FR3075994A1 - Procede d'aide au pilotage d'un aeronef, permettant d'assurer la disponibilite d'un pilote automatique ou d'un regulateur de la poussee - Google Patents
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Abstract
- Le système d'aide au pilotage d'un aéronef comprend un module de mesure (4) pour mesurer une évolution verticale de l'aéronef, un module de calcul (5) pour calculer un premier facteur de charge à partir de l'évolution verticale mesurée et d'une évolution verticale de consigne, un module de mesure (6) pour mesurer une assiette longitudinale, une vitesse en tangage et une accélération en tangage, un module de protection (7) comprenant un sous-module de calcul (71) configuré pour calculer un deuxième facteur de charge et un sous-module de comparaison (72) pour comparer le premier et le deuxième facteur de charge afin de déterminer un facteur de charge applicable égale au minimum entre le premier et le deuxième facteur de charge, un module de calcul (8) configuré pour calculer une commande de profondeur à partir du facteur de charge applicable et un module d'envoi (9) configuré pour envoyer la commande de profondeur au pilote automatique (2).
Description
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé et un système automatiques d’aide au pilotage d’un aéronef pour commander au moins un pilote automatique et éventuellement un système de régulation de la poussée de l’aéronef lorsqu’aucune donnée anémométrique et aucun estimateur anémométrique n’est disponible.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Dans le cadre de la présente description, un pilote automatique correspond : - soit à un système de pilotage automatique qui agit automatiquement sur des gouvernes de l’aéronef pour assurer son guidage, - soit à un directeur de vol qui affiche automatiquement des informations sur un écran du poste de pilotage de l’aéronef afin d’apporter une aide au pilotage manuel réalisé par le pilote de l’aéronef.
On sait que le pilote automatique d’un aéronef, lorsqu’il est couplé ou non à un dispositif de régulation de la poussée, utilise une information de vitesse dans le but de maintenir une sélection du pilote et/ou le domaine de vitesse à des valeurs acceptables pour l’aéronef. Si au cours du pilotage, cette information de vitesse est perdue, c’est-à-dire si elle devient indisponible, erronée, ou non fiable, le pilote automatique et/ou le dispositif de régulation de la poussée se désengagent automatiquement en maintenant l’état courant de l’aéronef (attitude et poussée), et rendent la main à l’équipage. Une telle situation peut se présenter, en particulier, en cas de mode commun des pannes dues, par exemple, à des conditions environnementales sévères ou dégradées. Cette situation est toutefois exceptionnelle, car la plupart des aéronefs sont équipés de systèmes permettant de limiter les effets desdites conditions environnementales, de façon à améliorer la disponibilité de l’information de vitesse. Un désengagement du pilote automatique et/ou du dispositif de régulation de la poussée induit une charge de travail supplémentaire pour l’équipage qui doit traiter la cause de la panne en plus des tâches habituelles, et ceci dans une situation inhabituelle dans laquelle l’information de vitesse est perdue. L’information de vitesse est un paramètre primaire, utilisé par le système de pilotage automatique ou le directeur de vol, pour définir le domaine de vol de l’aéronef (limites haute et basse) et la dynamique de l’aéronef. Un pilote automatique ou un dispositif de régulation de la poussée qui ne respecterait pas ces limites de vitesse pourraient amener l’aéronef à sortir de son domaine de vol. Pour cette raison, le pilote automatique et le dispositif de régulation de la poussée sont munis de différents moyens usuels qui protègent le domaine de vitesse.
Le document FR 2 960 659 A1 propose une solution qui ne donne pas entière satisfaction. En effet, elle ne permet pas d’obtenir un vol stabilisé sur l’ensemble du domaine de vol sans y adjoindre des mécanismes complémentaires au-delà d’une limitation d’assiette.
EXPOSÉ DE L’INVENTION
La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un procédé d’aide au pilotage d’un aéronef, permettant d’assurer la disponibilité d’au moins un pilote automatique et/ou d’un dispositif régulateur de la poussée sans que des données anémo-barométriques ou d’estimateur anémo-barométrique ne soient disponibles ou nécessaires. À cet effet, l’invention concerne un procédé d’aide au pilotage d’un aéronef, permettant d’assurer la disponibilité d’au moins un pilote automatique et/ou d’un dispositif régulateur de la poussée qui est susceptible d’être contrôlé sans information de vitesse.
