Brevet FR2545929A1 — publié le 19841116

présente invention concerne de façon générale les systèmes d'avertissement de proximité du sol, et elle porte plus particulièrement sur un système qui donne un aver- tissement au pilote d'un aéronef tactique, tel qu'un aéronef de chasse/attaque, au cours du segment d'approche du vol, si la vitesse de descente de l'aéronef est excessive compte tenu de l'altitude à laquelle l'aéronef vole. On conna:t des systèmes destinés à avertir le pilo- te d'un aéronef dans le cas o ce dernier descend trop rapi- dement au cours de l'approche Les brevets US 3 946 358, 3 947 808, 3 958 219 et 4 215 334 décrivent des systèmes ca- ractéristiques de ce type. Bien que tous les systèmes ci-dessus remplissent la fonction fondamentale qui consiste à alerter un pilote si la vitesse de descente de l'aéronef dépasse une vitesse de sécurité prédéterminée, déterminée par l'altitude radioélec- trique de l'aéronef, les systèmes décrits ci-dessus sont con- çus pour fonctionner avec des aéronefs de transport, en par- ticulier avec de grosaéronefs à moteurs à turbine, du type utilisé par les compagnies aériennes Du fait que de tels aéronefs de transport ont de façon caractéristique des pro- fils de vol qui sont considérablement différents de ceux d'un aéronef tactique, comme par exemple celui d'un aéronef de chasse/attaque atterrisant sur un porte-aéronefs, des systè- mes conçus pour des aéronefs de transport ne seraient pas efficaces sur des aéronefs tactiques, parce qu'ils auraient tendance à produire des avertissements intempestifs, ce qui leur ferait perdre leur efficacité du fait que les pilotes ignoreraient les avertissements. L'invention a donc pour but de procurer un système d'avertissement de proximité du sol qui supprime un grand nombre des inconvénients des systèmes d'avertissement de l'art antérieur. Un autre but de l'invention est de procurer un système d'avertissement pour le pilote d'un aéronef tactique en phase d'-p rocne, si la vitesse de descende ie 1 '1 éronef est excess-: cor pte tenu de l'altitude à laquelle l'aéronef vole. Un autre but encore de l'invention est de procurer un système d'avertissement de proximité du sol pour alerter le pilote d'un aéronef tactique si sa vitesse de descente en approche est dangereusement élevée, les critères dtavertis sement étant sélectionnés de façon à 4 tre adaptés à la pro- cédure d'approche utilisée avec un tel aéronef tactique. Brièvement, un mode de réalisation préféré de l'invention procure un système qui contrôle la vitesse de descente de l'aéronef lorsque le train d'atterrissage est sorti, la vitesse indiquée est inférieure à 300 noeuds et les armes ne sont pas armées, et qui donne au pilote un avertis- sement auditif si la vitesse de descente barométrique dépasse une limite de sécurité prédéterminée pour l'altitude radio- électrique à laquelle l'aéronef vole. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel la figure 1 est un schéma synoptique logique du système d'avertissement conforme à l'invention; et La figure 2 est une représentation graphique de la vitesse de descente barométrique exigée pour produire un avertissement, en fonction de l'altitude radioélectrique. On va maintenant considérer les dessins, et en par- ticulier la figure 1, qui représente un mode de réalisation du système d'avertissement de proximité du sol conforme à l'invention, qui est désigné de façon générale par la réfé- rence 10 Dans un but d'illustration, le système 10 conforme à l'invention est représenté sur la figure 1 sous la forme d'un schéma synoptique logique, comprenant une série de por- tes, de comparateurs, etc; il faut cependant noter que la réalisation réelle des fonctions logiques peut être diffé- rente de celle représentée sur la figure 1, et diverses réa- lisations -méniques et analogiques sont possibles Les si- gnaux utilisés par le système décrit comprennent l'altitude radioélectrique, la vitesse de variation de l'altitude baro- métrique, la vitesse-air et des signaux indiquant la position du train d'atterrissage et indiquant si les