FR2999153A1

FR2999153A1 - Dispositif de secours destine a equiper un aeronef et systeme de pilotage comprenant le dispositif

Info

Publication number: FR2999153A1
Application number: FR1203375A
Authority: FR
Inventors: Florent Colliau; Jerome Papineau; Frederic Gardere
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-13
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: FR2999153B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de secours destiné à équiper un aéronef. Le dispositif (20) comprend un boîtier (23) dans lequel est disposé un module (21) permettant de déterminer des paramètres de vol de l'aéronef à partir de capteurs (25, 26, 27), paramètres parmi lesquels : une altitude, une vitesse et une attitude de l'aéronef. Selon l'invention, à l'intérieur du boîtier (23) est également disposé un module (22) de génération et de diffusion d'un flux vidéo permettant d'afficher les paramètres de vol vers un écran (31, 32) de l'aéronef externe au dispositif. L'invention concerne également un système de pilotage comprenant le dispositif.

Description

Dispositif de secours destiné à équiper un aéronef et système de pilotage comprenant le dispositif L'invention concerne un dispositif de secours destiné à équiper un aéronef et un système de pilotage comprenant le dispositif. Le pilotage d'un aéronef nécessite la connaissance de paramètres de vol concernant l'altitude, la vitesse et l'attitude de l'aéronef. Afin d'assurer 5 la sécurité du vol, ces paramètres sont déterminés et affichés à la fois par une ou des chaînes primaires et par une chaîne de secours. La chaîne de secours assure la redondance des chaînes primaires et est utilisée en cas de panne de la ou des chaînes primaires. Pour assurer la sureté de fonctionnement, la chaîne de secours et la ou les deux chaînes primaires 10 doivent être dissimilaires. Sur les avions de ligne, une chaîne primaire comprend un jeu de capteurs anémo-barométriques utilisés pour déterminer l'altitude et la vitesse, des capteurs gyroscopiques ou gyrométriques et des accéléromètres pour déterminer l'attitude, un calculateur réalisant le calcul des paramètres 15 de vol et des écrans primaires assurant l'affichage des paramètres à destination des pilotes. La chaîne de secours peut être assurée par un équipement électronique autonome appelé instrument combiné de secours, (bien connu dans la littérature anglo-saxonne sous le nom de « integrated electronic standby instrument »). Cet instrument comprend dans un boîtier un 20 calculateur, un écran d'affichage et des capteurs. Il permet, tout comme pour les chaînes primaires, l'affichage des paramètres de vol et éventuellement de quelques autres données indépendamment des systèmes primaires, de manière plus sommaire et avec une précision plus faible. L'affichage des paramètres de vol suit néanmoins la même présentation que celle des 25 systèmes primaires. L'instrument de secours comporte sur sa face avant un écran de plus petites dimensions que celles des écrans primaires. Cet instrument est par exemple placé sur la planche de bord entre l'écran de visualisation primaire des paramètres de vol du pilote et l'écran de visualisation de 30 contrôle moteur. Par le passé l'affichage de différents paramètres de la chaîne primaire se faisait sur des indicateurs mécaniques dédiés à chacun des paramètres. Avec l'apparition d'instruments électroniques, les indicateurs mécaniques ont été remplacés par des écrans cathodiques puis à cristaux liquides. Actuellement, on augmente la taille des écrans primaires afin d'améliorer la lisibilité des données. On envisage même des planches de bord dont la surface est en très grande partie occupée par un ou des écrans. Cette tendance est connue dans la littérature anglo-saxonne sous le nom de « full glass cockpit ». Ce nouveau type de planche de bord ne laisse que peu de place pour l'installation des instruments de secours sur la planche de bord. Il est possible d'éloigner les instruments de secours de la planche de bord mais cela peut poser un problème de visibilité par les pilotes. En effet, la visibilité par les pilotes est essentielle car la chaîne de secours est utilisée lorsqu'une des chaînes primaire est hors service. L'invention vise à permettre l'installation d'une chaîne de secours 15 dans un environnement ou la planche de bord est très occupée par des écrans tout en conservant une indépendance et une dissimilarité de cette chaîne vis-à-vis des chaînes primaires. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de secours destiné à équiper un aéronef, le dispositif comprenant un boîtier dans lequel est 20 disposé un module permettant de déterminer des paramètres de vol de l'aéronef à partir de capteurs, paramètres par lesquels une altitude, une vitesse et une attitude de l'aéronef, caractérisé en ce qu'à l'intérieur du boîtier est également disposé un module de génération et de diffusion d'un flux vidéo permettant d'afficher les paramètres de vol vers un écran de 25 l'aéronef externe au dispositif. L'invention a également pour objet un système de pilotage pour aéronef comprenant au moins une chaîne primaire permettant de déterminer des paramètres de vol de l'aéronef à partir de capteurs, paramètres par lesquels une altitude, une vitesse et une attitude de l'aéronef, plusieurs 30 écrans primaires permettant d'afficher les paramètres de vol déterminées par la chaîne primaire, un dispositif de secours comprenant un boîtier renfermant un calculateur permettant de déterminer de façon indépendante et dissimilaire de la chaîne primaire les paramètres de vol de l'aéronef à partir de capteurs distincts de ceux de la chaîne primaire, caractérisé en ce que le 35 dispositif de secours comprend en outre des moyens pour diffuser vers au 2 9 9 9 153 3 moins un des écrans primaires un flux vidéo permettant d'afficher les paramètres de vol déterminés par le dispositif de secours. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 5 apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la figure 1 représente un exemple de planche de bord dans laquelle l'invention peut être mise en oeuvre ; la figure 2 représente une architecture synoptique d'une chaîne de 10 secours mettant en oeuvre l'invention ; la figure 3 représente un exemple d'affichage de paramètres de vol déterminés par la chaîne de secours. Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.

