FR3108999A1

FR3108999A1 - système DE SIMULATION EMBARQUE DE FONCTIONS AVIONIQUES

Info

Publication number: FR3108999A1
Application number: FR2005575A
Authority: FR
Inventors: Jean-Philippe Cottet; Franck Crosta; Patrick Schuster; Philippe Bramoulle; Olivier Fourcade; Nicolas WILLOT; Hervé DE ROHAN-CHABOT; Thomas JOSSET
Original assignee: Airbus Operations SAS; Airbus SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS; Airbus SAS
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2021-10-08

Abstract

L’invention concerne un système de simulation (100) d’une fonction avionique, comprenant un enregistreur de données (110) représentatives de paramètres de vol d’un aéronef (1), un module d’exécution et de pilotage de simulation de la fonction avionique (130) à partir, notamment, de données lues dans l’enregistreur de données (110), une station de conduite et de contrôle de simulation (140) pour le contrôle, par un opérateur, du module d’exécution et de pilotage de simulation (130) de la fonction avionique, et, un module d’interface homme-machine de simulation (150) pour l’interaction avec un utilisateur testant la fonction avionique simulée, le système de simulation (100) étant configuré tel que l’enregistreur de données (110) est configuré pour recevoir des données avioniques depuis une installation d’instrumentation (160) de l’aéronef (1), et le module d’interface homme-machine de simulation (150) est configuré pour opérer dans la cabine de pilotage de l’aéronef (1). Grâce au système de simulation embarqué, les temps de développement et de mise à disposition de nouvelles fonctions avioniques sont réduits. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3

Description

système DE SIMULATION EMBARQUE DE FONCTIONS AVIONIQUES

La présente invention concerne le domaine de l’avionique et plus particulièrement la mise au point de systèmes ou logiciels temps-réel embarqués utilisés en avionique. La présente invention concerne plus particulièrement un système de simulation de fonctions avioniques.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

La simulation est largement utilisée pour valider à moindre coût de nouveaux systèmes avioniques embarqués. Les systèmes avioniques à valider peuvent être implémentés sous la forme de nouvelles fonctions logicielles exécutées par du matériel embarqué existant, ou encore de nouvelles fonctions logicielles exécutées dans un nouveau module matériel embarqué. Les simulateurs de vol utilisés présentent des inconvénients. Par exemple, les simulateurs utilisés ne représentent pas toujours la réalité de l’environnement d’un aéronef pour ce qui concerne, par exemple, l’aérodynamisme, l’acoustique, la luminosité au sein de la cabine de pilotage, ou encore les vibrations. C’est pourquoi de nombreux essais en vol demeurent nécessaires à la validation de nouvelles fonctions avioniques en complément des simulations réalisées au sol. Le développement de nouvelles fonctions avioniques s’inscrit alors le plus souvent dans un cycle itératif comprenant des étapes successives de conception, de simulation et de test, au sol et en vol, puis d’amélioration, pour lequel chaque itération peut comprendre de multiples modifications. Ce mode de développement est de nature à allonger conséquemment le temps nécessaire au développement.

De plus, la validation de nouvelles fonctions avioniques, telles que, à titre d’exemple un nouvel outil de navigation faisant l’objet d’un affichage dans la cabine de pilotage (ou cockpit) d’un aéronef, requiert de garantir la sécurité des vols. Ainsi il n’est pas possible d’implémenter sur un aéronef d’essai un logiciel non validé lors d’essais au sol, surtout si l’exécution de nouvelles fonctions avioniques à tester risque d’induire le pilote en erreur ou d’occasionner un dysfonctionnement des systèmes de l’aéronef.

La présente invention vise notamment à améliorer le développement de nouvelles fonctions avioniques en raccourcissant le temps de développement et en permettant des interactions entre un utilisateur personnel navigant technique et de nouvelles fonctions avioniques simulées à bord d’un aéronef, dans un contexte de simulation plus proche des conditions réelles d’utilisation, après validation et intégration.

La présente invention permet en outre de réaliser la simulation de fonction avionique à bord de l’aéronef, en vol, de façon non-intrusive, tout en garantissant la sécurité du vol.

A cet effet, l’invention a pour objet de proposer un système de simulation d’une fonction avionique comprenant :

un enregistreur de données configuré pour recevoir des données représentatives de paramètres de vol d’un aéronef,
un module d’exécution et de pilotage de simulation configuré pour simuler la fonction avionique à partir de données enregistrées dans l’enregistreur de données,
une station de conduite et de contrôle de simulation configurée pour contrôler, par un opérateur (par exemple un ingénieur d’essai), le module d’exécution et de pilotage de la simulation de la fonction avionique, et,
un module d’interface homme-machine de simulation configuré pour afficher la fonction avionique simulée et pour permettre une interaction avec un utilisateur testant la fonction avionique simulée,

le système de simulation étant configuré tel que :

l’enregistreur de données est configuré pour recevoir des données avioniques depuis une installation d’instrumentation de l’aéronef, et,
le module d’interface homme-machine de simulation est configuré pour opérer dans une cabine de pilotage de l’aéronef.

Le système de simulation précité permet avantageusement d’effectuer au moins partiellement le test et la validation de fonctions avioniques et de systèmes avioniques embarqués, lors de phases de vol, et en interaction directe avec l’équipage, dans des conditions proches de la réalité ou dans un environnement représentatif de la réalité.

Les termes « conditions proches de la réalité » sont à interpréter ici comme des conditions proches ou très proches des conditions d’utilisation d’une ou plusieurs fonctions avioniques simulées, après leur validation et intégration finale dans les systèmes avioniques du type d’aéronef auquel elles sont destinées.

Le système de simulation de nouvelles fonctions avioniques selon l’invention peut également comporter les caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaison :

