FR3068490B1

FR3068490B1 - Procede de calcul d'une trajectoire verticale d'un aeronef a partir de sa position courante, produit programme d'ordinateur et systeme de calcul associes

Info

Publication number: FR3068490B1
Application number: FR1700697A
Authority: FR
Inventors: Manuel Bauer; Geoffrey DURAND
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-08-23
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: FR3068490A1; CN109215396A; US20190005827A1; US11249489B2

Abstract

Ce procédé comporte une étape de détermination (115) d'une trajectoire verticale de l'aéronef comportant des sous-étapes consistant à calculer (120, 130) un tronçon initial de trajectoire et N tronçons suivants de trajectoire, à composer (135) la trajectoire verticale de l'aéronef à partir des tronçons de trajectoire calculés et à figer cette trajectoire verticale. Le procédé comporte en outre des étapes de détermination (140) d'un statut de chacune des contraintes en altitude le long de toute la trajectoire verticale de l'aéronef, chaque statut étant choisi entre un statut atteignable lorsque la contrainte en altitude correspondante est satisfaite et un statut manquée dans le cas contraire, et d'affichage (150) à l'opérateur de la trajectoire verticale de l'aéronef et des statuts des contraintes en altitude déterminés.

Description

Procédé de calcul d’une trajectoire verticale d’un aéronef à partir de sa position courante, produit programme d’ordinateur et système de calcul associés

La présente invention concerne un procédé de calcul d’une trajectoire verticale d’un aéronef à partir de sa position courante.

La présente invention concerne également un produit programme d’ordinateur et un système de calcul associés.

Dans l’état de la technique, il est connu l’utilisation de systèmes de gestion de vol de type FMS (de l’anglais « Flight Management System ») pour calculer une ou plusieurs trajectoires verticales de l’aéronef.

En particulier, les systèmes de gestion de vol existants permettent de calculer en temps réel ces trajectoires verticales en fonction des modes de guidage verticaux qui sont engagés par un pilote automatique notamment lors des phases de montée et de descente de l’aéronef. Parmi ces modes de guidage, il est connu notamment l’utilisation d’un mode de guidage automatique, dit mode de guidage managé, permettant de guider automatiquement l'aéronef en suivant un profil de référence calculé préalablement par le système de gestion de vol.

Parmi les trajectoires calculées par les systèmes de gestion de vol en temps réel, on distingue notamment une trajectoire verticale partant de la position courante de l’aéronef et s’étendant jusqu’à sa destination finale en faisant l’hypothèse d’un guidage par le mode de guidage automatique en suivant le profil de référence, et une trajectoire verticale calculée en considérant le mode de guidage courant engagé par le pilote automatique jusqu’à atteindre une consigne de pilotage introduite par le pilote. Cette consigne de pilotage présente par exemple une altitude de clairance (ou « clearance altitude » en anglais), c’est-à-dire une altitude autorisée par un organisme de contrôle aérien.

Certains systèmes de gestion de vol prolongent par ailleurs cette dernière trajectoire verticale à partir du point dans lequel la consigne de pilotage doit être atteinte, par une trajectoire en palier.

Toutefois, les systèmes de gestion de vol existants ne donnent pas au pilote la visibilité globale sur la trajectoire verticale de l’aéronef notamment en cas de déviation par rapport au profil de référence. Ceci ne permet pas au pilote une bonne anticipation de différentes situations possibles lors du guidage vertical de l’aéronef telles que notamment la présence de contraintes en altitude, et rend alors la tâche du pilote relativement difficile.

La présente invention a pour but de simplifier la tâche du pilote ou de tout autre opérateur à bord ou au sol lors du guidage vertical de l’aéronef. À cet effet, l’invention a pour objet un procédé de calcul d’une trajectoire verticale d’un aéronef à partir de sa position courante, l’aéronef étant piloté par un opérateur et étant guidé par un pilote automatique selon un mode initial de guidage vertical, en présence d’une pluralité de contraintes en altitude et en suivant au moins une consigne de pilotage.

