FR3018364A1

FR3018364A1 - Procede de determination d'une loi de guidage d'evitement d'obstacle par un aeronef, produit programme d'ordinateur, systeme electronique et aeronef associes

Info

Publication number: FR3018364A1
Application number: FR1400537A
Authority: FR
Inventors: Matthieu Claybrough; Francois Colonna; Marc Riedinger
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2015-09-11
Anticipated expiration: 2034-03-04
Also published as: RU2683718C2; CA2881545A1; RU2015107383A; US9418564B2; CA2881545C; RU2015107383A3; BR102015004715A2; US20150254991A1; FR3018364B1; CN104900092A; CN104900092B

Abstract

Ce procédé de détermination d'une loi de guidage d'évitement d'obstacle par un aéronef est mis en œuvre par un système de détermination de ladite loi de guidage. L'aéronef comprend un système d'anticollision apte à détecter un risque de collision avec l'obstacle et ledit système de détermination. Ce procédé comprend la détermination (110) de consignes parmi des consignes de pente et de vitesse (VZ_consigne, IAS_consigne), au moins une consigne (VZ_consigne) étant fonction d'au moins une valeur limite de vitesse verticale, au moins une consigne (VZ_consigne) comportant une composante verticale selon une direction verticale, chaque valeur limite étant fournie par le système d'anticollision suite à la détection d'un risque de collision ; et le calcul (160) de la loi de guidage d'évitement en fonction des consignes déterminées. Lors de l'étape de détermination, au moins une consigne déterminée (IAS_consigne) comporte une composante longitudinale selon une direction longitudinale perpendiculaire à la direction verticale.

Description

Procédé de détermination d'une loi de guidage d'évitement d'obstacle par un aéronef, produit programme d'ordinateur, système électronique et aéronef associés La présente invention concerne un procédé de détermination d'une loi de guidage d'évitement d'un ou plusieurs obstacles par un aéronef, tel qu'un aéronef à voilure tournante. L'aéronef comprend un système d'anticollision apte à détecter un risque de collision avec le ou les obstacles et un système électronique de détermination de la loi de guidage d'évitement. Le procédé est mis en oeuvre par le système de détermination de la loi de guidage d'évitement, et comprend les étapes suivantes : - a) la détermination d'une ou de plusieurs consignes parmi des consignes de pente et de vitesse, au moins une consigne étant fonction d'au moins une valeur limite de vitesse verticale, au moins une consigne comportant une composante verticale selon une direction verticale, la ou chaque valeur limite de vitesse verticale étant fournie par le système d'anticollision suite à la détection d'un risque de collision avec le ou les obstacles ; et - b) le calcul de la loi de guidage d'évitement en fonction de la ou des consignes déterminées. L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur adapté pour mettre en oeuvre un tel procédé de détermination. L'invention concerne également un système électronique de détermination de la loi de guidage d'évitement. L'invention concerne également un aéronef, tel qu'un aéronef à voilure tournante, comprenant un système d'anticollision apte à détecter un risque de collision avec un ou plusieurs obstacles et un tel système électronique de détermination de la loi de guidage d'évitement. On connaît du document EP 1 797 488 B1 un procédé et un système de détermination du type précité. L'aéronef est un avion de transport, et lorsque le système d'anticollision détecte un risque de collision, il émet une alarme. Le système d'anticollision détermine également, à partir d'une limite de la vitesse verticale, une consigne de vitesse verticale. Une loi de guidage d'évitement, en particulier une consigne de facteur de charge, est ensuite calculée en fonction de la consigne de vitesse verticale déterminée. La consigne de facteur de charge calculée est fonction d'une différence entre la valeur de la vitesse verticale courante et la consigne de vitesse verticale déterminée, cette différence étant multipliée par une variable dépendant de la vitesse courante de l'aéronef. Les consignes de facteur de charge calculées sont ensuite automatiquement transmises à un directeur de vol qui met en oeuvre un mode d'affichage desdites consignes calculées pour fournir une aide au pilotage à l'équipage de l'aéronef. Toutefois, la loi de guidage d'évitement calculée suivant un tel procédé n'est pas optimale, la puissance requise pour maintenir équilibré le vol de l'aéronef pouvant être supérieure à la puissance disponible auquel cas la loi de guidage n'est pas appropriée pour effectuer l'évitement jusqu'à son terme.

Le but de l'invention est donc de proposer un procédé et un système permettant de calculer une meilleure loi de guidage d'évitement, en réduisant la puissance requise pour maintenir équilibré le vol de l'aéronef. De façon générale, la nouvelle loi de guidage permet une prise en compte des contraintes de performances de l'aéronef et une meilleure gestion de son énergie. À cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détermination du type précité, dans lequel lors de l'étape a), au moins une consigne déterminée comporte une composante longitudinale selon une direction longitudinale perpendiculaire à la direction verticale. Avec le procédé de détermination selon l'invention, l'utilisation d'une consigne de vitesse comportant une composante longitudinale, telle qu'une consigne de vitesse air comportant à la fois une composante verticale et une composante longitudinale, permet de calculer une meilleure loi de guidage d'évitement, notamment dans le cas où l'aéronef est un aéronef à voilure tournante. En effet, sur un aéronef à voilure tournante, la puissance totale requise pour voler commence par décroître lorsque la vitesse air augmente en partant d'une vitesse nulle, car la puissance induite utilisée pour sustenter l'aéronef diminue. Lorsque la vitesse air continue d'augmenter, la puissance parasite résultant des faits aérodynamiques du vent relatif sur l'aéronef augmente, et la puissance totale requise augmente également. Il existe donc une vitesse air où la puissance requise est minimale. Cette vitesse air optimale est également appelée vitesse air de meilleure montée. L'utilisation d'une consigne de vitesse comportant une composante longitudinale, telle que la consigne de vitesse air comportant à la fois une composante verticale et une composante longitudinale, permet alors de déterminer une loi de guidage proposant une meilleure gestion de l'énergie et de la puissance de l'aéronef. La loi de guidage permet par exemple de minimiser, en faisant varier ladite composante longitudinale de la vitesse, la puissance requise pour effectuer l'évitement du ou des obstacles. La manoeuvre d'évitement est alors plus durable et plus sûre avec une réserve de puissance plus importante entre la puissance disponible et la puissance requise. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le procédé de détermination comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - lors de l'étape a), une première consigne et une deuxième consigne sont déterminées, la première consigne étant une consigne parmi une consigne de vitesse verticale et une consigne de pente, la deuxième consigne étant une consigne de vitesse air, la première consigne comportant une composante verticale, et la deuxième consigne comportant une composante longitudinale ; - au moins une consigne comporte une valeur cible et une valeur courante, la loi de guidage d'évitement étant calculée en fonction de ladite valeur courante, et ladite valeur courante converge vers ladite valeur cible selon une loi de convergence ; - une plage autorisée de valeurs de vitesse verticale est déterminée à partir de la ou des valeurs limites de vitesse verticale fournies par le système d'anticollision, et la valeur cible de la consigne de vitesse verticale est comprise dans ladite plage autorisée ; - le procédé comprend en outre, préalablement à l'étape b), l'étape suivante : + a') la mesure d'une ou de plusieurs vitesses de l'aéronef selon au moins une direction parmi les directions verticale et longitudinale, et lors de l'étape b), la loi de guidage d'évitement est calculée en fonction en outre de la ou des vitesses mesurées ; - une vitesse verticale et une vitesse air sont mesurées lors de l'étape a'), et lorsqu'une première grandeur parmi la vitesse verticale mesurée et une consigne de vitesse verticale fournie par un dispositif de pilotage automatique est comprise dans la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale, la valeur cible de la consigne de vitesse verticale est égale à la première grandeur et la valeur cible de la consigne de vitesse air est égale à une deuxième grandeur parmi la vitesse air mesurée et une consigne de vitesse air fournie par le dispositif de pilotage automatique, lorsque la première grandeur n'est pas comprise dans ladite plage autorisée, la valeur cible de la consigne de vitesse verticale est une valeur comprise dans ladite plage autorisée et la valeur cible de la consigne de vitesse air est égale à une vitesse air de meilleure montée ou à la deuxième grandeur ; - le procédé comprend en outre, préalablement à l'étape b), l'étape suivante : + a") la mesure d'une ou de plusieurs accélérations de l'aéronef selon une direction parmi les directions verticale et longitudinale, et lors de l'étape b), la loi de guidage d'évitement est calculée en fonction en outre de la ou des accélérations mesurées ; - lors de l'étape a"), une accélération verticale et une accélération longitudinale sont mesurées, et la loi de guidage d'évitement est calculée, lors de l'étape b), en fonction, d'une part, de la consigne parmi la consigne de vitesse verticale et la consigne de pente et de l'accélération verticale, et d'autre part, de la consigne de vitesse air et de l'accélération longitudinale ; - l'aéronef est un aéronef à voilure tournante, et l'étape b) comporte le calcul d'au moins une commande parmi une commande de variation d'assiette et une commande de variation du levier de pas collectif ; - lors de l'étape b), la commande de variation d'assiette est calculée à l'aide de l'équation suivante : D THETA _com = -Klx(lAS _ consigne - IAS _mesurée)+K2x AX _ mesurée où IAS_consigne est la consigne de vitesse air, IAS_mesurée est une vitesse air mesurée, AX_mesurée est une accélération longitudinale mesurée, et K1 et K2 sont des gains dépendant au moins de l'altitude et de la vitesse ; - lors de l'étape b), la commande de variation du levier de pas collectif est calculée à l'aide de l'équation suivante : D COLL _com = K3 x (VZ _ consigne - VZ _ mesurée) - K4 x AZ _ mesurée où VZ_consigne est la consigne de vitesse verticale, VZ mesurée est une vitesse verticale mesurée, AZ_mesurée est une accélération verticale mesurée, et K3 et K4 sont des gains dépendant au moins de l'altitude et de la vitesse ; et - l'aéronef comprend en outre un dispositif de pilotage automatique, et le procédé comprend en outre, après l'étape b), au moins une étape suivante parmi : + c) l'affichage, sur un écran visible par un équipage de l'aéronef, de la loi de guidage d'évitement calculée lors de l'étape b), pour fournir à l'équipage une aide pour effectuer une manoeuvre d'évitement ; et + c') la transmission au dispositif de pilotage automatique de la loi de guidage d'évitement calculée lors de l'étape b), pour effectuer de manière automatique une manoeuvre d'évitement de l'obstacle. L'invention a également pour objet un produit programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu'elles sont mises en oeuvre par un ordinateur, mettent en oeuvre un procédé tel que défini ci-dessus.