L’enregistreur de données du système de simulation est configuré pour recevoir en temps-réel les données représentatives de paramètres de vol depuis l’installation d’instrumentation.
Le module d’exécution et de pilotage de simulation est configuré pour simuler la fonction avionique à partir de données récupérées en temps réel depuis l’enregistreur de données.
Le module d’interface homme-machine du système de simulation comprend un dispositif d’affichage de simulation escamotable, configuré pour pouvoir être disposé selon au moins deux positions à l’intérieur d’une cabine de pilotage, et configuré pour que dans l’une de ces positions, le dispositif d’affichage de simulation masque par superposition au moins une partie d’un dispositif d’affichage natif d’une cabine de pilotage de l’aéronef et dans l’autre de ces positions, le dispositif d’affichage de simulation ne masque pas le dispositif d’affichage natif de la cabine de pilotage. Les termes « dispositif d’affichage natif de la cabine de pilotage » désignent ici un dispositif d’affichage conventionnel embarqué et intégré à la cabine de pilotage de l’aéronef dès sa fabrication, ou lors d’une évolution ultérieure des équipements avioniques à l’occasion d’une opération de mise-à-jour ou de maintenance de l’aéronef.
En fonction du type du dispositif d’affichage natif de l’aéronef, le dispositif d’affichage de simulation du système de simulation est escamotable et est agencé sur un support monté mobile en rotation autour d’un axe, l’axe étant préférentiellement horizontal.
En fonction du type du dispositif d’affichage natif de l’aéronef, le dispositif d’affichage de simulation du système de simulation utilise un dispositif d’affichage natif de la cabine de pilotage de l’aéronef, qui est configuré pour afficher des données de simulation sous contrôle du module d’exécution et de pilotage de simulation et/ou pour permettre la saisie de données utiles à l’exécution d’une fonction avionique simulée sous contrôle du module d’exécution et de pilotage de simulation.
Dans ce cas d’utilisation, le dispositif d’affichage natif de la cabine de pilotage de l’aéronef est configuré pour afficher temporairement les données de simulation.
Dans ce cas d’utilisation, la sélection et/ou la configuration du dispositif d’affichage natif de la cabine de pilotage est réalisée au moyen d’une commande d’affichage réalisée sous le contrôle d’un équipement de type « sacoche de vol électronique ».
Le système de simulation comprend un adaptateur audio configuré pour générer un signal audio sous contrôle du module d’exécution et de pilotage de simulation, l’adaptateur audio étant préférentiellement configuré pour restituer un signal audio via une connexion à un haut-parleur nativement intégré à la cabine de pilotage de l’aéronef. Les termes « haut-parleur nativement intégré à la cabine de pilotage de l’aéronef » désignent ici un haut-parleur de cabine de pilotage conventionnel embarqué et intégré dans la cabine de pilotage de l’aéronef dès sa fabrication ou lors d’une évolution ultérieure des équipements avioniques à l’occasion d’une opération de mise-à-jour ou de maintenance de l’aéronef.
Le module d’exécution et de pilotage de simulation du système de simulation comprend une première interface de communication bidirectionnelle configurée pour transmettre des données de contrôle depuis et vers une station embarquée de pilotage d’essais en vol, la station de pilotage d’essais en vol étant localisée préférentiellement à bord de l’aéronef et préférentiellement à l’extérieur de la cabine de pilotage de l’aéronef, ou au sol.
Le module d’exécution et de pilotage de simulation du système de simulation comprend une seconde interface de communication bidirectionnelle configurée pour transmettre des données depuis et vers un serveur de données au sol, les données transmises étant, par exemple, des données météorologiques, des données aéroportuaires, des données de paramétrages du système de simulation ou des données en provenance d’un aéronef distant, ces exemples n’étant pas limitatifs.
La seconde interface de communication bidirectionnelle est compatible avec un système de communications par satellites dit « SatCOM » ou un système de communications codées dit « ACARS ».
Le module d’interface homme-machine de simulation du système de simulation comprend une caméra délivrant des données représentatives de l’environnement de la cabine de pilotage, et notamment de mouvements oculaires d’un utilisateur du système de simulation (notamment le ou les pilotes de l’aéronef), ainsi qu’un module d’analyse de ces données configuré pour détecter et caractériser des mouvements oculaires d’un utilisateur testant la fonction avionique simulée, de sorte à définir un parcours visuel, encore appelé circuit visuel.
Le système de simulation est configuré pour sélectionner et afficher sur un seul et même affichage de simulation de la cabine de pilotage de l’aéronef, des informations normalement disponibles, en dehors de phases de simulation, sur une pluralité de dispositifs d’affichage natifs de l’aéronef, aux fins de conduire une phase de vol.

L’invention a également pour objet une méthode de simulation d’une fonction avionique dans un système de simulation tel que précédemment décrit comprenant un enregistreur de données, un module d’exécution et de pilotage de simulation, une station de conduite et de contrôle de simulation et un module d’interface homme-machine de simulation, le module d’exécution et de pilotage de simulation étant configuré pour recevoir des données avioniques depuis une installation d’instrumentation d’un aéronef, et, le module d’interface homme-machine de simulation étant configuré pour opérer dans une cabine de pilotage de l’aéronef, la méthode de simulation comprenant :

sélectionner des informations à afficher en fonction de la fonction avionique à simuler, les informations étant normalement disponibles, en dehors de phases de simulations, sur une pluralité de dispositifs d’affichage natifs de l’aéronef,
afficher toutes les informations sélectionnées, et seulement ces informations, sur le dispositif d’affichage de simulation du système de simulation.

Avantageusement, la méthode de simulation d’une fonction avionique précitée est adaptée à la conduite d’un essai en vol de l’aéronef, par exemple pour opérer des tests lors d’une phase de vol spécifique telle que, à titre d’exemple, un décollage, un décrochage, un arrondi, un touché, une remise des gaz, un virage engagé, une sortie de vrille, une ressource, un dérapage ou encore un atterrissage par vent fort de travers, ces exemples étant non limitatifs.

L’invention a enfin pour objet un aéronef comprenant au moins un système de simulation d’une ou plusieurs fonctions avioniques tel que précédemment décrit.

Les caractéristiques de l’invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d’autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’au moins un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :

illustre schématiquement une cabine de pilotage d’un aéronef ;

illustre schématiquement l’architecture d’un système de simulation d’une fonction avionique selon un mode de réalisation comprenant un module d’interface homme-machine de simulation d’une fonction avionique ;

illustre schématiquement le système de simulation d’une fonction avionique, déjà représenté sur la Fig. 2, le module d’interface homme-machine de simulation du système de simulation étant positionné dans la cabine de pilotage représentée sur la Fig. 1 ;

illustre schématiquement le système de simulation d’une fonction avionique, déjà représenté sur la Fig. 2, le module d’interface homme-machine du système de simulation étant positionné en superposition d’une interface homme-machine nativement intégrée à la planche de bord de la cabine de pilotage d’aéronef représentée sur la Fig. 1 ;

illustre schématiquement l’architecture de l’enregistreur de données du système de simulation d’une fonction avionique représenté sur la Fig. 2 ;

illustre schématiquement l’architecture du module d’exécution et de pilotage de simulation du système de simulation d’une fonction avionique représenté sur la Fig. 2 ;

illustre schématiquement l’architecture de la station de conduite et de contrôle de simulation du système de simulation d’une fonction avionique représenté sur la Fig. 2 ;

illustre schématiquement l’architecture du module d’interface homme-machine de simulation du système de simulation d’une fonction avionique représenté sur la Fig. 2, et ;

illustre un aéronef comprenant la cabine de pilotage déjà représentée sur la Fig. 1 et le système de simulation d’une fonction avionique déjà représenté sur la Fig. 2.

EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION

LaFig. 1représente schématiquement une cabine de pilotage 10 d’un aéronef, par exemple de catégorie moyen-courrier. L’aéronef peut être de catégorie court, moyen ou long-courrier. La cabine de pilotage 10 comprend une planche de bord 11. La planche de bord 11 comprend une multitude de dispositifs de commande et de restitution. L’ensemble de ces dispositifs constitue une interface homme-machine entre le personnel navigant (le ou les pilotes), qualifié pour le pilotage de l’aéronef, et l’aéronef. Les dispositifs de commande permettent de configurer les systèmes avioniques de l’aéronef. Les dispositifs de restitution permettent d’informer les pilotes de la configuration de l’aéronef et de leur délivrer des informations utiles au déroulement des différentes phases de vol. La planche de bord 11, et plus largement les équipements de la cabine de pilotage se décomposent en plusieurs modules avioniques. Par exemple, un module d’interface homme-machine 15 est intégré nativement à la planche de bord 11 de la cabine de pilotage 10. Le module d’interface homme-machine 15 comprend au moins un sélecteur 15-1 de configuration de fonctions avioniques exécutées par les systèmes de l’aéronef et un dispositif d’affichage 15-2 pour la restitution visuelle d’informations pour les pilotes. La planche de bord 11 de la cabine de pilotage 10 comprend de plus un haut-parleur 19 pour la restitution sonore d’informations pour les pilotes. Les informations sonores transmises aux pilotes sont par exemple des messages vocaux ou encore des signaux sonores codés représentatifs de paramètres ou de conditions de vol de l’aéronef. Un premier sélecteur de configuration 17 permet de sélectionner une restitution sonore, par le haut-parleur 19, d’informations sonores en provenance des systèmes avioniques conventionnels natifs de l’aéronef ou d’informations sonores en provenance d’une source externe connectée aux systèmes natifs de l’aéronef. Une telle sélection peut être temporaire. Un second sélecteur de configuration 13 permet de configurer le module d’interface homme-machine 15 pour opérer une ou plusieurs fonctions avioniques en combinaison avec les systèmes avioniques de l’aéronef ou pour opérer des fonctions avioniques ou une restitution d’informations à partir d’un équipement externe de type « sacoche de vol électronique » encore communément nommé « EFB ou Electronic Flight Bag » (de l’anglais). Une sacoche de vol électronique, ou EFB, est un dispositif informatique d’usage courant visant à remplacer une documentation de référence utile à la conduite d’un aéronef, généralement disponible sous forme d’ouvrage en papier, et comprenant le manuel de l’avion, des manuels d’exploitation, des cartes de navigation, des cartes d’installations aéroportuaires, etc. Une sacoche de vol électronique peut en outre exécuter des modules logiciels aux fins de faciliter la tâche des pilotes, tels que la réalisation de calculs de quantités de carburants, de performances au décollage ou de devis de centrage de masse, par exemple.

