FR3081580A1 - Procede et dispositif electronique de gestion de l'affichage d'un profil de vol d'un aeronef, programme d'ordinateur et systeme electronique d'affichage associes - Google Patents
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Abstract
Procédé de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical (14) d'un aéronef (12) comprenant les étapes suivantes : déterminer un écart (A) entre une trajectoire latérale prédéfinie et la position courante de l'aéronef projetée dans le plan de ladite trajectoire ; en fonction d'au moins l'écart déterminé, sélectionner un mode d'affichage dudit profil de vol vertical parmi un premier (MODE A) et un deuxième mode (MODE B) ; - quand le premier mode a été sélectionné, calculer la distance (d) entre la projection orthogonale de la position courante de l'aéronef sur ladite trajectoire et la projection orthogonale du prochain point de cheminement sur ladite trajectoire, et afficher, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l'aéronef selon un axe de référence égale à ladite distance (d) ; - quand le deuxième mode a été sélectionné, calculer la distance (D) entre la position courante de l'aéronef considérée dans le plan de ladite trajectoire et la projection orthogonale du prochain point de cheminement sur ladite trajectoire, et afficher, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l'aéronef selon ledit axe de référence égale à ladite distance (D).
Description
© PROCEDE ET DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE GESTION DE L'AFFICHAGE D'UN PROFIL DE VOL D'UN AERONEF, PROGRAMME D'ORDINATEUR ET SYSTEME ELECTRONIQUE D'AFFICHAGE ASSOCIES.
FR 3 081 580 - A1 (57) Procédé de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical (14) d'un aéronef (12) comprenant les étapes suivantes:
déterminer un écart (A) entre une trajectoire latérale prédéfinie et la position courante de l'aéronef projetée dans le plan de ladite trajectoire;
en fonction d'au moins l'écart déterminé, sélectionner un mode d'affichage dudit profil de vol vertical parmi un premier (MODE A) et un deuxième mode (MODE B);
- quand le premier mode a été sélectionné, calculer la distance (d) entre la projection orthogonale de la position courante de l'aéronef sur ladite trajectoire et la projection orthogonale du prochain point de cheminement sur ladite trajectoire, et afficher, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l'aéronef selon un axe de référence égale à ladite distance (d) ;
- quand le deuxième mode a été sélectionné, calculer la distance (D) entre la position courante de l'aéronef considérée dans le plan de ladite trajectoire et la projection orthogonale du prochain point de cheminement sur ladite trajectoire, et afficher, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l'aéronef selon ledit axe de référence égale à ladite distance (D).
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Procédé et dispositif électronique de gestion de l’affichage d’un profil de vol d’un aéronef, programme d’ordinateur et système électronique d’affichage associes
La présente invention concerne un procédé de gestion de l’affichage d’un profil de 5 vol d'un aéronef, le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de gestion de l’affichage.
L’affichage d’un profil de vol de l’aéronef sur un écran d’affichage est généralement, comme représenté en figure 1, séparé en 2 zones distinctes, à savoir une première zone pour l’affichage d’un profil horizontal de vol 16’, également appelée 10 affichage de navigation et notée ND (de l’anglais Navigation Display), et une deuxieme zone pour l’affichage d’un profil vertical de vol 14’, également appelée affichage vertical et notée VD (de l’anglais Vertical Display).
Le profil horizontal de vol est une projection du profil de vol dans un plan horizontal et est aussi appelé trajectoire latérale, et le profil vertical de vol est une 15 projection du profil de vol dans un plan vertical, perpendiculaire au plan horizontal et est aussi appelé trajectoire verticale.
L’axe horizontal du profil vertical est défini en suivant les segments du plan de vol (rectilignes et curvilignes) définis par des points de cheminement (de l’anglais waypoints). Ces points sont définis par des coordonnées géographiques. Ils sont utilisés, notamment 20 par les outils de constructions de trajectoire comme le FMS (en anglais « Flight Management « System ») ou par les pilotes, pour définir les trajectoires depuis un point de départ jusqu’à un point de destination. Ils peuvent être matérialisés par des relèvements sur des amers particuliers, des balises radio, des relevés de position GPS, ils peuvent désigner des points au niveau desquels doivent avoir lieu, au cours de la 25 trajectoire, des changements de cap ou autres contraintes à respecter (par exemple, nécessité de passer au-dessus d’un point de cheminement etc.). Les points de cheminement et leur fonction sont connus en soi.
Le VD tel qu’affiché en mode plan de vol comporte ainsi généralement l’altitude de l’aéronef et sa position relative à la destination (le symbole 22’ considéré en figure 1 30 représente un hélicoptère), le vecteur vitesse vertical décrivant la tendance à venir de l’aéronef, l'altitude des éléments du plan de vol par rapport à l’aéronef et la distance pour les atteindre depuis la position courante de l’aéronef. Il peut en outre comprendre les informations verticales du Pilote Automatique (exemple altitude sélectionnée), le terrain présent sous l'avion et dans l'axe horizontal du VD, la météo, le trafic (globalement toute 35 information se trouvant dans l'axe horizontal du VD et ayant une altitude : secteurs aérien, altitudes de sécurité...).
Dans certains cas, lors de l’utilisation d’un dispositif de gestion de l’affichage un profil de vol d’un aéronef, un utilisateur, tel qu’un pilote de l’aéronef, a la possibilité de réaliser l’affichage du profil de vol en mode de suivi (de l’anglais fnscK), connu par ailleurs.
