FR3060740A1 - Procede de gestion graphique d'une echelle de tangage dans un systeme de visualisation de bord pour aeronef - Google Patents

Procede de gestion graphique d'une echelle de tangage dans un systeme de visualisation de bord pour aeronef Download PDF

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Abstract

Le domaine général de l'invention est celui des procédés de gestion graphique d'une échelle de tangage (P) affichée dans un système de visualisation de bord pour aéronef, ledit système de visualisation comportant un calculateur graphique assurant la gestion graphique des symboles et un écran de visualisation. La symbologie affichée sur ledit écran de visualisation comporte une échelle angulaire de tangage (P), un symbole (MA) appelé maquette avion représentatif de l'assiette de l'aéronef et un symbole (MV) appelé vecteur vitesse représentatif de la direction de la vitesse de l'aéronef. Dans le procédé selon l'invention, la distance angulaire (Ai) séparant les « barreaux » (SG, SD) de l'échelle varie de façon que les symboles représentatifs de l'assiette de l'aéronef et du vecteur vitesse reste constamment proches d'un des deux barreaux de l'échelle, même sous fort vent de travers. La forme des barreaux est soit constante, soit variable.

Description

Le domaine de l’invention est celui des systèmes de visualisation pour aéronef comportant des moyens d’afficher les informations nécessaires au pilotage.
Un système de visualisation pour aéronef comporte au moins une centrale inertielle, des capteurs mesurant l’altitude et la vitesse, des moyens de calcul électroniques et un ou plusieurs dispositifs de visualisation implantés dans le cockpit de l’aéronef présentant une symbologie représentative des principaux paramètres de pilotage et de navigation. Généralement, l’image synthétique est affichée sur les écrans de visualisation qui se trouvent en face avant de la planche de bord de l’aéronef ou dans des dispositifs de visualisation dits « Tête Haute ».
A titre d’exemple, la figure 1 représente de façon stylisée et avec les contraintes inhérentes aux figures de brevet, une image de ce type. La symbologie est représentée en traits noirs. Celle-ci comporte essentiellement :
- Les paramètres dits « ADI », acronyme signifiant « Attitude Director Indicator » qui donnent l’attitude de l’appareil, c’est-à-dire sa position angulaire en roulis et en tangage. Classiquement, la position de l’appareil est représentée par un symbole 1 appelé maquette avion centrée sur une échelle 2 graduée en degrés. Cette échelle est appelée échelle de tangage ou en terminologie anglo-saxonne échelle de « pitch ». Le symbole 1 est représenté par un V dont les ailes comportent une barre horizontale. Sur fa figure 1, l’échelle 2 est représentée par deux séries de symboles symétriques 3 espacés de 5 degrés. Les symboles 3 sont en forme d’équerre droite. Les paramètres ADI comportent également une barre d’horizon 4 ;
- L’échelle de vitesse air 5. C’est une échelle verticale située à gauche de l’échelle d’attitude. Elle représente la vitesse de l’appareil et est graduée généralement en nœuds. Sur la figure 1, la vitesse air est de 155 noeuds ;
- L’échelle d’altitude 6. C’est une échelle verticale située à droite de l’échelle d’attitude. Elle est graduée généralement en pieds. Sur la figure 1, l’altitude de l’appareil est de 1000 pieds. Cette échelle 6 est symétrique de l’échelle de vitesse 5 par rapport à l’échelle ADI 2 ;
- Le vecteur vitesse 7. Il est généralement représenté par un cercle comportant deux segments horizontaux symétriques et un segment vertical. Il représente la direction angulaire que fait la vitesse de l’appareil avec la position angulaire de l’appareil.
Il existe deux modes principaux de pilotage que l’on note, selon la terminologie anglo-saxonne, « Heading Up mode» et «Track Up mode». Dans le cas d'une approche en mode « Heading Up », l'échelle de tangage est centrée sur la maquette avion. Dans le cas d'une approche en mode «Track Up », l'échelle de tangage est centrée sur le vecteur vitesse.
La représentation décrite plus haut est parfaitement adaptée aux deux modes tant que la maquette avion et le vecteur vitesse restent relativement proches l’un de l’autre. Cela signifie graphiquement que ces deux symboles restent à l’intérieur de l’échelle de tangage.
Cependant, quelque soit le mode de pilotage, l’un des deux vecteurs se trouve isolé de l’échelle de tangage par forte dérive de l’aéronef due à un violent vent de travers. En « Heading Up » mode, le vecteur vitesse se trouve, par forte dérive, isolé de toute référence d'attitude. Dans le cas d'une remise de gaz en mode « Track Up », la maquette avion se trouve, par fort vent de travers, isolée dans le visuel de pilotage, sans référence d'assiette précise, alors que cette phase de vol doit se faire à une consigne d'assiette déterminée.