LaFig. 2est une représentation schématique de l’architecture d’un système de simulation 100 selon un mode de réalisation. Le système de simulation 100 est adapté à la simulation d’une fonction avionique à tester et à valider préalablement à son intégration finale dans un type prédéterminé d’aéronef. Le système de simulation 100 comprend un module d’interface homme-machine de simulation 150 configuré pour être utilisé dans un environnement tel que la cabine de pilotage 10 représentée sur la Fig. 1.

Le système de simulation 100 comprend un module d’exécution et de pilotage de simulation 130 occupant une place centrale dans le système de simulation 100. Le système de simulation 100 de fonctions avioniques comprend en outre un enregistreur de données avioniques 110 pour la réception, l’enregistrement et la restitution de données représentatives de paramètres de vol d’un aéronef, une station de conduite et de contrôle de simulation 140 pour le contrôle, par un opérateur, du module d’exécution et de pilotage de simulation 130 de la fonction avionique à simuler, et un module d’interface homme-machine de simulation 150 pour l’affichage de la fonction avionique simulée et l’interaction avec un utilisateur testant la fonction avionique simulée. L’utilisateur est, par exemple, un pilote d’aéronef ou plus particulièrement un pilote d’essai d’aéronef. Le système de simulation 100 est configuré de sorte que l’enregistreur de données 110 soit configuré pour recevoir des données avioniques depuis une installation d’instrumentation 160 de l’aéronef qui l’embarque et de sorte que le module d’interface homme-machine de simulation 150 soit configuré pour opérer dans la cabine de pilotage de l’aéronef qui l’embarque.

Le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 est connecté à l’enregistreur de données 110 par le biais d’un bus de communication 102. L’enregistreur de données 110 est connecté à l’installation d’instrumentation 160 de l’aéronef par le biais d’un bus de communication 162. Le module d’interface homme-machine de simulation 150 est connecté au module d’exécution et de pilotage de simulation 130 par l’intermédiaire d’un bus de communication 104. La station de conduite et de contrôle de simulation 140 est connectée à la fois à l’enregistreur de données 110 et au module d’exécution et de pilotage de simulation 130, via le bus de communication 102. Les bus de communication 102, 104 sont des bus bidirectionnels utilisant des technologies compatibles avec les exigences opérationnelles et de certification des systèmes avioniques. Le bus de communication 102 peut être un bus Ethernet. Le bus de communication 104 peut être un bus USB ou HDMI. Le bus de communication 162 est un bus monodirectionnel utilisant des technologies compatibles avec les exigences opérationnelles et de certification des systèmes avioniques. L’enregistreur de données 110 est un calculateur universel de bord, encore nommé « CUB ». L’enregistreur de données 110 opère conjointement avec l’installation d’instrumentation 160 pour permettre l’enregistrement de données par l’enregistreur de données 110. Ainsi, l’enregistreur de données 110 opère comme un dispositif de scrutation qui scrute les échanges de données réalisés via les systèmes avioniques de l’aéronef. L’enregistreur de données 110 est configuré pour acquérir par scrutation ou selon des échanges protocolaires, tout ou partie des données avioniques qui circulent dans l’installation d’instrumentation 160 de l’aéronef. Il s’agit de données avioniques dites réelles, c’est-à-dire non simulées et utilisées pour le pilotage de l’aéronef. Le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 accède à ces données en temps réel de sorte que l’environnement présenté aux pilotes soit représentatif des conditions et paramètres de vol. L’enregistreur de données 110 comprend un module logiciel serveur de données qui permet au module d’exécution et de pilotage 130 de s’abonner à une liste de paramètres avioniques. Selon un mode de réalisation, l’enregistreur de données 110 comprend un commutateur de type Ethernet pour la distribution des données vers des équipements distants.

L’installation d’instrumentation 160 comprend une pluralité de modules capteurs ou calculateurs 161, 163, 165, 167, 169 configurés chacun pour la mesure de grandeurs physiques ou de positions d’actionneurs ou d’éléments de l’aéronef, ou encore pour la délivrance de données de sortie calculées à partir de données d’entrée. Les grandeurs physiques mesurées ou les données calculées peuvent être représentatives de paramètres de vol. Par exemple, le module 161 délivre une information représentative de la vitesse air de l’aéronef à partir d’une pression statique et d’une pression dynamique, le capteur 163 délivre des informations représentatives de la position dans l’espace de l’aéronef exprimée par sa longitude, sa latitude et son altitude, le module 165 délivre une information représentative de l’altitude de l’aéronef à partir d’une mesure de pression statique et d’une information programmée d’une pression atmosphérique de référence au niveau de la mer, le module 167 délivre des informations représentatives de la quantité de carburant disponible dans les réservoirs de l’aéronef, le module 169 est un calculateur configuré pour délivrer une information représentative du temps de vol minimum pour rejoindre les installations aéroportuaires les plus proches, et ce en fonction des conditions météorologiques connues à un instant donné. Tous ces exemples n’étant pas limitatifs. Le nombre de modules capteurs ou de modules calculateurs peut être très conséquent et les modules peuvent être configurés, au besoin, pour interagir les uns avec les autres. Les modules capteurs ou calculateurs communiquent avec l’enregistreur de données 110, ou entre eux, en utilisant des technologies aéronautiques et selon des protocoles de communications prédéfinis et bien connus de l’homme du métier.

Le module d’interface homme-machine de simulation 150 comprend au moins un sélecteur de configuration 151 permettant de configurer tout ou partie d’une fonction avionique à simuler et au moins un dispositif d’affichage de simulation 152 pour la restitution d’informations visuelles délivrées par la fonction avionique simulée.

Selon un mode de réalisation, le sélecteur de configuration 151 est un élément d’un clavier physique comprenant une pluralité de touches. A chacune des touches du clavier peut être attribuée une fonction prédéfinie de façon figée, ou encore une fonction prédéfinie dépendant d’un contexte, et donc variable (allocation contextuelle de la touche). Selon une variante du mode de réalisation, les moyens d’entrée permettant de configurer tout ou partie des fonctions avioniques à simuler sont implémentés sous forme d’un écran tactile translucide ou transparent superposé au dispositif d’affichage de simulation 152 et le sélecteur de configuration 151 est un sous-ensemble de cet écran tactile. Avantageusement le dispositif d’affichage de simulation 152 peut être un écran existant, un écran d’une tablette, un écran d’un téléphone portable intelligent de typesmartphone, un écran d’un assistant personnel, ces exemples n’étant pas limitatifs. Le module d’interface homme-machine de simulation 150 est encore dénommé interface homme-machine « maquette » ou « IHM maquette ».

Le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 est un module électronique et informatique configuré pour exécuter des modules logiciels dédiés à la simulation du fonctionnement d’un aéronef et de fonctions avioniques. Il s’agit d’un environnement logiciel de simulation qui permet d’exécuter et de contrôler des modèles de simulations. Les modèles de simulation sont des composants logiciels indépendants qui implémentent une ou plusieurs fonctions consommant des données en entrée et produisant des données en sortie. Ainsi le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 gère, par exemple, des phases de démarrage, d’arrêt et de pause de modèles de simulation, ainsi que la synchronisation des modèles et des échanges de données entre les modèles. Les modèles de simulation exécutés par le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 se répartissent en plusieurs catégories, parmi lesquelles des modèles de simulation et des modèles d’adaptation dits « bridges ».