En mode suivi ou en mode plan de vol, l’axe vertical de référence est defini suivant l’axe des altitudes en référence barométrique standard ou en référence baro-corngee, correspondant au code aéronautique QNH.
L'invention concerne plus particuliérement un procédé de gestion de laffichag d’un profil de vol vertical d’un aéronef pour lequel une trajectoire a été prédéfinie par un plan de vol comprenant un ensemble de point(s) de cheminement, le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de gestion et comprenant l’étape suivante .
- afficher un profil de vol vertical de l’aéronef comprenant un premier axe de référence en ordonnée représentant l’altitude et un second axe de référence en abscrsse représentant une distance et représentant, par rapport à ces axes, la position de I aeronef, et au moins le prochain point de cheminement suivant la trajectoire prédéfinie par un plan de vol de l’aéronef. . . .
Lorsqu’un aéronef n'est plus guidé conformément à la trajectoire latérale definie par le plan de vol et/ou s’en éloigne, et même si l'aéronef suit la trajectoire latérale continuer à représenter l’aéronef sur la VD en mode plan de vol comme s H était nominalement sur la trajectoire latérale comporte un risque d’interprétation de la sduat.cn courante.
Deux solutions pour faire face à ce problème sont utilisées actuellement.
La solution la plus simple est de ne plus afficher le VD, en supprimant les informations affichées, ce qui évidemment fait perdre tout interet au VD.
La solution la plus répandue consiste à faire passer automatiquement le VD en mode suivi, en mettant en œuvre des algorithmes complexes pour déterminer au plus juste le passage au mode suivi et le retour au mode plan de vol. Mais cette solution a pour effet de faire perdre les références verticales du plan de vol sur l’affichage VD. Le pilote ne voit plus directement l’altitude du point de cheminement qu’il aura a atteindre s il doit rejoindre le plan de vol. Cette solution a également pour inconvénient de nécessiter un affichage VD en mode suivi, ce qui nécessite des ressources de développement et de calcul pour un apport opérationnel limité.
En outre ces solutions ont toutes deux pour effet d'entraîner une transition automatique brutale du VD entre deux présentations totalement différentes, dont le risque est d’attirer l’œil du pilote, de le distraire de sa tâche courante et de nuire a l’effioacte du pilotage.
A cet effet, suivant un premier aspect, l'invention propose un procédé de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical du type précité caractérisé en ce que :
- la trajectoire latérale prédéfinie étant la trajectoire prédéfinie projetée dans un pian perpendiculaire au premier axe. déterminer un écart entre la position courante de l'aéronef projetée dans ledit plan perpendiculaire au premier axe et la trajectoire laterae prédéfinie ;
- en fonction d'au moins l'écart déterminé, sélectionner un mode parmi ensemble de modes d'affichage dudit profil de vol vertical comprenant au moins un premier mode et un deuxième mode ; et :
. quand le premier mode a été sélectionné, calculer une première valeur égalé a la distance entre la projection orthogonale de la position courante de l'aeronef sur la trajectoire latérale prédéfinie et la projection orthogonale du prochain point de cheminement de l'aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, et afficher, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement a une distance de l'aéronef selon le second axe de référence égale à ladite premiere valeur calculée ;
. quand le deuxième mode a été sélectionné, calculer une deuxième valeur égale à la distance entre la position courante de l’aéronef considérée dans le plan de la trajectoire latérale et la projection orthogonale du prochain point de cheminement de l’aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, et afficher, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l’aéronef selon le second axe de référence égale à ladite deuxième valeur cslculée
L'invention permet ainsi, même en cas de non-conformité de la route de l'aéronef à la trajectoire suivant le plan de vol, d'afficher en permanence le VD comportant au moins le prochain point de cheminement du plan de vol. tout en prenant en compte la dérive par rapport à ce dernier, ce qui permet d'anticiper une future rejointe du plan de vol par le pilote.
L'invention permet de visualiser sur le VD le début de l'éloignement de la positon courante de l'avion vis-à-vis de la trajectoire latérale. La transition est douce entre le premier et le deuxième modes d’affichage selon l’invention.
Dans des modes de réalisation, le procédé de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical suivant l'invention comporte en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
le premier mode est sélectionné*lorsque l'écart déterminé est Inférieur à un premier seuil d'écart et le deuxième mode est sélectionné lorsque l'écart déterminé est supérieur audit premier seuil d’écart ;
le premier seuil d'écart est défini comme un ratio d'une precision de positionnement requise sur la portion courante de la trajectoire selon le plan de vol ;
le procédé comprend les étapes suivantes :
- comparer l’écart déterminé à un deuxième seuil d’écart inférieur au premier seuil d’écart, et
- si l’écart déterminé est supérieur au deuxième seuil d’écart, afficher sur e profil de vol vertical une indication signalant un éloignement de l’aeronef par rapport à la trajectoire prédéfinie ;
la distance correspondant à ladite première valeur et/ou ladite deuxième valeur et/ou audit écart est calculée en tant que distance orthodromique ;
la sélection dudit mode est en outre fonction d'une information reçue indiquant si le vol de l'aéronef est actuellement automatiquement asservi ou non a ladite trajectoire prédéfinie.
Suivant un deuxième aspect, la présente invention propose un programme d'ordinateur comportant des instructions logicielies qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé tel que défini ci-dessus.