La figure 1 présente de façon schématique, à titre d'exemple, un une planche de bord 10 d'un avion de ligne. Il est bien entendu que l'invention peut être mise en oeuvre dans d'autres types d'aéronefs notamment à bord d'hélicoptères. La planche de bord 10 comporte deux groupes d'écrans de visualisation 11 et 12. Chaque groupe comprend un écran présentant notamment des informations d'altitude, de vitesse et d'attitude et un écran présentant des informations de navigation. Les deux groupes 11 et 12 sont identiques, l'un étant réservé au pilote et l'autre au copilote. Ces deux groupes forment les écrans de visualisation primaire de l'avion. Dans cet exemple la quasi-totalité de la surface de la planche de bord est occupée par les deux groupes d'écrans 11 et 12. Lorsque ces écrans sont plus petits, l'instrument combiné de secours classique est installé entre les deux groupes 11 et 12. Il comprend en face avant son propre écran de visualisation qui est donc visible par le pilote et le copilote.

Dans la planche de bord 10, il est impossible de placer l'instrument combiné de secours classique à l'emplacement habituel. L'invention dissocie la fonction de calcul des paramètres de vol et la fonction d'affichage de ces paramètres.

La figure 2 représente de façon synoptique un dispositif de secours 20 mettant en oeuvre l'invention. Un tel dispositif s'intègre dans un système de pilotage de l'avion. Le dispositif comprend un module 21 de calcul de différents paramètres de vol tels que l'altitude, la vitesse et l'attitude 5 de l'avion et un module 22 de génération d'un flux vidéo permettant d'afficher les paramètres de vol. Le module 22 diffuse le flux vidéo vers un écran externe au dispositif. L'écran peut être un simple moniteur vidéo dépourvu de circuit capable de réaliser une génération graphique. Le module 22 réalise lui-même la génération graphique. Autrement dit le flux vidéo issu du module 10 22 définit les différents pixels de chaque image affichée sur l'écran externe. Les deux modules 21 et 22 sont disposés dans un boîtier 23. D'autres modules, tels que par exemple permettant de gérer l'alimentation électrique du boîtier 23, peuvent également être disposés dans le boîtier 23. Dans un instrument de secours classique possédant son propre 15 écran, on ne retrouve pas de module 22 apte à générer un flux vidéo standard. En effet, l'écran interne étant dédié uniquement à l'affichage des paramètres de vol selon un format unique les composants gérant les lignes et les colonnes de l'écran dédié sont pilotées par le module 21 au travers d'une simple mémoire tampon sans passer par un flux vidéo standard. Au 20 contraire dans l'invention, le flux vidéo respecte un format standard permettant l'affichage sur un ou plusieurs écrans externes au dispositif. On pourra choisir un format normalisé tel que par exemple un format selon la norme ARINC 818. Afin de respecter la dissimilarité de la chaîne de secours et de la chaîne primaire, le format vidéo utilisé en sortie du module 22 pour 25 diffuser les paramètres de vol déterminés par le module 21 est différent d'un format vidéo utilisé par la chaîne primaire pour diffuser les mêmes types de paramètres. Pour déterminer les paramètres de vol, il est nécessaire de disposer