L'invention a également pour objet un système électronique de détermination d'une loi de guidage d'évitement d'un obstacle par un aéronef, tel qu'un aéronef à voilure tournante, l'aéronef comprenant un système d'anticollision apte à détecter un risque de collision avec le ou les obstacles, le système comprenant des moyens de détermination d'une ou de plusieurs consignes parmi des consignes de pente et de vitesse, au moins une consigne étant fonction d'au moins une valeur limite de vitesse verticale, au moins une consigne comportant une composante verticale selon une direction verticale, la ou chaque valeur limite de vitesse verticale étant fournie par le système d'anticollision suite à la détection d'un risque de collision avec le ou les obstacles ; et des moyens de calcul de la loi de guidage d'évitement en fonction de la ou des consignes de vitesse déterminées, dans lequel au moins une consigne déterminée comporte une composante longitudinale selon une direction longitudinale perpendiculaire à la direction verticale. L'invention a également pour objet un aéronef, tel qu'un aéronef à voilure tournante, comprenant un système d'anticollision apte à détecter un risque de collision avec un ou plusieurs obstacles et un système électronique de détermination tel que défini ci-dessus. Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un aéronef selon l'invention, l'aéronef comprenant un système d'anticollision apte à détecter un risque de collision avec un ou plusieurs obstacles, des capteurs de mesure de vitesse et d'accélération, des organes de commande de vol, un dispositif de pilotage automatique, un écran d'affichage de données et un système électronique de détermination d'une loi de guidage d'évitement de l'obstacle, - la figure 2 est un ensemble de courbes représentant différentes puissances relatives à l'aéronef, ainsi que la puissance totale requise par l'aéronef pour voler, - la figure 3 est un organigramme d'un procédé, selon l'invention, de détermination d'une loi de guidage d'évitement de l'obstacle, le procédé étant mis en ceuvre par le système de détermination de la figure 1, et - la figure 4 est un organigramme plus détaillé d'une étape de détermination de consignes de vitesse de l'organigramme de la figure 3. Sur la figure 1, un aéronef 10, tel qu'un aéronef à voilure tournante, comprend un système d'anticollision 12 apte à détecter un risque de collision avec un ou plusieurs obstacles, un ensemble de capteurs 14 apte à mesurer des vitesses et des accélérations de l'aéronef 10, un dispositif 16 de pilotage automatique de l'aéronef et un écran 18 d'affichage de données. L'aéronef 10 comprend également un premier manche 20 et un deuxième manche 22, formant chacun un organe primaire de commande apte à être manipulé par l'équipage 24 de l'aéronef pour le pilotage de l'aéronef. Selon l'invention, l'aéronef 10 comprend en outre un système électronique 30 de détermination d'une loi de guidage d'évitement du ou des obstacles par l'aéronef. Le système d'anticollision 12, également noté TCAS (de l'anglais Traffic Collision Avoidance System), est connu en soi, et est adapté pour surveiller l'espace aérien autour de l'aéronef 10, afin de détecter notamment les autres aéronefs équipés d'un transpondeur actif correspondant. Cette détection est indépendante du contrôle du trafic aérien effectué par les contrôleurs du trafic aérien. En cas de détection d'un risque de collision avec un ou plusieurs obstacles, le système d'anticollision 12 est apte à fournir au système de détermination 30 une ou plusieurs valeurs limites de vitesse verticale. Le système de détermination 30 est alors apte à déterminer une plage autorisée de valeurs de vitesse verticale à partir de la ou des valeurs limites de vitesse verticale reçues du système d'anticollision 12. Lorsque le système d'anticollision 12 fournit seulement une valeur minimale de vitesse verticale, la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale correspond aux valeurs supérieures à cette valeur minimale. Lorsque le système d'anticollision 12 fournit seulement une valeur maximale de vitesse verticale, la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale correspond aux valeurs inférieures à cette valeur maximale. Enfin, lorsque le système d'anticollision 12 fournit à la fois une valeur minimale et une valeur maximale de vitesse verticale, la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale est l'ensemble des valeurs comprises entre cette valeur minimale et cette valeur maximale. L'ensemble de capteurs 14 est adapté pour mesurer des vitesses et des accélérations de l'aéronef 10, notamment une vitesse verticale VZ et une accélération verticale AZ selon une direction verticale Z, c'est-à-dire une direction normale à la surface terrestre, ou encore une direction passant sensiblement par le centre du globe terrestre.