armes sont armées, ainsi que divers signaux de validité Selon le type d'aéronef dans lequel le système d'avertissement est installé, les si- gnaux représentés sur la figure 1 peuvent être obtenus à par- tir d'instruments individuels, comme un altimètre barométrique 12, un circuit de vitesse de variation de l'altitude baromé- trique 14, un radioaltimètre 16, une source de signal de vi- tesse-air 18 telle qu'un calculateur de données relatives à l'air ou un indicateur de vitesse-air, et divers éléments discrets indiquant la position du train d'atterrissage, in- diquant si les armes sont armées et indiquant si les roues supportent du poids Selon une variante, les signaux peuvent 4 tre obtenus à partir d'un bus de données numériques, dans certains aéronefs plus récents. Du fait que ce système est conçu pour fonctionner seulement pendant la phase d'approche d'atterrissage d'un profil de vol, son fonctionnement est invalidé pendant d'au- tres phases de vol afin d'éviter la possibilité de génération d'avertissements erronés pendant ces phases La fonction d'invalidation est accomplie par une paire de portes ET 20 et 22 qui contrôlent diverses conditions de vol et la confi- guration de l'aéronef, pour déterminer si l'aéronef est en approche d'un atterrissage Deux des paramètres que contrôle la porte 20 sont l'état sorti du train d'atterrissage et la présence de poids sur les roues De plus, un signal indiquant que les armes ne sont pas armées est appliqué à la porte 20, du fait que les armes ne sont pas armées dans des conditions d'atterrissage normales Si elles l'étaient,ceci indiquerait que l'aéronef se trouve dans une phase autre qu'une approche d'un atterrissage -De plus, un comparateur 24 contrle la vitesse-air et applique un signal à la porte ET 20 lorsque la vitesse-_ir est inférieure à 300 noeuds, ce qui indique -me conitiu 'v tterrizage pro cab 12 * '7 e 7 _ es miiraux indiquant que le signal d'altitude radioélectrique et les signaux d'altimètre barométrique ne sont pas invalidés sont appliqués à la porte ET 22 afin d'empécher la génération d'avertissements en cas de défaut d'un altimètre barométrique ou d'un radioaltimètre. En outre, pour réduire encore davantage la probabi- lité d'avertissements erronés, le système est mis hors fonc- tion au-dessous de 15 m d'altitude radioélectrique et au-des- sus de 300 m d'altitude radioélectrique, par un circuit com- parateur 26 qui réagit à des signaux provenant du radioalti- mètre 16 et qui n'applique des signaux de validation à la porte ET 22 que lorsque l'aéronef est à une altitude radio- électrique comprise entre 15 m et 300 m. Si toutes les conditions ci-dessus sont remplies, la porte ET 22 est validée et est placée sous la commande d'une porte OU 28 qui est commandée par une paire de compa- rateurs 30 et 32 Les comparateurs 30 et 32 réagissent à des signaux d'altitude radioélectrique et de vitesse de variation de l'altitude barométrique, et ils appliquent un signal à la porte OU 28 lorsque la vitesse de descente est excessive pour une altitude radioélectrique donnée A la réception d'un si- gnal provenant du comparateur 30 ou du comparateur 32, la porte 28 commande à la porte 22 d'appliquer un signal de dé- clenchement d'avertissement à un circuit d'avertissement tel qu'un générateur d'avertissement vocal numérique 34 Ceci agit sur le générateur d'avertissement 34 de façon qu'il pro- duise un signal vocal synthétisé de façon numérique, comme par exemple les mots "VITESSE DE DESCENTE", et qu'il applique ce signal, directement ou indirectement, à un transducteur 36 qui peut être un haut-parleur ou un écouteur ou un dispositif analogue. Dans le mode de réalisation qui est représenté, on utilise deux comparateurs 30 et 32 pour déterminer la rela- tion entre _a;itesse de variation de l'altitude barométriallue et l'altitue radioélectrique qui est exigée pour prcduire un avertissement "VITESSE DE DESCENTE", mais on peut également utiliser un sel comparateur de signal Cependant, du fait de la forme particulière de la courbe d'avertissement qui est représentée sur