Brevet FR2664379A2 — publié le 19920110

FR 2664379 A2 19920110 FR 9008776 A 19900705 On a décrit au brevet principal un appareil électronique d'aide à la navigation aérienne pour les aéronefs légers en régime de vol à vue, comprenant dans le même boîtier une unité de calcul avec son clavier de dialogue et à côté7 une table à touches électroniques sur laquelle on dispose le document cartographique aéronautique, recouverte par une plaque transparente percée d'un trou circulaire au droit de chaque touche, et partie intégrante de la table à touches tout en étant amovible. L'appareil ainsi décrit est conçu pour apporter une aide suivant deux usages : l'un pour la préparation d'un trajet et l'autre pour son dé roulement. Ces usages sont sélectionnés par un corrrnutateur de choix de mode de travail, permettant une interruption de l'usage de l'appareil sans destruction des donnes et des calculs lors d'une escale. Quoiqu'apportant une aide efficace, l'appareil du brevet principal présentait des inconvénients - Il pouvait etre incorrectement manipulé et par suite donner des indications faussées : ainsi le pilote pouvait confondre but et origine, prendre la direction du vent où va-t-il ?" au lieu de d'où vient-il ?", utiliser une carte d'échelle non convenable, etc.. L'oubli de certains paramètres conduisait à des pertes de temps, la manipulation du clavier de dialogue ne se fait pas tou jours dans les meilleures conditions à cause de l'instabilité de l'air ou de mauvaises conditions météorologiques. - Un autre inconvénient était que l'appareil du brevet principal n'apportait aucune aide alors que le pilote disposait par ailleurs de récepteurs de signaux de balises radio-électriques ou de si gnaux VOR dont les possibilités d'exploitation ne sont pas tou jours utilisées facilement par un pilote seul à bord. La présente addition vise à remédier aux inconvénients précités - Ainsi le commutateur de choix de mode de travail est conçu élec tronique, entièrement informatisé, intégré dans l'unité de calcul, de sorte que les utilisations prévues ont toutes des procédures explicitées et figées ; le pilote répond aux questions du calcula teur, les réponses sont mémorisées, et vérifiables à tout moment. Donc, il n'y a pas d'oubli et les réponses doivent être bonnes le plus souvent. Elles peuvent être modifiées si une erreur est per çue. Afin de ne pas risquer une erreur dans la manipulation, l'appareil d'aide à la navigation aérienne comprend un système électronique informatisé de détection ou de vérification de l'échelle du document cartographique fixé au-dessus de la table à touches. Il est ainsi ordonné pour prendre en compte l'échelle de toute carte, en système métrique ou en miles nautiques ou ter restres, notamment celles des cartes des moyens de radik~naviga- tion et des cartes ou portions de cartes ne portant pas mention d'échelle.Par exemple, pour peu que le pilote connaisse avec une précision raisonnable la distance séparant deux repères tels que PARIS et BREST, l'unité de calcul détermine l'échelle du document utilisé et la mémorise. L'appareil d'aide à la navigation aérienne est conçu organisé pour proposer au pilote et lui apporter des possibilités de services en liaison avec la réception de signaux radi#électriques, en particulier ceux des récepteurs embarqués VOR, à condition que les stations fixes VOR figurent ou soient reportées sur la carte insérée au-dessus des touches de la table à touches électroniques. Les services sont expliqués ci-après. Il est cependant indiqué préalablement que dans le cas où le but où l'origine du trajet aérien est une station émettrice VOR, l'appareil d'aide décrit dans le brevet principal donne au pilote la possibilité d'effectuer une navigation directe précise1 tenant compte de la dérive due au vent. Sans lui, le pilote se dirigeant ou s'éloignant d'une station VOR effectue une succession de vols en zig-zag, nécessaires pour corriger les dérives puisque les récepteurs VOR ne tiennent pas compte de celles-ci. L'appareil d'aide à la navigation aérienne avec son commutateur-sélec- teur intégré de modes de travail est, dans la présente addition, conçu dans des organisations de travail diverses - Une organisation est en vue de la