Pour résoudre ce problème, plusieurs solutions ont été proposées. La première solution consiste à afficher en plus du vecteur vitesse un symbole de rappel disposé dans l’échelle de tangage représentatif de l’angle de tangage du vecteur vitesse. Ce symbole est, par exemple constitué de deux segments horizontaux symétriques surmonté d’un segment vertical. Cependant, ce symbole n’est pas représenté en position conforme.
Une seconde solution consiste, lorsque la symbologie est présentée en superposition sur une vue en perspective tridimensionnelle du terrain survolé, à décaler l’image synthétique qui est représentée en conditions normales en position conforme de façon que l’échelle de tangage reste centrée sur l’écran de visualisation. Ces deux solutions ont comme principal inconvénient de présenter une symbologie ou une représentation de l’extérieur en position non conforme.
Le procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage dans un système de visualisation de bord pour aéronef selon l’invention ne présente pas ces inconvénients. Les symboles représentatifs de la maquette avion et du vecteur vitesse sont toujours représentés en position conforme. Seule la représentation de l’échelle de tangage varie. Plus précisément, l’invention a pour objet un procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage affichée dans un système de visualisation de bord pour aéronef, ledit système de visualisation comportant un calculateur graphique assurant la gestion graphique des symboles et un écran de visualisation, la symbologie affichée sur ledit écran de visualisation comportant au moins :
- une échelle angulaire de tangage, ladite échelle étant représentée par une première série de premiers symboles et une seconde série de seconds symboles séparée de la première série de symboles par un premier écart angulaire selon une direction horizontale ;
- un troisième symbole appelé maquette avion représentatif de l’assiette de l’aéronef ;
- un quatrième symbole appelé vecteur vitesse représentatif de la direction de la vitesse de l’aéronef ;
caractérisé en ce que la distance angulaire séparant la première et la seconde série de symboles de l’échelle de tangage est une fonction de la distance angulaire entre le troisième et le quatrième symbole
Avantageusement,
- l’échelle angulaire de tangage étant centrée sur le troisième symbole ou le quatrième symbole, lorsque la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le troisième symbole du quatrième symbole est inférieure ou égale à une valeur déterminée, le premier écart angulaire séparant la première série de symboles de la seconde série de symboles est constant ;
- l’échelle angulaire de tangage étant centrée sur le troisième symbole, lorsque la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le quatrième symbole du troisième symbole dépasse une valeur déterminée, la série de symboles la plus proche du quatrième symbole se déplace ou se modifie dans un plan horizontal de façon que la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le quatrième symbole de ladite série en déplacement reste inférieure à un second écart déterminé ;
- l’échelle angulaire de tangage étant centrée sur le quatrième symbole, lorsque la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le quatrième symbole du troisième symbole dépasse une valeur déterminée, la série de symboles la plus proche du troisième symbole se déplace ou se modifie dans un plan horizontal de façon que la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le troisième symbole de ladite série en déplacement reste inférieure audit second écart déterminé.
Avantageusement, les premiers symboles sont identiques aux seconds symboles quelque soit la valeur de la distance angulaire séparant le quatrième symbole du troisième symbole.
Avantageusement, les premiers symboles et les seconds symboles comportent chacun un segment de droite horizontal, lorsqu’un premier symbole ou un second symbole se déplace à partir d’une position initiale jusqu’à une position finale, un trait horizontal relie la position initiale du premier symbole ou du second symbole à la position finale du premier symbole ou du second symbole.
Avantageusement, le trait horizontal est continu ou discontinu.
Avantageusement, les premiers symboles sont séparés les uns des autres par un troisième écart angulaire constant selon une direction verticale, les seconds symboles étant séparés les uns des autres par ce même troisième écart angulaire constant selon une direction verticale.
Avantageusement, lorsque l’échelle angulaire de tangage est centrée sur le troisième symbole et lorsque la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le troisième symbole du quatrième symbole est inférieure ou égale à la valeur déterminée, le troisième symbole est à égale distance dans un plan horizontal de la première série de premiers symboles et de la seconde série de seconds symboles.
Avantageusement, lorsque l’échelle angulaire de tangage est centrée sur le quatrième symbole et lorsque la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le troisième symbole du quatrième symbole est inférieure ou égale à la valeur déterminée, le quatrième symbole est à égale distance dans un plan horizontal de la première série de premiers symboles et de la seconde série de seconds symboles.
Avantageusement, les fluctuations de la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le quatrième symbole du troisième symbole ne sont prises en compte que lorsqu’elles dépassent un seuil déterminé dans un intervalle de temps donné.
