, c'est-à-dire lorsqu'il dispose de plusieurs données D, de sélectionner une donnée prioritaire qui est la seule donnée transmise aux moyens d'interprétation. Avantageusement, la première interface homme-machine IHM1, 14 comprend des moyens permettant à l'équipage d'effacer une alerte. Avantageusement, les messages d'alertes sont effacés automatiquement lorsque l'aéronef suit la trajectoire attendue. Sur la figure 3, on a représenté un système selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le système n'est plus totalement intégré 35 dans un FWS.

Les moyens d'interprétation comprennent des premiers moyens d'interprétation INT1 31 comprenant une première base de données EVS1 91 d'évènements de référence et des premiers moyens M1 111 pour déterminer si une donnée est relative à un évènement de référence. Ils comprennent également des deuxièmes moyens d'interprétation INT2 32 comprenant une deuxième base de données EVS2 92 d'évènements de référence et des deuxièmes moyens M2 112 pour déterminer si une donnée est relative à un évènement de référence. Les moyens de surveillance comprennent des premiers moyens de 10 surveillance SURV1 81 aptes à être informés de problèmes en cabine et à recevoir des données sur des problèmes liés à l'environnement de l'aéronef et des consignes de vol. Les premiers moyens d'interprétation sont aptes à recevoir des données provenant des premiers moyens de surveillance. Les moyens de surveillance comprennent en outre des deuxièmes moyens de 15 surveillance SURV2 82 aptes à être informés lors d'une panne d'un équipement de l'aéronef. Ces derniers moyens sont habituellement intégrés dans un FWS. Les deuxièmes moyens d'interprétation INT2 31 sont aptes à recevoir les données issues des deuxièmes moyens de surveillance SURV2 82 et les 20 deuxièmes moyens d'interprétation INT2 31 sont intégrés dans un FWS 1. Les premiers moyens de surveillance ainsi que les premiers moyens d'interprétation, les moyens de vérification 6, les moyens de détermination 7, les moyens de sélection SEL 21 ainsi que les liaisons de données numériques 4, DATALINK sont intégrés dans un module de calcul dédié 25 1000 qui est, par exemple, un calculateur dédié. Les moyens d'acquisition sont répartis dans d'autres modules de calcul en fonction des fonctions habituellement mises en oeuvre dans un aéronef. Ils comprennent des premiers moyens d'acquisition ACQ1 51 intégrés au module dédié 1000 aptes à déterminer les valeurs effectives de 30 paramètres de vol à partir des consignes transmises aux commandes de vol. Des deuxièmes moyens d'acquisition ACQ2 52 sont intégrés au FMS 20 et sont aptes de calculs effectués par le FMS. Des troisièmes moyens d'acquisition ACQ3 53 sont intégrés à un dispositif de pilotage automatique FG 200 et sont aptes à déterminer les valeurs effectives de paramètres de vol à partir des commandes de vol générées par ce dispositif. Ce mode de réalisation permet de mettre à profit les fonctions réalisées par les modules de calcul existant. Chaque module de calcul existant réalise de nouvelles fonctions qui restent dans le périmètre des fonctions qu'il réalise déjà. Les moyens de calcul et de surveillance décrits dans la demande de brevet sont des partitions logicielles de modules de calcul ou bien des modules de calcul dédiés. 10 On décrit ci-dessous des exemples d'évènements et de traitement de ces évènements par le système selon l'invention. Cette liste d'exemple n'est pas exhaustive. Les valeurs numériques sont des ordres de grandeur à titre d'illustration, paramétrables selon l'aéronef considéré. 15 Lorsque le système reçoit une donnée sur un risque terrain, les moyens de détermination CONT 7 déterminent une nouvelle contrainte sur l'altitude de rétablissement de l'aéronef, cette altitude de rétablissement devant être supérieure à l'altitude du terrain survolé de plus de 3000 pieds (un pied mesurant environ 30,5 centimètres) lorsqu'un moteur est en panne 20 et lorsqu'une descente est initiée et qui est de 2000 pieds lorsqu'aucun moteur n'est en panne. Cette alerte est, par exemple, inhibée lorsque l'aéronef est en phase d'approche ou lorsque l'aéronef est équipé d'un système de gestion d'alertes terrain TAWS (acronyme de l'expression anglo-saxonne : « Terrain Awareness and Warning System ») qui génère une 25 alerte de proximité de terrain. En cas de panne du système de pressurisation ou d'un calculateur de régulation de la pressurisation on détermine une nouvelle contrainte sur l'altitude de l'aéronef qui doit être inférieure à un seuil prédéterminé lorsque l'aéronef n'est pas en phase de descente. Le seuil prédéterminé est compris 30 entre 10000 pieds et 14000 pieds et est de préférence égal à 12000 pieds. Avantageusement, l'alerte n'est donnée que si une durée d s'est écoulée après un instant de référence. La durée d comprise entre 20sec et 40 sec et de préférence égale à 30 secondes. L'instant de référence est l'instant de réception de l'alerte.