préparation de la feuille de route d'un voyage. - Une organisation est en vue de l'aide à la navigation au cours d'un trajet, avec carte aéronautique à toute échelle. - Une organisation est faite pour la recherche de la position de l'aéronef en vol, à partir de la réception détectée des signaux reçus de deux stations VOR distinctes et fixes. - Une organisation est faite pour la recherche de position de l'aéronef en vol, à partir de la réception des signaux reçus d'une seule station VOR ou gonio avec une procédure appropriée. - Une organisation est pour le calage de l'aéronef sur une route ayant pour but ou pour origine, une station fixe VOR dont les si gnaux ont été captés, à partir d'une position de l'aéronef mal connue. - Une organisation est faite pour l'optimisation des vols de dis tance et de durée en planeur. Dans les utilisations en liaison avec les récepteurs radi#élec- triques, l'unité de calcul travaille avec exactitude. Cependant les informations entrées ont une certaine imprécision, qu'elles résultent des récepteurs VOR, temporellement distinctes, ou qu'elles soient le fruit d'actions ordonnées au pilote par l'appareil d'aide. Il en découle que l'appareil d'aide indique des zones probables ou se situe l'aéronef. Il affiche d'ailleurs le mot "zone" devant les repères calculés. Dans la première organisation pour l'utilisation avec deux stations VOR, le pilote entre dans le calculateur par le clavier les azimuts des stations, la table à touches enregistre ensuite leur position, l'unité de calcul est ordonnée pour effectuer les calculs de triangulation sur les deux stations VOR et afficher la zone probable de position de l'aéronef. Dans la deuxième organisation pour l'utilisation avec une seule station VOR, le pilote entre dans le calculateur, au moyen du clavier, l'azimut de la station détectée, la table à touches en enregistre la position, le calculateur est ordonné pour afficher un cap à suivre pendant un certain temps qu'il décompte tandis que le pilote reste en liaison avec la station VOR, puis il est ordonné pour calculer la distance séparant l'aéronef de la station et il affiche la zone probable de position. Cette procédure est plus compliquée et moins précise que la précédente, elle prend du temps et ne doit être utilisée aue si on ne peut pas faire autrement, en urgence. Dans la troisième organisation avec VOR, le pilote entre dans le calculateur, par le moyen du clavier, l'azimut d'une station VOR choisie comme origine sur la table à touches, d'une route dont il indique aussi le but sur cette table. Travaillant en liaison avec la station VOR retenue, le calculateur est ordonné à déterminer le cap à suivre pour rejoinre cette route. lorsqu'elle est atteinte, l'appareil d'aide a déjà été ordonné pour donner au pilote le cap à suivre pour arriver au but, mais ceci à partir d'une origine imprécise. Le temps et la distance au but ne sont pas exacts à cause de cela. Cependant l'aide à la navigation demeure certaine. La vérification de la zone probable où se situe l'aéronef est facilitée par la conception de la forme de la fiche symbolisant "origine" de l'appareil d'aide à la navigation aérienne déjà mentionnée dans le brevet principal. En effet, perpendiculairement à la pointe de la fiche, et à quelques millimètres au-dessus de l'extrémité enfichable, celle-ci comprend une surface circulaire sectorielle transparente L'angle au sommet du secteur isocèle est d'environ 30 , la médiane principale, qui est aussi le rayon du secteur, a une longueur correspondant approximativement à la distance mesurée sur le document cartographique parcourue en quinze à vingt minutes de vol et cette médiane est dessinée sur le secteur. La pointe de la fiche est située au sommet du secteur. La surface sectorielle repose sur la plaque percée de trous de la table à touches lorsque le pilote met en place la fiche pour déterminer l'origine du parcours et il fait coïncider la médiane dessinée avec la route choisie. Ainsi le secteur transparent délimite une zone d'incertitude dans laquelle se situe l'aéronef lorsque le pilote ne tient pas le bon cap, soit momentanément, soit en permanence, ou que la dérive due au vent n'est pas celle escomptée parce qu'il a changé ou que