la figure 2, on a trouvé qu'il était commode d'utiliser deux comparateurs séparés On utilise le compara- teur 30 pour déclencher des avertissements pour des altitudes radioélectriques basses et des vitesses de descente inférieu- res à 900 r/ilin,tandis qu'on utilise le comparateur 32 pour déclencher des avertissements pour des vitesses de descente supérieures à 900 m/min Iie comparateur 32 contrôle ainsi le signal provenant du circuit de vitesse de variation d'altitu- de barométrique 14, et il le compare à un signal de référence représentatif d'une vitesse de descente de 900 m/minqui est appliquée à l'autre borne du comparateur 32 Chaque fois que le signal provenant du circuit de vitesse de variation 14 dépasse le signal de référence représentatif d'une vitesse de descente de 900 m/min,le comparateur 32 applique un signal à la porte OU 28 Sous l'effet de ce signal, la porte OU 28 valide la porte ET 22 et provoque la génération d'un avertis- sement Pour des vitesses de descente inférieures à 900 m/min, la commande appartient au comparateur 30 et celui-ci provoque la génération de l'avertissement en fonction de la vitesse de descente barométrique et de l'altitude radioélectrique, con- formément à la courbe en deux parties au-dessous d'une alti- tude radioélectrique de 180 m et d'une vitesse de descente de 900 m/min comme il est représenté sur la figure 2 L'aver- tissement "VITESSE DE DESCENTE" est produit de façon caracté- ristique lorsque la vitesse de descente dépasse 900 m/min à m d'altitude radioélectrique, lorsqu'elle dépasse 750 m/min à 60 m d'altitude radioélectrique, et lorsqu'elle dépasse 375 mir, à une altitude radioélectrique de 15 m. La relation décrite ci-dessus entre la vitesse de variation de l'altitude barométrique et l'altitude radioélec- Urique, néssie p our rosire un aerisserenét, est epré- sentée de f cn plus détaillée sur la fi e 2 la zone ha- churée au-dessous de la ccu Tbe de la fig ure 2 représente les diverses relations entre les valeurs de vitesse de descente et d'altitude radioélectrioue qui provocuent la génération de l'avertissement "VITESSE DE DESCENTE" On a déterr miné cet- te enveloppe d'avertissement à partir des caractéristiques de vol de bombardiers capables d'effectuer des opérations de chasse et d'attaque, comme le Fairchild A 10, et en se basant sur la manière dont on pilote de tels aéronefs pendant la phase d'atterrissage du vol Du fait que de tels aéronefs vo- lent souvent à des altitudes relativement basses et peuvent descendre avec des vitesses de descente relativement élevées pendant un tel vol à basse altitude, le sommet de l'enveloppe de la figure 2 est limité à 300 m pour éviter des avertisse- ments erronés au cours de manoeuvres au-dessus de 300 m Ceci donne une enveloppe considérablement différente de celle qu'on utilise pour des aéronefs de transport, qui permet l'apparition d'avertissements jusqu'à une altitude d'environ 750 m En outre, les vitesses de descente autorisées à des altitudes inférieures sont notablement plus élevées pour les aéronefs tactiques que pour les aéronefs de transport Par exemple, dans l'enveloppe d'avertissement qui est représentée sur la figure 2, une vitesse de descente allant jusqu'à 750 m/min est autorisée à une altitude de 60 m, tandis qu'un sys- tème d'avertissement utilisé dans un aéronef de transport produirait un avertissement à environ la moitié de cette vi- tesse de descente Cependant, au-dessous de 60 m, la vitesse de descente autorisée est rapidement réduite à environ 450 m/amin à une altitude de 15 m au-dessus du sol, pour éviter des posés avec des vitesses de descente excessivement élevées. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent 8 tre apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS Système d'avertissement destiné à fournir un avertissement au pilote d'un aéronef au cours d'une approche d'un atterrissage dans le cas o l'aéronef descend trop ra- pidement, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens ( 18) destinés à fournir un signal représentatif de la vitesse-air de l'aéronef; des moyens ( 12, 14) destinés à fournir un signal représentatif de la vitesse de descente de l'aéronef; des moyens ( 16) destinés à fournir un signal représentatif de l'altitude de l'aéronef au-dessus du sol; et des moyens ( 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) qui fonctionnent sous la dépendance des moyens fournissant un signal de vitesse- air, des moyens fournissant un signal de vitesse de descente et des moyens fournissant un signal d'altitude au-dessus du sol, de façon à produire un avertissement si l'aéronef vole au-dessous d'une vitesse-air prédéterminée, et avec une vi- tesse de descente supérieure à une vitesse prédéterminée qui est déterminée par l'altitude de l'aéronef au-dessus du sol. 2 Système d'avertissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse-air prédéterminée est d'environ 300 noeuds. 3 Système d'avertissement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens destinés à fournir un signal représentatif de la position du train d'atterrissage de l'aéronef, et en ce qu'il réagit aux moyens fournissant un signal de position du train d'atterris- sage de l'aéronef en autorisant la génération de l'avertisse- ment seulement lorsque le train d'atterrissage est sorti. 4 Système d'avertissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de génération d'avertis- sement ( 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) comprennent en outre des moyens destinés à produire un avertissement à des vitesses de descente supérieures à environ 900 m/minlorsque l'aéronef est au-dessous d'environ 180 m au-dessus du sol. 5 Système d'avertissement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de génération diavertis- sement ( 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) comprennent en outre des moyens destinés à produire l'avertissemer t lorsque la vitesse de descente dépasse environ 750 m/min à une alti- tude d'environ 60 m au-dessus du sol, et en ce que la vites- se de descente nécessaire pour produire l'avertissement aug- mente avec l'altitude au-dessus du sol, jusqu'à ce qu'une vitesse de descente d'environ 500 m/minsoit nécessaire pour produire l'avertissement à une altitude d'environ 180 m au- dessus du sol. 6 Système d'avertissement selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens de génération d'aver- tissement ( 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) comprennent en outre des moyens destinés à produire l'avertissement lors- que la vitesse de descente dépasse environ 450 m/min à une altitude d'environ 15 m au-dessus du sol, et en ce que la vitesse de descente nécessaire pour produire l'avertissement augmente avec l'altitude audessus du sol, jusqu'à ce qu'une vitesse de descente d'environ 750 m/ain soit nécessaire pour produire l'avertissement à une altitude d'environ 60 m au- dessus du sol. 7 Système d'avertissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de génération d'avertis- sement ( 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) comprennent en outre des moyens destinés à augmenter la vitesse de descente nécessaire pour prcduire un avertissement en fonction li- néaire de l'altitude, entre environ 15 m et 60 m au-dessus du sol, et entre environ 60 m et 180 m au-dessus du sol. 8 Système d'avertissement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens ( 22, 26) destinés à empêcher la génération d'un avertisse- ment lorsque l'altitude de l'aéronef est inférieure à en- viron 15 m au-dessus du sole 9 Système d'avertissement selon la revendication 1, dans lequel l'aéronef est équipé d'armes, caractérisé en o ce qu'il c-prend des moyens pour détecter l'armement des armes et er ce qu'il comprend en outre des noyens ( 20) gui réagissent à l'armement des armes de l'aéronef en autorisant la génération de l'avertissement seulement lorsque les armes ne sont pas armées. Système d'avertissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens qui fournissent un signal de vitesse de descente comprennent des moyens ( 14) destinés à fournir un signal représentatif de la vitesse de descente ba- rométrique.