Selon l’invention, le procédé comprend : - une première étape de mesure, mise en œuvre par un premier module de mesure, consistant à mesurer une évolution verticale de l’aéronef ; - une première étape de calcul, mise en œuvre par un premier module de calcul, consistant à calculer un premier facteur de charge à partir de révolution verticale mesurée et d’une évolution verticale de consigne ; - une deuxième étape de mesure, mise en œuvre par un deuxième module de mesure, consistant à mesurer une assiette longitudinale, une vitesse en tangage et une accélération en tangage de l’aéronef ; - une étape de protection, mise en œuvre par un module de protection, incluant : o une sous-étape de calcul, mise en œuvre par un sous-module de calcul, consistant à calculer un deuxième facteur de charge à partir de l’assiette longitudinale mesurée, de la vitesse en tangage mesurée et de l’accélération en tangage mesurée, o une sous-étape de comparaison, mise en œuvre par un sous-module de comparaison, consistant à comparer le premier facteur de charge avec le deuxième facteur de charge afin de déterminer un facteur de charge applicable égal au facteur de charge présentant la valeur la plus petite entre le premier facteur de charge et le deuxième facteur de charge ; - une deuxième étape de calcul, mise en œuvre par un deuxième module de calcul, consistant à calculer une commande de profondeur à partir du facteur de charge applicable ; - une première étape d’envoi, mise en œuvre par un premier module d’envoi, consistant à envoyer la commande de profondeur calculée à la deuxième étape de calcul au pilote automatique.
Ainsi, grâce à l’invention, le pilote automatique présente une disponibilité accrue afin de préserver la continuité d’un vol en croisière et de proposer un niveau d’automatisme satisfaisant en situation dégradée.
Selon une particularité, l’évolution verticale correspond à une vitesse verticale de l’aéronef ou une pente de l’aéronef.
Avantageusement, l'étape de protection comprend en outre une sous-étape de diminution de la dynamique en tangage à cabrer, mise en œuvre par un sous-module de diminution, consistant à diminuer la dynamique en tangage à cabrer, au fur et à mesure que l’assiette longitudinale mesurée s’approche d’une assiette longitudinale maximale afin que l’assiette longitudinale mesurée reste inférieure à l’assiette longitudinale maximale.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend en outre : - une troisième étape de calcul, mise en œuvre par un troisième module de calcul, consistant à calculer un terme statique d’une commande de poussée permettant d’atteindre un point d’équilibre de l’aéronef, le terme statique dépendant d’un niveau de vol courant de l’aéronef, d’une masse de l’aéronef et du nombre de moteurs en fonctionnement de l’aéronef ; - une quatrième étape de calcul, mise en œuvre par un quatrième module de calcul, consistant à calculer un terme dynamique de la commande de poussée permettant de conserver le point d’équilibre de l’aéronef à partir de la mesure d’assiette longitudinale ; - une cinquième étape de calcul, mise en œuvre par un cinquième module de calcul, consistant à calculer une commande de poussée en faisant la somme du terme statique et du terme dynamique ; - une deuxième étape d’envoi, mise en œuvre par un deuxième module d’envoi, consistant à envoyer la commande de poussée au dispositif régulateur de la poussée.
Selon une particularité, la quatrième étape de calcul consiste à calculer le terme dynamique de la commande de poussée de la manière suivante : - lorsque l’assiette longitudinale mesurée est au-dessus d’une assiette longitudinale du point d’équilibre, le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur positive ; - lorsque l’assiette longitudinale mesurée est au-dessous de l’assiette longitudinale du point d’équilibre, le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur négative ; - plus l’assiette longitudinale mesurée s’éloigne de l’assiette longitudinale du point l’équilibre, plus le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur absolue grande ; - le terme dynamique de la commande de poussée est compris entre un seuil maximal et un seuil minimal.
Par exemple, le point d’équilibre correspond à une configuration de l’aéronef présentant une vitesse correspondant à une vitesse « en air turbulent » recommandé ou un nombre de Mach « en air turbulent » recommandé pour pénétrer une zone turbulente.
En outre, l’assiette longitudinale atténuée est utilisée dans la quatrième étape de calcul pour calculer le terme dynamique de la commande de poussée.
De plus, l’assiette longitudinale maximale correspond à une configuration de l’aéronef présentant une vitesse ayant un rapport de portance sur traînée supérieur à une valeur prédéterminée.