d'informations provenant d'une unité de mesure inertielle et de 30 capteurs anémo-barométriques. Plus précisément, la chaîne de secours possède un capteur de pression totale 25, un capteur de pression statique 26 et l'unité de mesure inertielle 27 comprenant par exemple un gyroscope et/ou un ou plusieurs accéléromètres. Les capteurs de pression 25 et 26 sont reliés à des prises de pression situées à l'extérieur de l'avion et non 35 représentées sur la figure. Les capteurs 25, 26 et 27 peuvent être extérieurs au boîtier 23. Ces capteurs délivrent une information sous forme d'un signal électrique qui est transmis au module 21 par un câble et un connecteur situé en traversée d'une paroi du boîtier 23. Alternativement, il est possible de disposer les capteurs 25, 26 et 27 dans le boîtier 23. L'unité de mesure inertielle 27 est autonome. Elle ne nécessite qu'une alimentation électrique pour fonctionner. Les capteurs de pression 25 et 26 sont reliés aux prises de pression externes par des connecteurs pneumatiques situés en traversée d'une paroi du boîtier 23. Pour la détermination des paramètres de vol, la ou les chaînes primaires disposent également chacune d'un calculateur et de ses propres capteurs, distincts de ceux de la chaîne de secours. Le calculateur détermine les paramètres de vol à partir des informations reçues des capteurs appelés capteurs primaires et affiche les paramètres de vol sur au moins un des écrans primaire de l'avion. Pour ne pas alourdir la figure, le calculateur et les capteurs de chaque chaîne primaire ne sont pas représentés. Avantageusement, le dispositif de secours comprend des moyens de connexion à plusieurs écrans externes et des moyens pour aiguiller le flux vidéo vers un des écrans externes. Le module 22 permet d'assurer la gestion de ces connexions et permet d'assurer cet aiguillage. Plus précisément, le dispositif de secours ne dispose pas d'écran dédié pour afficher les paramètres de vol qu'il détermine. L'avion dispose sur sa planche de bord 10 de plusieurs écrans qui peuvent être disponibles pour réaliser cet affichage. Sur la figure 2, deux écrans 31 et 32 sont raccordés au boîtier 23 par l'intermédiaire de connecteurs, respectivement 33 et 34. Les écrans 31 et 32 sont par exemple choisis dans les écrans des deux groupes d'écrans 11 et 12. Pour assurer l'indépendance des chaînes primaire et secondaire, on utilise préférentiellement les écrans présentant normalement les informations de navigation. La connexion entre le dispositif de secours et les écrans peut être une connexion physique réalisée par câble, une connexion infrarouge ou réalisée transmission d'ondes hertziennes. Avantageusement, le dispositif reçoit une information sur la disponibilité des écrans externes 31 et 32 auxquels le dispositif est connecté. Cette information peut transiter par la connexion entre les écrans et le boîtier 35 23 au travers des connecteurs 33 et 34. L'information de disponibilité est transmise à destination des moyens d'aiguillage appartenant au module 22 afin de permettre le choix de l'écran 31 ou 32 sur lequel sont diffusés les paramètres de vol déterminés par le module 21. En effet, la chaîne de secours est surtout utilisée en cas de panne de la ou des chaînes primaires.

