FR3023014A1

FR3023014A1 - Procede de determination du point vertical de basculement d'un mode de pilotage manuel vers un mode guide

Info

Publication number: FR3023014A1
Application number: FR1401454A
Authority: FR
Inventors: Castaneda Manuel Gutierrez; De Coquereaumont Bertrand Caudron; Xavier Jeanjean
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2016-01-01
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: US20150378358A1; US9360866B2; FR3023014B1

Abstract

L'invention concerne un procédé (30) de détermination d'un point vertical de basculement (DeSel) à partir duquel un aéronef (101), présentant une position courante, et volant une trajectoire verticale courante selon un mode de pilotage manuel présentant une consigne d'altitude (ClrA), dénommée altitude cible, chargée par le pilote, bascule sur un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol (FMS), afin de rejoindre un plan de vol prédéfini (PV) présentant un ensemble (Cini) de contraintes d'altitude initiales, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : -calculer (100) une première trajectoire verticale prédite (Tp1), -déterminer (200) un premier point d'intersection (11) entre la première trajectoire prédite (Tp1) et l'altitude cible (ClrA), -déterminer (300) une deuxième trajectoire prédite (Tp2) -déterminer (500) ledit point vertical de basculement (DeSel) appartenant à la première trajectoire verticale prédite (Tp1), à partir d'éventuelles contraintes incompatibles, et comme l'intersection entre ladite première trajectoire verticale prédite (Tp1) et une trajectoire verticale prédite (Tp2, Tp3) calculée par intégration des équations dynamiques de vol en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol dénommé FMS.

Description

Procédé de détermination du point vertical de basculement d'un mode de pilotage manuel vers un mode guidé DOMAINE DE L'INVENTION L'invention se situe dans le domaine de la gestion du vol d'un aéronef, et plus particulièrement dans le passage entre différents modes de pilotage d'un aéronef, en fonction de contraintes de vol. Plus particulièrement l'invention se situe dans le domaine de la gestion des trajectoires et prédictions verticales.

ETAT DE LA TECHNIQUE Il est connu de l'état de la technique, des systèmes de gestion de vol conçus pour préparer un plan de vol, puis asservir l'aéronef sur celui-ci. Lors de la préparation du vol ou lors d'un déroutement, l'équipage entre son plan de vol sur un calculateur dédié : le FMS (Flight Management System). La figure 1 représente les différents composants d'un FMS disposant des fonctions énumérées ci dessous, décrites dans la norme ARINC 702 (Advanced Flight Management Computer System, Dec 1996) : Ils assurent normalement tout ou partie des fonctions de : - Navigation LOCNAV, 170, pour effectuer la localisation optimale de l'aéronef en fonction des moyens de géo-localisation (GPS, GALILEO, balises radios VHF, centrales inertielles) ; - Plan de vol FPLN, 110, pour saisir les éléments géographiques constituant le squelette de la route à suivre (procédures de départ et d'arrivée, points de passages (waypoints), airways) ; - Base de données de navigation NAVDB 130, pour construire des routes géographiques et des procédures à partir de données incluses dans les bases (points, balises, legs d'interception ou d'altitude...) ; - Base de données de performance, PRF DB 150, contenant les paramètres aérodynamiques et moteurs de l'appareil. - Trajectoire latérale TRAJ, 120: pour construire une trajectoire continue à partir des points du plan de vol, respectant les performances avion et les contraintes de confinement (RNP) ; - Prédictions PRED, 140: pour construire un profil vertical optimisé sur la trajectoire latérale ; - Guidage, GUID 160, pour guider dans les plans latéraux et verticaux l'aéronef sur sa trajectoire 3D, tout en optimisant la vitesse ; - Liaison de donnée numérique DATALINK, 180 pour communiquer avec les centres de contrôle et les autres aéronefs.

Un plan de vol est constitué d'une liste de « legs » au format AEEC ARINC 424. Un leg est constitué d'une terminaison (qui peut être un point de navigation « waypoint », une altitude de terminaison, une Interception d'un autre leg, une radiale de balise, une distance par rapport à une balise) et d'un moyen de cheminement pour arriver à la terminaison (orthodromie, loxodromie, cap d'arrivée imposé par exemple). Un plan de vol est élaboré à partir de procédures et de points, stockés dans la base de données de navigation 130, structurée selon la norme ARINC 424 précitée. Les procédures sont constituées d'un ensemble de legs. Ces procédures numériques sont issues de données fournis par les états, correspondant aux procédures en vigueur dans l'espace aérien traversé. Par exemple pour construire un plan de vol, le pilote choisit différentes procédures indexées par un nom, et différents points. Le FMS extrait alors ces procédures et points de la base de données, puis réalise un chaînage des procédures successives pour générer le plan de vol. Un plan de vol peut être utilisé par le FMS pour réaliser le calcul des trajectoires et des prédictions, et pour asservir l'aéronef. Dans un plan de vol, l'état de la technique cite 2 points particuliers : - Le prochain point de passage, appelé « TO waypoint », correspondant au premier leg devant l'avion - Le précédent point de passage, appelé « FROM waypoint », correspondant au dernier point qui a été passé (ainsi, quand l'avion passe un « TO waypoint », il devient FROM et le point après le TO (souvent appelé « NEXT waypoint » devient le nouveau « TO waypoint ».

Ainsi à partir du plan de vol défini par le pilote, la trajectoire latérale est calculée par le FMS. Sur cette trajectoire latérale, le FMS optimise une trajectoire verticale (en altitude et vitesse), passant par des contraintes éventuelles d'altitude, de vitesse, de temps. Un exemple de trajectoire verticale 20 est donné figure 2. Une trajectoire verticale s'illustre par une évolution de l'altitude h en fonction d'une abscisse curviligne x le long de la trajectoire. Une trajectoire verticale est un outil prévisionnel précieux pour l'équipage.

Les prédictions verticales réalisées par le FMS s'effectuent à partir des données initiales : - Etat courant avion (altitude, vitesse, position, Fuel à bord et poids de l'aéronef ...) - Plan de vol présent devant l'avion - Mode de Guidage courant (« managé » ou « sélecté » voir plus loin) Les Prédictions sont calculées de proche en proche, le long de la trajectoire latérale pré-calculée, et jusqu'à la fin du plan de vol, par exemple par intégration des équations de la dynamique caractéristiques de l'avion, avec des tailles de pas d'intégration conçues pour obtenir la bonne précision. Ces prédictions calculent typiquement : L'altitude de passage prédite - La vitesse de passage prédite (on en déduit le temps prédit) Le vent prédit au point de passage Le Fuel restant prédit (et donc le poids de l'avion).