Le procédé comporte les étapes suivantes mises en œuvre de manière consécutive : - détermination d’une trajectoire verticale de l’aéronef comportant des sous-étapes consistant à : + calculer un tronçon initial de trajectoire avec le mode initial de guidage vertical depuis la position courante de l’aéronef jusqu’à un point de sélection, et N tronçons suivants de trajectoire, chaque tronçon suivant de trajectoire étant calculé avec un mode suivant de guidage vertical mis en œuvre par le pilote automatique et s’étendant entre deux points de sélection consécutifs ou entre un point de sélection et un point final correspondant à la destination finale de l’aéronef, le ou chaque point de sélection correspondant à un point dans lequel une consigne de pilotage est atteinte ; au moins un mode suivant de guidage vertical étant distinct du mode initial de guidage vertical ou d’un autre mode suivant de guidage vertical, et d’un mode de guidage en palier ; le nombre N étant supérieur ou égal à 1 ; + composer la trajectoire verticale de l’aéronef à partir des tronçons de trajectoire calculés et figer cette trajectoire verticale ; - détermination d’un statut de chacune des contraintes en altitude le long de toute la trajectoire verticale de l’aéronef, chaque statut étant choisi entre un statut atteignable lorsque la contrainte en altitude correspondante est satisfaite lors du passage de l’aéronef le long de la trajectoire verticale de l’aéronef, et un statut manquée dans le cas contraire ; - affichage à l’opérateur de la trajectoire verticale de l’aéronef et des statuts des contraintes en altitude déterminés.

Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - au moins un mode suivant de guidage vertical, la consigne de pilotage associée à ce mode suivant de guidage vertical et la consigne associé au mode initial de guidage vertical sont définis par l’opérateur ou sont communiqués par un organisme de contrôle aérien ou par un système avionique ; - pour chaque contrainte en altitude ayant le statut manquée, l’étape de détermination de statuts comprend en outre le calcul d’une erreur en altitude correspondant à la distance verticale entre cette contrainte en altitude et la trajectoire verticale de l’aéronef ; - l’étape d’affichage comprend en outre l’affichage de la ou de chaque erreur en altitude calculée ; - au moins un mode suivant de guidage vertical est un mode de guidage vertical automatique ; lorsque lors du calcul d’un tronçon suivant de trajectoire avec le mode de guidage vertical automatique, au moins une contrainte en altitude est sur la même altitude que le point de sélection à partir duquel ce tronçon suivant de trajectoire s’étend, ce tronçon suivant de trajectoire comprend une trajectoire horizontale s’étendant jusqu’à ladite contrainte en altitude ; - lors du calcul d’un tronçon suivant de trajectoire avec le mode de guidage vertical automatique, ce tronçon suivant de trajectoire comprend successivement une trajectoire de rejointe et une trajectoire de suivi d’un profil de référence calculé préalablement ; - la trajectoire de rejointe s’étendant à partir du point de sélection correspondant jusqu’à l’intersection avec le profil de référence et la trajectoire de suivi s’étendant depuis cette intersection ; - lorsque l’altitude du point de sélection correspondant est située au-dessous du profil de référence, la trajectoire de rejointe présente une trajectoire horizontale s’étendant jusqu’à l’intersection avec le profil de référence ; - l’étape d’affichage comprend en outre l’affichage d’un symbole indiquant l’intersection de la trajectoire de rejointe avec le profil de référence ; - la ou chaque consigne de pilotage est déterminée par l’un des éléments choisi dans le groupe consistant en : - altitude ; - laps de temps ; - distance horizontale à partir de la position courante de l’aéronef ; - vitesse de l’aéronef ; - intersection avec le profil de référence ; - intersection avec une trajectoire latérale donnée. L’invention a également pour objet un produit programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsque mises en œuvre par un équipement informatique, mettent en œuvre le procédé tel que défini précédemment. L’invention a également pour objet un système de calcul d’une trajectoire verticale d’un aéronef à partir de sa position courante, comportant des moyens de mise en œuvre du procédé tel que défini précédemment.

Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le système peut être embarqué à bord de l’aéronef ou présenter un système déporté interfacé avec l’aéronef.