Par la suite, la vitesse verticale mesurée et l'accélération verticale mesurée sont respectivement notées VZ_mesurée et AZ_mesurée. L'homme du métier comprendra bien entendu que l'invention s'applique de manière analogue au cas où on utiliserait la pente, également notée FPA (de l'anglais Flight Path Angle) plutôt que la vitesse verticale VZ, sachant que le passage d'une grandeur à l'autre s'effectue à l'aide de l'équation suivante : VZ FPA= tan(--) (1) VX où VX représente une vitesse longitudinale selon une direction longitudinale X perpendiculaire à la direction verticale Z. L'ensemble de capteurs 14 est adapté pour mesurer une vitesse air modifiée IAS (de l'anglais Indicated Airspeed), la vitesse air modifiée mesurée pour l'aéronef 10 étant notée IAS mesurée. La vitesse air modifiée IAS comporte une composante verticale selon la direction verticale Z et une composante longitudinale selon la direction longitudinale X perpendiculaire à la direction verticale Z. Dans la suite de la description, la vitesse air correspondra par convention à la vitesse air modifiée IAS. L'homme du métier comprendra bien entendu que l'invention s'applique de manière analogue au cas où la vitesse air mesurée est la vitesse air CAS (de l'anglais Calibrated Airspeed), ou encore à la vitesse air TAS (de l'anglais True Airspeed), ou encore au MACH. L'ensemble de capteurs 14 est également adapté pour mesurer une accélération longitudinale AX de l'aéronef 10 selon la direction longitudinale X, l'accélération longitudinale mesurée étant notée AX_mesurée. Le dispositif de pilotage automatique et 16 est connu en soi, et permet, lorsqu'il est activé, d'agir automatiquement sur la trajectoire de l'aéronef 10, en l'absence d'une manipulation de l'un des organes primaires de commande 20, 22 par l'équipage 24 de l'aéronef. L'écran d'affichage 18 est apte à afficher des données, notamment des données issues du système de détermination 30, par exemple pour fournir une aide au pilotage à l'équipage 24 de l'aéronef. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, l'écran d'affichage 18 est distinct du système de détermination 30. En variante non représentée, l'écran d'affichage 18 est intégré au système de détermination 30. Les premiers et deuxième manches 20, 22 sont connus en soi et forment des organes primaires de commande de l'aéronef 10 qui sont manipulés par l'équipage 24 pour piloter l'aéronef. Le premier manche 20, également appelé levier de pas collectif, est adapté pour commander la montée ou la descente de l'aéronef à voilure tournante 10 dans un plan vertical contenant la direction verticale Z et la direction longitudinale X. Le deuxième manche 22, également appelé manche cyclique ou mini-manche est adapté pour commander une variation de l'assiette de l'aéronef à voilure tournante 10. Le système de détermination 30 comprend une unité de traitement d'informations 32 formée par exemple d'une mémoire 34 et d'un processeur 36 associé à la mémoire 34.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le système de détermination 30 est distinct à la fois du système d'anticollision 12 et du dispositif de pilotage automatique 16. En variante non représentée, le système de détermination 30 est intégré au dispositif de pilotage automatique 16. L'écran d'affichage 18 correspond alors par exemple à un écran d'affichage, non représenté, du dispositif de pilotage automatique 16, et l'unité de traitement d'informations 32 correspond à une unité de traitement d'informations, non représentée, du dispositif de pilotage automatique 16. La mémoire 34 est apte à stocker un logiciel 38 d'acquisition de valeurs mesurées de vitesse VZ_mesurée, IAS_mesurée et/ou d'accélération AZ_mesurée, AX_mesurée parmi les valeurs fournies par l'ensemble de capteurs 14, de la ou des valeurs limites de vitesse verticale issues du système d'anticollision 12, ainsi que d'éventuelles consignes de vitesse verticale VZ_PA et de vitesse air IAS_PA fournies par le dispositif de pilotage automatique 16. La mémoire 34 est également apte à stocker un logiciel 40 de détermination d'une ou de plusieurs consignes de vitesse VZ_consigne, IAS_consigne, au moins une consigne de vitesse VZ_consigne étant fonction d'au moins une valeur limite de vitesse verticale, au moins une consigne de vitesse VZ_consigne, IAS_consigne comportant une composante verticale selon la direction verticale Z. Selon l'invention, au moins une consigne de vitesse IAS_consigne déterminée par le logiciel de détermination 40 comporte une composante longitudinale selon la direction longitudinale X. La mémoire 34 est également apte à stocker un logiciel 42 de calcul d'une loi de guidage d'évitement de l'obstacle détecté par le système d'anticollision 12, le calcul de la loi de guidage étant effectué en fonction de la ou des consignes de vitesse déterminées VZ_consigne, IAS_consigne.

En complément facultatif, la mémoire 34 est apte à stocker un logiciel 44 d'affichage, à l'écran 18, de données relatives à la loi de guidage d'évitement calculée. En complément facultatif, la mémoire 34 est apte à stocker un logiciel 46 de transmission au dispositif de pilotage automatique 16 de données relatives à la loi de guidage d'évitement calculée, afin que la manoeuvre d'évitement soit effectuée de manière automatique par le dispositif de pilotage automatique 16. Les données transmises au dispositif de pilotage automatique 16 comportent, par exemple, une commande de variation d'assiette D_THETA_com et une commande de variation du levier de pas collectif D_COLL_com. Le processeur 36 est propre à charger et à exécuter chacun des logiciels 38, 40, 42, 44 et 46.

Le logiciel d'acquisition 38, le logiciel de détermination 40 et le logiciel de calcul 42 forment respectivement des moyens d'acquisition des valeurs mesurées de vitesse et/ou d'accélération, des moyens de détermination d'une ou de plusieurs consignes de vitesse et des moyens de calcul de la loi de guidage d'évitement de l'obstacle.

En variante, les moyens d'acquisition 38, les moyens de détermination 40 et les moyens de calcul 42 sont réalisés sous forme de composants logiques programmables, ou encore sous forme de circuits intégrés dédiés. En complément facultatif, le logiciel d'affichage 44 et le logiciel de transmission 46 forment respectivement des moyens d'affichage de données à l'écran 18 et des moyens de transmission de données au dispositif de pilotage automatique 16. En variante de ce complément, les moyens d'affichage 44 et les moyens de transmission 46 sont réalisés sous forme de composants logiques programmables, ou encore sous forme de circuits intégrés dédiés. Le logiciel d'acquisition 38 est, par exemple, adapté pour acquérir à la fois des valeurs des vitesses verticale et air mesurées VZ_mesurée, IAS_mesurée et des valeurs des accélérations verticale et longitudinale mesurées AZ mesurée, AX_mesurée. Le logiciel d'acquisition 38 est également adapté pour acquérir la ou les valeurs limites de vitesse verticale issues du système d'anticollision 12, ainsi que d'éventuelles consignes de vitesse verticale VZ_PA et de vitesse air IAS_PA fournies par le dispositif de pilotage automatique 16. Le logiciel de détermination 40 est, par exemple, adapté pour calculer une consigne de vitesse verticale VZ_consigne et une consigne de vitesse air IAS_consigne. La consigne de vitesse verticale VZ_consigne comporte seulement une composante verticale selon la direction verticale Z, et la consigne de vitesse air IAS_consigne comporte à la fois une composante verticale selon la direction verticale Z et une composante longitudinale selon la direction longitudinale X. Dans l'exemple de réalisation décrit, chaque consigne de vitesse VZ_consigne, IAS_consigne comporte une valeur cible et une valeur courante, la loi de guidage d'évitement étant calculée en fonction de la valeur courante, et ladite valeur courante convergeant vers la valeur cible selon une loi de convergence. Dans la suite de la description, la valeur cible et la valeur courante de la consigne de vitesse verticale VZ_consigne sont respectivement notées VZ_cons_cible et VZcons_courante. La valeur cible et la valeur courante de la consigne de vitesse air IAS_consigne sont respectivement notées IAS_cons_cible et IAS_cons_courante. La valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale est comprise dans la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale VZ qui est déterminée à partir de la ou des valeurs limites de vitesse verticale fournies par le système d'anticollision 12. Dans l'exemple de réalisation décrit, la consigne de vitesse verticale VZ_consigne est alors déterminée en fonction d'au moins une valeur limite de vitesse verticale fournie par le système d'anticollision 12. Lorsqu'une première grandeur VZ_référence choisie parmi la vitesse verticale mesurée VZ_mesurée et une éventuelle consigne de vitesse verticale VZ_PA fournie par le dispositif de pilotage automatique 16 est comprise dans la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale, telle que décrite précédemment, la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale est, par exemple, égale à la première grandeur VZ_référence et la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est, par exemple, égale à une deuxième grandeur IAS_référence choisie parmi la vitesse air mesurée IAS_mesurée et une éventuelle consigne de vitesse air IAS_PA fournie par le dispositif de pilotage automatique 16.