Selon l'état de la technique, le profil vertical calculé complet se décompose en trois phases : -une phase de montée 10 de l'aéroport de départ à un premier niveau d'altitude est calculée à partir de la piste de décollage et jusqu'au point dénommé «Top of Climb » (T/C), qui correspond à l'atteinte du niveau de début de croisière. Cette première partie est déterminée en intégrant les équations dynamiques (référence nécessaire) le long de la trajectoire latérale et dans le sens antérograde (prédictions partant de la piste, jusqu'au (T/C) : on parle alors de prédictions « Forward ». -une phase de croisère 11 constituée d'une succession de niveaux d'altitudes à atteindre et de points de changement d'altitude associés, dénommé « steps », généralement repérés en abscisse curviligne x le long du profil vertical, par exemple par rapport à la distance restante à parcourir pour arriver à destination (« distance to destination »). La croisière est calculée du T/C au point de début de descente, dénommé « Top of Descent » (T/D) qui correspond à la fin de la phase de croisière. Cette partie est déterminée en intégrant les équations dynamiques le long de la trajectoire latérale et dans le sens antérograde (prédictions partant du T/C, jusqu'au T/D ). Les prédictions sont également dénommées « Forward ». -une phase de descente 12 du dernier niveau d'altitude vers l'aéroport d'arrivée calculée du T/D à la destination finale. Elle est calculée en 2 parties. Une première partie est constitué d'un calcul d'un profil de descente Prof (altitude/vitesse) en partant de la destination et en intégrant à rebours jusqu'à la fin de la croisière, dénommé prédictions « backward ». Ce profil Prof est figé afin de garantir que l'avion qui le suit terminera bien son vol sur la piste (en altitude/vitesse). Ce calcul permet de déterminer les temps et carburant consommés « à rebours » ainsi que le vent. Une deuxième partie est constitué des prédictions « forward » partant de 20 l'état avion jusqu'à la destination. Elles comportent des prédictions d'altitude, vitesse, temps, carburant et vent « forward » en propageant l'état avion. Tant que l'avion n'est pas en phase de descente (ie tant qu'il évolue sur la montée et la croisière), le profil de descente et les prédictions de descente sont identiques (i.e. l'avion est prédit le long du profil), pourvu que le profil 25 soit volable. En ce qui concerne l'asservissement de l'aéronef, il existe plusieurs plans de vol gérés par le FMS. Le plan de vol actif est le plan de vol sur lequel le FMS est susceptible de guider l'aéronef lorsqu'il est couplé au pilote automatique. 30 L'asservissement effectif de l'avion sur le plan de vol actif est obtenu par couplage avec le pilote automatique. Le mode de guidage automatique de l'aéronef sur le plan de vol actif est aussi connu sous l'expression « mode de guidage managé ». Il existe des situations dans lesquelles l'aéronef n'est pas asservi sur le plan 35 de vol actif. Par exemple le contrôleur aérien situé au sol peut être amené à demander à l'aéronef de quitter son plan de vol, par exemple pour assurer une séparation correcte des aéronefs. Dans l'exemple illustré figure 3 l'aéronef 101 est en phase descente ou en aval du T/D, et il a quitté son profil de descente précalculé Prof pour une raison quelconque (consigne ATC, effet subi du vent ...). Quand l'aéronef quitte son plan de vol, le pilote passe en mode dit « mode de guidage sélecté », correspondant à un mode de pilotage vertical manuel, 5 toujours via le pilote automatique PA. Dans ce cas le FMS calcule des prédictions en considérant que l'aéronef rejoint toujours immédiatement la trajectoire latérale et verticale, selon une hypothèse prédéterminée. 10 Typiquement, si l'avion n'est pas sur sa trajectoire latérale (i.e. il est décalé par rapport à cette trajectoire), une trajectoire latérale de rejointe immédiate est calculée, selon des hypothèses préétablies. Par exemple, un FMS peut prendre comme hypothèse une orthodromie entre l'avion et le « TO waypoint », un autre peut prendre comme hypothèse une rejointe du leg 15 formé par le « FROM - TO » avec une interception à 45° de ce leg, ou à 90°, ou la distance la plus courte qui rejoint le TO, tout en intégrant le virage à effectuer, ou encore une rejointe au plus court du plan de vol (la rejointe ne s'effectue pas alors forcément sur le TO waypoint. Egalement typiquement, si l'avion n'est pas sur sa trajectoire verticale (i.e. il 20 est au-dessus ou en dessous), une rejointe immédiate est calculée selon des hypothèses également préétablies. Par exemple, pour la phase descendante, et pour un avion sous sa trajectoire verticale, un FMS peut prédire que l'avion va rester en palier (i.e. à altitude constante) jusqu'à ce qu'il intercepte la trajectoire verticale en 25 question. Un autre FMS peut avoir une hypothèse de descente à angle faible ou à vitesse verticale faible pour pouvoir intercepter également la trajectoire. Toujours pour la phase descendante, et pour un avion au-dessus de sa trajectoire verticale, un FMS peut prédire que l'avion va piquer en prenant une assiette prédéterminée, plus importante que l'assiette courante. Un autre 30 peut prédire une rejointe avec une pente aérodynamique donnée, plus forte que la pente courante, et ce jusqu'à intercepter la trajectoire verticale. L'inconvénient de cette situation est que les hypothèses préétablies de rejointe verticale du FMS ne correspondent que rarement au mode de 35 guidage vertical manuel. L'intégration des équations selon le mode préétabli donne donc des résultats erronés par rapport à la réalité.