Par ailleurs, le pilote automatique comprend un système de pilotage automatique et un directeur de vol, le procédé comprenant en outre une étape de commande, mise en œuvre par un module de commande, consistant à commander le dispositif régulateur de la poussée, le système de pilotage automatique et le directeur de vol au moins de la manière suivante : - si le dispositif régulateur de la poussée est activée par un pilote de l’aéronef, une commande d’activation est envoyée au directeur de vol afin d’activer le directeur de vol ; - si le système de pilotage automatique et le directeur de vol sont désactivés, une commande de désactivation est envoyée au dispositif régulateur de la poussée pour désactiver le dispositif de régulateur de la poussée. L’invention concerne également un système d’aide au pilotage d’un aéronef, permettant d’assurer la disponibilité d’au moins un pilote automatique et/ou d’un dispositif régulateur de la poussée qui est susceptible d’être contrôlé sans information de vitesse.
Selon l’invention, le système comprend : - un premier module de mesure configuré pour mesurer une évolution verticale de l’aéronef ; - un premier module de calcul configuré pour calculer un premier facteur de charge à partir de l’évolution verticale mesurée et d’une évolution verticale de consigne ; - un deuxième module de mesure configuré pour mesurer une assiette longitudinale, une vitesse en tangage et une accélération en tangage de l’aéronef ; - un module de protection incluant : o un sous-module de calcul configuré pour calculer un deuxième facteur de charge à partir de l’assiette longitudinale mesurée, de la vitesse en tangage mesurée et de l’accélération en tangage mesurée, o un sous-module de comparaison configuré pour comparer le premier facteur de charge avec le deuxième facteur de charge afin de déterminer un facteur de charge applicable égale au facteur de charge présentant la valeur la plus petite entre le premier facteur de charge et le deuxième facteur de charge ; - un deuxième module de calcul configuré pour calculer une commande de profondeur à partir du facteur de charge applicable ; - un premier module d’envoi configuré pour envoyer la commande de profondeur calculée par le deuxième module de calcul au pilote automatique.
Avantageusement, le module de protection comprend en outre un sous-module de diminution configuré pour diminuer la dynamique en tangage à cabrer, au fur et à mesure que l’assiette longitudinale mesurée s’approche d’une assiette longitudinale maximale afin que l’assiette longitudinale mesurée reste inférieure à l’assiette longitudinale maximale.
Selon un mode de réalisation, le système comprend en outre : - un troisième module de calcul configuré pour calculer un terme statique d’une commande de poussée permettant d’atteindre un point d’équilibre de l’aéronef, le terme statique dépendant d’un niveau de vol courant de l’aéronef, d’une masse de l’aéronef et du nombre de moteurs en fonctionnement de l’aéronef ; - un quatrième module de calcul configuré pour calculer un terme dynamique de la commande de poussée permettant de conserver le point d’équilibre de l’aéronef à partir de la mesure d’assiette longitudinale ; - un cinquième module de calcul configuré pour calculer une commande de poussée en faisant la somme du terme statique et du terme dynamique ; - un deuxième module d’envoi configuré pour envoyer la commande de poussée au dispositif régulateur de la poussée.
En outre, le pilote automatique comprend un système de pilotage automatique et un directeur de vol, le système comprenant en outre un module de commande configuré pour commander le dispositif régulateur de la poussée, le système de pilotage automatique et le directeur de vol au moins de la manière suivante : - si le dispositif régulateur de la poussée est activé par un pilote de l’aéronef, le module de commande envoie une commande d’activation au directeur de vol pour activer le directeur de vol ; - si le système de pilotage automatique et le directeur de vol sont désactivés, le module de commande envoie une commande de désactivation au dispositif régulateur de la poussée pour désactiver le dispositif régulateur de poussée. L’invention concerne également un aéronef, en particulier un avion de transport, comportant un système d’aide au pilotage tel que décrit ci-dessus.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement le système d’aide au pilotage, - la figure 2 représente schématiquement le procédé d’aide au pilotage, - la figure 3 représente un aéronef embarquant le système d’aide au pilotage.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d’un système d’aide au pilotage 1 embarqué sur un aéronef AC (figure 3).
Le système d’aide au pilotage 1 permet d’assurer la disponibilité d’au moins un pilote automatique PILOT (PILOT pour « automatic pilot » en anglais) 2 et/ou d’un dispositif régulateur de la poussée THRUST (THRUST pour « thrust régulation device » en anglais) 3 qui est susceptible d’être contrôlé sans information de vitesse, sans que des données anémo-barométriques ou d’estimateur anémo-barométrique ne soient disponibles.
Le pilote automatique 2 comprend un système de pilotage automatique SYS (SYS pour « automatic piloting System » en anglais) 21 et/ou un directeur de vol DIR (DIR pour « flight director » en anglais) 22.
Le système d’aide au pilotage 1 comprend un module de mesure MEAS1 (MEAS pour « measuring module » en anglais) 4 configuré pour mesurer une évolution verticale de l’aéronef AC.