l'altitude du vol n'est pas celle retenue pour la direction du vent, etc... Une incertitude de plus ou moins 15' par rapport à la route est importante. Des trous sont prévus dans le secteur circulaire afin de permettre l'enfichage facile de la fiche "but" lorsque but et origine sont à moins de quinze à vingt minutes de vol l'un de l'autre. Afin de mieux apprécier les distances parcourues en fonction des temps décomptés par l'appareil d'aide, des arcs de cercle distants les uns des autres d'un centimètre, sont dessinés sur le secteur, à partir de l'origine. La réalisation de la fiche "origine" décrite est particulièrement destinée à l'usage de l'appareil d'aide à la navigation organisé pour l'optimisation des vols de planeurs. Les touches de la table à touches électroniques sont des actionneurs d'entrée de position dans l'unité de calcul. Ce système présente l'avantage de donner le temps de réponse le plus réduit et d'imposer au pilote le minimum de manipulations du clavier de l'unité centrale, en cours de vol, afin de réduire les erreurs possibles : en effet, choisir des repères sur la table à touches en manipulant des fiches et les entrer par le moyen d'un clavier sont deux opérations génératrices d'erreurs si elles sont accomplies l'une après l'autre. Cependant, afin de tenir compte de la vitesse de plus en plus élevée des avions de tourisme, certaines touches de la table à touches peuvent être neutralisées.De même, lorsque les aéronefs ont une faible vitesse d'atterrissage et atterrissent sur des courtes distances (planeurs), les pilotes ont davantage de temps pour prendre leurs décisions, le temps de réponse de l'appareil d'aide à la navigation a moins de nécessité d'être le plus rapide. Dans ce cas, les touches de la table à touches peuvent être supprimées et le pilote peut manipuler le clavier de l'unité de calcul pour entrer les repères de position des fiches but et origine placées dans la plaque percée de trous, au-dessus de la carte aéronautique.Cependant, dans tous les modes de réalisation, les repères de toutes les touches ont été reportés préalablement sur la plaque transparente placée au-dessus de la carte aéronautique ou sur le boîtier de l'appareil d'aide et les repères sont considérés comme étant toujours distants d'un centimètre les uns par rapport aux autres, horizontalement ou verticalement. Ainsi les repères de position affectés aux touches de la table ou aux trous de la plaque transparente posée au-dessus de la carte aéronautique sont des entrées dans l'unité de calcul et en sont également des sorties affichées dans toutes les organisations de l'appareil. Dans un mode de réalisation particulier, les touches de la table à touches ou certaines d'entre elles s'illuminent lorsqu'elles sont actionnées ou qu'elles sont validées par l'unité de calcul. L'appareil d'aide à la navigation aérienne étant conçu de façon informatisée, il est inclus dans ses mémoires des informations ayant trait à la sécurité ou ayant pour but de la renforcer. En premier lieu, une condamnation informatique fait qu'on ne peut pas utiliser le service "Déroulement du vol sans avoir préalablement utilisé celui de "Préparation du vol". Ainsi l'obligation d'établir une feuille de route est déjà un garant de sécurité. Le calculateur demande au pilote l'inscription de paramètres ou de conditions de vol ayant une incidence sur la sécurité. Par exemple, l'altitude du vol, le calage des alti-mètres, le régime du ou des moteurs, leur température, la tempé rature extérieure, la quantité d'essence indiquée par la jauge, etc... Ces données sont mémorisées. Dans un mode de réalisation, l'appareil d'aide à la navigation aérienne est organisé intérieurement pour transmettre à une imprimante délivrant une feuille de route. les informations entrées et sorties de l'unité de calcul et de la table à touches. Une duplication de cette feuille peut avoir un usage de vérification par des tiers. En vue du même usage, la mémorisation du de roulement du vol en permet la reconstitution. La plaque transparente percée de trous circulaires fins faisant partie de la table à touches électroniques de l'appareil d'aide à la navigation amovible. vient reposer sur la table toujours à la même place. Elle