Néanmoins il est rare que la totalité des composants de la ou des chaînes primaires soit hors service. On peut notamment utiliser un des écrans primaires pour afficher les paramètres de vol de secours. Généralement, les écrans 31 et 32 appartenant aux groupes d'écrans 11 et 12 ont des dimensions bien supérieures à celles nécessaires à l'affichage classique des paramètres de vol de la chaîne de secours. Le flux vidéo diffusé par le dispositif de secours peut être affiché par incrustation dans une zone de l'écran 31 ou 32 retenu. Pour ce faire, le flux vidéo diffusé peut être défini par un nombre de pixels qui est inférieur au nombre de pixels de l'écran retenu. 15 Il est possible d'attirer l'attention du pilote de l'avion de façon particulière lorsque l'affichage des paramètres de vol diffusés par la chaîne de secours est réalisé vers l'un des écrans 31 ou 32 de la chaîne primaire. Ceci peut être réalisé au moyen de couleurs particulières ou sous forme clignotante par exemple au moyen d'un trait clignotant entourant la zone 20 d'affichage des paramètres de vol. Avantageusement, le dispositif comprend des moyens pour diffuser le flux vidéo selon plusieurs formats vidéo distincts. Ces moyens sont par exemple contenus dans le module 22. Ces moyens permettant de choisir le format vidéo en fonction d'une information provenant de l'écran 31 ou 32 25 externe retenu pour l'affichage des paramètres de vol diffusés par le dispositif de secours ou provenant ou d'un autre système de l'aéronef. L'information représente le format vidéo utilisé par la ou les chaînes primaires. Afin d'assurer la dissimilarité par rapport à la ou les chaînes primaires, le module 22 génère alors le flux vidéo selon un format différent. Il 30 faut toutefois vérifier que l'écran retenu accepte les différents formats vidéo. La figure 3 représente un exemple d'affichage de paramètres de vol issus du dispositif de secours. Une première zone centrale 41 de l'affichage présente l'attitude de l'avion symbolisée par une silhouette 42 35 représentant ses ailes par rapport à une ligne d'horizon 43. La silhouette 42 est généralement fixe sur l'affichage et la ligne horizon 43 se déplace en fonction de l'attitude de l'avion. Sous la ligne d'horizon la terre est généralement représentée en couleur marron et au dessus de la ligne d'horizon le ciel est généralement représenté en couleur bleue. Une deuxième zone 44, située à gauche de la zone centrale 41, affiche la vitesse de l'avion et une troisième zone 45, située à droite de la zone centrale 41, affiche l'altitude de l'avion. L'affichage de la vitesse et de l'altitude est par exemple réalisé sous forme d'échelle graduée défilant verticalement et comprenant une loupe au centre de chaque échelle.

En plus de ces trois informations essentielles, d'autres informations peuvent être présentées sur le même affichage. Dans l'exemple de la figure 3, une zone 46, située sous zone centrale 41, est réservée à une information de cap suivi par l'avion. Une échelle graduée 47 défile horizontalement devant un index fixe 48. Pour afficher cette information, le dispositif peut disposer d'un ou plusieurs capteurs de champ magnétique couramment appelés magnétomètres, situés dans le boîtier 23 ou peut être relié à un magnétomètre externe. La détermination du cap de l'avion est réalisée par le module 21 qui reçoit l'information nécessaire du magnétomètre interne ou externe.