Selon une première variante de réalisation, le module de mesure 4 comprend une centrale inertielle.
Selon une deuxième variante de réalisation, le module de mesure 4 comprend un système de géo-navigation par satellite tel qu’un système de géolocalisation par satellite (GPS pour « Global Positioning System >> en anglais).
Selon une troisième variante, le module de mesure 4 comprend un système de géo-navigation par satellite et une centrale inertielle.
Le système d’aide au pilotage comprend en outre un module de calcul COMP1 (COMP pour « computational module >> en anglais) 5, configuré pour calculer un premier facteur de charge à partir de l’évolution verticale mesurée par le module de mesure 4 et d’une évolution verticale de consigne. L’évolution verticale de consigne peut correspondre à une évolution verticale choisie par le pilote de l’aéronef AC. Le premier facteur de charge correspond à un facteur de charge vertical.
Par ailleurs, le système d’aide au pilotage 1 comprend un module de mesure MEAS2 6 configuré pour mesurer une assiette longitudinale de l’aéronef AC, une vitesse en tangage de l’aéronef AC et une accélération en tangage de l’aéronef AC.
Le système d’aide au pilotage 1 comprend également un module de protection PROT (PROT pour « protection submodule >> en anglais) 7 incluant : - un sous-module de calcul COMP 71 configuré pour calculer un deuxième facteur de charge à partir de l’assiette longitudinale mesurée par le module de mesure 6, de la vitesse en tangage mesurée et de l’accélération en tangage mesurée. Le deuxième facteur de charge correspond à un facteur de charge vertical ; - un sous-module de comparaison COMPA (COMPA pour « comparison submodule >> en anglais) 72 configuré pour comparer le premier facteur de charge calculé par le module de calcul 5 avec le deuxième facteur de charge calculé par le sous-module de calcul 7 afin de déterminer un facteur de charge applicable égal au facteur de charge présentant la valeur la plus petite entre le premier facteur de charge et le deuxième facteur de charge.
Le sous-module de comparaison 72 détermine donc le minimum entre le premier facteur de charge et le deuxième facteur de charge. Le facteur de charge applicable correspond donc au minimum des deux facteurs de charge ou autrement dit, le facteur de charge le plus piqueur.
Selon un mode de réalisation préféré, le module de protection 7 comprend un sous-module de diminution RED (RED pour « reducing submodule » en anglais) 73 configuré pour diminuer la dynamique en tangage à cabrer au fur et à mesure que l’assiette longitudinale mesurée s’approche d’une assiette longitudinale maximale afin que l’assiette longitudinale mesurée reste inférieure à l’assiette longitudinale maximale. À titre d’exemple, l’assiette longitudinale maximale correspond à une configuration de l’aéronef AC présentant une vitesse ayant un rapport de portance sur traînée supérieure à une valeur prédéterminée ou autrement appelé vitesse « green dot ». La valeur prédéterminée peut être choisie pour que ce rapport portance sur traînée présente la valeur la plus grande.
Le système d’aide au pilotage comprend en outre un module de calcul COMP2 8 configuré pour calculer une commande de profondeur (ou de tangage pour asservir les gouvernes de profondeur) à partir du facteur de charge applicable déterminé par le sous-module de comparaison72.
La commande de profondeur calculée par le module de calcul 8 est alors envoyée au pilote automatique 2 par un module d’envoi SEND1 (SEND pour « sending module » en anglais) 9 compris dans le système d’aide au pilotage 1.
Cette commande de profondeur permet de mettre en œuvre un asservissement en évolution verticale de l’aéronef AC. L’évolution verticale peut correspondre à une vitesse verticale ou une pente.
Si le pilote automatique 2 fonctionne, par exemple, selon un mode de guidage de l’aéronef AC correspondant à un mode de guidage latéral HDG appelé « suivi de cap », l’évolution verticale correspond à la vitesse verticale. L’asservissement correspond à un asservissement en vitesse verticale.
Si le pilote automatique 2 fonctionne, par exemple, selon un mode de guidage de l’aéronef AC correspondant à un mode de guidage TRK appelé « suivi de route », l’évolution verticale correspond à une pente. L’asservissement est donc un asservissement de pente.
Le mode de guidage latéral TRK est associé au mode de guidage vertical FPA appelé « tenue de pente », ce qui permet de disposer du vecteur vitesse (ou autrement appelé « bird inertiel ») représenté sur un écran de vol principal (PFD pour « Primary Flight Display » en anglais) de l’aéronef AC.