Les modèles de simulation sont :

un ou des modèles fonctionnels de la fonction avionique à simuler et à tester dans des conditions réelles ou proches de la réalité grâce au système de simulation 100,
un ou des modèles d’affichage de la fonction avionique à simuler ou à tester,
des modèles dits techniques destinés à réaliser des conversion de formats de données.

Les modèles d’adaptation, ou bridges, permettent de convertir des données en provenance de l’enregistreur de données 110 en données de simulations interprétables par l’ensemble des modèles de simulations du module d’exécution et de pilotage de simulation 130. Une exécution synchronisée des modèles d’adaptation du module d’exécution et de pilotage de simulation 130 permet de définir avec précision les temps de latence induits par les conversions de données en provenance de l’enregistreur de données 110 en données interprétables par les modèles de simulations.

La station de conduite et de contrôle de simulation 140 est prévue pour le contrôle, par un ingénieur d’essais, du module d’exécution et de pilotage de simulation 130. Elle permet à l’ingénieur d’essais, via le module d’exécution et de pilotage de simulation 130, de lancer l’exécution d’une simulation de fonction avionique dans le système de simulation 100, ou encore de l’arrêter, ainsi que de configurer le système de simulation 100 en fonction des objectifs de test définis pour tester la fonction avionique simulée. Il est ainsi possible, grâce à la station de conduite et de contrôle 140, de modifier des paramètres d’une simulation en cours d’essai, ce qui offre une souplesse supplémentaire pour parfaire l’essai, en temps réel. Les interactions entre l’ingénieur d’essais et la station de contrôle et de conduite 140 sont réalisées grâce à une interface homme-machine de contrôle de simulation implémentée dans la station de contrôle et de conduite 140. La station de contrôle et de conduite de simulation 140 comprend, outre l’interface homme-machine de contrôle de simulation, une reproduction (copie) de l’interface homme-machine de simulation 150 (maquette) de sorte que l’ingénieur d’essai qui contrôle le déroulement de la simulation puisse avoir accès à la représentation de la fonction avionique telle qu’elle apparaît aux pilotes.

Les différents modules 110, 20, 130, 140 et 150 communiquent entre eux, le cas échéant, en utilisant des technologies aéronautiques et selon des protocoles de communications prédéfinis et bien connus de l’homme du métier.

Les modèles de simulation ne sont pas décrits ici plus encore dans la mesure où ceux-ci ne sont pas utiles à la compréhension de l’invention. Il peut s’agir de modèles similaires à ceux utilisés dans des simulateurs utilisés au sol.

Ainsi, le système de simulation 100 permet le test de nouvelles fonctions avioniques en offrant un environnement non virtuel. Avantageusement, le système de simulation 100 est non invasif pour les systèmes avioniques embarqués et natifs de l’aéronef.

Selon un mode de réalisation de l’invention, l’enregistreur de données 110 est configuré pour délivrer des informations représentatives de paramètres d’un vol d’essai en cours, c’est-à-dire un vol d’essai durant lequel le système de simulation 100 est utilisé pour la simulation d’une fonction avionique. Ainsi, la simulation d’une fonction avionique apparaît au pilote dans un environnement réel, et sur la base de données et paramètres de vol réels, c’est-à-dire qui correspondent au contexte « temps-réel ». Selon cette configuration, l’enregistreur de vol est connecté à l’installation d’instrumentation 160 de l’aéronef et la réception des données avioniques par le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 est réalisée par l’intermédiaire de l’enregistreur de données 110. Cela permet avantageusement de tester une fonction avionique dans des conditions et un environnement de vol réels.

Selon une variante, l’enregistreur de données 110 délivre des informations représentatives d’un vol antérieur, de sorte que si la simulation d’une fonction avionique est bien réalisée dans un contexte réel (la cabine de pilotage pendant un vol d’essai), les paramètres et conditions de vol utilisés pour une simulation sont ceux d’un vol antérieur. Selon cette variante, l’enregistreur de données 110 n’est pas nécessairement connecté à l’installation d’instrumentation 160 mais la réception des données avioniques par le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 est réalisée depuis l’enregistreur de données 110 ayant précédemment enregistré des données. Il est ainsi avantageusement possible de placer les pilotes dans un contexte réel, avec une simulation d’une fonction avionique dans la cabine de pilotage et pendant un vol, tout en simulant des conditions très proches de la réalité, mais qui correspondent à un autre contexte correspondant à un autre vol ou vol d’essai. Selon cette variante, le système 100 peut permettre aux pilotes de tester une fonction avionique en reprenant des conditions et paramètres de vol utilisés lors d’un vol précédent pendant lequel d’autres pilotes testaient la même fonction avionique grâce au système de simulation 100, dans un secteur géographique différent, par exemple. Toujours selon cette variante, l’enregistreur de données 110 peut être un second enregistreur de données installé en plus de l’enregistreur de données natif de l’aéronef.

Selon une autre variante, le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 est directement connecté à un ou plusieurs modules de l’installation d’instrumentation 160, définis en fonction des données avioniques nécessaires à la fonction avionique à tester et à simuler. Avantageusement, cela permet d’éviter certaines latences dans la transmission de données avioniques représentatives d’un vol en cours.

LaFig. 3est une représentation schématique du système de simulation 100 illustrant un positionnement opérationnel du module d’interface homme-machine de simulation 150 dans la cabine de pilotage d’un aéronef (représentée sur la Fig. 1) embarquant le système de simulation 100 selon un mode de réalisation.

Selon ce mode de réalisation, le module d’interface homme-machine de simulation 150 est disposé à un endroit de la cabine de pilotage permettant à l’un au moins des pilotes de visualiser les informations restituées par la fonction avionique simulée et testée via le dispositif d’affichage de simulation 152 du module d’interface homme-machine de simulation 150, ainsi que de configurer un ou plusieurs paramètres d’entrée de la fonction avionique simulée, par l’intermédiaire, par exemple, du sélecteur de configuration 151. En d’autres termes, cela signifie que le module d’interface homme-machine de simulation 150 est positionné, par exemple, dans un espace latéral proche de la planche de bord 11, ou au-dessus de celle-ci. Ainsi, la visualisation d’informations via les dispositifs d’affichage natifs de la cabine de pilotage 10 n’est pas perturbée et la saisie de paramètres via les moyens d’entrée de la planche de bord 11 ou des éléments connexes natifs de la cabine de pilotage 10 demeurent possibles. Selon ce mode de réalisation, un accès au dispositif d’interface homme-machine 15 natif de la cabine de pilotage 10 demeure possible, tant en termes de lecture d’informations que de configuration, par l’un au moins des pilotes.

LaFig. 4est une représentation schématique du système de simulation 100 illustrant un positionnement opérationnel du module d’interface homme-machine de simulation 150 dans la cabine de pilotage 10 d’un aéronef (représentée sur la Fig. 1) embarquant le système de simulation 100, selon un autre mode de réalisation.

Selon cet autre mode de réalisation, le module d’interface homme-machine de simulation 150 est disposé de sorte à être monté escamotable et superposé au module d’interface homme-machine 15 natif de la cabine de pilotage de l’aéronef qui embarque le système de simulation 100. Ainsi, le module d’interface homme-machine de simulation 150 du système de simulation 100 masque tout ou partie du module d’interface homme-machine 15 natif de la planche de bord 11. Avantageusement, les dimensions du module d’interface homme-machine de simulation 150 sont similaires ou égales aux dimensions du module d’interface homme-machine 15 natif de la planche de bord 11 de sorte que, lorsque le module d’interface homme-machine de simulation 150 est superposé au module d’interface homme-machine 15 natif, un accès au module d’interface homme-machine 15 n’est plus possible, ni en termes de visualisation d’informations affichées sur le dispositif d’affichage 15-2 natif de la planche de bord 11, ni en termes de configuration de paramètres au moyen du sélecteur de configuration 15-1 natif de la planche de bord 11.