Suivant un troisième aspect, la présente invention propose un disposrti électronique de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical d'un aéronef pour leque une trajectoire a été prédéfinie par un plan de vol comprenant un ensemble de pointfs) cheminement, ledit dispositif électronique étant adapte pour
- définir l'affichage d'un profil de vol vertical de l'aéronef comprenant un premier axe de référence en ordonnée représentant l'altitude et un second axe de reference en abscisse représentant une distance et indiquant, par rapport à ces axes, la positon de l'aéronef, et au moins le prochain point de cheminement suivant la trajectoire predefime , ledit dispositif étant caractérisé en ce que :
- le dispositif est adapté pour, la trajectoire latérale prédéfinie étant la trajectoire prédéfinie projetée dans un plan perpendiculaire au premier axe, déterminer un écart entre la position courante de l'aéronef projetée dans ledit plan perpendicula.re au premier axe et la trajectoire latérale prédéfinie ;
- le dispositif est adapté pour, en fonction d'au moins l'écart détermine, sélectionner un mode parmi un ensemble de modes d'afficbage dudit profil de vol vert,cal comprenant au moins un premier mode et un deuxième mode ; et :
- pour, quand le premier mode a été sélectionné, calculer une première valeur égale à la distance entre la projection orthogonale de la position courante de l’aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie et la projection orthogonale du prochain point de cheminement de l’aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, et pour commander l’affichage, dans le profil de vol vertical, du prochain point de cheminement à une distance de l’aéronef selon le second axe de référence égale à ladite première valeur calculée ;
- pour, quand le deuxième mode a été sélectionné, calculer une deuxième valeur égale à la distance entre la position courante de l’aéronef considérée dans le plan de la trajectoire latérale et la projection orthogonale du prochain point de cheminement de l’aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, et pour commander l’affichage, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l’aéronef selon le second axe de réference égale à ladite deuxième valeur calculée.
Suivant un quatrième aspect, la présente invention propose un système électronique d'affichage d'un profil de vol d'un aéronef, le système comprenant :
- un écran d’affichage ; et . un dispositif électronique de gestion configuré pour commander raffichage du profil de vol sur l’écran d affichage, caractérisé en ce que le dispositif électronique de gestion est un dispositif suivant le troisième aspect de l’invention.
Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue illustrant un profil de vol, en mode plan de vol, tel qu’affiché sur l’écran d’un système d’affichage, dans l’art antérieur, séparé en deux zones distinctes avec une première zone pour l’affichage d’un profil horizontal de vol ND’ et une deuxième zone pour l’affichage d’un profil vertical de vol VD’ ;
- la figure 2 est une vue du profil vertical de vol. affichée sur l'affichage vertical VD' de l'art antérieur de la figure 1, lorsque le mode d'affichage est un mode de suivi ;
- la figure 3 est une vue schématique d’un système électronique d’affichage selon l’invention, configuré pour afficher un profil de vol d’un aéronef ;
- la figure 4 est un organigramme d’étapes mises en œuvre dans un mode de réalisation de l’invention ;
. la figure 5 est une vue schématique d’un profil horizontal de vol en mode plan de vol, illustrant les différents calculs de distance dans un mode de real.sat.on de l’invention ;
- la figure 6 est une vue schématique du profil vertical de vol en mode plan e vol illustrant un mode d'affichage A1 selon l’invention ;
- la figure 7 est une vue schématique de profil horizontal de vol en mode plan de vol selon l’invention, illustrant les différents calculs de distance dans un mode de réalisation de l’invention ;
. la figure 8 est une vue schématique du profil vertical de vol en mode plan e 0 vol, illustrant un mode d’affichage A2 selon l’invention ;
- la figure 9 est une vue schématique du profil vertical de vol en mode plan de vol, illustrant un mode d’affichage B1 selon l’invention ;
- la figure 10 est une vue schématique du profil vertical de vol en mode plan de vol illustrant un mode d’affichage B2 selon l’invention.
15 Sur la figure 3, un système électronique d’affichage 10 est configuré pour afficher au moins un profil de vol d’un aéronef 12, à savoir un profil vertical de vol 14 et/ un profil horizontal de vol.
Le système électronique d’affichage 10 comprend un écran d’affichage 18 et u dispositif électronique de gestion 20 configuré pour gérer l’affichage d’au moins un profil 20 de vol sur l’écran d’affichage 18, le dispositif de gestion 20 étant relié à l’écran d’aff.chage 18 L’invention concerne ainsi le domaine des interfaces homme-machine, également appelées IHM ou MMI (de l’anglais Man-Machine Interface) pour le pilotage d un aerone , par exemple destinées à être implantées dans un cockpit d'aeronef.
L’aéronef 12 est par exemple un avion, comme représenté sur les figures 5 a 25 où un symbole 22 de représentation de l’aéronef 12 affiché sur les profils verticaux 14 de vol est en forme d’un avion. En variante, l’aéronef 12 est un hélicoptère ou un drone pdote à distance par un pilote, etc.
Le profil de vol de l'aéronef 12 est connu en soi, et correspond é une estimation de la trajectoire que va suivre l'aéronef 12 durant la suite de son vol telle que prédéfinie par 30 le plan de vol, sur la base notamment de coordonnées géographiques de points de cheminement (référencés ici P1, P2, P3 etc.) tout au long de la trajectoire, par exemple sous la forme, longitude, latitude, altitude.
Le profil vertical de vol 14 est connu en sol, et est une projection du profil de vol de l’aéronef dans un plan vertical contenant un axe vertical de référence et un axe honzontal 35 de référence. L’axe vertical de référence est défini suivant l'axe des altitudes en reference barométrique standard ou en référence7 baro-corrigée. correspondant au code aéronautique QNH. Il est nommé Z dans les figures 5-10.