Sinon, lorsque la première grandeur VZ_référence n'est pas comprise dans ladite plage autorisée, la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale est une valeur choisie dans ladite plage autorisée et la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est, par exemple, égale à une vitesse air de meilleure montée IASMM ou à la deuxième grandeur IAS_référence, comme cela sera décrit plus en détail par la suite en regard de la figure 4. Lorsqu'une consigne de vitesse verticale VZ_PA est fournie par le dispositif de pilotage automatique 16, alors la première grandeur VZ_référence est de préférence égale à cette consigne VZ_PA reçue du dispositif de pilotage automatique 16. Dans le cas où le dispositif de pilotage automatique 16 n'a fourni aucune consigne de vitesse verticale au système de détermination 30, la première grandeur VZ_référence est alors égale à la vitesse verticale mesurée VZ_mesurée. De manière analogue, lorsqu'une consigne de vitesse air IAS_PA est fournie par le dispositif de pilotage automatique 16, alors la deuxième grandeur IAS_référence est de préférence égale à cette consigne IAS_PA reçue du dispositif de pilotage automatique 16.

Dans le cas où le dispositif de pilotage automatique 16 n'a fourni aucune consigne de vitesse air au système de détermination 30, la deuxième grandeur IAS_référence est alors égale à la vitesse air mesurée IAS_mesurée. L'homme du métier notera que cette logique est indépendante, c'est-à-dire découplée, entre la première grandeur VZ_référence et la deuxième grandeur IAS_référence, le dispositif de pilotage automatique 16 étant susceptible de fournir seulement une consigne de vitesse verticale VZ_PA, ou seulement une consigne de vitesse air IAS_PA, ou encore à la fois une consigne de vitesse verticale VZ_PA et une consigne de vitesse air IAS_PA, ou encore aucune consigne de vitesse verticale VZ_PA et aucune consigne de vitesse air IAS_PA. La vitesse air de meilleure montée IASMM, visible sur la figure 2, est la vitesse air correspondant à une valeur minimale de la puissance totale requise pour faire voler l'aéronef 10, la puissance totale requise correspondant à la courbe 60 en trait gras sur la figure 2. Sur la figure 2, la courbe 62 représente la puissance induite utilisée pour sustenter l'aéronef 10, la courbe 64 représente la puissance parasite résultant des effets aérodynamiques du vent relatif sur l'aéronef 10 et la courbe 66 représente la puissance de profil résultant du travail des forces de traînée sur les pales, la puissance totale requise étant la somme de la puissance induite, de la puissance parasite et de la puissance de profil. Le logiciel de calcul 42 est adapté pour calculer la loi de guidage d'évitement du ou des obstacles en fonction de la ou des consignes de vitesse déterminées, par exemple en fonction, d'une part, de la consigne de vitesse verticale VZ_consigne, et en particulier de la valeur courante VZ_cons_courante de cette consigne de vitesse, et d'autre part, de la consigne de vitesse air IAS_consigne, et en particulier de la valeur courante IAS_cons_courante de cette consigne de vitesse. La loi de guidage calculée par le logiciel de calcul 42 comporte, par exemple, deux commandes, à savoir une première commande fonction de la consigne de vitesse verticale VZ_consigne et de la vitesse verticale mesurée VZ_mesurée, et une deuxième commande fonction de la consigne de vitesse air IAS_consigne et de la vitesse air mesurée IAS_mesurée. En complément, la loi de guidage calculée est fonction en outre, d'une part, de l'accélération verticale AZ, et d'autre part, de l'accélération longitudinale AX. La première commande est alors fonction de la consigne de vitesse verticale VZ_consigne, en particulier de la valeur courante VZ_cons_courante de cette consigne de vitesse verticale, de la vitesse verticale mesurée VZ_mesurée et de l'accélération verticale AZ. De manière analogue, la deuxième commande est alors fonction de la consigne de vitesse air IAS_consigne, en particulier de la valeur courante IAS_cons courante de cette consigne de vitesse air, de la vitesse air mesurée IAS_mesurée et de l'accélération longitudinale AX. Dans l'exemple de réalisation décrit où l'aéronef 10 est un aéronef à voilure tournante, la première commande est la commande de variation du levier de pas collectif D COLL com et la deuxième commande est la commande de variation d'assiette D THETA_com.

La commande de variation d'assiette D_THETA_com vérifie par exemple l'équation suivante : D THETA _com = -K1x(IAS _ consigne - IAS _mesurée)+ K2 x AX _ mesurée (2) où IAS_consigne est la consigne de vitesse air, IAS_mesurée est une vitesse air mesurée, AX_mesurée est une accélération longitudinale mesurée, et K1 et K2 sont des gains dépendant au moins de l'altitude et de la vitesse. Le gain K1 est exprimé en degrés par m.s-1, et est par exemple compris entre 1 degré par m.s-1 et 6 degrés par m.s-1, typiquement égal à 3 degrés par m.s-1.

Le gain K2 est exprimé en degrés par m.s-2, et est par exemple compris entre 0 degré par m.s2 et 12 degrés par m.s-2, typiquement égal à 6 degrés par m.s2 . Lorsqu'en complément la consigne de vitesse air IAS_consigne comporte la valeur cible IAS_cons_cible et la valeur courante IAS_cons_courante, la commande de variation d'assiette D_THETA_com vérifie de préférence l'équation suivante : D THETA _com = -K1x(IAS _cons _courante- IAS _mesurée)+ K2x AX _mesurée (3) La commande de variation du levier de pas collectif D_COLL_com vérifie par exemple l'équation suivante : D COLL _ com = K3 x (VZ _ consigne - VZ _ mesurée) - K4 x AZ _ mesurée (4) où VZ_consigne est la consigne de vitesse verticale, VZ_mesurée est une vitesse verticale mesurée, AZ_mesurée est une accélération verticale mesurée, et K3 et K4 sont des gains dépendant au moins de l'altitude et de la vitesse. Le gain K3 est exprimé en % par m.s-1, et est par exemple compris entre 1 % par m.s-1 et 4 % par m.s-1, typiquement égal à 2 % par m.s-1.

Le gain K4 est exprimé en % par m.s-2, et est par exemple compris entre 0 % par m.s2 et 4 % par m.s2, typiquement égal à 1 % par m.s2 . De manière analogue, lorsqu'en complément la consigne de vitesse verticale VZ_consigne comporte la valeur cible VZ_cons_cible et la valeur courante VZ_cons_courante, la commande de variation du levier de pas collectif D_COLL_com vérifie de préférence l'équation suivante : D COLL _com = K3 x (VZ __cons _courante-VZ _mesurée)- K4 x AZ _ mesurée (5) Le fonctionnement du système de détermination 30 selon l'invention va être à présent décrit à l'aide des figures 3 et 4 représentant respectivement un organigramme du procédé de détermination de la loi de guidage d'évitement selon l'invention et un organigramme détaillé de l'étape de détermination des valeurs cible VZ_cons_cible, IAS_cons_cible des consignes de vitesse. Lors d'une étape initiale 100, des valeurs des vitesses verticale et air VZ_mesurée, IAS_mesurée sont mesurées par l'ensemble de capteurs 14, puis acquises par le logiciel d'acquisition 38. En complément, des valeurs des accélérations verticale et longitudinale AZ_mesurée, AX_mesurée sont mesurées par l'ensemble de capteurs 14, puis acquises par le logiciel d'acquisition 38. Ces différentes valeurs de vitesses et d'accélérations sont de préférence mesurées à un même instant temporel. Le logiciel d'acquisition 38 acquiert également la ou les valeurs limites de vitesse verticale issues du système d'anticollision 12, ainsi que d'éventuelles consignes de vitesse verticale VZ_PA et de vitesse air IAS_PA fournies par le dispositif de pilotage automatique 16. Le logiciel de détermination 40 détermine ensuite, lors d'une étape 110, la consigne de vitesse verticale VZ_consigne et la consigne de vitesse air IAS_consigne, notamment à l'aide des valeurs des vitesses verticale et air mesurées VZ_mesurée, IAS_mesurée acquises précédemment. Cette étape de détermination 110 est décomposée en sous-étapes visibles sur la figure 4. Sur la figure 4, lors de la sous-étape 115, le logiciel de détermination 40 commence par déterminer si la première grandeur VZ_référence appartient ou non à la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale. Comme décrit précédemment, la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale est définie à partir de la ou des valeurs limites de vitesse verticale reçues du système d'anticollision 12. Si la première grandeur VZ_référence appartient à la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale, alors le logiciel de détermination 40 détermine, lors de la sous-étape 120, la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale comme étant égale à la première grandeur VZ_référence. Sinon, le logiciel de détermination 40 calcule, lors de la sous-étape 125, la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale en choisissant une valeur appartenant à la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale. La valeur choisie est, par exemple, la valeur de ladite plage autorisée qui est la plus proche de la première grandeur VZ_référence. En variante, la valeur choisie est la valeur de ladite plage autorisée la plus proche de la première grandeur VZ_référence, à laquelle on ajoute ou on soustrait une marge, afin que la valeur cible VZ_cons_cible choisie soit distante de la ou des valeurs limites de vitesse verticale d'au moins cette marge. Le logiciel de détermination 40 détermine ensuite, lors de la sous-étape 130, si la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale calculée précédemment lors de la sous-étape 125 est supérieure ou non à la première grandeur VZ_référence.