Le mode de guidage vertical manuel se caractérise par une consigne d'altitude ou altitude cible, dénommée « Clearance d'altitude », choisie par le pilote, vers laquelle l'aéronef se dirige. Pour l'atteindre, plusieurs modes de 5 pilotage existent : -asservissement vitesse verticale constante, dénommée VS pour « Vertical Speed » en anglais, -asservissement angle constant dénommé FPA pour « Fligth Path Angle » en anglais, 10 -asservissement en altitude constante, dénommé ALT pour Altitude, -asservissement en poussée, dénommé « Thrust »ou « OPEN ». Dans la réalité, l'équipage ne pilote qu'un certain temps avec le mode vertical manuel courant, car à un moment donné, ce mode courant sera modifié pour 15 suivre le plan de vol (et ses contraintes d'altitude). Le retour à un mode de guidage asservi sur le plan de vol est communément appelé « désélection ». Dans les situations pour lesquelles le pilote est sorti du mode de guidage asservi (« managé ») et que l'aéronef est en guidage manuel (« sélecté ») et 20 ne suit donc plus son plan de vol, plusieurs problèmes se posent : Tout d'abord, l'aéronef reste toujours obligé de respecter un certain nombre de contraintes d'altitude associées à son plan de vol restant à voler (on parle du plan de vol « devant » l'aéronef). Ces contraintes d'altitude se caractérisent chacune par une altitude AO à 25 respecter associée à un temps, exprimé en abscisse curviligne x. La contrainte peut être de type : -« at » : l'aéronef doit atteindre l'altitude AO pour un x0 donné, symbolisé par un deux triangles tête bêche, -« at or above » : l'aéronef doit passer au dessus de l'altitude AO pour 30 un x0 donné, symbolisé par un triangle tête en haut, -« at or below » : l'aéronef doit passer en dessous de l'altitude AO pour un x0 donné, symbolisé par un triangle tête en bas. -« Window » : l'aéronef doit passer entre 2 altitudes au point donné. Ce type de contrainte correspond à une « at or above » et une « at or 35 below » sur le même point Le pilote volant en mode « sélecté »est dans l'incertitude sur le respect de ces contraintes. En effet, les prédictions réalisées par le FMS deviennent erronées, car elles ne tiennent pas compte du changement de mode de guidage et ne correspondent pas à ce que l'avion vole effectivement, comme expliqué ci-dessus. Un but de l'invention est de pallier les inconvénients précités, en proposant de déterminer un point vertical de basculement à partir duquel le pilote peut passer du mode manuel au mode guidé par le FMS en respectant les 10 contraintes qui lui sont imposées. DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention a pour objet selon un premier aspect un procédé de 15 détermination d'un point vertical de basculement à partir duquel un aéronef, présentant une position courante, et volant une trajectoire verticale courante selon un mode de pilotage manuel présentant une consigne d'altitude dénommée altitude cible, chargée par le pilote, bascule sur un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol, afin de rejoindre un plan de 20 vol prédéfini présentant un ensemble de contraintes d'altitude initiales, le procédé comprenant les étapes consistant à : -calculer une première trajectoire verticale prédite par intégration des équations dynamiques de vol à partir de la position courante de l'aéronef, en extrapolant la trajectoire courante et en appliquant des hypothèses de calcul 25 correspondant au mode de pilotage manuel de l'aéronef, -déterminer un premier point d'intersection entre la première trajectoire prédite et l'altitude cible, présentant une première abscisse, les contraintes d'altitude d'abscisse inférieure à ladite première abscisse étant dénommées contraintes antérieures, les contraintes d'altitude d'abscisse supérieure à 30 ladite première abscisse étant dénommées contraintes postérieures, -déterminer une deuxième trajectoire prédite par intégration des équations dynamiques de vol vers l'avant à partir dudit premier point intersection et en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS, - déterminer un sous ensemble de contraintes d'altitudes à respecter 35 indicées par un indice i, l'indice 1 correspondant à la contrainte la plus proche de la position courante de l'aéronef, choisies parmi l'ensemble de contraintes d'altitudes initiales, chaque contrainte d'altitude à respecter présentant une abscisse , -déterminer les contraintes antérieures incompatibles avec la première 5 trajectoire prédite et les contraintes postérieures incompatibles avec la deuxième trajectoire prédite, -déterminer ledit point vertical de basculement appartenant à la première trajectoire verticale prédite, à partir d'éventuelles contraintes incompatibles, et comme l'intersection entre ladite première trajectoire verticale prédite et 10 une trajectoire verticale prédite calculée par intégration des équations dynamiques de vol en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol dénommé FMS. Selon un mode de réalisation l'étape de détermination du point vertical de 15 basculement comprend les sous étapes consistant à : -lorsqu'aucune contrainte n'est incompatible, le point vertical de basculement est égal au premier point d'intersection , -lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible, déterminer ledit point vertical de basculement comme l'intersection entre la 20 première trajectoire prédite et une trajectoire vertical prédite calculée par intégration des équations dynamiques de vol vers l'arrière à partir d'une contrainte incompatible associée, en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS. 25 Selon un mode de réalisation, l'étape de détermination du point de basculement comprend, les sous-étapes consistant à : -Pour chaque contrainte incompatible : *déterminer une troisième trajectoire prédite associée par intégration des équations dynamiques de vol vers l'arrière à partir de la contrainte 30 incompatible associée et en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS, *déterminer un deuxième point d'intersection associé correspondant à l'intersection entre la première trajectoire verticale prédite et la troisième trajectoire prédite associée, -déterminer le point vertical de basculement, égal au deuxième point d'intersection associé le plus proche de la position courante de l'aéronef. Avantageusement, le mode de pilotage manuel est choisi par le groupe : 5 asservissement vitesse verticale constante ; asservissement angle constant ; asservissement altitude constante ; asservissement sur poussée ; Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape d'affichage graphique du point de basculement vertical 10 Selon une variante, l'aéronef est en phase de montée et les hypothèses de calcul du mode de pilotage guidé par FMS intègrent un critère opérationnel de type asservissement sur poussée ou de type tenue d'altitude. 15 Selon une autre variante, lequel l'aéronef est en phase de descente et doit rejoindre un profil d'altitude prédéterminé et les hypothèses de calcul du mode de pilotage guidé par FMS intègrent un critère opérationnel fonction de la position de l'aéronef par rapport au profil d'altitude prédéterminé. Selon un mode de réalisation, l'aéronef est situé en dessous du profil 20 d'altitude prédéterminé, et le critère opérationnel est de type asservissement vitesse verticale constante ou de type tenue d'altitude. Selon un autre mode de réalisation, l'aéronef est situé au dessus du profil d'altitude prédéterminé et le critère opérationnel est de type asservissement sur poussée, le critère étant paramétrable par une position des aérofreins 25 choisie parmi le groupe : pas d'aérofreins; aérofreins à moitié sortis; aérofreins complètement sortis. Selon une variante, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape consistant à calculer une trajectoire globale prédite à partir de la 30 concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite, jusqu'au point de basculement vertical et -une deuxième portion, à partir du point de basculement vertical, égale à : * la deuxième trajectoire prédite lorsque aucune contrainte d'altitude 35 n'est incompatible, * la troisième trajectoire prédite associée au point vertical de basculement lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible. Selon une variante, le procédé selon l'invention comprend en outre les 5 étapes consistant à : -sélectionner un point choisi appartenant à la première trajectoire prédite, -remplacer le point de basculement vertical par le point choisi, -calculer une trajectoire globale prédite à partir de la concaténation d'au moins deux portions : 10 -une première portion égale à la première trajectoire prédite, jusqu'au point choisi, -une deuxième portion, à partir du point choisi, correspondant à une trajectoire calculée par intégration des équations dynamiques de vol vers l'avant selon un mode de pilotage guidé par un FMS. 15 Avantageusement l'étape de sélection du point choisi est opérée par un pilote. Selon un mode de réalisation, l'aéronef est en phase de descente et doit rejoindre un profil d'altitude prédéterminé, et le procédé selon l'invention 20 comprend en outre les étapes consistant à : -déterminer un troisième point égal à l'intersection entre la première trajectoire prédite et ledit profil d'altitude prédéterminé, -lorsque ledit troisième point est atteint avant le point de basculement vertical calculé: 25 -calculer une trajectoire globale prédite à partir de la concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite, jusqu'au troisième point, -une deuxième portion, à partir du troisième point, correspondant à une 30 trajectoire calculée par intégration des équations dynamiques de vol selon un mode de pilotage guidé par un FMS suivant le profil d'altitude prédéterminé.

Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape consistant à calculer des prédictions de paramètres d'état de l'aéronef à partir d'une trajectoire globale prédite. Avantageusement, les paramètres d'état de l'aéronef comprennent : l'altitude 5 de passage prédite, la vitesse de passage prédite, le fuel restant prédit. Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de calcul de prédictions et un système de gestion de vol d'un aéronef de type FMS comprenant le dispositif selon l'invention. 10 Enfin selon un dernier aspect, l'invention porte sur un produit programme d'ordinateur, le programme d'ordinateur comprenant des instructions de code permettant d'effectuer les étapes du procédé selon l'invention. 15 D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : -la figure 1 déjà citée représente les différents composants d'un FMS. -la figure 2 déjà citée illustre un exemple de trajectoire verticale. 20 -la figure 3 déjà citée illustre une situation dans laquelle un aéronef en phase de descente a quitté son plan de vol. -la figure 4 illustre le procédé selon l'invention. -la figure 5 illustre la trajectoire prédite en mode manuel d'un aéronef guidé en mode de pilotage manuel et soumis à des contraintes d'altitude en phase 25 de montée. -la figure 6 illustre la trajectoire prédite en mode manuel d'un aéronef en mode de pilotage manuel et soumis à des contraintes d'altitude en phase de descente. -la figure 7 illustre la détermination des contraintes incompatibles, à partir 30 des trajectoires prédites Tp1 et Tp2 pour un aéronef en phase de montée. -la figure 8 illustre la détermination des contraintes incompatibles, à partir des trajectoires prédites Tp1 et Tp2 pour un aéronef en phase de descente et situé au dessus du profil de descente prédéterminé. -la figure 9 illustre la détermination des contraintes incompatibles, à partir des trajectoires prédites Tp1 et Tp2 pour un aéronef en phase de descente et situé au dessous du profil de descente prédéterminé. -la figure10 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention. 5 -la figure 11 illustre un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention. -la figure 12 illustre le mode de calcul du point vertical de basculement à partir de trajectoires Tp3 calculées vers l'arrière pour un aéronef en phase de montée. 10 -la figure 13 illustre le mode de calcul du point vertical de basculement à partir de trajectoires Tp3 calculées vers l'arrière pour un aéronef en phase de descente et situé au dessus du profil de descente prédéterminé. --la figure 14 illustre le mode de calcul du point vertical de basculement à partir de trajectoires Tp3 calculées vers l'arrière pour un aéronef en phase de 15 descente et situé au dessous du profil de descente prédéterminé. -la figure 15 illustre des variantes de choix du sous ensemble de contraintes à respecter. -la figure 16 illustre différents critères opérationnels pour le paramétrage du calcul de Tp3. 20 -la figure 17 illustre un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention. -la figurel8 illustre une variante du procédé selon l'invention. -la figure 19 illustre une autre variante du procédé selon l'invention. -la figure 20 schématise le cas dans lequel la trajectoire Tp1 coupe le profil 25 de descente prédéterminé avant d'atteindre le DeSel. -la figure 21 illustre un autre mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention. -la figure 22 schématise un dispositif selon un autre aspect de l'invention. 30 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le procédé de détermination d'un point vertical de basculement DeSel à partir duquel un aéronef 101 bascule sur un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol FMS afin de rejoindre un plan de vol prédéfini PV 35 présentant un ensemble Cini de contraintes d'altitude initiales est illustré figure 4. L'aéronef 101 présente une position courante Pcour et vole une trajectoire verticale courante selon un mode de pilotage manuel décrit ci-dessous, présentant une consigne d'altitude CIrA dénommée altitude cible et chargée par le pilote.

Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : Une première étape 100 calcule une première trajectoire verticale prédite Tp1 par intégration des équations dynamiques de vol à partir de la position courante de l'aéronef, en extrapolant la trajectoire courante et en appliquant des hypothèses de calcul correspondant au mode de pilotage manuel de l'aéronef. La trajectoire Tp1 est illustrée en gros pointillés figure 5 pour un aéronef 101 en montée et figure 6 pour un aéronef en descente. A titre d'exemple, sur la figure 5 le mode manuel est de type FPA, asservi sur un angle de 3° et sur la figure 6 le mode manuel est de type VS asservi sur une vitesse de descente de 600 pieds par minute. Préférentiellement, les hypothèses de calcul du mode de pilotage manuel correspondent aux modes implémentés à ce jour dans les FMS selon l'état de la technique. Le mode est choisi dans le groupe : asservissement vitesse verticale constante VS; asservissement angle constant FPA ; asservissement altitude constante ALT; asservissement sur poussée THRUST. Une deuxième étape 200 consiste à déterminer un premier point d'intersection 11 entre la première trajectoire prédite Tp1 et l'altitude cible CIrA, également illustré figures 5 et 6. 11 présente une première abscisse 25 curviligne x1. L'abscisse curviligne x1 divise l'espace des abscisses en deux zones. Une première zone d'abscisses comprises entre l'abscisse courante de l'aéroenf )(cour et x1 et une deuxième zone d'abcisses supérieures à x jusqu'à l'arrivée. Les contraintes d'altitude d'abscisse x inférieure à la première abscisse étant dénommées contraintes antérieures, les contraintes 30 d'altitude d'abscisse x supérieure à la première abscisse étant dénommées contraintes postérieures : )(cour <x < x1 contrainte antérieure x > x1 contrainte postérieure Une troisième étape 300 détermine une deuxième trajectoire prédite Tp2 par intégration des équations dynamiques de vol vers l'avant à partir du premier point intersection 11 et en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS (mode « managé »). Tp2 est calculée selon l'état de l'art en prenant en compte l'ensemble des contraintes initiales, et des hypothèses prédéfinies, par exemple une option 1/2 AB (de l'anglais demi Air Brakes) pour la descente, qui signifie des aérofreins à moitié sorti. La trajectoire calculée Tp2 est illustrée figure 7 pour un aéronef 101 en montée et figures 8 et 9 pour un aéronef en descente, en petits pointillés. La figure 8 illustre un aéronef 101 volant au dessus du profil de descente précalculé Prof décrit dans l'état de la technique, la figure 9 un aéronef 101 volant en dessous de Prof. L'orientation par une flèche des trajectoires Tpl et Tp2 illustre le fait que ces trajectoires sont calculées en mode « forward », vers l'avant.

Une étape 350 détermine un sous ensemble de contraintes d'altitudes à respecter Ci indicées par un indice i, l'indice 1 correspondant à la contrainte la plus proche de la position courante de l'aéronef et l'indice i croissant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'aéronef. Les contraintes C1, C2... Cn sont choisies parmi l'ensemble Cini de contraintes d'altitudes initiales, chaque contrainte d'altitude à respecter présentant une abscisse xi : (C1, x1), (C2, x2) ...(Cn, xn). Cette étape 350 peut être réalisée dès le départ, le choix des contraintes à respecter Ci étant indépendant du calcul de Tpl et 11.

Les contraintes à respecter Cl à C6 pour l'exemple de la montée sont illustrées figures 5 et 7, les contraintes à respecter Cl à C4 pour l'exemple de la descente sont illustrées sur les figures 6 et 8 pour une descente au dessus de Prof, et figure 9 pour une descente au dessous de Prof.

Le sous ensemble des contraintes à respecter peut être déterminé selon plusieurs variantes ou selon différents critères. A titre d'exemple selon une première variante, le sous ensemble de contraintes à respecter Ci est égal à l'ensemble des contraintes initiales Cini du plan de vol situées en aval de la position courante Pcour de l'aéronef.

Selon une deuxième variante, l'ensemble de contraintes à respecter est vide.

Selon une troisième variante le sous ensemble comprend uniquement des contraintes au-delà d'une contrainte initiale donnée. Par exemple en descente toutes les contraintes à partir du palier d'approche. Selon une quatrième variante en descente, le sous ensemble comprend uniquement la contrainte de l'approche finale dénommée FAF. Ces différentes variantes sont illustrées plus loin figure 15. Selon un mode de réalisation, le sous ensemble est déterminé par le pilote. Par exemple, lorsque qu'un pilote est en mode manuel « clearé » en descente vers l'aéroport par le contrôle aérien à une altitude basse, selon un mode de descente imposé, il peut décider d'ignorer les contraintes intermédiaires et rejoindre directement l'altitude du FAF, si les contraintes d'altitude ne correspondent pas à des altitudes de sécurité vis à vis du relief ou d'autres espaces aériens inférieurs ouverts. Dans le cas de descente sur des terrains plus accidentés par exemple, le pilote peut décider de respecter toutes les contraintes d'altitude. Selon un mode de réalisation, lorsque le pilote souhaite ajouter une contrainte dans le sous ensemble, il insère dans un premier temps la contrainte à ajouter dans le plan de vol, qui rentre ainsi dans l'ensemble de contraintes initiales Cini, puis dans un deuxième temps le pilote choisi cette contrainte pour faire partie du sous-ensemble. Selon un autre mode de réalisation le sous ensemble est déterminé par un équipement extérieur.