L'alerte est inhibée lorsque l'altitude de l'aéronef est inférieure à 10000 pieds, lorsque marge terrain faible. En cas d'alerte terrain du système TAWS l'alerte est inhibée pour évite une nuisance en manoeuvre d'évitement de terrain, basée sur ce dernier système de surveillance. Comme vu précédemment, les alertes terrain sont prioritaires sur les panne du système de pressurisation (panne majeur). Les clairances de vol issues de l'ATC imposent de suivre des nouvelles trajectoires qui sont matérialisées par des contraintes du type : HDG, HDG à un point de passage (waypoint en anglais), Direct to suivi d'un point de passage, FL/altitude, en termes de vitesse. Avantageusement, les alertes correspondantes ne sont données que si une durée d s'est écoulée après un instant de référence et qu'aucune action n'a été prise pour parfaire ces exigences. La durée d est comprise entre 15 et 40 secondes et de préférence égale à 30 secondes. L'instant de référence est l'instant de réception de la demande de l'ATC. Une consigne de capture d'une cible FL220 en phase de montée se traduit en termes de contraintes en termes de capture de la cible FL220 en phase de montée. La trajectoire effectivement suivie par l'aéronef ne vérifie pas cette contrainte lorsque la cible effectivement visée est différente. La cible effectivement visée est, par exemple, la cible représentée par le paramètre « altitude sélectée ». Lor sque la clairance impose une vitesse. On calcule une nouvelle contrainte correspondant à la tenue de cette vitesse. Avantageusement la nouvelle contrainte comprend également une tolérance de 10 noeuds. 1 noeud est égal à 1,852 km -Ifl. Comme pour les autres types de données D, les nouvelles contraintes peuvent être des contraintes déterminant la nouvelle trajectoire qui est la trajectoire supposée devoir être suivie par l'aéronef lorsque le système reçoit la donnée D. Il peut également s'agir de contraintes déterminant une trajectoire transitoire (ou de rejointe) entre la trajectoire initiale et la nouvelle trajectoire supposée devoir être suivie par l'aéronef. Une alerte est alors générée lorsqu'à l'instant de calcul la trajectoire effectivement suivie par l'aéronef ne respecte pas les contraintes associées à la trajectoire transitoire.

Lorsque l'aéronef doit suivre la trajectoire initiale, une contrainte de référence consiste à suivre une trajectoire tridimensionnelle prédéterminée avec une tolérance prédéterminée correspondant à une distance seuil. L'alerte est donnée lorsqu'à la position courante, l'aéronef se situe à une distance supérieure à la trajectoire. Lorsque la donnée correspond à une panne de moteur hors phase de décollage, la donnée ne nécessite effectivement pas de modification de la trajectoire lorsque la l'aéronef se situe à une altitude inférieure à l'altitude de rétablissement fixée pour un moteur en panne hors turbulence. Une contrainte de référence consiste à imposer une altitude maximale stabilisée à l'aéronef. Une alerte est générée lorsque l'aéronef stabilise sa hauteur (c'est-à-dire est en palier) à une altitude supérieure à l'altitude maximale ou si le sélecteur d'altitude est positionné sur altitude supérieure à cette altitude maximale. L'altitude maximale est avantageusement l'altitude limite de rétablissement avec un moteur en panne. On admet qu'une une variation de hauteur inférieure à 120 pieds pendant une durée de 60 sec signifie que l'avion est en pallier. En cas de turbulence l'altitude maximale est moins élevée qu'en l'absence de turbulence.20

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Système d'aide à la gestion de vol d'un aéronef configuré pour avoir accès à un plan de vol comprenant des contraintes initiales portant sur des paramètres respectifs représentatifs d'une trajectoire de vol initiale supposée devoir initialement être suivie par l'aéronef, caractérisé en ce qu'il est en outre configuré pour avoir accès aux valeurs effectives desdits paramètres, lesdites valeurs étant représentatives de la trajectoire effectivement suivie par l'aéronef, ledit système comprenant : - des moyens d'interprétation (3, 31, 32) aptes à recevoir (101) des données D relatives à des évènements susceptibles de nécessiter le suivi d'une nouvelle trajectoire différente de la trajectoire initiale et à déterminer s'ils nécessitent effectivement le suivi d'une nouvelle trajectoire, lesdites données D étant prises parmi : - des consignes extérieures provenant d'une centrale extérieure de contrôle, - des données relatives aux pannes d'équipements de l'aéronef - des données relatives à des problèmes en cabine, - des données relatives à des problèmes liés à l'environnement de l'aéronef, - des moyens de détermination (7) aptes à recevoir des données D en provenance des moyens d'interprétation (3) et à déterminer (104), à intervalles de temps réguliers, au moins une contrainte de référence associée à au moins un paramètre représentatif d'une trajectoire de vol, une contrainte de référence associé à un paramètre de référence comprenant une nouvelle contrainte différente de la contrainte initiale associée à ce paramètre lorsque les moyens de détermination disposent d'une donnée D relative à un évènement nécessitant effectivement de suivre une nouvelle trajectoire différente de la trajectoire initiale, et une contrainte de référence comprenant la contrainte initiale associée à ce paramètre lorsque les moyens de détermination ne disposent d'aucune donnée D relative à un évènement nécessitant effectivement de suivre une nouvelle trajectoire, - des moyens de vérification (6) aptes à vérifier (105), à intervalles de temps réguliers, à partir d'une valeur effective dudit au moins un paramètre, si latrajectoire effectivement volée par l'aéronef vérifie ladite contrainte de référence associée à ce paramètre, - des moyens d'alerte (11) aptes à générer (108) une alerte à destination d'un interlocuteur lorsque la trajectoire effectivement volée par l'aéronef ne vérifie pas ladite au moins une contrainte de référence.