Si la valeur cible calculée VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale est supérieure à la première grandeur VZ_référence, alors le logiciel de détermination 40 vérifie ensuite, lors de la sous-étape 135, si la deuxième grandeur IAS_référence est inférieure ou non à la vitesse air de meilleure montée IASMM.

Si la valeur cible calculée VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale est au contraire inférieure à la première grandeur VZ_référence, le logiciel de détermination 40 vérifie, lors de la sous-étape 140, si la deuxième grandeur IAS_référence est inférieure ou non à la vitesse air de meilleure montée IASMM. Lors de la sous-étape 135, si la deuxième grandeur IAS_référence est inférieure à la vitesse air de meilleure montée IASMM, alors le logiciel de détermination 40 détermine, lors de la sous-étape 145, la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air comme étant égale à la deuxième grandeur IAS_référence. Si au contraire, lors de la sous-étape 135, la deuxième grandeur IAS_référence est supérieure ou égale à la vitesse air de meilleure montée IASMM, alors le logiciel de détermination 40 détermine, lors de la sous-étape 150, la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air comme étant égale à la vitesse air de meilleure montée IASMM. Lors de la sous-étape 140, si la deuxième grandeur IAS_référence est inférieure à la vitesse air de meilleure montée IASMM, alors le logiciel de détermination 40 passe à la sous-étape 150, et la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est alors égale à la vitesse air de meilleure montée IASMM. Si au contraire, lors de la sous-étape 140, la deuxième grandeur IAS_référence est supérieure ou égale à la vitesse air de meilleure montée IASMM, alors le logiciel de détermination 40 passe à la sous-étape 145, et la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est alors égale à la deuxième grandeur IAS_référence.

A la suite de la sous-étape 120, le logiciel de détermination 40 passe à la sous- étape 145, et la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est alors égale à la deuxième grandeur IAS_référence. Autrement dit, la stratégie pour déterminer la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est la suivante : - si la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale est inchangée par rapport à la première grandeur VZ_référence (sous-étape 120), alors la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est également inchangée, et égale à la deuxième grandeur IAS_référence ; - si la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale est supérieure à la première grandeur VZ_référence (réponse positive au test de la sous-étape 130), c'est-à-dire si la vitesse verticale doit être augmentée, et si la deuxième grandeur IAS_référence est supérieure à la vitesse air de meilleure montée IASMM (réponse négative au test de la sous-étape 135), alors la vitesse air de meilleure montée IASMM est utilisée comme valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air. Ceci permet d'utiliser l'énergie cinétique pour faciliter la montée, comme représenté à la figure 2 avec la vitesse air IASi et la flèche F1, et diminue la puissance totale requise à plus long terme, c'est-à-dire lorsque la vitesse air se rapprochera de la vitesse air de meilleure montée. - si la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale est inférieure ou égale à la première grandeur VZ_référence (réponse négative au test de la sous-étape 130), c'est-à-dire si la vitesse verticale doit être diminuée, et si la deuxième grandeur IAS_référence est inférieure à la vitesse air de meilleure montée IASMM (réponse positive au test de la sous-étape 140), alors la vitesse air de meilleure montée IASMM est également utilisée comme valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air. Ceci permet d'effectuer un transfert d'énergie facilitant la descente, comme représenté à la figure 2 avec la vitesse air IAS2 et la flèche F2, et place de l'aéronef 10 dans une bonne configuration pour exécuter d'autres manoeuvres en augmentant la marge de puissance disponible via la diminution de la puissance totale requise. - dans les autres cas (réponse positive au test de la sous-étape 135 ou réponse négative au test de la sous-étape 140), la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est inchangée, et égale à la deuxième grandeur IAS_référence. À la fin de l'étape 110, à l'issue de la sous-étape 145 ou de la sous-étape 150, le logiciel de détermination 40 détermine également les valeurs courantes IAS_cons_courante, VZ_cons_courante de la consigne de vitesse air et de la consigne de vitesse verticale à l'aide des valeurs cibles IAS_cons_cible, VZ_cons_cible déterminées précédemment et en fonction de la loi de convergence de la valeur courante vers la valeur cible correspondante. La convergence de la valeur courante VZ_cons_courante de la consigne de vitesse verticale vers la valeur cible VZ_cons_cible correspondante suit, par exemple, une loi affine. Autrement dit, la dynamique de rejointe de la valeur courante VZ_cons_courante vers la valeur cible VZ_cons_cible, c'est-à-dire la dérivée par rapport au temps de la valeur courante VZ_cons_courante est constante tant que la valeur cible VZ_cons_cible n'a pas été atteinte. La dérivée par rapport au temps de la valeur courante VZ_cons_courante est, par exemple, égale en valeur absolue à 400 pieds/minute par seconde. Le choix de la loi de convergence permet alors de garantir une accélération verticale permettant d'assurer une réponse rapide pour l'évitement du ou des obstacles, tout en conservant une certaine marge de puissance.