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 vue schématique d’un système de calcul selon l’invention ; - la figure 2 est un organigramme d’un procédé de calcul selon l’invention, le procédé étant mis en œuvre par le système de calcul de la figure 1 ; et - les figures 3 à 6 sont des illustrations de la mise en œuvre du procédé de calcul de la figure 2.

Le système de calcul 10 illustré sur la figure 1 permet de calculer une trajectoire verticale d’un aéronef à partir de la position courante de cet aéronef et de préférence, jusqu’à sa destination finale.

Par « aéronef », on entend tout engin volant au moins dans l’atmosphère terrestre et pilotable par un opérateur à partir d’un cockpit de cet engin ou bien à partir d’un centre de pilotage distant. À titre d’exemple d’un tel aéronef, on peut notamment citer un avion, un hélicoptère ou un drone.

Dans l’exemple décrit ci-dessous, l’aéronef est un avion, notamment un avion de ligne, comportant un système de gestion de vol de type FMS, un pilote automatique et un système de communication.

De manière connue en soi, le système de gestion de vol se présente sous la forme d’un calculateur permettant de calculer notamment un profil de référence relatif à la trajectoire de l’aéronef et des prédictions relatives à ce profil de référence.

En particulier, le profil de référence est calculé en respectant un plan de vol de l’aéronef introduit par exemple par l’opérateur dans le système de gestion de vol préalablement.

Les prédictions calculées par le système de gestion de vol comprennent notamment des prédictions relatives au temps de passage de l’aéronef par différents points du profil de référence ainsi que des prédictions relatives au carburant disponible dans ces différents points.

Le pilote automatique se présente sous la forme d’un calculateur permettant à l’opérateur de simplifier le pilotage de l’aéronef et notamment, le guidage de l’aéronef.

De manière connue en soi, le pilote automatique met en œuvre plusieurs modes de guidage qui définissent différentes manière de pilotage automatique de l’aéronef.

Parmi ces modes, on distingue notamment des modes de guidage horizontal et des modes de guidage vertical.

Les modes de guidage vertical permettent de guider l’aéronef notamment lors des phases de montée et de descente. Parmi ces modes de guidage vertical, le pilote automatique met notamment en œuvre un mode de guidage vertical automatique, dit mode managé, permettant de guider automatiquement l’aéronef en suivant le profil de référence. D’autres modes de guidage vertical de l’aéronef sont mis en œuvre par le pilote automatique afin d’atteindre une ou plusieurs consignes de pilotage introduites préalablement par l’opérateur.

Une consigne de pilotage est associée à un mode de guidage vertical lorsque ce mode de guidage vertical est mis en œuvre pour atteindre cette consigne de pilotage.

Le système de communication permet à l’opérateur de communiquer avec par exemple un organisme de contrôle aérien en utilisant un lien vocal et/ou un lien textuel. Lors de cette communication, l’organisme de contrôle aérien communique à l’opérateur par exemple des consignes concernant l’altitude, le temps de passage, la vitesse, etc. de l’aéronef. Les consignes relatives à l’altitude sont connues sous le terme « altitude de clairance » et correspondent alors aux altitudes de vol autorisées par l’organisme de contrôle aérien.

Pour respecter les consignes communiquées, l’opérateur introduit par exemple des consignes de pilotage correspondantes au pilote automatique.

De manière générale, chaque consigne de pilotage est déterminée par l’un des éléments choisi dans le groupe consistant en : - altitude ; - laps de temps ; - distance horizontale à partir de la position courante de l’aéronef ; - vitesse de l’aéronef ; - intersection avec le profil de référence ; - intersection avec une trajectoire latérale donnée.

Ainsi, une consigne de pilotage est dite atteinte lorsque l’aéronef atteint l’altitude déterminée par cette consigne de pilotage ou lorsque l’aéronef atteint une position déterminée dans le laps de temps déterminé par cette consigne de pilotage ou lorsque l’aéronef s’éloigne de la position dans laquelle cette consigne de pilotage a été donnée de la distance horizontale déterminée par cette consigne ou en cas de déviation par rapport au profil de référence, lorsque l’aéronef rejoint le profil de référence ou lorsque l’aéronef Intercepte une trajectoire latérale donnée.