Avantageusement, le module d’interface homme-machine de simulation 150 escamotable peut être disposé selon deux positions au moins à l’intérieur de la cabine de pilotage 10, devant la planche de bord 11, de sorte que dans l’une de ces deux positions le module d’interface homme-machine de simulation 150 masque tout ou partie du module d’interface homme-machine 15 natif de la planche de bord 11 et dans l’autre de ces deux positions, le module d’interface homme-machine de simulation 150 ne masque pas le module d’interface homme-machine 15 natif de la planche de bord 11 de la cabine de pilotage 10.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les dimensions du module d’interface homme-machine de simulation 150 sont identiques aux dimensions du dispositif d’affichage de simulation 152 et les moyens de configuration du module d’interface homme-machine 150 (moyens d’entrée comprenant le sélecteur de configuration 151) sont implémentés par un clavier tactile superposé au dispositif d’affichage de simulation 152. Selon ce mode de réalisation il peut être considéré que le dispositif d’affichage de simulation 152 est escamotable et peut être disposé selon deux positions au moins à l’intérieur de la cabine de pilotage 10, devant la planche de bord 11, de sorte que dans l’une de ces deux positions le dispositif d’affichage de simulation 152 masque tout ou partie du dispositif d’affichage 15-2 natif de la planche de bord 11 et dans l’autre de ces deux positions, le module d’affichage de simulation 152 ne masque pas le dispositif d’affichage 15-2 natif de la planche de bord 11 de la cabine de pilotage 10.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le module d’interface homme-machine de simulation 150 escamotable est agencé sur un support monté mobile en rotation autour d’un axe. Cet axe est préférentiellement horizontal ou sensiblement horizontal, mais peut bien entendu être vertical ou quelconque (i.e. autre que vertical ou horizontal). Le terme « horizontal » est à interpréter ici comme parallèle au plancher de la cabine de pilotage 10 de l’aéronef qui embarque le système de simulation 100.

Selon un mode de réalisation, le support monté mobile du module d’interface homme-machine de simulation 150 ou du dispositif d’affichage de simulation 152 est fixé sur la planche de bord 11 de la cabine de pilotage 10, de sorte que le module d’interface homme-machine de simulation 150 ou le dispositif d’affichage de simulation 152 puissent être positionnés devant des éléments natifs de la planche de bord 11, en superposition de ceux-ci, en les masquant pour tout ou partie, puis rabattus vers l’avant d’un simple geste d’un pilote pour ne plus masquer des éléments natifs de la planche de bord 11 et permettre un accès instantané à des informations restituées sur la planche de bord 11 ou à un ou plusieurs sélecteurs de configurations natifs de la planche de bord 11.

Avantageusement, le système de simulation 100 peut être configuré pour restituer des informations et être configuré via l’interface homme-machine 15 native de la planche de bord 11, lorsque la cabine de pilotage 10 permet la configuration et l’utilisation de cette interface homme-machine 15 native avec un système extérieur de type sacoche de vol électronique ou EFB. Selon ce mode de réalisation, le module interface homme-machine 15, natif, opère comme module d’interface homme-machine de simulation et est utilisé en lieu et place du module d’interface homme-machine de simulation 150, ce dernier n’étant alors pas utilisé. Selon ce mode de réalisation de l’invention (non représenté sur les figures), le système de simulation 100 comprend un module d’interface configuré pour la connexion à un dispositif sacoche de vol électronique ou EFB, ou encore un module d’interface configuré pour une connexion directe à la planche de bord 11 de l’aéronef. Selon ce mode de réalisation, le second sélecteur de configuration 13 permet de configurer le module d’interface homme-machine 15, natif, pour opérer une simulation d’une ou plusieurs fonctions avioniques en coopérant avec un équipement externe EFB connecté au système de simulation 100, ou encore en étant directement connecté au système de simulation 100.

Selon ce mode de réalisation, le module interface homme-machine de simulation du système de simulation 100 est le module d’interface homme-machine 15 natif de la planche de bord 11, et le dispositif d’affichage de simulation du système de simulation 100 est le dispositif d’affichage 15-2 natif de la planche de bord 11. Dans cette configuration, le module d’interface homme-machine natif 15 et le dispositif d’affichage natif 15-2 peuvent opérer la simulation d’une fonction avionique sous le contrôle du module d’exécution et de pilotage de simulation 130. De la même façon, le sélecteur de configuration 15-1 natif de la planche de bord 11 permet la saisie par un pilote d’un paramètre de configuration en entrée de la fonction avionique simulée et testée, sous contrôle du module d’exécution et de pilotage de simulation 130.

Avantageusement le système de simulation 100 peut être configuré pour la génération de signaux sonores via un haut-parleur propre au système de simulation ou encore via un haut-parleur natif de la planche de bord 11, tel que le haut-parleur 19, par exemple. La sélection du haut-parleur 19 comme dispositif de restitution sonore du système de simulation 100 est faite grâce au sélecteur de configuration 17 de la planche de bord 11.

Selon un mode de réalisation, le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 du système de simulation 100 comprend une première interface de communication bidirectionnelle pour une transmission de données de contrôle depuis et vers la station de conduite et de contrôle de simulation 140 opérant dans la cabine de pilotage 10 de l’aéronef qui embarque le système de simulation 100 ou encore, préférentiellement à un poste dédié situé à l’extérieur de la cabine de pilotage 10 de l’aéronef. Avantageusement, cette première interface de communication bidirectionnelle peut être réalisée via des moyens de communication sans-fil et la station de conduite et de contrôle de simulation 140 peut alors être localisée au sol. Dans ce cas, le déroulement de la simulation de la fonction avionique simulée et testée est contrôlé depuis le sol.

Avantageusement, le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 du système de simulation 100 comprend une seconde interface de communication bidirectionnelle pour une transmission de données depuis et vers un serveur de données localisé au sol. Les données transmises via cette seconde interface de communication bidirectionnelle sont par exemple des données de contrôle, des données météorologiques ou aéroportuaires, des données de paramétrages du système de simulation 100 ou encore des données en provenance d’un autre aéronef. Selon un mode de réalisation, cette seconde interface bidirectionnelle est compatible avec des communications de type communications par satellites, communément nommé « SatCOM », ou l’une quelconque de ses évolutions, ou encore des communications codées selon un système communément nommé « ACARS » (acronyme de l’expression anglaise « Aircraft Communications Addressing and Reporting System »), ou l’une quelconque de ses évolutions.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le module d’interface homme-machine de simulation 150 comprend une ou plusieurs caméras ainsi qu’un module d’analyse connecté à la ou aux caméras (non représentés sur les figures). Le module d’analyse est configuré pour traiter les signaux en provenance de la ou des caméras et détecter un visage d’un pilote et pour détecter plus particulièrement les mouvements oculaires du pilote en tant qu’utilisateur de la fonction avionique simulée et testée. Ainsi il est possible de déterminer automatiquement le circuit visuel du pilote sur les équipements de bord, natifs de l’aéronef ou encore mis en œuvre par l’interface homme-machine de simulation 150, aux fins de vérifier si le circuit visuel est optimal au regard de la fonction avionique simulée ou si une charge de travail supplémentaire, cognitive, est induite pour le pilote par la fonction avionique simulée telle qu’elle est implémentée. Selon une variante du mode de réalisation, deux caméras sont intégrées au système de simulation 100 de sorte à analyser simultanément les mouvements oculaires de chacun des deux pilotes pendant une simulation d’une fonction avionique, par exemple un commandant de bord et un copilote.