L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
La figure 1 représente une symbologie selon l’art antérieur représentée dans un système de visualisation pour aéronef ;
Les figures 2 à 4 représentent les différentes étapes représentatives de la mise en œuvre du procédé selon l’invention ;
La figure 5 représente une première variante de réalisation du procédé selon l’invention ;
La figure 6 représente une seconde variante de réalisation du procédé selon l’invention.
A titre d’exemple, la figure 2 représente une échelle angulaire de tangage P comportant une maquette avion MA et un vecteur vitesse MV en conditions standard, c’est-à-dire avec un vent de travers faible à modéré. Cette symbologie est affichée sur des écrans de visualisation de la planche de bord d’un aéronef. Les symboles sont réalisés en position conforme de façon à correspondre angulairement aux angles de tangage et de roulis de l’appareil. Sur cette figure et les suivantes, les déplacements des symboles sont symbolisés par des triples chevrons blancs. Ils ne font pas partie de la symbologie affichée.
Plus précisément, cette échelle de tangage ou de « pitch » est représentée par une première série de premiers symboles Sg et une seconde série de seconds symboles So- La première série est appelée « montant » gauche et la seconde série est appelée « montant » droit de l’échelle. La seconde série est séparée de la première série de symboles par un premier écart angulaire Ai selon une direction horizontale. Cet écart vaut environ 10 degrés. Chaque série ou « montant » de symboles est composé de symboles identiques en forme d’équerre. Les symboles sont alignés verticalement. Deux symboles successifs d’une même série sont séparés d’une distance angulaire constante A2 dans un plan vertical. Cette distance vaut environ 5 degrés. Deux symboles appartenant chacun à un montant différent et disposés en vis-à-vis forment un des « barreaux » de l’échelle de tangage.
Cette échelle de tangage comporte un troisième symbole appelé maquette avion MA représentatif de l’assiette de l’aéronef. Il est classiquement représenté par un V ailé, terminé par deux barreaux courts identiques. Elle comporte enfin un quatrième symbole appelé MV vecteur vitesse représentatif de la direction de la vitesse de l’aéronef. Il est classiquement représenté par un cercle comportant deux segments de droite horizontaux symétriques et une barre droite verticale symbolisant les ailes et la dérive de l’aéronef.
Sur la figure 2 et les suivantes, l’échelle de tangage est centrée sur la maquette avion qui se trouve à égale distance des deux barreaux de l’échelle. On appelle ce mode « Heading Up ». Il est possible de faire le choix inverse, c’est-à-dire de centrer l’échelle de tangage sur le vecteur vitesse. On appelle ce mode « Track Up ». Tout ce qui suit est en mode « Heading Up » mais s’applique de la même façon au mode « Track Up ».
Lorsque le vent de travers est faible, le vecteur vitesse est proche de la maquette avion. Cet écart A3 entre les deux maquettes ne dépasse pas quelques degrés. Le vecteur vitesse reste à l’intérieur des « montants » de l’échelle de tangage. Dans ce cas, l’écart angulaire Ai reste constant.
Sur la figure 3, l’écart entre le vecteur vitesse et la maquette avion a augmenté suffisamment pour que le vecteur vitesse ne soit plus à l’intérieur des montants de l’échelle mais à l’extérieur. Dans le cas de la figure 3, le vecteur vitesse s’est déplacé vers la gauche. Tant que la distance angulaire A4 dans un plan horizontal séparant le vecteur vitesse de la maquette avion reste inférieure ou égale à une valeur déterminée A4, aucune modification de l’échelle n’est réalisée, ce qui revient à dire que, tant que le vecteur vitesse reste proche d’un des montants de l’échelle, celle-ci n’est pas modifiée. Dans le cas de la figure 3, il s’agit du montant gauche. Cette proximité est de l’ordre de quelques degrés.
Sur la figure 4, l’écart entre le vecteur vitesse MV et la maquette avion MA a encore augmenté. Dans ce cas, de façon que la distance angulaire A4 entre le montant gauche de l’échelle et le vecteur vitesse reste dans des tolérances raisonnables, le montant gauche de l’échelle composé des symboles Sg s’est déplacé pour « suivre » le vecteur vitesse. Ainsi, on peut facilement lire la position angulaire du vecteur vitesse MV par rapport au montant gauche. Il est à noter que le montant droit ne se déplace pas et reste solidaire de la maquette avion. La distance angulaire A1 séparant les deux montants de l’échelle augmente.
Dans le cas de la figure 4, les symboles Sq du montant gauche se déplacent sans modification. De façon à conserver une lecture facile de l’échelle, il est possible de modifier les symboles du montant qui se déplace. A titre d’exemple, si les premiers symboles et les seconds symboles comportent chacun un segment de droite horizontal, lorsqu’un premier symbole ou un second symbole se déplace à partir d’une position initiale jusqu’à une position finale, un trait horizontal peut relier la position initiale du premier symbole ou du second symbole à la position finale du premier symbole ou du second symbole. Ce trait horizontal Tg peut être continu, comme on le voit sur la figure 5 ou ce trait Tg peut être discontinu comme on le voit sur la figure 6. D’autres modes de représentation sont possibles afin de montrer que l’échelle de tangage s’est dilatée. Dans tous les cas, l’échelle comporte un vide central sans symboles.