En référence à la figure 1, le système de calcul 10 comprend un module d’acquisition 15, un module de traitement 16 et un module de sortie 17.

Dans l’exemple décrit, le système de calcul 10 est intégré dans le système de gestion de vol de l’aéronef. Dans ce cas, les modules précités se présentent par exemple sous la forme des logiciels qui sont alors mis en œuvre par le calculateur formant le système de gestion de vol.

En variante, au moins certains de ces modules se présentent sous la forme au moins partiellement, d’un composant électronique indépendant tel que par exemple un circuit logique programmable de type FPGA (de l’anglais « Field-Programmable Gâte Array »).

Encore en variante, le système de calcul 10 est intégré dans tout autre système avionique ou encore, se présente sous la forme d’un calculateur indépendant. Dans ce dernier car, le système de calcul 10 comprend en outre une mémoire apte à stocker une pluralité de logiciels et notamment, des logiciels formant les modules précités, et un processeur apte à exécuter ces logiciels.

Bien entendu, d’autres modes de réalisation du système de calcul 10 sont également possibles.

Le module d’entrée 15 est apte à acquérir la position courante de l’aéronef, le profil de référence, le mode de guidage courant mis en œuvre par le pilote automatique et une ou plusieurs consignes de pilotages introduites par l’opérateur.

Ces différentes données sont fournies par des modules correspondants du système de gestion de vol ainsi que par le pilote automatique ou par tout autre système avionique.

Le module d’entrée 15 est apte à acquérir en outre des contraintes en altitude définissant une altitude limite basse et/ou une altitude limite haute qui doivent être respectées lors du passage de l’aéronef par un point déterminé. Ces contraintes en altitude sont par exemple définies par le plan de vol et/ou communiquées par l’organisme de contrôle aérien.

Le module de traitement 16 est apte à traiter les différentes données acquises par le module d’entrée 15 afin de construire une trajectoire verticale de l'aéronef comme cela sera expliqué par la suite et de calculer des prédictions relatives à cette trajectoire.

Finalement, le module de sortie 17 est apte à délivrer la trajectoire verticale construite à des systèmes avioniques l’utilisant comme par exemple le système de gestion de vol et/ou un écran d’affichage présentant un profil vertical de l’aéronef à l’opérateur.

Le procédé de calcul d’une trajectoire verticale mis en œuvre par le système de calcul 10 sera désormais expliqué en référence à la figure 2 illustrant un organigramme de ses étapes et en référence aux figures 3 à 6 illustrant différents exemples de la mise en œuvre de ces étapes.

Ce procédé est notamment mis en œuvre lors d’une phase de montée et/ou lors d’une phase de descente de l’aéronef, lorsqu’un mode de guidage vertical est engagé par le pilote automatique pour atteindre une consigne de pilotage. Par la suite, ce mode de guidage courant sera désigné par le terme « mode initial de guidage vertical ».

Dans les exemples représentés, la figure 3 illustre une trajectoire verticale de l’aéronef en phase de montée à partir de sa position courante Pc jusqu’à atteindre une altitude de croisière Acr, en présence de trois contraintes en altitude Ci à C3.

La figure 4 illustre une trajectoire verticale de l’aéronef en phase de descente à partir de sa position courante Pc qui est au-dessous du profil de référence PR, en présence d’une contrainte en altitude C4.

La figure 5 illustre une trajectoire verticale de l’aéronef en phase de descente à partir de sa position courante Pc qui est au-dessus du profil de référence PR, en présence de trois contraintes en altitude C5 à C7.

La figure 6 illustre une trajectoire verticale de l’aéronef en phase de descente à partir de sa position courante Pc qui est au-dessus du profil de référence PR, en présence de trois contraintes en altitude C8à Ci0.

Dans les exemples de l’ensemble des figures 3 à 5, la consigne de pilotage relative au mode initial de guidage vertical comprend une altitude de clairance A-, à A3.

Dans l’exemple de la figure 6, trois consignes de pilotage à atteindre successivement sont imposées. En particulier, la consigne de pilotage relative au mode initial de guidage vertical comprend une consigne latérale par exemple jusqu’à l’intersection avec une radiale depuis un point donné et les deux autres consignes de pilotage à atteindre successivement comprennent respectivement le vol pendant deux minutes à une altitude constante et l’intersection du profil de référence.