LaFig. 5illustre l’architecture interne de l’enregistreur de données 110 du système de simulation 100 d’une fonction avionique.

L’enregistreur de données 110 comprend une unité de contrôle 111, un module de mémoire non volatile 113 pour le stockage de paramètres de configuration et de codes logiciels exécutables, un module de mémoire volatile 115 pour l’exécution de codes logiciels exécutables par l’unité de contrôle 111, un module d’interface de connexion 114 à l’installation d’instrumentation 160, via le bus de communication monodirectionnel 162, ainsi qu’une interface de communication bidirectionnelle 119 avec le module d’exécution et de contrôle de pilotage de simulation 130 et la station de conduite et de contrôle de simulation 140, via le bus de communication bidirectionnel 102. Selon une variante, le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 et la station de pilotage et de contrôle de simulation 140 utilisent des bus de connexion et des interfaces de connexion séparées pour les échanges de données avec l’unité de contrôle 110. L’enregistreur de données 110 comprend en outre tous les modules communément utilisés pour le fonctionnement d’une unité de contrôle, tels que, à titre d’exemple, une source d’alimentation, un circuit d’interface d’alimentation avec supervision des lignes d’alimentations, un circuit de remise à zéro, un ou plusieurs circuits d’horloge, des ports d’entrées-sorties, des ports d’interruption, des buffers de gestion des bus. Cette liste n’étant pas exhaustive. Les modules internes de l’enregistreur de données 110 sont raccordés entre eux et communiquent grâce à un bus interne bidirectionnel 112.

Des ports de connexion internes 117 et 116 permettent les connexions respectives au bus de communication monodirectionnel externe 162 et au bus de communication bidirectionnel externe104.

L’enregistreur de données 110 comprend en outre un module de stockage de données 118 connecté à l’unité de contrôle 111 et configuré pour opérer comme un serveur de données avioniques qui peuvent être lues par un équipement externe, tel que par exemple, le module d’exécution et de pilotage de simulation 130, ou la station de conduite et de contrôle de simulation 140. Le module de stockage de données 118 stocke l’ensemble des données reçues depuis les différents modules capteurs ou calculateurs 161, 163, 165, 167, 169 de l’installation d’instrumentation 160, configurés chacun pour la mesure de grandeurs physiques ou de positions d’actionneurs ou d’éléments de l’aéronef ou encore pour la délivrance de données de sortie calculées à partir de données d’entrée. Ces données peuvent alors être lues par le système d’exécution et de pilotage de simulation 130, par exemple au moyen d’émissions de requêtes selon un format prédéfini, auxquelles répond l’enregistreur de données 110, ou par utilisation d’un protocole, tel qu’un « abonnement » à un accès à une donnée.

La Fig. 6illustre l’architecture interne du module d’exécution et de pilotage de simulation 130 du système de simulation 100 d’une fonction avionique. Le module d’exécution et de pilotage du système de simulation 130 du système de simulation 100 comprend une unité de contrôle 131, un module de mémoire non volatile 133 pour le stockage de paramètres de configuration et de codes logiciels exécutables, un module de mémoire volatile 135 pour l’exécution de codes logiciels exécutables par l’unité de contrôle 131, un module d’interface de connexion 134 à l’enregistreur de données 110 ainsi qu’à la station de conduite et de contrôle 140, via le bus de communication bidirectionnel 102, ainsi qu’une interface de communication bidirectionnelle 139 avec le module d’interface homme-machine de simulation 150 via le bus de communication bidirectionnel 104. Le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 comprend en outre tous les modules communément utilisés pour le fonctionnement d’une unité de contrôle, tels que, à titre d’exemple, une source d’alimentation, un circuit d’interface d’alimentation avec supervision des lignes d’alimentations, un circuit de remise à zéro, un ou plusieurs circuits d’horloge, des ports d’entrées-sorties, des ports d’interruption, des buffers de gestion des bus. Cette liste n’étant pas exhaustive. Les modules internes du module d’exécution et de pilotage du système de simulation 130 sont raccordés entre eux et communiquent grâce à un bus interne bidirectionnel 132. Le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 comprend également une interface de communication bidirectionnelle 138 connectée à l’unité de contrôle 131 pour la communication avec un serveur de données situé au sol. L’interface de communication 138 est couplée à un système antennaire (non représenté sur la figure) de l’aéronef qui embarque le système de simulation 100. Des ports de connexion internes 137 et 136 permettent les connexions respectives aux bus de communication bidirectionnels externes 102 et 104.

LaFig. 7illustre l’architecture de la station de conduite et de contrôle 140 du système de simulation 100 d’une fonction avionique. La station de conduite et de contrôle 140 du système de simulation 100 comprend une unité de contrôle 141, un module de mémoire non volatile 143 pour le stockage de paramètres de configuration et de codes logiciels exécutables, un module de mémoire volatile 145 pour l’exécution de codes logiciels exécutables par l’unité de contrôle 141, un module d’interface de connexion 144 à l’enregistreur de données 110 ainsi qu’au module d’exécution et de pilotage de simulation 130, via le bus de communication bidirectionnel 102, ainsi qu’un module interface homme-machine de contrôle 148 connecté à l’unité de contrôle 141. La station de conduite et de contrôle de simulation 140 comprend en outre tous les modules communément utilisés pour le fonctionnement d’une unité de contrôle, tels que, à titre d’exemple, une source d’alimentation, un circuit d’interface d’alimentation avec supervision des lignes d’alimentations, un circuit de remise à zéro, un ou plusieurs circuits d’horloge, des ports d’entrées-sorties, des ports d’interruption, des buffers de gestion des bus. Cette liste n’étant pas exhaustive. Les modules internes de la station de conduite et de contrôle 140 du système de simulation 100 sont raccordés entre eux et communiquent grâce à un bus interne bidirectionnel 142. Le module d’interface homme-machine de contrôle de simulation 148 comprend un dispositif d’affichage ainsi que des moyens d’entrées pour permettre à un ingénieur d’essai en vol de configurer des paramètres utiles à la simulation d’une fonction avionique par le système de simulation 100.

Les moyens d’entrée du module d’interface homme-machine de contrôle 148 sont, par exemple, un clavier, un écran tactile, une souris et un pad. Selon des variantes, ces moyens d’entrée sont utilisés seuls ou en combinaison. Le module d’interface homme-machine de contrôle 148 est configuré pour restituer, outre des informations propres au contrôle, une copie des informations restituées sur l’interface homme-machine de simulation 150, présente dans la cabine de pilotage 10 de l’aéronef qui embarque le système de simulation 100. Avantageusement, l’ingénieur d’essai qui prévoit et contrôle le déroulement d’une simulation d’une fonction avionique a ainsi accès au même affichage que celui auquel ont accès les pilotes, et ce en temps réel. La station de conduite et de contrôle de simulation 140 comprend en outre une interface 149 pour la connexion d’un module d’interface homme-machine externe sous la forme d’un connecteur clavier et d’une interface de sortie vidéo, offrant plus de confort à l’utilisateur lorsque la station est utilisée au sol.

Des ports de connexion internes 147 et 146 permettent les connexions respectives au bus de communication bidirectionnel externe 102 et à un module d’interface homme-machine externe.

LaFig. 8illustre l’architecture interne du module d’interface homme-machine de simulation 150 du système de simulation 100 d’une fonction avionique.