Selon un exemple, le sous ensemble des contraintes à respecter impérativement est fourni par liaison de donnée numérique (DATALINK) via un équipement de communication embarqué. Selon un autre exemple, les contraintes à respecter peuvent également être imposées par un système de surveillance terrain embarqué ou de météo embarqué, demandant de passer au dessus d'une altitude de danger. Dans une étape 400 le système détermine les contraintes incompatibles. Pour les contraintes antérieures dans la zone 1, l'incompatibilité est déterminée par rapport à la première trajectoire prédite Tp1. Pour les contraintes postérieures de la zone 2, l'incompatibilité est déterminée par rapport à la deuxième trajectoire prédite Tp2. La compatibilité d'une contrainte Ck se fait par projection de l'abscisse curviligne xk de cette contrainte sur la trajectoire prédite considérée. La combinaison de la valeur de cette projection et du type de contrainte (At, At or Above, At or below, Window) permet de déduire la compatibilité ou pas de la contrainte. Des exemples de contraintes compatibles et non compatibles sont donnés figures 7 à 9.

Par exemple figure 7, la contrainte Cl « At » et la contrainte C3 » At or Below » ne sont pas compatibles pour l'aéronef volant Tpl . De même la contrainte C4 « at or above » n'est pas compatible de l'aéronef volant selon Tp2. Sur la figure 8, la contrainte C2 «At or Below» et la contrainte C3 « At » ne 15 sont pas compatibles pour l'aéronef volant Tpl. De même la contrainte C4 « At or Below» n'est pas compatible de l'aéronef volant selon Tp2. Une dernière étape 500 détermine le point vertical de basculement DeSel appartenant à la première trajectoire verticale prédite Tpl (trajectoire prédite 20 de type manuel), à partir d'éventuelles contraintes incompatibles lorsque l'étape 350 en a identifié, comme l'intersection entre Tpl et une trajectoire verticale prédite calculée par intégration des équations dynamiques de vol en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol dénommé FMS, soit une trajectoire verticale 25 prédite dite « de type guidé ». L'identification des contraintes incompatibles permet au procédé selon l'invention de calculer une trajectoire verticale prédite de type guidé adaptée aux contraintes du vol. Le point vertical de basculement DeSel est positionné, en altitude et en abscisse curviligne, au point d'intersection entre 30 la première trajectoire prédite Tpl et la trajectoire verticale prédite de type guidé. La détermination de ce point DeSel permet d'une part au système de calculer une trajectoire globale optimisée pouvant servir de base à des prédictions plus cohérentes (voir plus loin) et d'autre part donne une information précieuse au pilote sur la tenue ou pas des contraintes et sur le moment où il pourra passer en mode « guidé ». De plus, la connaissance du DeSel constitue pour le pilote une information précieuse, pour communiquer avec le contrôle aérien et négocier sa 5 trajectoire verticale. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé 30 selon l'invention comprend en outre une étape 600 d'affichage graphique du point de basculement vertical. Le pilote dispose ainsi de manière visuelle, 10 immédiatement accessible, de l'information sur la localisation, en altitude et en abscisse curviligne, du point de basculement DeSel. Selon un mode de réalisation illustré figure 10, l'étape 500 de détermination du point vertical de basculement DeSel présente deux options, selon qu'au 15 moins une contrainte incompatible a été identifiée en 400 ou pas. Lorsqu'aucune contrainte n'est incompatible, le point vertical de basculement DeSel est égal au premier point d'intersection 11. Par construction de Tp2, le point DeSel est égal à l'intersection entre Tp1 (mode manuel et vers lavant) 20 et Tp2 (mode guidé et vers l'avant) : DeSel =11 = Tp1 [mode manuel - vers l'avant] n TP2[mode guidé - vers l'avant]. Tp1 :mode manuel - vers l'avant Tp2 : mode guidé - vers l'avant à partir de 11. Ce cas s'applique également lorsque le sous ensemble de contraintes à 25 respecter est vide. Lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible, le procédé comprend une sous étape 510 de détermination du point vertical de basculement DeSel, comme l'intersection entre la première trajectoire 30 verticale prédite Tp1 et une trajectoire vertical prédite Tp3 calculée par intégration des équations dynamiques de vol vers l'arrière à partir d'une contrainte incompatible associée, en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS. DeSel = Tp1 n Tp3 [mode guidé - vers l'arrière] 35 Tp1 :mode manuel - vers l'avant Tp3 : mode guidé - vers l'arrière à partir d'une contrainte incompatible. Selon un mode de réalisation préféré illustré figure 11, la sous étape 510 est affinée en prenant en considération la répartition temporelle des contraintes 5 incompatibles. La sous étape 510 comprend les sous-étapes consistant à : Tout d'abord pour chaque contrainte incompatible Ck indicée k, la sous étape 511 détermine une troisième trajectoire prédite associée Tp3(k) par intégration des équations dynamiques de vol vers l'arrière à partir de la contrainte incompatible Ck associée et en appliquant des hypothèses de 10 calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS. On considère ici que l'indice k correspond à l'indice des contraintes incompatibles détectées à l'étape 400: k est un sous ensemble de i. Par exemple dans l'exemple de la figure 7, les contraintes incompatibles sont : C1, C3, (contraintes antérieures) C4 (contrainte postérieure, et k= 15 1,3,4. Dans l'exemple de la figure 8, les contraintes incompatibles sont : C2, C3 (contraintes antérieures) C4 (contrainte postérieure), et k=2, 3, 4, et dans l'exemple de la figure 9, les contraintes incompatibles sont : C3, (contrainte postérieure) et k= 3. Ensuite, une sous étape 512 détermine, pour chaque k, un deuxième point 20 d'intersection associé I2(k) correspondant à l'intersection entre la première trajectoire verticale prédite Tpl et la troisième trajectoire prédite associée Tp3 (k). Enfin une étape 513 détermine le point vertical de basculement DeSel, qui est égal au deuxième point d'intersection associé 12(k0) le plus proche de la 25 position courante de l'aéronef, d'indice ko. L'indice ko n'est pas nécessairement l'indice le plus faible, comme illustré figure 13, dans laquelle 12(03) est plus proche de la position courante de l'aéronef 101 que 12(02). 30 Le calcul du DeSel selon le mode de réalisation préféré est illustré figures 12,13 et 14, reprenant les exemples des figures 7,8 et 9. Sur la figure 12, des trajectoires Tp3 vers l'arrière « backward » sont calculées pour les contraintes incompatibles C1, C3 et C4. Sur la figure 13, des trajectoires Tp3 vers l'arrière « backward » sont 35 calculées pour les contraintes incompatibles C2, C3 et C4. On voit sur la figure 13 que le point 12 correspondant au DeSel I2(C3) ,k0 = 3, ne correspond pas nécessairement à la contrainte d'altitude incompatible la plus proche de la position courante de l'aéronef (C2, k=2). Sur la figure 14, des trajectoires Tp3 vers l'arrière « backward » sont 5 calculées pour les contraintes incompatibles C1, C3 et C4. Comme décrit précédemment, le sous ensemble des contraintes d'altitude à respecter peut être choisi selon différentes variantes. La figure 15 illustre ces variantes dans une situation de descente et l'impact 10 sur la détermination du DeSel. Les trajectoires Tp3 correspondant à chaque contrainte incompatible sont calculées. Le DeSel varie en fonction du choix/critère: -toutes contraintes ou 15 -contraintes à partir du palier d'approche ou -uniquement la contrainte finale FAF Les calculs « forward » vers l'avant pour Tp2 et « backward vers l'arrière » pour Tp3 ont paramétrables selon des critères opérationnels. 20 Les critères opérationnel dépendent par exemple de la situation de l'aéronef, montée ou descente, et de la situation de la descente. Selon une option le paramétrage de Tp2 est figé dans le FMS, tandis que le paramétrage de Tp3 est possible. Selon une autre option, le paramétrage des calculs de Tp2 et Tp3 est 25 possibles. Selon un mode de réalisation, lorsque l'aéronef est en phase de montée, les hypothèses de calcul du mode de pilotage guidé par FMS intègrent un critère opérationnel de type asservissement sur poussée dénommé « Thrust Climb managed » ou « OPEN Climb » ou de type tenue d'altitude dénommé 30 « ALT » , correspondant à un palier d'altitude. Selon un mode de réalisation, lorsque l'aéronef est en phase de descente et doit rejoindre un profil d'altitude prédéterminé Prof, les hypothèses de calcul du mode de pilotage guidé par FMS intègrent un critère opérationnel fonction 35 de la position de l'aéronef par rapport au profil d'altitude prédéterminé Prof.