Avantageusement, le système d’aide au pilotage 1 permet également de mettre en œuvre un asservissement en poussée.
Ainsi le système d’aide au pilotage 1 peut comprendre un module de calcul COMP3 10 configuré pour calculer un terme statique d’une commande de poussée permettant d’atteindre un point d’équilibre de l’aéronef AC. Le terme statique est dépendant d’un niveau de vol courant de l’aéronef AC, d’une masse de l’aéronef AC et du nombre de moteurs en fonctionnement de l’aéronef AC. À titre d’exemple, le terme statique correspond à la vitesse de rotation commandée des pales des moteurs de l’aéronef AC. Selon d’autres exemples, le terme statique peut être un rapport de pression ou une puissance.
En outre, le système d’aide au pilotage 1 peut comprendre un module de calcul COMP4 11 configuré pour calculer un terme dynamique de la commande de poussée permettant de conserver le point d’équilibre de l’aéronef AC à partir de la mesure d’assiette longitudinale. L’assiette longitudinale mesurée déterminée par le module de protection 7 peut être utilisée pour calculer le terme dynamique de la commande de poussée.
Avantageusement, le module de calcul 11 est configuré pour calculer le terme dynamique de la commande de poussée de la manière suivante : - lorsque l’assiette longitudinale mesurée est au-dessus d’une assiette longitudinale du point d’équilibre, le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur positive ; - lorsque l’assiette longitudinale mesurée est au-dessous de l’assiette longitudinale du point d’équilibre, le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur négative ; - plus l’assiette longitudinale mesurée s’éloigne de l’assiette longitudinale du point l’équilibre, plus le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur absolue grande ; - le terme dynamique de la commande de poussée est compris entre un seuil maximal et un seuil minimal.
Lorsque l’assiette longitudinale mesurée est sensiblement égale à l’assiette du point d’équilibre, le terme dynamique de la commande de poussée est sensiblement nul.
Une commande de poussée peut alors être calculée par un module de calcul COMP5 12 compris par le système d’aide au pilotage 1. Le module de calcul 12 calcule la commande de poussée en faisant la somme du terme statique calculé par le module de calcul 10 et du terme dynamique calculé par le module de calcul 11.
La commande de poussée ainsi calculée par le module de calcul 12 peut être alors envoyée au dispositif régulateur de la poussée 3 par un module d’envoi SEND2 13 compris dans le système d’aide au pilotage 1. À titre d’exemple, le point d’équilibre correspond à une configuration de l’aéronef AC présentant une vitesse correspondant à une vitesse « en air turbulent » recommandé ou un nombre de Mach « en air turbulent » recommandé pour pénétrer une zone turbulente (VRA/MRA).
Selon un mode de réalisation préféré, le système d’aide au pilotage 1 comprend également un module de commande CONTROL (CONTROL pour « controlling module » en anglais) 14 configuré pour commander le dispositif régulateur de la poussée 3. Le système de pilotage automatique 21 et le directeur de vol 22 sont commandés par le module de commande 14 selon au moins de la manière suivante : - si le dispositif régulateur de la poussée 3 est activée par un pilote de l’aéronef AC, une commande d’activation est envoyée au directeur de vol 22 afin d’activer le directeur de vol 22 ; - si le système de pilotage automatique 21 et le directeur de vol 22 sont désactivés, une commande de désactivation est envoyée au dispositif régulateur de la poussée 3 pour désactiver le dispositif de régulateur de la poussée 3. L’asservissement en poussée n’est pas obligatoire. Le système d’aide au pilotage 1 conserve la capacité d’activer l’asservissement en évolution verticale sans le dispositif régulateur en pousse 3, qu’il soit désactivé par le pilote ou en panne. Dans ce cas, le pilote ajuste manuellement la position des manettes des gaz pour définir le niveau de poussée. La protection basse vitesse et l’alerte associée informe l’équipage du non maintien de la consigne d’évolution verticale (ou de pente) si le niveau de poussée est insuffisant.
La poussée commandée peut être ajustée pour contrer les effets de panne moteur.
Le système d’aide au pilotage 1 s’appuie sur des modes de guidage de base, enseignés et pratiqués par les pilotes, à savoir les modes de guidage latéral HDG et TRK, les modes de guidage vertical VS (mode « tenue de vitesse verticale ») et FPA ainsi que le mode de régulation de poussée THR. Cela permet une simplification de son utilisation et une réduction de la charge de travail de l’équipage.