Le module d’interface homme-machine de simulation 150 du système de simulation 100 comprend une unité de contrôle 156, un module de mémoire non volatile 153 pour le stockage de paramètres de configuration et de codes logiciels exécutables, un module de mémoire volatile 155 pour l’exécution de codes logiciels exécutables par l’unité de contrôle 156, un module d’interface de connexion 154 au module d’exécution et de pilotage de simulation 130, via le bus de communication bidirectionnel 104 ainsi que le dispositif sélecteur de configuration 151 et le dispositif d’affichage de simulation 152. Le dispositif sélecteur de configuration 151 et le dispositif d’affichage de simulation 152 sont connectés à l’unité de contrôle 156 via un bus de communication interne 159. Le module d’interface homme-machine de simulation 150 comprend en outre tous les modules communément utilisés pour le fonctionnement d’une unité de contrôle, tels que, à titre d’exemple, une source d’alimentation, un circuit d’interface d’alimentation avec supervision des lignes d’alimentations, un circuit de remise à zéro, un ou plusieurs circuits d’horloge, des ports d’entrées-sorties, des ports d’interruption, des buffers de gestion des bus. Cette liste n’étant pas exhaustive. Les modules internes du module d’interface homme-machine de simulation du système de simulation 100 sont raccordés entre eux et communiquent grâce à un bus interne bidirectionnel 158.

Le module d’interface homme-machine de simulation 150 comprend une pluralité de sélecteurs de configuration tels que le sélecteur de configuration 151. La pluralité de sélecteurs de configuration peut être implémentée sous la forme d’un clavier avec des touches physiques, ou encore sous forme d’un écran tactile adapté pour représenter des touches ou des zones d’activation contextuelles, dont la fonction dépend du déroulement de la fonction avionique simulée.

Grâce à l’architecture précédemment décrite, les différents modules du système de simulation 100 coopèrent à l’exécution d’une simulation d’une fonction avionique restituée dans la cabine de pilotage 10 de l’aéronef embarquant le système de simulation 100, sous le contrôle d’un ingénieur d’essai et en interagissant avec un ou plusieurs pilotes dans des conditions proches de la réalité.

Par exemple, le système de simulation 100 peut être utilisé pour la simulation d’une fonction avionique dont la finalité est d’assister automatiquement un équipage d’un aéronef à la réalisation d’un déroutement vers des installations aéroportuaires proches, en cas de survenance d’un incident technique ou encore en cas de difficultés, telles qu’une perturbation météorologique importante, par exemple. Cette fonction avionique à simuler est définie de sorte à présenter sur un dispositif d’affichage d’une interface homme-machine de la cabine de pilotage 10 une carte montrant la localisation de plusieurs aéroports dans un environnement proche, en les classifiant automatiquement par ordre préférentiel en tenant compte de nombreux critères tels que la distance qui sépare l’aéronef de chacune des installations aéroportuaires, une estimation de l’orientation des vents sur les différents trajets potentiels, les conditions météorologiques à destination, mais aussi le niveau de fréquentation des circuits d’aéroports par d’autres aéronefs, les équipements de radionavigations disponibles des différentes destinations envisageables, la quantité de carburant disponible, le nombre de passagers de l’aéronef dérouté et la présence ou non d’enfants en bas âge, les moyens de transports à portée des aéroports, l’éventuelle présence de services techniques qualifiés susceptibles d’intervenir sur un aéronef du même type. Grâce au système de simulation, un ingénieur d’essai peut lancer l’exécution d’une simulation de cette fonction à un moment d’un vol, depuis la station de conduite et de contrôle de simulation 140, située dans l’aéronef ou au sol. L’exécution de la fonction avionique est alors réalisée par le module d’exécution et de contrôle de simulation 130 qui effectue des requêtes dans le serveur de données avioniques de l’enregistreur de données avioniques 110 pour obtenir les informations et paramètres utiles à la simulation de la fonction et enregistrées à partir de l’installation d’instrumentation 160 ou depuis le sol, via la seconde interface de communication bidirectionnelle, le cas échéant. Des paramètres pouvant être utiles ou nécessaires à l’exécution de la fonction avionique simulée, telle que définie, et n’étant pas disponibles sur le serveur de données de l’enregistreur de données avioniques 110, peuvent en effet être reçus depuis le sol, par interrogation de systèmes distants grâce à la seconde interface de communication bidirectionnelle (par exemple de type SatCom ou ACARS) du module d’exécution et de pilotage 130. Les paramètres ainsi obtenus depuis le sol peuvent être enregistrés en mémoire volatile ou en mémoire non volatile du module d’exécution et de pilotage de simulation 130 ou encore être enregistrés dans le serveur de l’enregistreur de données avioniques, pour limiter la fréquence des échanges de données avec le sol. Le module d’exécution et de pilotage 130 exécute les modèles de simulations ainsi que les modèles d’adaptation de type bridges pour implémenter et exécuter la fonction avionique à simuler et interagit avec le module d’interface homme-machine de simulation 150 disposé dans la cabine de pilotage ou le module d’interface homme-machine 15, natif, utilisé comme module d’interface homme-machine de simulation. Un pilote peut donc sélectionner la fonction avionique simulée et l’utiliser comme si cette fonction était nativement intégrée aux systèmes avioniques de l’aéronef, ou intégrée à ces systèmes suite à une mise à jour de ces derniers. Une carte représentant des installations aéroportuaires de déroutement est alors affichée sur le dispositif d’affichage 152 de l’interface homme-machine de simulation utilisée, par exemple, ainsi que des informations affichées en superposition et indiquant à l’équipage quel est l’ordre préférentiel établi à partir des critères et paramètres pris en compte. Le pilote peut ainsi sélectionner un code représentatif de l’aéroport de destination choisi pour le déroutement, de sorte que de nouveaux paramètres de navigation soient automatiquement sélectionnés et que le temps de vol et/ou le niveau de consommation de carburant en soit optimisé, pour le type d’aéronef utilisé. Avantageusement, la fonction avionique simulée est mise en œuvre dans des conditions très similaires à ce que serait l’exécution de cette fonction après validation et intégration dans les systèmes avioniques de l’aéronef. Avantageusement encore, lorsque l’interface homme-machine de simulation 150 est positionnée de sorte à être superposée à l’interface homme-machine 15 native de la planche de bord 11 qui a vocation à implémenter plus tard, après validation et qualification, la restitution des informations en lien avec la fonction avionique, le rendu est très proche de la réalité. En outre, l’équipage peut, lorsque le module d’interface homme-machine de simulation 150 est monté escamotable et en superposition de l’interface homme machine native 15, revenir, d’un simple geste à la visualisation ou la saisie de paramètres de configuration via l’interface homme-machine 15 native de la planche de bord 11. Ceci permet de garantir la sécurité des opérations de pilotage tout au long d’une simulation. Ainsi, la planche de bord 11, conventionnelle, peut être conservée pour permettre le pilotage de l’aéronef sans que n’y soient représentées une ou plusieurs nouvelles fonctions avioniques à simuler, et le module d’exécution et de pilotage de simulation 130 coopère notamment avec le module d’interface homme-machine de simulation 150, situé dans la cabine de pilotage 10, pour l’exécution d’une fonction simulée sur la base des mêmes paramètres réels que ceux dont il est tenu compte pour les fonctions avioniques mises en œuvre sur la planche de bord 11.