Dans l’ensemble des exemples, il est considéré par ailleurs que le mode initial de guidage vertical est distinct du mode de guidage vertical automatique.

Lors de l’étape initiale 110 du procédé, le module d’entrée 15 acquiert la position courante de l’aéronef, le profil de référence, le mode initial de guidage vertical, N consignes de pilotage introduites par l’opérateur et des contraintes en altitude.

Chaque consigne de pilotage est ordonnée selon l’indice i variant alors de 1 à N. À la fin de cette étape, le module d’entrée 15 transmet l’ensemble des données acquises au module de traitement 16.

Lors de l’étape 115 suivante, le module de traitement 16 détermine une trajectoire verticale de l’aéronef à partir de sa position courante jusqu’à sa destination finale.

Cette étape 115 comprend plusieurs sous-étapes.

En particulier, lors de la sous-étape 120, le module de traitement 16 calcule un tronçon initial de trajectoire avec le mode initial de guidage vertical.

Ce tronçon est calculé à partir de la position courante de l’aéronef et jusqu’à un point, dit point de sélection courant, dans lequel la consigne de pilotage relative au mode initial de guidage vertical est atteinte.

Ainsi, dans les exemples des figures 3 à 6, les tronçons initiaux de trajectoire sont désignés par la référence T·,. Ces tronçons T-ι sont donc disposés en amont des points de sélection courants S, Si dans lesquels les consignes de pilotage correspondantes sont atteintes.

Lors de la sous-étape 130 suivante, le module de traitement 16 calcule un tronçon suivant de trajectoire depuis le point de sélection courant jusqu’à un point, dit point final, avec un mode suivant de guidage vertical mis en œuvre par le pilote automatique.

Selon l’invention, ce mode suivant de guidage vertical est distinct du mode initial de guidage vertical lors d’au moins une mise en œuvre de cette sous-étape 130.

Ainsi, le point de sélection courant correspond à un point de changement des modes de guidage vertical de l’aéronef.

De plus, lors d’au moins une mise en œuvre de cette sous-étape 130, ce mode suivant de guidage vertical est distinct d’un mode de guidage en palier. Autrement dit, lors de la mise en œuvre de la sous-étape 130, le tronçon suivant de trajectoire calculé avec le mode suivant de guidage vertical comprend au moins deux points avec des altitudes différentes.

Selon un exemple de réalisation, le mode suivant de guidage vertical et les consignes associées à ce mode ainsi qu’au mode initial de guidage, sont désignés par l’opérateur ou sont communiqués par un organisme de contrôle aérien. Dans ce cas, le système de gestion de vol de l’aéronef est adapté de sorte à permettre à l’opérateur d’imposer ce contexte opérationnel. Cette désignation est par exemple faite à partir d’un écran du système de gestion de vol et en utilisant une interface de communication adaptée.

Le tronçon suivant de trajectoire est calculé par exemple en utilisant un modèle de calcul connu en soi, en fonction par exemple des performances de l’aéronef, de la réglementation et d’un certain nombre de paramètres réglables par exemple par l’opérateur avant la mise en œuvre du procédé.

De plus, lorsque le mode suivant de guidage vertical est le mode de guidage vertical automatique, le tronçon suivant de trajectoire est calculé en outre en fonction des contraintes en altitude situées en aval du point de sélection courant et en phase de descente, en fonction du profil de référence.

Ainsi, par exemple, en cas de présence d’une contrainte en altitude sur la même altitude que le point de sélection courant, le tronçon suivant comprend une trajectoire horizontale s’étendant jusqu’à ladite contrainte en altitude.

Par ailleurs, lorsque le tronçon suivant de trajectoire est calculé en outre en fonction du profil de référence, ce tronçon comprend une trajectoire de rejointe et une trajectoire de suivi du profil de référence.

Dans ce cas, la trajectoire de rejointe s’étend à partir du point de sélection courant jusqu’à l’intersection avec le profil de référence et la trajectoire de suivi s’étend depuis cette intersection en suivant le profil de référence.