Par exemple pour un aéronef situé en dessous du profil d'altitude prédéterminé Prof, le critère opérationnel est de type asservissement vitesse verticale constante dénommé « VS managed » ou de type tenue d'altitude. Selon un autre exemple illustré figure 16, pour un aéronef situé au dessus du profil d'altitude prédéterminé Prof, le critère opérationnel est de type asservissement sur poussée dénommé « THRUST Idle Managed » ou « OPEN DES », ce critère étant paramétrable par une position des aérofreins choisie parmi le groupe : pas d'aérofreins « no Airbrake » ; aérofreins à moitié sortis « 1/2 Airbrake » ; aérofreins complètement sortis « full Airbrake ».

Selon un mode de réalisation préféré illustré figure 17, une fois le DeSel déterminé, le procédé selon l'invention utilise ce DeSel pour calculer une trajectoire globale prédite de l'aéronef. Ainsi le procédé comprend en outre une étape 700 consistant à calculer une 15 trajectoire globale prédite TpG à partir de la concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite Tp1 jusqu'au point de basculement vertical DeSel et une deuxième portion, à partir du point de basculement vertical DeSel. La deuxième portion est égale à la 20 deuxième trajectoire prédite Tp2 lorsque aucune contrainte n'est incompatible et à la troisième trajectoire prédite Tp3 associée au point vertical de basculement lorsque au moins une contrainte incompatible a été identifiée en 400. La trajectoire globale prédite prend ainsi en compte des trajectoires de 25 l'aéronef proches de la réalité, en tenant compte de manière exacte du mode de guidage sélecté ou managé, de l'aéronef en fonction du temps. Pour l'équipage, il n'y a plus qu'une seule trajectoire, et non plus deux trajectoires, Tp1 et Tp2 affichées sur des écrans et calculées à partir d'hypothèses différentes. 30 Selon une variante illustrée figure 18, le procédé 30 selon l'invention comprend en outre les étapes suivantes : -une étape 710 sélectionne un point choisi P appartenant à la première trajectoire prédite Tp1, autre que le point DeSel déterminé à l'étape 500. - ensuite une étape 720 remplace le point de basculement vertical DeSel par le point choisi P, et selon une variante l'affiche graphiquement. - puis une étape 730 calcule une trajectoire globale prédite TpG à partir de la concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite Tp1, jusqu'au point choisi P, -une deuxième portion, à partir du point choisi P, correspondant à une trajectoire calculée par intégration des équations dynamiques de vol vers l'avant Tp2 selon un mode de pilotage guidé par un FMS.

La trajectoire globale prédite TpG prend en compte le point choisi P et non pas le DeSel calculé en 500. Selon un mode de réalisation préféré, l'étape 710 de sélection du point choisi P est opérée par le pilote. Un avantage est que le pilote peut s'adapter au contexte du jour (contrainte à ignorer car sans impact relief ou bruit), contrainte à respecter pour suivre une politique compagnie etc. Il peut adapter le point également après avoir eu connaissance du moment où il sera « clearé » pour rejoindre son plan de vol vertical, via une communication avec le contrôleur. Ainsi , le procédé propose un point de DeSel selon ses hypothèses, mais garde de la souplesse pour permettre à l'équipage de toujours pouvoir s'adapter aux cas particuliers. Selon une autre variante illustrée figure 19, l'aéronef étant en phase de descente et devant rejoindre un profil d'altitude prédéterminé Prof, le procédé 30 comprend en outre les étapes suivantes : -une étape 800 déterminer un troisième point 13 égal à l'intersection entre la première trajectoire prédite Tp1 et le profil d'altitude prédéterminé Prof, Lorsque le troisième point 13 est atteint avant le point de basculement vertical calculé DeSel, une étape 820 calcule une trajectoire globale prédite TpG à 30 partir de la concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite Tp1, jusqu'au troisième point 13, -une deuxième portion Tp2', à partir du troisième point 13, correspondant à une trajectoire calculée par intégration des équations dynamiques de vol selon un mode de pilotage guidé par un FMS suivant le profil d'altitude prédéterminé Prof. La figure 20 schématise ce cas dans lequel la trajectoire Tp1 coupe le profil Prof avant d'atteindre DeSel.

Le pilote peut alors préférer suivre le profil de descente Prof selon Tp2' au plus tôt, plutôt que d'attendre une rejointe plus tard en suivant Tp1 puis Tp2. En effet, le profil Prof étant le résultat d'une optimisation FMS pour minimiser la consommation de carburant, il est intéressant pour le pilote de le suivre dès qu'il l'a intercepté.

Le calcul d'une trajectoire globale prédite TpG restant à voler, opéré par l'étape 700, et/ou le cas échéant par les étapes 730 et/ou 820, permet au système de réaliser à partir de cette trajectoire une série de prédictions apte à fournir au pilote de précieuses informations prédictives sur l'état de l'aéronef et le vol. Ainsi selon un mode de réalisation préféré illustré figure 21, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape 900 consistant à calculer des prédictions de paramètres d'état de l'aéronef à partir d'une trajectoire globale prédite TpG.