Avantageusement, le système de simulation 100 d’une fonction avionique peut être configuré et utilisé pour l’implémentation de fonctions avioniques nouvelles et très spécifiques, comme par exemple, un affichage virtuel pour une aide à la trajectoire avion recherchée (par exemple une fonction avionique dénommée AVATAR de l’acronyme A. V. A. T. A. R en correspondances des termes « affichage », « virtuel », « aide », « trajectoire », « avion », « recherchée »). Une telle fonction avionique permet, par exemple, de créer et de dédier un affichage spécifique à la conduite d’un essai en vol spécifique d’un aéronef embarquant le système de simulation 100, de sorte qu’il soit possible de présenter à l’équipage, via l’interface homme-machine de simulation 150, les informations nécessaires et suffisantes à la réalisation de cet essai en vol. Une telle configuration revient à adapter l’affichage des informations pour l’équipage en retirant toutes les informations superflues, c’est-à-dire non nécessaires à la conduite de l’essai en vol réalisé. Cela permet en outre de regrouper sur un seul affichage des informations classiquement affichés sur plusieurs dispositifs d’affichage de la cabine de pilotage. Cela réduit avantageusement la charge cognitive de l’affichage en réduisant le circuit visuel. Il est en outre possible pour l’équipage, du fait du possible paramétrage en temps réel via la station de conduite et de contrôle de simulation 140, de solliciter une modification de la présentation et une mise à jour de celle-ci sur le module d’interface homme-machine de simulation 150, ou encore sur le module d’interface homme-machine 15, si celui-ci est sélectionné pour la saisie et la restitution d’informations sous le contrôle du système de simulation 100. Le système de simulation 100 utilisé tel que précédemment décrit permet de tester ainsi un aéronef qui l’embarque dans des conditions très spécifiques. L’ingénieur d’essai et/ou le logiciel de simulation exécuté guident le ou les pilotes vers une situation prédéfinie et le système de simulation 100 délivre aux pilotes des indications très spécifiques pour conduire le test. Par exemple, le système de simulation 100 ainsi utilisé peut indiquer, via le dispositif d’affichage 152 et sous contrôle de la fonction avionique AVATAR exécutée par le système de simulation 100, comment le pilote ayant les commandes doit tenir le manche de l’aéronef.

A titre d’exemple, le système de simulation 100 utilisé avec la fonction avionique AVATAR décrite, permet d’entraîner le pilote d’un aéronef à effectuer un arrondi, c’est-à-dire la dernière phase d’un atterrissage pendant laquelle la vitesse avant le touché du sol est contrôlée, par exemple, par la vitesse de variation de l’assiette à cabrer de l’aéronef. Selon cet exemple, le dispositif d’affichage de simulation 152 de l’interface homme-machine de simulation 150 affiche une visualisation symbolique du manche en indiquant en temps réel s’il convient d’augmenter ou de réduire l’assiette à cabrer avant le touché des roues sur le sol, et/ou s’il convient d’augmenter ou de réduire la puissance des moteurs, ou encore si une procédure de remise des gaz doit être initiée.

Un autre exemple d’application de la fonction avionique AVATAR implémentée dans le système de simulation 100 est un outil d’aide à la détection d’un décrochage à basse vitesse et la gestion de la sortie du décrochage. De façon similaire à l’assistance pour l’arrondi lors d’un atterrissage décrite ci-avant, le dispositif d’affichage de simulation 152 affiche en temps réel les variations requises sur le manche et la puissance des moteurs, ainsi que toute autre commande utile pour sortir le plus efficacement possible de la situation de décrochage lors de laquelle la vitesse de l’aéronef dans l’air est trop faible pour opérer une sustentation de ce celui-ci.

Ces exemples d’application de la fonction avionique d’aide à la trajectoire AVATAR décrite ne sont bien évidemment pas limitatifs et l’invention concerne plus généralement toute méthode de simulation exécutée par le système de simulation 100 d’une fonction avionique pour laquelle sont sélectionnées des informations à afficher sous le contrôle du système de simulation 100, ces informations pouvant ou non être normalement disponibles en dehors de phases de simulation sur une pluralité de dispositifs d’affichage de l’aéronef, puis d’afficher ces informations, sous le contrôle du système de simulation 100 sur un seul et même affichage de la cabine de pilotage de l’aéronef, tel que le dispositif d’affichage de simulation 152.

De nouveaux affichages spécifiques peuvent ainsi être créés pour aider le pilote.

Le système de simulation 100 permet avantageusement de simuler et de tester une fonction avionique dans des conditions très proches de la réalité au regard de ce que serait cette fonction si elle était totalement implémentée dans les systèmes avioniques embarqués d’un aéronef et exécutée par ces derniers.

LaFig. 9illustre un aéronef 1 comprenant le système de simulation 100 d’une fonction avionique et comprenant la cabine de pilotage 10 dans laquelle est avantageusement disposé le module d’interface homme-machine de simulation 150, éventuellement monté mobile en rotation autour d’un axe.

Claims

Système de simulation (100) d’une fonction avionique, le système de simulation (100) comprenant :
un enregistreur de données (110) configuré pour recevoir des données représentatives de paramètres de vol d’un aéronef (1),

un module d’exécution et de pilotage de simulation (130) configuré pour simuler la fonction avionique à partir des données enregistrées dans l’enregistreur de données (110),

une station de conduite et de contrôle de simulation (140) configurée pour contrôler, par un opérateur, le module d’exécution et de pilotage de simulation (130) de la fonction avionique, et,

un module d’interface homme-machine de simulation (150) configuré pour afficher la fonction avionique simulée et pour permettre une interaction avec un utilisateur testant la fonction avionique simulée,
le système de simulation (100) étant caractérisé en ce que :
l’enregistreur de données (110) est configuré pour recevoir des données avioniques depuis une installation d’instrumentation (160) de l’aéronef (1), et,

le module d’interface homme-machine de simulation (150) est configuré pour opérer dans une cabine de pilotage de l’aéronef (1).
Système (100) de simulation selon la revendication 1, dans lequel l’enregistreur de données (110) est configuré pour recevoir en temps-réel les données représentatives de paramètres de vol depuis l’installation d’instrumentation (160).
Système (100) de simulation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module d’interface homme-machine (150) comprend un dispositif d’affichage de simulation (152) escamotable, configuré pour pouvoir être disposé selon au moins deux positions à l’intérieur de la cabine de pilotage, et configuré pour que dans l’une de ces positions, le dispositif d’affichage de simulation (152) masque par superposition au moins une partie d’un dispositif d’affichage (15) natif de la cabine de pilotage de l’aéronef (1) et dans l’autre de ces positions, le dispositif d’affichage de simulation (152) ne masque pas ledit dispositif d’affichage (15) natif de la cabine de pilotage (10).
Système de simulation (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module d’interface homme-machine (150) comprend un dispositif d’affichage de simulation, le dispositif d’affichage de simulation utilise un dispositif d’affichage (15) natif de la cabine de pilotage de l’aéronef (1), qui est configuré pour afficher des données de simulation sous contrôle du module d’exécution et de pilotage de simulation (130) et/ou pour permettre la saisie de données utiles à l’exécution d’une fonction avionique simulée sous contrôle du module d’exécution et de pilotage de simulation (130).
Système de simulation (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de simulation (100) comprend un adaptateur audio configuré pour générer un signal audio sous contrôle du module d’exécution et de pilotage de simulation (130).
Système de simulation (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module d’exécution et de pilotage de simulation (130) comprend une interface de communication bidirectionnelle configurée pour transmettre des données de contrôle depuis et vers une station embarquée de pilotage d’essais en vol.
Système de simulation (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module d’exécution et de pilotage de simulation (130) comprend une interface de communication bidirectionnelle configurée pour transmettre des données depuis et vers un serveur de données au sol.
Système de simulation (100) selon la revendication précédente, dans lequel l’interface de communication bidirectionnelle est compatible avec un système de communications par satellites et/ou un système de communications codées.
Système de simulation (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module d’interface homme-machine de simulation (150) comprend une caméra et un module d’analyse connecté à la caméra et configuré pour détecter des mouvements oculaires d’un utilisateur testant la fonction avionique simulée.
Système de simulation (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, configuré pour sélectionner et afficher sur un seul et même affichage de simulation de la cabine de pilotage de l’aéronef, des informations normalement disponibles, en dehors de phases de simulation, sur une pluralité de dispositifs d’affichage natifs de l’aéronef, aux fins de conduire une phase de vol.