Le profil horizontal 16 est également connu en soi, et est une projec ion u pr de vol de l'aéronef 12 dans un plan horizontal, perpendiculaire au plan vertical.
Lorsque le mode d'affichage sélectionné est le mode plan de vol. laxe honzonta de référence est défini en suivant les segments du plan de vol, rectilignes et curvmgnes , dans le cas présent, la direction de l'axe horizontal est définie suivant la projection du segment (rectillgne/curvlligne) couramment parcouru du plan de vol. Le. d.spositf étecfionique de gestion 20 comprend un moduie de ca.cul 24 les données de définition du profit vertical à afficher dans sur ! écran d affichage m est configuré notamment pour définir, de manière connue, les axes horizontal X et vertica Z du profil vertical, notamment l'écheile utilisée pour chacun des axes X, Z, pour obten, coordonnées géographiques courantes de .'aéronef 12 (par tourn es
GPS/altimètre embarqué) ét les coordonnées géographiques du prochain pont d cheminement (voire des N prochains points de cheminement, avec N>1) figuré dan le plan de vol Le module de calcul 24 est en outre adapté pour déterminer un écart Δ entre la position courante de l'aéronef 12 et la trajectoire latérale prédéfinie projetées toutes deux dans un plan perpendiculaire à l'axe Z. pour sélectionner, en fonction*H déterminé, un mode d'affichage du profil vertical parmi au mens deux mode chacun de ces modes étant associé à un mode de calcul respectif de la distance séparant, dans te profil vertical, le symbole 22 représentant l'aéronef 12 du prochain po.
de cheminement selon l’axe X. ι^ΑΡαιο
L'écart Δ entre la position courante de l'aéronef 12 et la trajectoire latérale prédéfinie est déterminé par le module de calcul 24 en calculant la dista l'aéronef 12 et la trajectoire latérale. La distance calculée est par exemple la d stance orthodromique (projection sur une sphère ayant le rayon de la terre) entre l'aéroneust son point de projection orthogonale sur la trajectoire latérale ou encore, lorsque la distance faible « 10Nm) la distance, dans un plan perpendiculaire a l'axe Z, entre les projections orthogonales, dans ce plan, de l'aéronef et de ce point.
Le dispositif de gestion 20 comprend un module d'affichage 34 configure pou commander, sur l'écran d'affichage 18, l'affichage du profil de vol, en particulier du pro l vertical 14, défini par le module de calcul 24.
Dans l'exemple particulier considéré, lé dispositif de gestion 20 comprend en outre par exemple un module d'acquisition 32 configuré pour acquérir un mode sélectionne parmi un mode managé et un mode non managé. On appelte mode managé le mode dans lequel le pilote automatique (PA) de l'avion est asservi à la trajectoire prédéfinie g
dans le plan de vol et fournie par le FMS (exemp.es : modes PA LNAV (de .'anglais (atom/ navigation) eVou PA VNAV (de .'anglais vertical navigation) et on appelle mo e n maXéle mode dans lequel le pilote automatique de l'avion n'est pas assert. a a trajectoire fournie par le FMS (exemples : mode PA HDG (de l'anglais heading) ou mode manuel). Le mode managé ou non managé est sélectionné par le pilote de l'avion ou pa un |a (.gure , ,e dispositif électronique de gestion 20 comprend une unité de traitement d'informations 30 tonnée par exemple d'une mémoire 38 et d nrncpsseur 40 associé à la mémoire 38.
Dans l'exemple de la figure 1, le module de calcul 24 ainsi que. dans le mode de réalisation particulier considéré, le module d'acquisition 32 et le module d affichage 34, sont réalisés chacun sous forme d'un logiciel, ou d'une brique logicielle, executables par le processeur 40. La mémoire 38 du dispositif électronique de gestion 20 est alors apte stocker les instructions logicielles de ces logiciels ou briques logicielles.
En variante non représentée, le module de calcul 24, le module d acquisition et/ou le module d'affichage 36, sont réalisés sous tonne de programmables respectifs, tel qu'un FPGA (de l'anglais Field Programmable Gate Αγ), ou encore sous forme d'un circuit intégré dédié, tel qu'un ASIC (de l'angle» Application
Specific Integrated Circuit).
Lorsque le dispositif électronique de gestion 20 est réalisé en tout ou parte sous forme d'un ou piusieurs logiciels, c'est-a-dire sous forme d'un programme est en outre apte à être enregistré en tout ou partie sur un support, non représenté. Iis.be par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple, un mediumjipe^a mémoriser des instructions électroniques et à être couplé à un bus dun syste informatique. A titre d'exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique, ou.une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d ordinateur comorenant des instructions logicielles.
Le fonctionnement du dispositif électronique de gestion 20 va desorma.s e re expliqué à l'aide de la figure 4 représentant un organigramme du procède se on l'invention, de gestion de l'affichage d'un profil de voi de l'aéronef 12, -‘—dupro, de vol vertical 14, le procédé 100 étant mis en œuvre par le dispositif de gestion 20, réitéré suivant une fréquence f donnée, avec par exemple f e [ 1 Hz , 100 Hz ].
Lors d’une étape initiale 101, le dispL-tif de gestion 20 acquiert, via son module d’acquisition 32, le mode de pilotage Cd qui a été sélectionné parmi le mode manage et n0 masi to mode sélectionné de pilotage Cd est le mode non managé, le dispositif de aestion 20 passe directement à l’étape 107.