La dynamique de rejointe de la valeur courante IAS_cons_courante de la consigne de vitesse air vers la valeur cible IAS_cons_cible, c'est-à-dire la dérivée par rapport au temps de la valeur courante IAS_cons_courante, est par exemple fonction de la vitesse air mesurée IAS_mesurée et de la différence entre la valeur cible IAS_cons_cible et la valeur courante IAS_cons_courante de la consigne de vitesse air. La valeur absolue de la dérivée par rapport au temps de la valeur courante IAS_cons_courante vérifie par exemple l'équation suivante : dIAS _cons _courante dt pour des valeurs de K * IVZ_cons_cible - VZ_cons_courantel comprises entre une accélération longitudinale minimale AXmin et une accélération longitudinale maximale AXmax ; où K est un gain exprimé en noeuds par seconde par pieds par minute. Le signe de la dérivée par rapport au temps de la valeur courante IAS_cons_courante est celui de la différence entre la valeur cible et la valeur courante de la consigne de vitesse air, notée IAS_cons_cible - IAS_cons_courante. La valeur courante IAS_cons_courante de la consigne de vitesse air converge alors vers la valeur cible IAS_cons_cible. Autrement dit, la dérivée par rapport au temps de la valeur courante IAS_cons_courante vérifie par exemple l'équation suivante : dIAS cons courante = sgn(IAS _cons _cible- IAS _cons _courante) dt xmed(K xIVZ _cons _cible- VZ _cons _couran4 AX min, AX max) où sgn est la fonction signe qui vaut +1 si la différence (IAS_cons_cible - IAS_cons_courante) est positive, 0 si elle est nulle et -1 si elle est négative ; med est la fonction médiane qui vaut la valeur médiane des trois valeurs (K * IVZ_cons_cible - VZ_cons_courant1), AXmin et AXmax. Ceci permet de se limiter à des valeurs de l'accélération longitudinale AX comprises entre l'accélération longitudinale minimale AXmin et l'accélération longitudinale maximale AXmax. A titre d'exemple, la valeur du gain K est égale 1/500 noeuds par pieds par minute, les valeurs minimale et maximale de l'accélération longitudinale AXmin et AXmax sont respectivement égales à 1 noeud par seconde et à 2 noeuds par seconde. Avec cet exemple de valeurs, si l'écart de vitesse verticale est supérieur à 1000 pieds, la valeur courante de la consigne de vitesse air IAS_cons_courante converge à 2 noeuds par seconde vers la valeur cible IAS_cons_cible. Si l'écart de vitesse verticale est compris entre 500 et 1000 pieds, la valeur courante de la consigne de vitesse air IAS_cons_courante converge à K fois l'écart de vitesse verticale calculé vers la valeur = K xIVZ _cons _cible -VZ _cons _courante' (6) (7) cible IAS_cons_cible. Enfin, si l'écart de vitesse verticale est inférieur à 500 pieds, la valeur courante de la consigne de vitesse air IAS_cons_courante converge à 1 noeud par seconde vers la valeur cible IAS_cons_cible. Ceci permet alors d'accélérer la dynamique de rejointe pour la vitesse air lorsque les performances le nécessitent, ou encore vont le nécessiter à brève échéance, ou au contraire de proposer une dynamique de rejointe plus lente pour la vitesse air si la manoeuvre d'évitement ne nécessite pas une dynamique trop importante. Dans ce dernier cas, cela permet alors de conserver une marge plus importante de puissance pour une meilleure sécurité de l'aéronef 10.

En variante, la dérivée par rapport au temps de la loi de convergence de la valeur courante IAS_cons_courante vers la valeur cible IAS_cons_cible est constante, et par exemple égale en valeur absolue à 1 noeud par seconde. Le logiciel de calcul 42 calcule ensuite, lors de l'étape 160, visible sur la figure 3, la loi de guidage d'évitement de l'obstacle en fonction de la ou des consignes de vitesse déterminées. Dans l'exemple de réalisation décrit, le logiciel de calcul 42 calcule la commande de variation d'assiette D_THETA_conn en fonction de la valeur courante IAS_cons_courante de la consigne de vitesse air, de la vitesse air mesurée IAS_mesurée et de l'accélération longitudinale mesurée AX_mesurée suivant l'équation (2). Le logiciel de calcul 42 calcule également la commande de variation du levier de pas collectif D_COLL_com en fonction de la valeur courante VZ_cons_courante de la consigne de vitesse verticale, de la vitesse verticale mesurée VZ_mesurée et de l'accélération verticale mesurée AZ_mesurée suivant l'équation (4). Après l'étape 160, le système de détermination 30 passe à l'étape 170 au cours de laquelle son logiciel d'affichage 44 gère l'affichage à l'écran 18 de données relatives à la loi de guidage d'évitement calculée. En variante ou en complément, après l'étape 160, le système de détermination 30 passe à l'étape 180 au cours de laquelle son logiciel de transmission 46 transmet au dispositif de pilotage automatique 16 les données relatives à la loi de guidage d'évitement calculée, afin que la manoeuvre d'évitement soit automatiquement effectuée par le dispositif de pilotage automatique 16. Le logiciel de transmission 46 transmet notamment les valeurs des commandes de variation d'assiette D_THETA_com et de levier de pas collectif D_COLL_com calculées précédemment lors de l'étape 160. À l'issue de l'étape 160, le système de détermination 30 retourne à l'étape 100 afin d'acquérir, via son logiciel d'acquisition 38, de nouvelles valeurs des vitesses verticale et air mesurées VZ_mesurée, IAS_mesurée et des accélérations verticale et longitudinale mesurées AZ_mesurée, AX_mesurée.

Après être retourné à l'étape 100, le système de détermination 30 passe à l'étape 110 afin de déterminer de nouvelles consignes de vitesse. Cette nouvelle détermination est de préférence effectuée en faisant varier seulement les valeurs courantes VZ_cons_courante et IAS_cons_courante des consignes de vitesse verticale et de vitesse air vers leurs valeurs cibles respectives VZ_cons_cible et IAS_cons_cible en fonction des lois de convergence associées, et en conservant les valeurs cibles VZ_cons_cible et IAS_cons_cible déterminées lors du premier passage par l'étape 110. Les valeurs cibles respectives VZ_cons_cible et IAS_cons_cible sont, de préférence, modifiées seulement s'il y a une modification des données provenant du système d'anticollision 12 ou des données provenant du dispositif de pilotage automatique 16. Autrement dit, les valeurs cibles respectives VZ_cons_cible et IAS_cons_cible sont alors modifiées seulement s'il faut changer la manoeuvre d'évitement, par exemple suite à un nouvel obstacle, ou suite à une fin d'obstacle, ou encore suite à une modification de la trajectoire de l'obstacle.

Le système de détermination 30 et le procédé de détermination selon l'invention permettent alors de calculer une meilleure loi de guidage d'évitement de l'obstacle en prenant en compte non seulement une consigne de vitesse comportant une composante verticale selon la direction verticale Z, comme cela est fait dans l'état de la technique avec la prise en compte de la seule consigne de vitesse verticale, mais également une consigne de vitesse comportant une composante longitudinale selon la direction longitudinale X perpendiculaire à la direction verticale Z. Ladite consigne de vitesse comportant la composante longitudinale est, par exemple, la consigne de vitesse air, qui comporte à la fois une composante verticale et une composante longitudinale. La loi de guidage d'évitement ainsi déterminée selon l'invention permet alors de proposer une meilleure gestion de la l'énergie de l'aéronef 10, notamment en minimisant la puissance requise pour effectuer la manoeuvre d'évitement. La manoeuvre d'évitement est alors plus durable et plus sûre, notamment en amenant l'aéronef 10 à un point de vol équilibré correspondant à la vitesse air de meilleure montée IASMM. La gestion de l'énergie permet également de faire des manoeuvres d'évitement plus rapides, notamment dans le cas d'une transformation de l'énergie cinétique provenant de la vitesse d'avancement en énergie potentielle pour monter plus rapidement, comme représenté par la flèche F1 à la figure 2. Lorsque chaque consigne de vitesse VZ_consigne, IAS_consigne comporte en outre une valeur cible VZ_cons_cible, IAS_cons_cible et une valeur courante VZ_cons_courante, IS_cons_courante, avec une loi de convergence de la valeur courante vers la valeur cible correspondante, le choix des lois de convergence permet d'effectuer une manoeuvre d'évitement plus naturelle, c'est-à-dire plus proche de la manoeuvre qui serait effectuée par un pilote. Selon un deuxième mode de réalisation, le système de détermination 30 est adapté pour déterminer une consigne de pente FPA_consigne à la place de la consigne de vitesse verticale VZ_consigne. En effet, compte tenu de la relation décrite précédemment à l'aide de l'équation (1) entre la vitesse verticale VZ et la pente FPA, l'homme du métier comprendra que le système de détermination 30 est également adapté pour calculer la loi de guidage d'évitement en fonction de la consigne de pente FPA_consigne et de la consigne de vitesse air IAS_consigne déterminées.