Pour faciliter la lecture des symboles, les petites fluctuations de la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le vecteur vitesse de la maquette avion ne sont pris en compte que lorsqu’elles dépassent un seuil déterminé dans un intervalle de temps donné.
La mise en œuvre du procédé selon l’invention ne pose pas de problème technique. Il suffit de créer un lien simple entre la position des montants de l’échelle de tangage et la position du vecteur vitesse ou de la maquette avion.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage (P) affichée dans un système de visualisation de bord pour aéronef, ledit système de visualisation comportant un calculateur graphique assurant la gestion graphique des symboles et un écran de visualisation, la symbologie affichée sur ledit écran de visualisation comportant au moins :
    - une échelle angulaire de tangage (P), ladite échelle étant représentée par une première série de premiers symboles (Sq, Sd) et une seconde série de seconds symboles (Sg, Sd) séparée de la première série de symboles par un premier écart angulaire (A0 selon une direction horizontale ;
    - un troisième symbole (MA) appelé maquette avion représentatif de l’assiette de l’aéronef ;
    - un quatrième symbole (MV) appelé vecteur vitesse représentatif de la direction de la vitesse de l’aéronef ;
    caractérisé en ce que la distance angulaire (Ai) séparant la première et la seconde série de symboles de l’échelle de tangage est une fonction de la distance angulaire entre le troisième et le quatrième symbole.
  2. 2. Procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
    - l’échelle angulaire de tangage étant centrée sur le troisième symbole ou le quatrième symbole, lorsque la distance angulaire (A3) dans un plan horizontal séparant le troisième symbole du quatrième symbole est inférieure ou égale à une valeur déterminée, le premier écart angulaire séparant la première série de symboles de la seconde série de symboles est constant ;
    - l’échelle angulaire de tangage étant centrée sur le troisième symbole, lorsque la distance angulaire (A3) dans un plan horizontal séparant le quatrième symbole du troisième symbole dépasse une valeur déterminée, la série de symboles la plus proche du quatrième symbole se déplace ou se modifie dans un plan horizontal de façon que la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le quatrième symbole de ladite série en déplacement reste inférieure à un second écart déterminé (A4) ;
    - l’échelle angulaire de tangage étant centrée sur le quatrième symbole, lorsque la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le quatrième symbole du troisième symbole dépasse une valeur déterminée, la série de symboles la plus proche du troisième symbole se déplace ou se modifie dans un plan horizontal de façon que la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le troisième symbole de ladite série en déplacement reste inférieure audit second écart déterminé (A4).
  3. 3. Procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage selon l’une des revendications précédente, caractérisé en ce que les premiers symboles sont identiques aux seconds symboles quelque soit la valeur de la distance angulaire séparant le quatrième symbole du troisième symbole.
  4. 4. Procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, les premiers symboles et les seconds symboles comportent chacun un segment de droite horizontal, lorsqu’un premier symbole ou un second symbole se déplace à partir d’une position initiale jusqu’à une position finale, un trait horizontal (Tg) relie la position initiale du premier symbole ou du second symbole à la position finale du premier symbole ou du second symbole.
  5. 5. Procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le trait horizontal est continu ou discontinu.
  6. 6. Procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce les premiers symboles sont séparés les uns des autres par un troisième écart angulaire (A2) constant selon une direction verticale, les seconds symboles étant séparés les uns des autres par ce même troisième écart angulaire constant selon une direction verticale.
  7. 7. Procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque l’échelle angulaire de tangage est centrée sur le troisième symbole et lorsque la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le troisième symbole
    5 du quatrième symbole est inférieure ou égale à la valeur déterminée, le troisième symbole est à égale distance dans un plan horizontal de la première série de premiers symboles et de la seconde série de seconds symboles.
    10
  8. 8. Procédé de gestion graphique d’une échelle de tangage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque l’échelle angulaire de tangage est centrée sur le quatrième symbole et lorsque la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le troisième symbole du quatrième symbole est inférieure ou égale à la valeur
    15 déterminée, le quatrième symbole est à égale distance dans un plan horizontal de la première série de premiers symboles et de la seconde série de seconds symboles.
  9. 9. Procédé de gestion graphique d’une symbologie selon l’une des
    20 revendications précédentes, caractérisé en ce que les fluctuations de la distance angulaire dans un plan horizontal séparant le quatrième symbole du troisième symbole ne sont pris en compte que lorsqu’elles dépassent un seuil déterminé dans un intervalle de temps donné.
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