SI le mode sélectionné de pilotage Cd est le mode managé, le dispositif de gestion 20 dans une étape 102, via le module de calcul 24, obtient les géographiques courantes de l’aéronef 12 (par exemple fourmes par un GPS / atlimetre embarqué) et détermine l’écart Δ entre la position courante de l’aéronef 12 et la trajectoire prédéfinie tel que défini précédemment.
Puis le module de calcul 24 compare l’écart déterminé Δ a un seuil ΔΑΒ. déterminé Δ est inférieur au seuil ΔΑΒ. le module de calcul 24 réalise l’étape 103, smon e module de calcul 24 réalise l’étape 107.
Dans l’étape 103 correspondant à un mode dit mode A de détermination du profil vertical 14, le modulé de calcul 24 définit de manière connue, l’axe horizontal X et laxe vertical Z du profil vertical, y compris l’échelle utilisée pour chacun de ces axes, il extra, du plan de vol les coordonnées géographiques du prochain point de cheminement (voire des N points de cheminement). Le module de calcul 24 détermine l’emplacemen sur le profil vertical 14 sur lequel sera affiché le symbole 22 de l’aéronef 12 : generalement correspondant à la graduation 0 de l’axe X et sur la valeur de Z égale a I altitude couran déterminée pour l'aéronef. Puis il détermine l'emplacement sur le profil vertical^ prochain point de cheminement P2 de la manière suivante : la coordonnée X est distante de la valeur d de la coordonnée du symbole 22 selon l’axe X (dans le cas présent 0) et la coordonnée de P2 sur l’axe Z est prise égale à l’aititude du point P2 selon le plan de vol, où la valeur d est calculée par le module de calcul 24 comme decnt caprès en référence à la figure 7, puis la figure 5.
La figure 7 représente schématiquement une section de la trajectoire latérale (ou profil de vol horizontal) 16 d’un aéronef 12, prédéfinie par les points de cheminement P1, P2 et P3 du plan de vol. L’aéronef a. dans le cas considéré, déjà dépassé le point de cheminement P1 et se dirige vers le prochain point de cheminement P2.
Dans le mode A (et les sous-modes A1 et A2 du mode A dont il est question plus loin) d est déterminée comme égale à la distance entre la projection orthogonale de la position courante de l’aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie 16 et la projection orthogonale du prochain point de cheminement de l’aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie (dans le cas de la figure 7, P2 est située sur la trajectoire latérale). Dans un mode de réalisation, d est égale à la distance orthcdromique entre la projection orthogonalement sur la trajectoire au point M. La figure 5 est similaire à orthogonale de la position courante de l'aéronef sur la trajectoire latérale prédéfin,e 16 et la projection orthogonale du prochain point de cheminement de l'aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, dans un autre mode de réalisation, notamment quand d est inferieur a 10 Nm, d est déterminée comme la longueur du segment rectiligne entre ces deux projections
Deux situations alternatives sont représentées sur la figure 7. Dans une situation, l'aéronef 12 est situé sur la trajectoire latérale et est alors représenté par le symbole 22 situé au point M. Dans une autre situation, l'aéronef 12 est situé en-dehors de la trajectoire latérale et est alors représenté par le symbole 22”, qui se projette orthogonalement sur la trajectoire au point M. , , . .
La figure 5 est similaire à la figure 7, si ce n'est que la trajectoire latérale prédéfime 16 est curviligne et que le point de cheminement P2 est située à côté de la trajectare prédéfinie et se projette perpendiculairement sur cette dernière en P2'.
Dans l'étape 107 correspondant à un mode dit mode B de détermination du profit vertical 14 le module de calcul 24 effectue également l'ensemble des opérations décrites pour l'étape 103, à l'exception que la coordonnée de P2 sur l'axe X est distante de la valeur D de la coordonnée du symbole 22 selon l'axe X et non pas de la valeur d. Et D est déterminée par le module de calcul 24 comme égale à la distance entre la positon courante de l'aéronef et la projection orthogonale du prochain point de cheminement de l'aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, cette distance étant soit la distance orthodromique, soit, notamment si D < 10 Nm. la longueur de la projection orthogonale dans un plan perpendiculaire à Z, du segment ayant comme extrémités ladite position courante de l'aéronef et ladite projection orthogonale du prochain point de cheminement
Cette distance D est Indiquée en figures 5 et 7 dans le cas des deux situations évoquées en référence à chacune de ces figures.
Le module de calcul 24 détermine en outre les formes respectives sous lesquelles vont être affichée les symboles 22 de l'aéronef, ceux des points de cheminements P1, P2, P3, les portions de trajectoire entre ces points, le vecteur vitesse ....
Dans le mode de réalisation considéré, le module de calcul 24 effectue des traitements spécifiques selon que l’écart Δ est inférieur ou supérieur à un seuil déterminé Δ12 de valeur inférieure à ΔΑΒ (donc cela ne concerne que le mode A), pour déterminer ces affichages. Ainsi, si après comparaison, dans une étape 104, entre Δ et Δ12 par le module de calcul 24, ce dernier détermine que Δ est inférieur à Δ12, alors le module de calcul 24 sélectionne un mode A1 de détermination du profil vertical 14, et si non le module de calcul 24 sélectionne un mode A2 de détermination du profil vertical 14. Les modes A1 et A2 font tous deux partie du mode A et sont détaillés ci-après.