Dans le cas où le dispositif d’aide au pilotage est limité à la tenue de consigne de vitesse verticale ou de pente nulle. L’utilité du bird inertiel est renforcée pour assurer les changements de niveau, alors effectués en pilotage manuel. Un dispositif de déconnexion automatique du dispositif de pilotage automatique 21, directeur de vol 22 et du dispositif régulateur de poussée 3 peut être nécessaire pour couvrir les cas où les pannes conduisant à activer le dispositif d’aide au pilotage 1 interviennent alors que : - une manœuvre automatique d’évitement de collision est en cours ; - l’aéronef AC est en attitude de montée. Dans cette situation, en cas de relief, il est préférable de déconnecter les automatismes pour préserver l’attitude courante de montée de l’aéronef AC. Une condition spécifique confirmant que l’aéronef AC est au-dessus du plus haut point géographique terrestre peut avantageusement être réalisée pour éviter ce type de déconnexion dans les niveaux de vol de croisière.
La disponibilité de réglages pour un ensemble de consignes de vitesses verticales ou de pentes permet de gérer les cas précédents sans avoir à désengager le dispositif de pilotage automatique 21, le directeur de vol 22 et le dispositif régulateur de poussée 3.
Par ailleurs, il est possible de limiter le dispositif d’aide au pilotage 1 aux configurations becs et volets rentrés, trains d’atterrissage rentrés, pour limiter la complexité des réglages, tout en préservant une disponibilité en montée, descente et croisière. L’invention concerne également un procédé d’aide au pilotage (figure 2).
Le procédé d’aide au pilotage comprend : - une étape E1 de mesure, mise en œuvre par le module de mesure 4, consistant à mesurer une évolution verticale de l’aéronef AC ; - une étape E2 de calcul, mise en œuvre par le module de calcul 5, consistant à calculer un premier facteur de charge à partir de l’évolution verticale mesurée et d’une évolution verticale de consigne ; - une étape E3 de mesure, mise en œuvre par le module de mesure 6, consistant à mesurer une assiette longitudinale, une vitesse en tangage et une accélération en tangage ; - une étape E4 de protection, mise en œuvre par le module de protection 7, incluant : o une sous-étape E41 de calcul, mise en œuvre par le sous-module de calcul 71, consistant à calculer un deuxième facteur de charge à partir de l’assiette longitudinale mesurée, de la vitesse en tangage mesurée et de l’accélération en tangage mesurée, o une sous-étape E42 de comparaison, mise en œuvre par le sous-module de comparaison 72, consistant à comparer le premier facteur de charge avec le deuxième facteur de charge afin de déterminer un facteur de charge applicable égal au facteur de charge présentant la valeur la plus petite entre le premier facteur de charge et le deuxième facteur de charge ; - une étape E5 de calcul, mise en œuvre par le module de calcul 8, consistant à calculer une commande de profondeur à partir du facteur de charge applicable ; - une étape E6 d’envoi, mise en œuvre par le module d’envoi 9, consistant à envoyer la commande de profondeur calculée à l’étape E5 de calcul au pilote automatique 2.
Le procédé peut comprendre en outre : - une étape E7 de calcul, mise en œuvre par le module de calcul 10, consistant à calculer un terme statique d’une commande de poussée permettant d’atteindre un point d’équilibre de l’aéronef AC, le terme statique étant dépendant d’un niveau de vol courant de l’aéronef AC, d’une masse de l’aéronef AC et du nombre de moteurs en fonctionnement de l’aéronef AC ; - une étape E8 de calcul, mise en œuvre par le module de calcul 11, consistant à calculer un terme dynamique de la commande de poussée permettant de conserver le point d’équilibre de l’aéronef AC à partir de la mesure d’assiette longitudinale ; - une étape E9 de calcul, mise en œuvre par le module de calcul 12, consistant à calculer une commande de poussée en faisant la somme du terme statique et du terme dynamique ; - une étape E10 d’envoi, mise en œuvre par le module d’envoi 13, consistant à envoyer la commande de poussée au dispositif régulateur de la poussée 3.