En outre, lorsque l’altitude du point de sélection courant est située au-dessous du profil de référence, la trajectoire de rejointe présente une trajectoire horizontale s’étendant jusqu’à l’intersection avec le profil de référence.

Le point final utilisé lors de cette sous-étape 130 pour calculer le tronçon suivant de trajectoire est défini soit comme un point de sélection suivant dans lequel une consigne de pilotage suivante est atteinte, soit comme la destination finale de l’aéronef.

En particulier, lorsque le nombre N de consignes transmises est égal à 1, le point final correspond à la destination finale de l’aéronef lors de la première itération de la sous-étape 130. Dans ce cas, la sous-étape 135 suivante est directement mise en œuvre.

Lorsque le nombre N est supérieur à 1, lors de la première itération de la sous-étape 130, le point final correspond à un point de sélection suivant dans lequel la consigne de pilotage associée à l’indice i=2 est atteinte.

Dans ce cas, le module de traitement 16 met à nouveau en œuvre la sous-étape 130 en considérant alors ce point de sélection suivant comme un nouveau point de sélection courant.

Ainsi, le module de traitement 16 réitère la sous-étape 130 jusqu’à ce que la consigne de pilotage associée à l’indice i=N soit atteinte. Lors de cette dernière itération de la sous-étape 130, le point final correspond alors à la destination finale de l’aéronef.

Le nombre d’itérations de la sous-étape 130 est ainsi égal à N.

Dans les exemples des figures 3 à 5, une seule itération de la sous-étape 130 a été effectuée avec le mode de guidage vertical automatique. Sur ces figures, les tronçons suivants de trajectoire calculés lors de cette sous-étape 130 sont désignés par la référence T2.

De plus, dans l’exemple de la figure 3, la contrainte en altitude C2 est située sur la même altitude que le point de sélection S. Ainsi, dans cet exemple, le tronçon suivant T2 calculé lors de la sous-étape 130, comprend une trajectoire horizontale s’étendant entre les points S et C2.

Dans l’exemple de la figure 5, la position courante Pc de l’aéronef ainsi que le point de sélection S sont disposés au-dessus du profil de référence PR. Ainsi, dans ce cas, le tronçon suivant T2 comprend une trajectoire de rejointe s’étendant entre le point de sélection S et le point d’intersection I avec le profil de référence PR, et une trajectoire de suivi s’étendant suivant le profil de référence à partir du point d’intersection I.

Dans l’exemple de la figure 4, la position courante Pc de l’aéronef ainsi que le point de sélection S sont disposés au-dessous du profil de référence PR. Ainsi, dans ce cas, la trajectoire de rejointe du tronçon suivant de trajectoire T2 présente une trajectoire horizontale s’étendant entre Je point de sélection S et le point d’intersection I avec le profil de référence PR.

Dans l’exemple de la figure 6, trois itérations de la sous-étape 130 ont été effectuées et trois tronçons suivants de trajectoire ont été alors calculés. Ces tronçons suivants sont désignés par les références T21, T22 et T23.

De plus, dans l’exemple de cette figure, trois points de sélection S2 et S3 sont déterminés. En particulier, dans ces points de sélection S·,, S2 et S3, les consignes de pilotage consistant respectivement à intercepter la radiale précitée, à voler pendant deux minutes à une altitude constante et à intercepter le profil de référence, sont atteintes.

Dans ce cas, le mode de guidage vertical relatif au tronçon T23 correspond au mode de guidage automatique.

Lors de la sous-étape 135 suivante, le module de traitement 16 compose alors une trajectoire verticale de l’aéronef des tronçons de trajectoire calculés précédemment.

Ainsi, dans les exemples des figures 3 à 5, la trajectoire verticale de l’aéronef est composée des tronçons T] et T2. Dans l’exemple de la figure 6, la trajectoire verticale de l’aéronef est composée des tronçons T-ι, T21, T22 et T23.

Puis, lors de cette sous-étape 135, le module de traitement 16 fige la trajectoire verticale composée. Il effectue ainsi un figeage de la trajectoire verticale de sorte que cette trajectoire ne puisse pas être modifiée lors de la mise en œuvre des étapes suivantes du procédé.