2. 2. Système selon la revendication précédente, dans lequel les moyens d'interprétation (3, 31, 32) comprennent une base de données (9 ; 91, 92), stockant des données relatives à des évènements de référence nécessitant effectivement le suivi d'une nouvelle trajectoire et des moyens (10) pour vérifier (103) qu'une donnée D est relative à un évènement de référence.
3. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lorsque les moyens de détermination (7) disposent d'une donnée D nécessitant effectivement le suivi d'une nouvelle trajectoire, les moyens d'alerte (11) génèrent (108) une alerte à destination d'un interlocuteur lorsque la trajectoire effectivement volée par l'aéronef ne vérifie pas ladite au moins une contrainte de référence uniquement lorsqu'une durée d non nulle s'est écoulée depuis un instant de référence correspondant à la réception de ladite donnée.
4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens (12) pour déterminer (106) une durée 25 d et éventuellement un instant de référence à partir d'une donnée D.
5. 5. Systèmes selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une contrainte de référence relative à un paramètre comprend une tolérance sur le respect de ladite contrainte de 3o référence.
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens (13, 16) pour générer une alerte sonore ou visuelle dans la cabine de pilotage et/ou dans la cabine et/ou des 35 moyens pour transmettre une alerte à une centrale extérieure.
7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une base de données d'inhibition (19) répertoriant des conditions d'inhibition d'une alerte, lesdits moyens d'alerte (11) étant aptes à vérifier (107) si une condition d'inhibition est vérifiée et ne générant une alerte que si aucune condition d'inhibition n'est vérifiée.
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens de sélection (21) aptes à déterminer, lorsque le système dispose de plusieurs donnée D une donnée prioritaire parmi lesdites données en fonction de l'évènement auquel elles se rapportent, seule ladite donnée prioritaire étant transmise aux moyens de détermination (7).
9. 9. Système selon la revendication précédente, dans lequel la donnée prioritaire est en outre sélectionnée à partir de la liste suivante dans laquelle les évènements sont listés du plus prioritaire au moins prioritaire : problème terrain, alerte provenant d'un système TCAS, alerte de zone de cisaillement de vent, zone orageuse, panne majeure, consigne provenant d'une centrale extérieure.
10. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit système étant intégré dans un système de gestion d'alertes centralisé FWS.
11. 11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens d'interprétation comprennent des premiers moyens d'interprétation (31) aptes à recevoir des données issues de premiers moyens de surveillance (81) aptes à être informés de problèmes en cabine et à recevoir des données sur des problèmes liés à l'environnement de l'aéronef et des consignes de vol, les premiers moyens d'interprétation étant intégrés dans un module dédié (1000) intégrant en outre les moyens de vérification (6) et les moyens de détermination (7), les moyens d'interprétation comprenant en outre des deuxièmes moyens d'interprétation aptes à recevoir des données issues de deuxièmes moyens de surveillance(82) aptes à être informés de pannes d'équipement de l'aéronef, lesdits deuxièmes moyens d'interprétation étant intégré dans un système de gestion centralisé d'alertes FWS (1) intégrant en outre les moyens d'alerte (11).
12. 12. Système selon la revendication précédente, dans lequel les premiers moyens de surveillance comprennent des premiers moyens d'acquisition (51) intégrés dans le module dédié (1000) aptes à déterminer des valeurs effectives de paramètres de vol à partir des consignes transmises aux commandes de vol, des deuxièmes moyens d'acquisition (52) intégrés au FMS (20) et étant aptes à déterminer des valeurs effectives de paramètres de vol, ainsi que des troisièmes moyens d'acquisition (13) intégrés à un dispositif de pilotage automatique (200) et étant aptes à déterminer des valeurs effectives de paramètres de vol à partir de commandes de vol générées par ce dispositif.15