De manière analogue à ce qui a été décrit précédemment pour le premier mode de réalisation, la consigne de pente FPA_consigne et la consigne de vitesse air IAS_consigne comportent, par exemple, chacune une valeur cible FPA_cons_cible, IAS_cons_cible et une valeur courante FPA_cons_courante, IAS_cons_courante, la loi de guidage d'évitement étant calculée en fonction de la valeur courante, et ladite valeur courante convergeant vers la valeur cible selon une loi de convergence. La commande de variation d'assiette D THETA_com vérifie par exemple l'équation (2), ou en complément facultatif l'équation (3), décrites précédemment pour le premier mode de réception, avec des valeurs de gain K1, K2 inchangées. Selon ce deuxième mode de réalisation, la commande de variation du levier de pas collectif D_COLL_com vérifie alors par exemple l'équation suivante : D COLL _com = K5x(FPA _consigne- FPA _mesurée)- K6x AZ _mesurée (8) où FPA_consigne est la consigne de pente, FPA_mesurée est une pente mesurée, AZ_mesurée est une accélération verticale mesurée, et K5 et K6 sont des gains dépendant au moins de l'altitude et de la vitesse. Le gain K5 est exprimé en % par degré, et est par exemple compris entre 0,2 % par degré et 8 % par degré, typiquement égal à 1 % par degré. Le gain K6 est exprimé en % par degré.s-1, et est par exemple compris entre 0 % par degré.s4 et 8 % par degré.s-1, typiquement égal à 0,5 % par degré.s-1.

De manière analogue, lorsqu'en complément facultatif, la consigne de pente FPA_consigne comporte la valeur cible FPA_cons_cible et la valeur courante FPA_cons_courante, la commande de variation du levier de pas collectif D_COLL_com vérifie de préférence l'équation suivante : D COLL _com = K5x(FPA _cons _courante- FPA _mesurée)- K6 x AZ _mesurée (9) Selon ce deuxième mode de réalisation, la consigne de pente VZ_consigne est alors par exemple déterminée en fonction d'au moins une valeur limite de vitesse verticale fournie par le système d'anticollision 12, plus précisément en fonction d'une plage autorisée de valeurs de pente, calculée à l'aide de l'équation (1) et de la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale décrite précédemment pour le premier mode de réalisation. Lorsqu'une troisième grandeur FPA_référence choisie parmi la pente mesurée FPA_mesurée et une éventuelle consigne de pente FPA_PA fournie par le dispositif de pilotage automatique 16 est comprise dans la plage autorisée de valeurs de pente, la valeur cible FPA_cons_cible de la consigne de pente est, par exemple, égale à la troisième grandeur FPA_référence et la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est, par exemple, égale à la deuxième grandeur IAS_référence choisie parmi la vitesse air mesurée IAS_mesurée et une éventuelle consigne de vitesse air IAS_PA fournie par le dispositif de pilotage automatique 16. Sinon, lorsque la troisième grandeur FPA_référence n'est pas comprise dans ladite plage autorisée de valeurs de pente, la valeur cible FPA_cons_cible de la consigne de pente est une valeur choisie dans ladite plage autorisée de valeurs de pente et la valeur cible IAS_cons_cible de la consigne de vitesse air est, par exemple, égale à une vitesse air de meilleure montée IASMM ou à la deuxième grandeur IAS_référence. Le fonctionnement du système de détermination 30 selon ce deuxième mode de réalisation est alors analogue à celui décrit précédemment pour le premier mode de réalisation en remplaçant à chaque fois la consigne de vitesse verticale VZ_consigne par la consigne de pente FPA_consigne, voire en complément la valeur courante VZ_cons_courante et la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale respectivement par la valeur courante FPA_cons_courante et la valeur cible FPA_cons_cible de la consigne de pente, ainsi qu'en remplaçant la première grandeur VZ_référence par la troisième grandeur FPA_référence le cas échéant comme décrit ci- dessus. Selon ce deuxième mode de réalisation, le logiciel de détermination 40 détermine ainsi, lors de l'étape 110, la consigne de pente FPA_consigne et la consigne de vitesse air IAS_consigne, à l'aide des valeurs de pente et vitesse air mesurées FPA_mesurée, IAS_mesurée acquises précédemment lors de l'étape 100.

Cette étape de détermination 110 est décomposée en sous-étapes, de manière analogue à ce qui a été décrit précédemment pour le premier mode de réalisation en référence à la figure 4, en remplaçant la première grandeur VZ_référence par la troisième grandeur FPA_référence, ainsi que la valeur courante VZ_cons_courante et la valeur cible VZ_cons_cible de la consigne de vitesse verticale respectivement par la valeur courante FPA_cons_courante et la valeur cible FPA_cons_cible de la consigne de pente.

La convergence de la valeur courante FPA_cons_courante de la consigne de pente vers la valeur cible FPA_cons_cible correspondante suit, par exemple, une loi affine. La dérivée par rapport au temps de la valeur courante FPA_cons_courante est, par exemple, égale en valeur absolue à 4 degrés par seconde.

La dynamique de rejointe de la valeur courante IAS_cons_courante de la consigne de vitesse air vers la valeur cible IAS_cons_cible, c'est-à-dire la dérivée par rapport au temps de la valeur courante IAS_cons_courante, est par exemple fonction de la vitesse air mesurée IAS_mesurée et de la différence entre la valeur cible IAS_cons_cible et la valeur courante IAS_cons_courante de la consigne de vitesse air.

Selon ce deuxième mode de réalisation, la valeur absolue de la dérivée par rapport au temps de la valeur courante IAS_cons_courante vérifie par exemple l'équation suivante : dIAS _cons _courante = K'xIFPA _cons _cible- FPA _cons _courante' (10) dt pour des valeurs de l'accélération longitudinale AX comprises entre une accélération longitudinale minimale AXmin et une accélération longitudinale maximale AXmax ; où K' est un gain exprimé en noeuds par seconde par degré. La dérivée par rapport au temps de la valeur courante IAS_cons_courante vérifie par exemple l'équation suivante : dIAS cons courante = sgn(IAS _cons _cible- IAS _cons _courante) dt (11) med(KxIFPA _ cons _ cible - FPA _cons _couran4 AX min, AX max) où sgn est la fonction signe qui vaut +1 si la différence (IAS_cons_cible IAS_cons_courante) est positive, 0 si elle est nulle et -1 si elle est négative ; med est la fonction médiane qui vaut la valeur médiane des trois valeurs (K' * IFPA_cons_cible - FPA_cons_courant1), AXmin et AXmax. Ceci permet de se limiter à des valeurs de l'accélération longitudinale AX comprises entre l'accélération longitudinale minimale AXmin et l'accélération longitudinale maximale AXmax. A titre d'exemple, la valeur du gain K' est égale à 0,25 noeuds par seconde par degré, les valeurs minimale et maximale de l'accélération longitudinale AXmin et AXmax sont respectivement égales à 1 noeud par seconde et à 2 noeuds par seconde.

Les avantages de ce deuxième mode de réalisation sont identiques à ceux du premier mode de réalisation décrit précédemment, et ne sont pas décrits à nouveau.