Et dans le mode de réalisation considéré, dans le mode B. le module de calcul 24 effectue en outre des traitements spécifiques selon que le mode B résulte d’un mode de pilotage Cd non managé ou d’une valeur d’écart Δ supérieure à MB. Ans,, s. le mode B résulte d’un mode de pilotage Cd non managé, le module de calcul 24 selectronne un mode B1 de détermination du profil vertical 14 et si le mode B résulte d’une valeur écart supérieure à MB, le module de calcul 24 sélectionne un mode B2 de déterminât™ du profil vertical 14. Les modes B1, B2 sont détaillées ci-après
Puis le module d’affichage 34 commande l’affichage sur l’écran d’affichage 18 du profil vertical ainsi défini par le module de calcul 24.
Des exemples de définitions d’affichage de vol vertical 14 effectuées par le module de calcul 24 dans les modes A1. A2, B1 et B2 sont à présent décrits plus en détail en référence aux figures 6 à 10, dans le cas d’un avion 12.
Mode A1 · ce mode de détermination d’affichage de plan de vol vertical 14 correspond donc à un pilotage managé. L’aéronef 12 suit la trajectoire latérale issue du plan de vol (l’écart Δ est inférieur à Δ12), la LNAV est engagée, la representation des éléments (symbole d’aéronef 22, vecteur vitesse 23, segment du plan de vol 24 entre le symbole 22 et le prochain point de cheminement P2 et segment de plan de vol 25 entre le prochain point de cheminement P2 et le suivant P3) est classique, représenté schématiquement en figure 6. Le prochain point de cheminement P2 est affiché sur axe distance X à la valeur d. La partie active du plan de vol, en train d’être volee, lcr la section 24 à du segment P1P2 restant à parcourir est représentée de manière distincte des autres sections du plan de vol représentées (par exemple P2P3), en magenta par exemple.
Mode A2: dans ce mode dont l'affichage de vol vertical 14 est illustre schématiquement en figure 8, l’aéronef 12 est modérément éloigné de la trajectoire latérale issue du plan de vol (l’écart Δ est supérieur à Δ12 mais inférieur à MB). Dans ce cas, par rapport à l’affichage en mode A1, le module de calcul 24 ajoute un symbole pour signifier que l’avion est en train de dévier de la route alors que la LNAV est engagée. Dans un mode de réalisation, le symbole est matérialisé par l’encadrement 26 du symbole 22 de maquette avion. Une couleur dédiée, par exemple magenta, est utilisée pour l’encadrement 26, pour identifier que le PA est toujours en mode managé. En fonction du cockpit de l’aéronef, un autre code couleur que le magenta ou un autre symbole additionnel que l’encadrement peuvent être utilisés. Cette représentation permet de et la trajectoire apparaissent superposés dans le VD, ils le plan latéral. Cet affichage intermédiaire permet qui va se passer si l'avion continue de s’éloigner de la trajectoire comprendre que bien que l’avion ne sont pas superposés sur d’appréhender ce latérale prédéfinie.
dans ce mode dont l’affichage de vol vertical 14 est illustre en figure 9, l’aéronef 12 est éloigné de façon plus importante de la du plan de vol (l’écart Δ est supérieur à ΔΑΒ). Dans ce cas, par mode A2, le module de calcul 24 change le symbole 22 _ · . La nouvelle représentation (un trait à l’altitude courante pour particularité par rapport à l’originale de ne plus représenter ’ — le VD. Cette représentation matérialise le fait que ____________: .-éloigner du prochain point de plan de vol P2 affiché au VD. représentation permet de toujours visualiser l’altitude de l'avion, et donc l’écart is des prochains points du plan de vol. Le symbole ajouté lors de de --------é II continue d’indiquer qu’il y a un écart latéral entre l’avion et ,p la LNAV est engagée. Le premier segment 24 de la trajectoire (entre et le point P2) est en outre supprimé de l'affichage par le module de vide 28. Cela permet de matérialiser de manière claire et
Mode B1 : schématiquement trajectoire latérale issue rapport à l’affichage en représentant la maquette avion, dans l’exemple illustré) a | une direction (avant/arrière) d’avion sur l’avion peut être en train de s < Cette i , d’altitude vis-à-vis l’affichage A2 est conservé. .. la trajectoire et que I le symbole avion < calcul 24 et laisse place à un .
non ambiguë le fait que l'avion n'est pas en train de voler le segment vertical courant. Le prochain point de cheminement du plan de vol, P2, est affiché à la distance D correspondant à la distance directe entre l'avion et la projection de P2 sur la trajecto.re latérale prédéfinie. En conséquence, si l'avion s'éloigne du point P2, laffchage es cohérent : on visualise bien le point P2 s'éloigner du symbole av.on 22 sur le VD. a trajectoire exacte de rejointe de l'avion vers le prochain point P2 n'est pas determines. En conséquence, si le VD présente en modes A1. A2 des informations additionnelles comme le terrain, la météo, ou le trafic, en mode B1, le module de calcule n'>nd,que aucune de ces informations entre l'avion et P2 dans la définition de l'affichage VD en mode B1.
Mode B2 dans ce mode dont l’affichage de vol vertical 14 est illustre schématiquement en figure 10, l’aéronef 12, le pilote a sélectionné au pilote automatique un autre mode de guidage latéral, n’ayant pas obligatoirement pour objectif de sevré le plan de vol le module de calcul 24 adapte la représentation au VD de maniéré similaire au mode B1 avec la particularité suivante : un symbole additionnel représente le fait que le PA de l'avion n'est plus en mode managé. Dans un exemple, ce symbole est matérialisé par l'encadrement 29 en cyan du symbole maquette avion 22. En fonction du la le
D, 13 cockprt de l’aéronef, un autre code couleur que le cyan ou un autre symbole que l’encadrement peuvent être utilisés. Là encore, comme le prem.er segment .e trajectoire est supprimé de l’affichage, le fan que l’avion n’est pas en tram de vole le segment horizontal courant est matérialisé de manière claire et ncn ambiguë, prochain point de cheminement P2 du plan de vol est affiché a la distance correspondant à la distance directe entre l’avion et la projection de P2 sur la trajecto latérale prédéfinie. Si l'avion s’éloigne de P2. l’affichage est coherent, on vol ten e symbole désignant P2 s’éloigner du symbole avion 22. Et comme en B1. le module de calcul 24 n’indique aucune de ces informations additionnelles comme le terrain, la meteo, ou le trafic entre l’avion et P2 dans la définition de l’affichage VD en mode B1.