Ainsi, la trajectoire verticale composée lors de cette étape est indépendante du résultat de la mise en œuvre des étapes suivantes du procédé.

Lors de l’étape 140 suivante, en cas de présence d’une ou plusieurs contraintes en altitude, le module de traitement 16 détermine des statuts de ces contraintes en altitude le long de toute la trajectoire verticale de l’aéronef.

Avantageusement, selon l’invention, le module de traitement 16 détermine des statuts des contraintes situées en aval du premier point de sélection.

Chaque statut est choisi entre un statut atteignable lorsque la contrainte en altitude correspondante est satisfaite lors du passage de l’aéronef suivant la trajectoire verticale calculée lors de la sous-étape 135, et un statut manquée dans le cas contraire.

De préférence, lors de la même étape 140, pour chaque contrainte en altitude ayant le statut manquée, le module de traitement 16 calcule en outre une erreur en altitude correspondant à la distance verticale entre cette contrainte en altitude et la trajectoire verticale de l’aéronef.

Ainsi, dans les exemples des figures 3 à 6, le statut des contraintes C4, C5, C6, C8 et Cg est déterminé comme manquée par le module de traitement 16, le statut des contraintes C2, C3, C4, C7 et C10 étant déterminé comme atteignable. À la fin de cette étape 140, le module de traitement 16 transmet la trajectoire verticale calculée ainsi que les statuts des contraintes au module de sortie 17.

Lors de l’étape 150 suivante, le module de sortie 17 transmet l’ensemble des données reçues aux systèmes avioniques correspondants.

En particulier, lors de cette étape, le module de sortie 17 transmet ces données à un écran d’affichage pour afficher notamment la trajectoire verticale avec les contraintes en altitude correspondantes. Ces contraintes sont par exemple affichées différemment en fonction de leur statut.

De plus, le cas échéant, chaque contrainte en altitude ayant le statut manquée est affichée avec l’erreur correspondante.

Finalement, le cas échéant, le point d’intersection de la trajectoire de rejointe avec le profil de référence est affiché avec un symbole dédié à cet effet. Dans ce cas, la trajectoire de rejointe est également affichée sur l’écran d’affichage correspondant.

On conçoit alors que la présente invention présente un certain nombre d’avantages.

Tout d’abord, le procédé selon l’invention permet de calculer une trajectoire verticale complète de l’aéronef en cas de vol avec un mode de guidage non managé.

Ceci donne alors à l’opérateur une visibilité globale de sa trajectoire verticale et permet de mieux anticiper certaines situations lors d’un tel guidage vertical comme par exemple le passage via des contraintes en altitude.

De plus, le procédé selon l’invention permet de déterminer les statuts de l’ensemble des contraintes tout au long de la trajectoire verticale de l’aéronef.

En outre, le procédé selon l’invention permet de déterminer une trajectoire verticale complète de l’aéronef lorsque plus que deux modes de guidage vertical sont mis en œuvre par le pilote automatique. Ceci donne donc à l’opérateur une visibilité complète de cette trajectoire jusqu’à la destination finale de l’aéronef.

On conçoit alors que cela simplifie considérablement la tâche de l’opérateur.