Une information de dérapage de l'avion peut aussi être affichée dans une partie supérieure 49 de la zone 41. Le dérapage est affiché au moyen d'un index 50 mobile par rapport à une échelle 51. Le dérapage est par exemple déterminé à partir de l'accélération latérale de l'avion mesurée par un des capteurs inertiels 27. Le dérapage est alors déterminé par le module 21. L'affichage peut faire également apparaitre une valeur de pression atmosphérique 52 utilisée pour le calage de l'altitude de l'avion. Cette valeur est saisie par le pilote de l'avion en fonction de données communiquées localement, par exemple fournies par les services de météorologie à proximité d'un aéroport de destination. Pour réaliser ce calage, le pilote utilise un bouton existant situé sur la planche de bord, par exemple à proximité de l'écran 31 ou 32 retenu pour l'affichage. D'autres boutons de commande servant à divers usages (recalage d'horizon, mise en place sur l'écran de marques de plages de vitesse ou 35 d'altitude autorisées, etc.) sont également utilisés.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de secours destiné à équiper un aéronef, le dispositif (20) comprenant un boîtier (23) dans lequel est disposé un module (21) permettant de déterminer des paramètres de vol de l'aéronef à partir de capteurs (25, 26, 27), paramètres parmi lesquels : une altitude, une vitesse et une attitude de l'aéronef, caractérisé en ce qu'à l'intérieur du boîtier (23) est également disposé un module (22) de génération et de diffusion d'un flux vidéo permettant d'afficher les paramètres de vol vers un écran (31, 32) de l'aéronef externe au dispositif (20).
2. Dispositif de secours selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, disposés dans le boîtier (23), une unité de mesure inertielle (27) permettant de déterminer l'attitude de l'aéronef et des capteurs de pression (25, 26) permettant de mesurer une pression totale et une pression statique de l'aéronef.
3. Dispositif de secours selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de connexion (22) à plusieurs écrans (31, 32) externes et des moyens (22) pour aiguiller le flux vidéo vers un des écrans (31, 32) externes.
4. Dispositif de secours selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (22) pour diffuser le flux vidéo selon plusieurs formats vidéo distincts, ces moyens permettant de choisir le format vidéo en fonction d'une information provenant de l'écran (31, 32) externe retenu pour l'affichage des paramètres de vol diffusés ou d'un autre système de l'aéronef.
5. Dispositif de secours selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il reçoit une information sur la disponibilité des écrans (31, 32) externes auxquels le dispositif est connecté, information à destination des moyens d'aiguillage afin de permettre le choix de l'écran sur lequel sont diffusés les paramètres de vol.
6. Système de pilotage pour aéronef comprenant au moins une chaîne primaire permettant de déterminer des paramètres de vol de l'aéronef à partir de capteurs, paramètres parmi lesquels : urle altitude, une vitesse et une attitude de l'aéronef, plusieurs écrans primail'es (11, 12) permettant 5 d'afficher les paramètres de vol déterminés par la chaîne primaire, un dispositif de secours comprenant un boîtier (23) dans lequel est disposé un module (21) permettant de déterminer les paramètres de vol de l'aéronef de façon indépendante et dissimilaire de la chaîne primaire à partir de capteurs distincts de ceux de la chaîne primaire, caractérisé en ce qu'à l'intérieur du 10 boîtier (23) est également disposé un module (22) de génération et de diffusion d'un flux vidéo permettant d'afficher les paramètres de vol vers un des écrans (31, 32) primaires de l'aéronef, écran externe au dispositif de secours. 15
7. Système de pilotage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les paramètres de vol déterminés par la chaîne primaire sont diffusées vers un écran primaire (31, 32) selon un premier format vidéo distinct d'un second format vidéo utilisé pour la diffusion du flux vidéo permettant d'afficher les paramètres de vol de l'aéronef déterminés par le dispositif de 20 secours.