Préférentiellement les paramètres d'état de l'aéronef comprennent : l'altitude de passage prédite, la vitesse de passage prédite, le fuel restant prédit. Ainsi le procédé 30 fournit au pilote une trame de prédictions réalistes prenant en compte la partie du vol effectuée en guidage manuel. Le carburant prédit et les prédictions d'altitude étant plus réalistes, la 25 situation de l'aéronef est sécurisée, ainsi que celle des autres aéronefs et le contrôle aérien à qui les prédictions sont communiquées est mieux informé de la situation réelle de l'aéronef. Selon un autre aspect illustré figure 22, l'invention concerne un dispositif 31 30 de calcul de prédictions à partir de la détermination d'un point vertical de basculement DeSel à partir duquel un aéronef 101, présentant une position courante, et volant une trajectoire verticale courante selon un mode de pilotage manuel présentant une consigne d'altitude CIrA, dénommée altitude cible, chargée par le pilote, bascule sur un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol FMS, afin de rejoindre un plan de vol prédéfini PV présentant un ensemble Cini de contraintes d'altitude initiales, ledit dispositif comprenant : - un module de calcul 301 du point vertical de basculement DeSel 5 comprenant : - un module de calcul 302 d'une première trajectoire verticale prédite Tp1 par intégration des équations dynamiques de vol à partir de la position courante de l'aéronef, en extrapolant la trajectoire courante et en appliquant des hypothèses de calcul correspondant au mode de 10 pilotage manuel de l'aéronef, - un module de détermination 303 d'un premier point d'intersection 11 entre la première trajectoire prédite Tp1 et l'altitude cible CIrA, présentant une première abscisse x1, les contraintes d'altitude d'abscisse inférieure à ladite première abscisse étant dénommées 15 contraintes antérieures, les contraintes d'altitude d'abscisse supérieure à ladite première abscisse étant dénommées contraintes postérieures, - un module de détermination 304 d'une deuxième trajectoire prédite Tp2 par intégration des équations dynamiques de vol vers l'avant à partir dudit premier point intersection 11 et en appliquant des 20 hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS. - un module de détermination 305 d'un sous ensemble de contraintes d'altitudes à respecter Ci indicées par un indice i, l'indice 1 correspondant à la contrainte la plus proche de la position courante de l'aéronef, choisies parmi l'ensemble Cini de contraintes d'altitudes 25 initiales, chaque contrainte d'altitude à respecter présentant une abscisse xi, - un module de détermination 306 des contraintes antérieures incompatible avec la première trajectoire prédite Tp1 et les contraintes postérieures incompatibles avec la deuxième trajectoire prédite Tp2, 30 - un module de détermination 307 du point vertical de basculement DeSel appartenant à la première trajectoire verticale prédite Tp1 à partir d'éventuelles contraintes incompatibles, calculé comme suit : * le point vertical de basculement DeSel est égal au premier point d'intersection 11,1orsqu'aucune contrainte n'est incompatible, * le point vertical de basculement DeSel étant égal à l'intersection entre la première trajectoire prédite Tp1 et une trajectoire vertical prédite Tp3 calculée par intégration des équations dynamiques de vol vers l'arrière à partir d'une contrainte incompatible associée, en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS, lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible, - un module de calcul 310 d'une trajectoire globale prédite TpG à partir de la concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite Tp1, jusqu'au point de basculement vertical DeSel et -une deuxième portion, à partir du point de basculement vertical DeSel, égale à : * la deuxième trajectoire prédite Tp2 lorsque aucune contrainte d'altitude n'est incompatible, * la troisième trajectoire prédite Tp3 associée au point vertical de basculement lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible. - un module de calcul (320) de prédictions de paramètres d'état de l'aéronef à partir de la trajectoire globale prédite (TpG).

Selon un mode de réalisation le dispositif 31, et donc le module de 301 de calcul de DeSel, est intégré dans le FMS. Plus particulièrement, selon une option, le module de calcul de la trajectoire 310 est intégré dans le module TRAJ 120 du FMS et le module de calcul de prédictions 320 est intégré au module PRED 140 du FMS.