Il existe différentes méthodes permettant de déterminer la condition faisant passer de l’affichage A (ou A1 ou A2) à B, et en outre dans le mode de réalisation considère, e l’affichage A1 à l’affichage A2 , , ,
Par exemple, dans un mode de réalisation, le changement est effectue lorsqu un seuil d’écart de distance absolue (en Nm) est atteint, comme indiqué plus haut. Dans un mode de réalisation, ce seuil est un ratio de la précision de positionnement requise sur a portion de vol courante (RNP pour en anglais Requ/md Navigation Performance)^ Par exemple, le seuil Δ12 est choisi égal à u„.RNP et le seuil ΔΑΒ est chois, égal a o» RN , avec a12< aAB Typiquement, la RNP prend une valeur de 0,1 Nm (miles nautiques) a Nm et varie selon les segments du plan de vol. Par exemple a,, = % et aAB = 1..
Des conditions plus complexes de déclenchement de changement de mode prendront en compte des paramétres supplémentaires comme la vitesse d’elo.gnement de l’aéronef par rapport à la trajectoire latérale, l’écart d’angle entre l’axe de déplacement de l’aéronef (on encore l’axe du fuselage de l’avion) et l’axe courant de la trajectoire .
Dans d’autres modes de réalisation, les modes d’affichage de A, B (et/ou A1, B2, et/ou B3) peuvent être réalisés en mode de pilotage non managé.
Dans le cas d’un aéronef qui, au départ suit bien sa trajectoire latérale predefmie et puis qui s’en écarte de plus en plus, par exemple dans le cas d’une contrainte de survol (de l’anglais overfly) d’un point de cheminement P2, l’affichage VD correspondra ams, d’abord au mode Ai, puis il basculera en mode A2 à l’approche de P2 et enfin en mode B1 avant de repasser en A2 une fois le point P2 dépassé, puis en A1. Dans les deux modes Al et A2, le premier point de cheminement est affiché sur l’axe distance a a valeur d correspondant à la distance entre la projection de l’avion sur la tra|ecto,re latera e et la projection du prochain point de cheminement sur la trajectoire latérale, pu.s dans le mode B1, il sera à la distance D.
La solution proposée permet de conserver un affichage VD plan de vol performant lorsque l’avion n'est plus guidé sur le plan de vol latéral et/ou qu'.l s'éloigne de a trajectoire latérale.
Le fait d'afficher en permanence le VD en mode plan de vol permet de consent l'affichage des références verticales du plan de vol et donc d'anticiper une future rejoin e du pianr^ Mmportementa|e de rav|on dans |e p|an ïertical améliorée lors des transitions de vol non managé vers managé.
La référence d'altitude (altitude courante de l'avion)de l'avion continue a affichée, ce qui permet de conserver une bonne conscience de la situation verticaleu
La solution permet de visualiser sur le VD le début de l'éloignement de la position courante de l'avion vis-à-vis de la trajectoire latérale. Il y a donc une transition douce entre les affichages proposés.
La solution permet également de rappeler le mode latéral du pilote automatique engagé : la couleur magenta de l'encadré en mode managé correspond à la couleur utilisée dans la suite avionique pour tous les affichages de consignes et modes relatfs un mode PA managé ; de la même manière, le cyan correspond à la couleur utmsee dans la suite avionique pour tous les affichages de consignes et modes relatifs a un mode non managé. Cela permet d'améliorer la conscience de l’état du PA.
La solution n'entraîne pas de transition automatique brutale entre d’affichages distincts.
La solution ne nécessite pas de développer un VD en mode suivi.
Claims (10)
15 REVENDICATIONS j Procédé de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical (14) d'un aéronef (12) pour lequel une trajectoire a été prédéfinie par un plan de vol comprenant un ensemble de point(s) de cheminement (P2, PS), le procédé étant mis en œuvre par un dispos,t, électronique de gestion (20) et comprenant les étapes suivantes :
- afficher un profil de vol vertical (14) de l'aéronef comprenant un premier axe (Z) de référence en ordonnée représentant l'altitude et un second axe (X) de référence en abscisse représentant une distance et indiquant, par rapport à ces axes, la position de l'aéronef, et au moins le prochain point de cheminement (PD suivant la trajectoire prédéfinie ;
caractérisé en ce que le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- la trajectoire latérale prédéfinie étant la trajectoire prédéfinie projetée dans un pian perpendiculaire au premier axe, déterminer un écart (Δ) entre la position courante de l'aéronef projetée dans ledit plan perpendiculaire au premier axe et la trajectoire latérale prédéfinie ;
. en fonction d'au moins l'écart déterminé, sélectionner un mode parmi un ensemble de modes d'affichage dudit profil de vol vertical comprenant au moins un premier mode (MODE A) et un deuxième mode (MODE B) ; et :
- quand le premier mode a été sélectionné, calculer une première valeur égale a la distance (d) entre la projection orthogonale (M) de la position courante de l'aéronef (22) sur la trajectoire latérale prédéfinie et la projection orthogonale du prochain point (P2) de cheminement de l'aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, et afficher, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l'aéronef selon le second axe de référence égale à ladite première valeur calculée (d) ;
- quand le deuxième mode a été sélectionné, calculer une deuxième valeur égale à la distance (D) entre la position courante de l’aéronef considérée dans le plan de la trajectoire latérale et la projection orthogonale du prochain point de cheminement (P2) de l’aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, et afficher, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l’aéronef selon le second axe de référence égale à ladite deuxième valeur calculée (D).