Claims

REVENDICATIONS1.- Procédé de détermination d'une loi de guidage d'évitement d'un ou plusieurs obstacles par un aéronef (10), tel qu'un aéronef à voilure tournante, l'aéronef (10) comprenant un système d'anticollision (12) apte à détecter un risque de collision avec le ou les obstacles et un système électronique (30) de détermination de la loi de guidage d'évitement, le procédé étant mis en oeuvre par le système de détermination de la loi de guidage d'évitement (30), le procédé comprenant les étapes suivantes : - a) la détermination (110) d'une ou de plusieurs consignes parmi des consignes de pente et de vitesse (VZ_consigne, FPA_consigne, IAS_consigne), au moins une consigne (VZ_consigne, FPA_consigne) étant fonction d'au moins une valeur limite de vitesse verticale, au moins une consigne (VZ_consigne, FPA_consigne, IAS_consigne) comportant une composante verticale selon une direction verticale (Z), la ou chaque valeur limite de vitesse verticale étant fournie par le système d'anticollision (12) suite à la détection d'un risque de collision avec le ou les obstacles, et - b) le calcul (160) de la loi de guidage d'évitement en fonction de la ou des consignes déterminées (VZ_consigne, FPA_consigne, IAS_consigne), caractérisé en ce que, lors de l'étape a), au moins une consigne déterminée (IAS_consigne) comporte une composante longitudinale selon une direction longitudinale (X) perpendiculaire à la direction verticale (Z).
2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel, lors de l'étape a), une première consigne et une deuxième consigne sont déterminées, la première consigne étant une consigne parmi une consigne de vitesse verticale (VZ_consigne) et une consigne de pente (FPA_consigne), la deuxième consigne étant une consigne de vitesse air (IAS_consigne), la première consigne (FPA_consigne, VZ_consigne) comportant une composante verticale, et la deuxième consigne (IAS_consigne) comportant une composante longitudinale.
3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins une consigne (VZ_consigne, FPA_consigne, IAS_consigne) comporte une valeur cible (VZ_cons_cible, FPA_cons_cible, IAS_cons_cible) et une valeur courante (VZ_cons_courante, FPA_cons_courante, IAS_cons_courante), la loi de guidage d'évitement étant calculée en fonction de ladite valeur courante (VZ_cons_courante, FPA_cons_courante, IAS_cons_courante), et ladite valeur courante (VZ_cons_courante, FPA_cons_courante,IAS_cons_courante) converge vers ladite valeur cible (VZ_cons_cible, FPA_cons_cible, IAS_cons_cible) selon une loi de convergence.
4.- Procédé selon les revendications 2 et 3, dans lequel une plage autorisée de valeurs de vitesse verticale est déterminée à partir de la ou des valeurs limites de vitesse verticale fournies par le système d'anticollision (12), et la valeur cible (VZ_cons_cible) de la consigne de vitesse verticale est comprise dans ladite plage autorisée.
5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 10 le procédé comprend en outre, préalablement à l'étape b), l'étape suivante : - a') la mesure (100) d'une ou de plusieurs vitesses (VZ_mesurée, IAS_mesurée) de l'aéronef selon au moins une direction parmi les directions verticale (Z) et longitudinale (X), et dans lequel, lors de l'étape b), la loi de guidage d'évitement est calculée en 15 fonction en outre de la ou des vitesses mesurées (VZ_mesurée, IAS_mesurée).
6.- Procédé selon les revendications 4 et 5, dans lequel une vitesse verticale (VZ_mesurée) et une vitesse air (IAS_mesurée) sont mesurées lors de l'étape a'), et lorsqu'une première grandeur (VZ_référence) parmi la vitesse verticale mesurée 20 (VZ_mesurée) et une consigne de vitesse verticale fournie par un dispositif de pilotage automatique (16) est comprise dans la plage autorisée de valeurs de vitesse verticale, la valeur cible (VZ_cons_cible) de la consigne de vitesse verticale est égale à la première grandeur (VZ_référence) et la valeur cible (IAS_cons_cible) de la consigne de vitesse air est égale à une deuxième grandeur (IAS_référence) parmi la vitesse air mesurée 25 (IAS_mesurée) et une consigne de vitesse air fournie par le dispositif de pilotage automatique (16), lorsque la première grandeur (VZ_référence) n'est pas comprise dans ladite plage autorisée, la valeur cible (VZ_cons_cible) de la consigne de vitesse verticale est une valeur comprise dans ladite plage autorisée et la valeur cible (IAS_cons_cible) de la 30 consigne de vitesse air est égale à une vitesse air de meilleure montée (IASMM) ou à la deuxième grandeur (IAS_référence).
7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le procédé comprend en outre, préalablement à l'étape b), l'étape suivante :- a") la mesure (100) d'une ou de plusieurs accélérations (AZ_mesurée, AX_mesurée) de l'aéronef selon une direction parmi les directions verticale (Z) et longitudinale (X), et dans lequel, lors de l'étape b), la loi de guidage d'évitement est calculée en fonction en outre de la ou des accélérations mesurées (AZ_mesurée, AX_mesurée).
8.- Procédé selon la revendication 7, dans lequel, lors de l'étape a"), une accélération verticale (AZ_mesurée) et une accélération longitudinale (AX_mesurée) sont mesurées, et la loi de guidage d'évitement est calculée, lors de l'étape b), en fonction, d'une part, de la consigne parmi la consigne de vitesse verticale (VZ_consigne) et la consigne de pente (FPA_consigne) et de l'accélération verticale (AZ_mesurée), et d'autre part, de la consigne de vitesse air (IAS_consigne) et de l'accélération longitudinale (AX_mesurée).
9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'aéronef (10) est un aéronef à voilure tournante, et l'étape b) comporte le calcul d'au moins une commande parmi une commande de variation d'assiette (D_THETA_conn) et une commande de variation du levier de pas collectif (D_COLL_com).
10.- Procédé selon les revendications 5, 7 et 9, dans lequel, lors de l'étape b), la commande de variation d'assiette (D_THETA_com) est calculée à l'aide de l'équation suivante : D THETA _com = -K1x(IAS _ consigne - IAS _mesurée)+ K2 x AX _ mesurée où IAS_consigne est la consigne de vitesse air, IAS_mesurée est une vitesse air mesurée, AX_mesurée est une accélération longitudinale mesurée, et K1 et K2 sont des gains dépendant au moins de l'altitude et de la vitesse.
11.- Procédé selon la revendication 9 ou 10, prise avec les revendications 5 et 7, dans lequel, lors de l'étape b), la commande de variation du levier de pas collectif (D_COLL_com) est calculée à l'aide de l'équation suivante : D COLL _com = K3 x (VZ _ consigne - VZ _mesurée)- K4 x AZ _ mesurée où VZ_consigne est la consigne de vitesse verticale, VZ_mesurée est une vitesse verticale mesurée, AZ_mesurée est une accélération verticale mesurée, et K3 et K4 sont des gains dépendant au moins de l'altitude et de la vitesse.
12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'aéronef (10) comprend en outre un dispositif de pilotage automatique (16), et dans lequel le procédé comprend en outre, après l'étape b), au moins une étape suivante parmi : - c) l'affichage, sur un écran visible par un équipage de l'aéronef, de la loi de guidage d'évitement calculée lors de l'étape b), pour fournir à l'équipage une aide pour effectuer une manoeuvre d'évitement ; et - c') la transmission (180) au dispositif de pilotage automatique (16) de la loi de guidage d'évitement calculée lors de l'étape b), pour effectuer de manière automatique une manoeuvre d'évitement de l'obstacle.
13.- Produit programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu'elles sont mises en oeuvre par un ordinateur, mettent en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
14.- Système électronique (30) de détermination d'une loi de guidage d'évitement d'un ou plusieurs obstacles par un aéronef (10), tel qu'un aéronef à voilure tournante, l'aéronef (10) comprenant un système d'anticollision (12) apte à détecter un risque de collision avec le ou les obstacles, le système (30) comprenant : - des moyens (40) de détermination d'une ou de plusieurs consignes parmi des consignes de pente et de vitesse (VZ_consigne, FPA_consigne, IAS_consigne), au moins une consigne (VZ_consigne, FPA_consigne) étant fonction d'au moins une valeur limite de vitesse verticale, au moins une consigne (VZ_consigne, FPA_consigne, IAS_consigne) comportant une composante verticale selon une direction verticale (Z), la ou chaque valeur limite de vitesse verticale étant fournie par le système d'anticollision (12) suite à la détection d'un risque de collision avec le ou les obstacles, et - des moyens (42) de calcul de la loi de guidage d'évitement en fonction de la ou des consignes de vitesse déterminées (VZ_consigne, FPA_consigne, IAS_consigne), caractérisé en ce qu'au moins une consigne déterminée (IAS_consigne) comporte une composante longitudinale selon une direction longitudinale (X) perpendiculaire à la direction verticale (Z).
15.- Aéronef (10), tel qu'un aéronef à voilure tournante, comprenant un système d'anticollision (12) apte à détecter un risque de collision avec un ou plusieurs obstacles etun système électronique (30) de détermination d'une loi de guidage d'évitement du ou des obstacles par l'aéronef, caractérisé en ce que le système de détermination (30) est conforme à la revendication 14.