Le procédé peut comprendre en outre une étape E11 de commande, mise en œuvre par le module de commande 14, consistant à commander le dispositif régulateur de la poussée 3, le système de pilotage automatique 21 et le directeur de vol 22 au moins de la manière suivante : - si le dispositif régulateur de la poussée 3 est activé par un pilote de l’aéronef AC, une commande d’activation est envoyée au directeur de vol 22 afin d’activer le directeur de vol 22 ; - si le système de pilotage automatique 21 et le directeur de vol 22 sont désactivés, une commande de désactivation est envoyée au dispositif régulateur de la poussée 3 pour désactiver le dispositif de régulateur de la poussée 3.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Procédé d’aide au pilotage d’un aéronef, permettant d’assurer la disponibilité d’au moins un pilote automatique (2) et/ou d’un dispositif régulateur de la poussée (3) qui est susceptible d’être contrôlé sans information de vitesse, caractérisé en ce qu’il comprend : - une première étape (E1) de mesure, mise en œuvre par un premier module de mesure (4), consistant à mesurer une évolution verticale de l’aéronef (AC) ; - une première étape (E2) de calcul, mise en œuvre par un premier module de calcul (5), consistant à calculer un premier facteur de charge à partir de l’évolution verticale mesurée et d’une évolution verticale de consigne ; - une deuxième étape (E3) de mesure, mise en œuvre par un deuxième module de mesure (6), consistant à mesurer une assiette longitudinale, une vitesse en tangage et une accélération en tangage de l’aéronef (AC) ; - une étape (E4) de protection, mise en œuvre par un module de protection (7), incluant : o une sous- étape (E41) de calcul, mise en œuvre par un sous-module de calcul (71), consistant à calculer un deuxième facteur de charge à partir de l’assiette longitudinale mesurée, de la vitesse en tangage mesurée et de l’accélération en tangage mesurée ; o une sous-étape (E42) de comparaison, mise en œuvre par un sous-module de comparaison (72), consistant à comparer le premier facteur de charge avec le deuxième facteur de charge afin de déterminer un facteur de charge applicable égal au facteur de charge présentant la valeur la plus petite entre le premier facteur de charge et le deuxième facteur de charge ; - une deuxième étape (E5) de calcul, mise en œuvre par un deuxième module de calcul (8), consistant à calculer une commande de profondeur à partir du facteur de charge applicable ; - une première étape (E6) d’envoi, mise en œuvre par un premier module d’envoi (9), consistant à envoyer la commande de profondeur calculée à la deuxième étape (E5) de calcul au pilote automatique (2).
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’évolution verticale correspond à une vitesse verticale de l’aéronef (AC) ou une pente de l’aéronef (AC).
- 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape (E4) de protection comprend en outre une sous-étape (E43) de diminution de la dynamique en tangage à cabrer, mise en œuvre par un sous-module de diminution (73), consistant à diminuer la dynamique en tangage à cabrer, au fur et à mesure que l’assiette longitudinale mesurée s’approche d’une assiette longitudinale maximale afin que l’assiette longitudinale mesurée reste inférieure à l’assiette longitudinale maximale.
- 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - une troisième étape (E7) de calcul, mise en œuvre par un troisième module de calcul (10), consistant à calculer un terme statique d’une commande de poussée permettant d’atteindre un point d’équilibre de l’aéronef (AC), le terme statique dépendant d’un niveau de vol courant de l’aéronef (AC), d’une masse de l’aéronef (AC) et du nombre de moteurs en fonctionnement de l’aéronef (AC) ; - une quatrième étape (E8) de calcul, mise en œuvre par un quatrième module de calcul (11), consistant à calculer un terme dynamique de la commande de poussée permettant de conserver le point d’équilibre de l’aéronef (AC) à partir de la mesure d’assiette longitudinale ; - une cinquième étape (E9) de calcul, mise en œuvre par un cinquième module de calcul (12), consistant à calculer une commande de poussée en faisant la somme du terme statique et du terme dynamique ; - une deuxième étape (E10) d’envoi, mise en œuvre par un deuxième module d’envoi (13), consistant à envoyer la commande de poussée au dispositif régulateur de la poussée (3).
- 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la quatrième étape (E8) de calcul consiste à calculer le terme dynamique de la commande de poussée de la manière suivante : - lorsque l’assiette longitudinale mesurée est au-dessus d’une assiette longitudinale du point d’équilibre, le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur positive ; - lorsque l’assiette longitudinale mesurée est au-dessous de l’assiette longitudinale du point d’équilibre, le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur négative ; - plus l’assiette longitudinale mesurée s’éloigne de l’assiette longitudinale du point l’équilibre, plus le terme dynamique de la commande de poussée présente une valeur absolue grande ; - le terme dynamique de la commande de poussée est compris entre un seuil maximal et un seuil minimal.
- 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le point d’équilibre correspond à une configuration de l’aéronef (AC) présentant une vitesse correspondant à une vitesse « en air turbulent » recommandée ou un nombre de Mach « en air turbulent «recommandé pour pénétrer une zone turbulente.
- 7. Procédé selon la revendication 3 et l’une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l’assiette longitudinale atténuée est utilisée dans la quatrième étape (E8) de calcul pour calculer le terme dynamique de la commande de poussée.