Claims

REVENDICATIONS

1, - Procédé de calcul d’une trajectoire verticale d’un aéronef à partir de sa position courante (Pc), l’aéronef étant piloté par un opérateur et étant guidé par un pilote automatique selon un mode initial de guidage vertical, en présence d’une pluralité de contraintes en altitude (C-i, C10) et en suivant au moins une consigne de pilotage ; le procédé comportant les étapes suivantes mises en oeuvre de manière consécutive : - détermination (115) d’une trajectoire verticale de l’aéronef comportant des sous-étapes consistant à : + calculer (120, 130) un tronçon initial de trajectoire (T-ι) avec le mode initial de guidage vertical depuis la position courante de l’aéronef jusqu’à un point de sélection (S ; S^, et N tronçons suivants de trajectoire (T2 ; T2i, T22, T23), chaque tronçon suivant de trajectoire étant calculé avec un mode suivant de guidage vertical mis en œuvre par le pilote automatique et s’étendant entre deux points de sélection consécutifs ou entre un point de sélection et un point final correspondant à la destination finale de l’aéronef, le ou chaque point de sélection correspondant à un point dans lequel une consigne de pilotage est atteinte ; au moins un mode suivant de guidage vertical étant distinct du mode initial de guidage vertical ou d’un autre mode suivant de guidage vertical, et d’un mode de guidage en palier ; le nombre N étant supérieur ou égal à 1 ; + composer (135) la trajectoire verticale de l’aéronef à partir des tronçons de trajectoire calculés (T^ T2; T21, T22, T23) et figer cette trajectoire verticale ; - détermination (140) d’un statut de chacune des contraintes en altitude (Ci..... C-ιο) le long de toute la trajectoire verticale de l’aéronef, chaque statut étant choisi entre un statut atteignable lorsque la contrainte en altitude (C-i, ..., C10) correspondante est satisfaite lors du passage de l’aéronef le long de la trajectoire verticale de l’aéronef, et un statut manquée dans le cas contraire ; - affichage (150) à l’opérateur de la trajectoire verticale de l’aéronef et des statuts des contraintes en altitude déterminés.
2. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel au moins un mode suivant de guidage vertical, la consigne de pilotage associée à ce mode suivant de guidage vertical et la consigne associé au mode initial de guidage vertical sont définis par l’opérateur ou sont communiqués par un organisme de contrôle aérien ou par un système avionique.
3, - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, pour chaque contrainte en altitude (C1t C10) ayant le statut manquée, l’étape de détermination (140) de statuts comprend en outre le calcul d’une erreur en altitude correspondant à la distance verticale entre cette contrainte en altitude et la trajectoire verticale de l’aéronef.
4. - Procédé selon la revendication 3, dans lequel l’étape d’affichage (150) comprend en outre l’affichage de la ou de chaque erreur en altitude calculée.
5, - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un mode suivant de guidage vertical est un mode de guidage vertical automatique.
6. - Procédé selon la revendication 5, dans lequel, lorsque lors du calcul d’un tronçon suivant de trajectoire (T2; T23) avec le mode de guidage vertical automatique, au moins une contrainte en altitude (C-i.....C10) est sur la même altitude que le point de sélection à partir duquel ce tronçon suivant de trajectoire s’étend, ce tronçon suivant de trajectoire (T2 ; T23) comprend une trajectoire horizontale s’étendant jusqu’à ladite contrainte (Ci, ..., C10) en altitude.
7, - Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel, lors du calcul d’un tronçon suivant de trajectoire (T2; T23) avec le mode de guidage vertical automatique, ce tronçon suivant de trajectoire (T2 ; T23) comprend successivement une trajectoire de rejointe et une trajectoire de suivi d’un profil de référence (PR) calculé préalablement ; la trajectoire de rejointe s’étendant à partir du point de sélection (S) correspondant jusqu’à l’intersection (I) avec le profil de référence (PR) et la trajectoire de suivi s’étendant depuis cette intersection (I).
8. - Procédé selon la revendication 7, dans lequel, lorsque l’altitude du point de sélection (S) correspondant est située au-dessous du profil de référence (PR), la trajectoire de rejointe présente une trajectoire horizontale s’étendant jusqu’à l’intersection (I) avec le profil de référence (PR).
9. - Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel l’étape d’affichage (150) comprend en outre l’affichage d’un symbole indiquant l’intersection (I) de la trajectoire de rejointe avec le profil de référence (PR).
10. - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou chaque consigne de pilotage est déterminée par l’un des éléments choisi dans le groupe consistant en : - altitude ; - laps de temps ; - distance horizontale à partir de la position courante de l’aéronef ; - vitesse de l’aéronef ; - intersection avec le profil de référence ; - intersection avec une trajectoire latérale donnée.
11. - Produit programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsque mises en œuvre par un équipement informatique, mettent en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
12. - Système de calcul (10) d’une trajectoire verticale d’un aéronef à partir de sa position courante, comportant des moyens (15, 16, 17) de mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.
13. - Système de calcul (10) selon la revendication 12, embarqué à bord de l’aéronef ou présentant un système déporté interfacé avec l’aéronef.