Selon un autre mode de réalisation, le dispositif 31selon l'invention, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, est intégré dans tout type de calculateur effectuant un calcul de prédictions, comme un EFB (Electronic Flight Bag), un système de gestion de mission tactique embarqué, un 30 calculateur de prédictions de vol d'un centre de contrôle aérien (TP pour Trajectory Predictor), une tablette tactile intégrant des moyens de calcul de prédictions... L'invention concerne également un système de gestion de vol FMS 35 comprenant le dispositif 31.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé (30) de détermination d'un point vertical de basculement (DeSel) à partir duquel un aéronef (101), présentant une position courante, et volant une trajectoire verticale courante selon un mode de pilotage manuel présentant une consigne d'altitude (CIrA), dénommée altitude cible, chargée par le pilote, bascule sur un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol (FMS), afin de rejoindre un plan de vol prédéfini (PV) présentant un ensemble (Cini) de contraintes d'altitude initiales, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : -calculer (100) une première trajectoire verticale prédite (Tp1) par intégration des équations dynamiques de vol à partir de la position courante de l'aéronef, en extrapolant la trajectoire courante et en appliquant des hypothèses de calcul correspondant au mode de pilotage manuel de l'aéronef, -déterminer (200) un premier point d'intersection (11) entre la première trajectoire prédite (Tp1) et l'altitude cible (CIrA), présentant une première abscisse (x1), les contraintes d'altitude d'abscisse inférieure à ladite première abscisse étant dénommées contraintes antérieures, les contraintes d'altitude d'abscisse supérieure à ladite première abscisse étant dénommées contraintes postérieures, -déterminer (300) une deuxième trajectoire prédite (Tp2) par intégration des équations dynamiques de vol vers l'avant à partir dudit premier point intersection (11) et en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS, - déterminer (350) un sous ensemble de contraintes d'altitudes à respecter (Ci) indicées par un indice i, l'indice 1 correspondant à la contrainte la plus proche de la position courante de l'aéronef, choisies parmi l'ensemble (Cini) de contraintes d'altitudes initiales, chaque contrainte d'altitude à respecter présentant une abscisse (xi), -déterminer (400) les contraintes antérieures incompatible avec la première trajectoire prédite (Tp1) et les contraintes postérieures incompatibles avec la deuxième trajectoire prédite (Tp2), -déterminer (500) ledit point vertical de basculement (DeSel) appartenant à la première trajectoire verticale prédite (Tp1), à partir d'éventuelles contraintesincompatibles, et comme l'intersection entre ladite première trajectoire verticale prédite (Tp1) et une trajectoire verticale prédite (Tp2, Tp3) calculée par intégration des équations dynamiques de vol en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol dénommé FMS.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'étape de détermination (500) du point vertical de basculement comprend les sous étapes consistant à -lorsqu'aucune contrainte n'est incompatible, le point vertical de basculement (DeSel) est égal au premier point d'intersection (11), -lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible, déterminer (510) ledit point vertical de basculement (DeSel) comme l'intersection entre la première trajectoire prédite (Tp1) et une trajectoire vertical prédite (Tp3) calculée par intégration des équations dynamiques de vol vers l'arrière à partir d'une contrainte incompatible associée, en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS.
3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel l'étape de détermination (510) du point de basculement (DeSel) comprend, les sous-étapes consistant à : -Pour chaque contrainte incompatible : *déterminer (511) une troisième trajectoire prédite associée (Tp3) par intégration des équations dynamiques de vol vers l'arrière à partir de la contrainte incompatible associée et en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS, *déterminer (512) un deuxième point d'intersection associé (12) correspondant à l'intersection entre la première trajectoire verticale prédite (Tp1) et la troisième trajectoire prédite associée (Tp3), -déterminer (513) le point vertical de basculement (DeSel), égal au deuxième point d'intersection associé le plus proche de la position courante de l'aéronef.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le mode 35 de pilotage manuel est choisi par le groupe : asservissement vitesse verticaleconstante (VS) ; asservissement angle constant (FPA) ; asservissement altitude constante (ALT) ; asservissement sur poussée (THRUST) ;
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre 5 une étape (600) d'affichage graphique du point de basculement vertical
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'aéronef est en phase de montée et dans lequel les hypothèses de calcul du mode de pilotage guidé par FMS intègrent un critère opérationnel de type 10 asservissement sur poussée (Thrust Climb managed) ou de type tenue d'altitude.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel l'aéronef est en phase de descente et doit rejoindre un profil d'altitude prédéterminé (Prof) et 15 dans lequel les hypothèses de calcul du mode de pilotage guidé par FMS intègrent un critère opérationnel fonction de la position de l'aéronef par rapport au profil d'altitude prédéterminé (Prof).
8. Procédé selon la revendication 6 dans lequel l'aéronef est situé en 20 dessous du profil d'altitude prédéterminé (Prof), et dans lequel le critère opérationnel est de type asservissement vitesse verticale constante (VS managed) ou de type tenue d'altitude.
9. Procédé selon la revendication 6 dans lequel l'aéronef est situé au dessus 25 du profil d'altitude prédéterminé (Prof) et dans lequel le critère opérationnel est de type asservissement sur poussée (THRUST Idle Managed), ledit critère étant paramétrable par une position des aérofreins choisie parmi le groupe : pas d'aérofreins (no Airbrake) ; aérofreins à moitié sortis (1/2 Airbrake) ; aérofreins complètement sortis (full Airbrake). 30
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre une étape consistant à calculer (700) une trajectoire globale prédite (TpG) à partir de la concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite (Tp1), jusqu'au 35 point de basculement vertical (DeSel) et-une deuxième portion, à partir du point de basculement vertical (DeSel), égale à : * la deuxième trajectoire prédite (Tp2) lorsque aucune contrainte d'altitude n'est incompatible * la troisième trajectoire prédite (Tp3) associée au point vertical de basculement lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre les étapes consistant à : -sélectionner (710) un point choisi (P) appartenant à la première trajectoire prédite (Tp1) -remplacer (720) le point de basculement vertical (DeSel) par le point choisi (P), -calculer (730) une trajectoire globale prédite (TpG) à partir de la 15 concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite (Tp1), jusqu'au point choisi (P), -une deuxième portion, à partir du point choisi (P), correspondant à une trajectoire calculée par intégration des équations dynamiques de vol vers 20 l'avant (Tp2) selon un mode de pilotage guidé par un FMS.
12. Procéder selon la revendication 11 dans lequel l'étape de sélection du point choisi est opérée par un pilote. 25
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel : -l'aéronef est en phase de descente et doit rejoindre un profil d'altitude prédéterminé (Prof), et comprenant en outre les étapes consistant à : -déterminer (800) un troisième point (13) égal à l'intersection entre la 30 première trajectoire prédite (Tp1) et ledit profil d'altitude prédéterminé (Prof), -lorsque ledit troisième point (13) est atteint avant le point de basculement vertical calculé (DeSel) : -calculer (820) une trajectoire globale prédite (TpG) à partir de la concaténation d'au moins deux portions :-une première portion égale à la première trajectoire prédite (Tp1), jusqu'au troisième point (13), -une deuxième portion, à partir du troisième point (13), correspondant à une trajectoire calculée par intégration des équations dynamiques de vol selon 5 un mode de pilotage guidé par un FMS suivant le profil d'altitude prédéterminé (Prof).
14. Procédé selon les revendications 10 à 13 comprenant en outre une étape (900) consistant à calculer des prédictions de paramètres d'état de l'aéronef 10 à partir d'une trajectoire globale prédite (TpG).
15. Procédé selon la revendication 14 dans lequel les paramètres d'état de l'aéronef comprennent : l'altitude de passage prédite, la vitesse de passage prédite, le fuel restant prédit. 15
16. Dispositif (31) de calcul de prédictions à partir de la détermination d'un point vertical de basculement (DeSel) à partir duquel un aéronef (101), présentant une position courante, et volant une trajectoire verticale courante selon un mode de pilotage manuel présentant une consigne d'altitude (CIrA), 20 dénommée altitude cible, chargée par le pilote, bascule sur un mode de pilotage guidé par un système de gestion de vol (FMS), afin de rejoindre un plan de vol prédéfini (PV) présentant un ensemble (Cini) de contraintes d'altitude initiales, ledit dispositif comprenant : 25 - un module de calcul (301) du point vertical de basculement (DeSel) comprenant : - un module de calcul (302) d'une première trajectoire verticale prédite (Tp1) par intégration des équations dynamiques de vol à partir de la position courante de l'aéronef, en extrapolant la trajectoire courante et 30 en appliquant des hypothèses de calcul correspondant au mode de pilotage manuel de l'aéronef, - un module de détermination ( 303) un premier point d'intersection (11) entre la première trajectoire prédite (Tp1) et l'altitude cible (CIrA), présentant une première abscisse (x1), les contraintes d'altitude 35 d'abscisse inférieure à ladite première abscisse étant dénomméescontraintes antérieures, les contraintes d'altitude d'abscisse supérieure à ladite première abscisse étant dénommées contraintes postérieures, - un module de détermination (304) d'une deuxième trajectoire prédite (Tp2) par intégration des équations dynamiques de vol vers l'avant à partir dudit premier point intersection (11) et en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS. - un module de détermination (305) d'un sous ensemble de contraintes d'altitudes à respecter (Ci) indicées par un indice i, l'indice 1 correspondant à la contrainte la plus proche de la position courante de l'aéronef, choisies parmi l'ensemble (Cini) de contraintes d'altitudes initiales, chaque contrainte d'altitude à respecter présentant une abscisse (xi), - un module de détermination (306) des contraintes antérieures incompatible avec la première trajectoire prédite (Tp1) et les contraintes postérieures incompatibles avec la deuxième trajectoire prédite (Tp2), - un module de détermination (307) du point vertical de basculement (DeSel) appartenant à la première trajectoire verticale prédite (Tp1), à partir d'éventuelles contraintes incompatibles, * le point vertical de basculement (DeSel) étant égal au premier point d'intersection 11,1orsqu'aucune contrainte n'est incompatible, * le point vertical de basculement (DeSel) étant égal à l'intersection entre la première trajectoire prédite (Tp1) et une trajectoire vertical prédite (Tp3) calculée par intégration des équations dynamiques de vol vers l'arrière à partir d'une contrainte incompatible associée, en appliquant des hypothèses de calcul d'un mode de pilotage guidé par FMS, lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible, - un module de calcul (310) d'une trajectoire globale prédite (TpG) à partir de la concaténation d'au moins deux portions : -une première portion égale à la première trajectoire prédite (Tp1), jusqu'au point de basculement vertical (DeSel) et -une deuxième portion, à partir du point de basculement vertical (DeSel), égale à : * la deuxième trajectoire prédite (Tp2) lorsque aucune contrainte d'altitude n'est incompatible,* la troisième trajectoire prédite (Tp3) associée au point vertical de basculement lorsqu'au moins une contrainte d'altitude est incompatible. - un module de calcul (320) de prédictions de paramètres d'état de l'aéronef 5 à partir de la trajectoire globale prédite (TpG).
17. Système de gestion de vol comprenant le dispositif selon la revendication 16. 10
18. Un produit programme d'ordinateur, le programme d'ordinateur comprenant des instructions de code permettant d'effectuer les étapes du procédé selon les revendications 1 à 14. 15