- 8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’assiette longitudinale maximale correspond à une configuration de l’aéronef (AC) présentant une vitesse ayant un rapport de portance sur traînée supérieur à une valeur prédéterminée.
- 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le pilote automatique (2) comprend un système de pilotage automatique (21 ) et un directeur de vol (22), le procédé comprenant en outre une étape (E11) de commande, mise en œuvre par un module de commande (14), consistant à commander le dispositif régulateur de la poussée (3), le système de pilotage automatique (21) et le directeur de vol (22) au moins de la manière suivante : - si le dispositif régulateur de la poussée (3) est activé par un pilote de l’aéronef (AC), une commande d’activation est envoyée au directeur de vol (22) afin d’activer le directeur de vol (22) ; - si le système de pilotage automatique (21) et le directeur de vol (22) sont désactivés, une commande de désactivation est envoyée au dispositif régulateur de la poussée (3) pour désactiver le dispositif de régulateur de la poussée (3).
- 10. Système d’aide au pilotage d’un aéronef, permettant d’assurer la disponibilité d’au moins un pilote automatique (2) et/ou d’un dispositif régulateur de la poussée (3) qui est susceptible d’être contrôlé sans information de vitesse, caractérisé en ce qu’il comprend : - un premier module de mesure (4) configuré pour mesurer une évolution verticale de l’aéronef (AC) ; - un premier module de calcul (5) configuré pour calculer un premier facteur de charge à partir de l’évolution verticale mesurée et d’une évolution verticale de consigne ; - un deuxième module de mesure (6) configuré pour mesurer une assiette longitudinale, une vitesse en tangage et une accélération en tangage de l’aéronef (AC) ; - un module de protection (7) incluant : o un sous-module de calcul (71) configuré pour calculer un deuxième facteur de charge à partir de l’assiette longitudinale mesurée, de la vitesse en tangage mesurée et de l’accélération en tangage mesurée ; o un sous-module de comparaison (72) configuré pour comparer le premier facteur de charge avec le deuxième facteur de charge afin de déterminer un facteur de charge applicable égale au facteur de charge présentant la valeur la plus petite entre le premier facteur de charge et le deuxième facteur de charge ; - un deuxième module de calcul (8) configuré pour calculer une commande de profondeur à partir du facteur de charge applicable ; - un premier module d’envoi (9) configuré pour envoyer la commande de profondeur calculée par le deuxième module de calcul (8) au pilote automatique (2).
- 11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le module de protection (7) comprend en outre un sous-module de diminution (73) configuré pour diminuer la dynamique en tangage à cabrer, au fur et à mesure que l’assiette longitudinale mesurée s’approche d’une assiette longitudinale maximale afin que l’assiette longitudinale mesurée reste inférieure à l’assiette longitudinale maximale.
- 12. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - un troisième module de calcul (10) configuré pour calculer un terme statique d’une commande de poussée permettant d’atteindre un point d’équilibre de l’aéronef (AC), le terme statique dépendant d’un niveau de vol courant de l’aéronef (AC), d’une masse de l’aéronef (AC) et du nombre de moteurs en fonctionnement de l’aéronef (AC) ; - un quatrième module de calcul (11) configuré pour calculer un terme dynamique de la commande de poussée permettant de conserver le point d’équilibre de l’aéronef (AC) à partir de la mesure d’assiette longitudinale ; - un cinquième module de calcul (12) configuré pour calculer une commande de poussée en faisant la somme du terme statique et du terme dynamique ; - un deuxième module d’envoi (13) configuré pour envoyer la commande de poussée au dispositif régulateur de la poussée (3).
- 13. Système selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le pilote automatique (2) comprend un système de pilotage automatique (21 ) et un directeur de vol (22), le système (1) comprenant en outre un module de commande (14) configuré pour commander le dispositif régulateur de la poussée (3), le système de pilotage automatique (21) et le directeur de vol (22) au moins de la manière suivante : - si le dispositif régulateur de la poussée (3) est activé par un pilote de l’aéronef, le module de commande (14) envoie une commande d’activation au directeur de vol (22) pour activer le directeur de vol (3) ; - si le système de pilotage automatique (21) et le directeur de vol (22) sont désactivés, le module de commande (14) envoie une commande de désactivation au dispositif régulateur de la poussée (3) pour désactiver le dispositif régulateur de poussée (3).
- 14. Aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte un système d’aide au pilotage (1), tel que celui spécifié sous l’une quelconque des revendication 10 à 13.
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