2 Procédé dé gestion dé l'affichage d'un profil de vol vertical (14) d'un aéronef (12) suivant la revendication 1, selon lequel le premier mode (MODE A) est sélectionne
16 lorsque l'écart déterminé (Δ) est inférieur à un premier seuil d'écart (ΔΑΒ) et le deuxi me mode (MODE B) est sélectionné lorsque l'écart déterminé (Δ) est supérieur audit premier seuil d’écart (ΔΑΒ).
3. Procédé de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical (14) d'un aeronef (12) suivant la revendication 1 ou 2, selon lequel le premier seuil d'écart (ΔΑΒ) est defini comme un ratio d'une précision de positionnement requise sur la portion courante de la trajectoire selon le plan de vol.
4. Procédé de gestion de l’affichage d’un profil de vol vertical (14) d’un aeronef (12) suivant l’une des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes :
- comparer l’écart déterminé (Δ) à un deuxième seuil d’écart (Δ12) inférieur au premier seuil d’écart (ΔΑΒ), et
- si l’écart déterminé (Δ) est supérieur au deuxième seuil d’écart (Δ12), afficher sur e profil de vol vertical une indication (26, 28) signalant un éloignement de l’aéronef par rapport à la trajectoire prédéfinie.
5. Procédé de gestion de l’affichage d’un profil de vol vertical (14) d’un aéronef (12) suivant l’une des revendications précédentes, selon lequel la distance correspondant a ladite première valeur eVou ladite deuxième valeur et/ou audit écart (Δ) est calculée en tant que distance orthodromique.
6. - Procédé de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical (14) d'un aéronef (12) suivant l'une des revendications précédentes, selon lequel la sélection dudit mode est en outre fonction d'une Information reçue indiquant si le vol de l'aéronef est actuellement automatiquement asservi ou non à ladite trajectoire prédéfinie.
7. Programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
8. Dispositif électronique (20) de gestion de l'affichage d'un profil de vol vertical (14) d'un aéronef (12) pour lequel une trajectoire a été prédéfinie par un plan de vol comprenant un ensemble de point(s) de cheminement (P2, PS), ledit dispositif électronique étant adapté pour
- définir l'affichage d'un profil de vol vertical (14) de l'aéronef comprenant un premier axe (Z) de référence en ordonnée représentant l'altitude et un second axe (X) de référence en abscisse représentant une distance et indiquant, par rapport a ces axes a position de l'aéronef, et au moins le prochain point de cheminement (PD sucrant la trajectoire prédéfinie ;
ledit dispositif étant caractérisé en ce que :
- )e dispositif (20) est adapté pour, la trajectoire latérale prédéfinie étant la trajectoire prédéfinie projetée dans un plan perpendiculaire au premier axe, déterm.ner un écart (Δ) entre la position courante de l'aéronef projetée dans ledit plan perpendiculaire au premier axe et la trajectoire latérale prédéfinie;
- te dispositif (20) est adapté pour, en fonction d'au moins l'écart determine, sélectionner un mode parmi un ensemble de modes d'affichage dudit profil de vol vertical comprenant au moins un premier mode (MODE A) et un deuxième mode (MODE B), et.
- pour, quand le premier mode a été sélectionné, calculer une premiere valeur égale à la distance (d) entre la projection orthogonale (M) de la position courante de l'aéronef (22) sur la trajectoire latérale prédéfinie et la projection orthogonale du prochain point (P2) de cheminement de l'aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, et pour commander l'affichage, dans le profil de vol vertical, du prochain point de cheminement à une distance de l'aéronef selon le second axe de référence égale à ladite première valeur calculée (d) ;
. pour quand le deuxième mode a été sélectionné, calculer une deuxième valeur égale à la distance (D) entre la position courante de l'aéronef considérée dans le plan de la trajectoire latérale et la projection orthogonale du prochain point de cheminement (P2) de l'aéronef sur la trajectoire latérale prédéfinie, et pour commander l'affichage, dans le profil de vol vertical, le prochain point de cheminement à une distance de l'aéronef selon te second axe de référence égale à ladite deuxième valeur calculée (D).
9 Dispositif électronique (20) de gestion de l'affichage d'un profil de vol selon te revendication 8. adapté pour sélectionner le premier mode (MODE A) lorsque l'écart déterminé (Δ) est inférieur à un premier seuil d'écart (ΔΑΒ) et pour sélectionner le deuxième mode (MODE B) lorsque l'écart déterminé (Δ) est supérieur audit premier seuil d’écart (ΔΑΒ).
10. Système électronique d'affchage d'un profil de vol d'un aéronef, le système comprenant :
- un écran d’affichage ; et 5 . un dispositif électronique de gestion configuré pour commander I affichage profil de vol sur l’écran d’affichage, caractérisé en ce que le dispositif électronique de gestion est selon lune des revendications 8 à 9.
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- 2019-05-23 CN CN201910436458.4A patent/CN110525670A/zh active Pending
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