peut être munie, sous sa face inférieure, de pointes fines piquant la carte aéronautique pour la rendre fixe. Dans un mode de réalisation différente, la plaque transparente est remplacée par une grille en matière souple amovible, se superposant au-dessus de la carte aéronautique fixée sur la table à touches. Les noeuds de la grille correspondant aux centres des touches de la table. Une pression exercée sur un noeud de la grille actionne la touche correspondante. Les repères des touches et des noeuds sont identiques et ils sont affichés ou déterminés par l'unité de calcul. Dans un autre mode de réalisation, la plaque transparente percée de trous est fixée au boîtier de l'appareil d'aide à la navigation aérienne, à quelques millimètres au-dessus des touches de la table ou d'une première plaque fine et souple non transparente recouvrant et protégeant les touches. La carte aéronautique est alors glissée par les fentes ainsi ménagées sous la plaque transparente percée de trous. Dans un mode de réalisation, le boîtier de l'appareil d'aide à la na vigation, inclut dans la partie correspondant à la table à touches des dispositifs de déroulement et d'enroulement de la carte aéronautique insérée sous la plaque transparente de la table. Après usage du service Préparation d'un vol et établissement d'une feuille de route, le pilote peut embobiner la carte aéronautique sur un axe, le mettre en place, passer le début de la carte sur table à touches et l'attacher sur un axe d'enroulement, à la manière d'une pellicule pho- tographique dans un appareil. Les axes de rotation sont entraînés manuellement ou par moteurs électriques pilotes par l'unité de calcul de telle sorte que la vitesse de défilement de la carte soit en rapport avec la vitesse-sol de l'aéronef, ramenée à l'échelle de la carte. Cette disposition permet au pilote d'avoir sous les yeux la partie de carte l'intéressant plus particulièrement pendant une période de temps donnée. Plus particulièrement pour les planeurs, la finesse est le rapport entre la vitesse indiquée ou la vitesse propre de l'aéronef et son taux de chute c'est aussi l'inverse de la tangente de son angle de plané. C'est pourquoi dans le mode de réalisation plus particulièrement destiné au service de la navigation en planeur, la distance parcourue étant fonction du différentiel d'altitude entre le but et l'origine et des finesses du planeur en corrélation avec sa vitesse de chute, l'unité de calcul est ordonnée pour prendre en compte les gains d'altitude et les finesses et pour déterminer et afficher les distances en fonction des vitesses de chute possibles, à choisir par le pilote.Compte tenu que l'unité de calcul a déjà pris en compte les données relatives au vent, la manipulation de la table à touches recouverte de la carte et de la plaque transparente percée de trous ou de la grille souple, au moyen des fiches but et origine permet à l'unité de calcul de déterminer des distances plus précises puisqu'il est tenu compte de la force et de la direction du vent. A l'inverse, pour une direction choisie par le pilote en manipulant la table à touches, l'unité de calcul est ordonnée pour lui indiquer le gain d'altitude à prévoir en correspondance avec la vitesse propre indiquée ou du taux de chute qu'il retient. Il en résulte une optimisation des vols de planeurs en distances avec buts fixés ou non. Ainsi l'appareil d'aide à la navigation aérienne selon la présente addition est destiné à apporter une aide aux pilotes disposant à leur bord de récepteurs VOR, en particulier dans certaines situations me técrologiques médiocres et dans des situations fréquentes de beau temps mais avec une visibilité horizontale faible ou même nulle à cause de brume ou de soleil de face ou la conjugaison des deux. Ft ER V exN DI GAT A T I ()rQSTI ON s 1) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne pour les aéro- nefs légers en régime de vol à vue, suivant la revendication 1 du bre vet principal caractérisé en ce qu'il est organisé suivant le mode informatique proposant au pilote et lui apportant des possibilités de service en liaison avec la réception de signaux radi#électriques par les récepteurs de bord embarqués, suivants - La recherche de la position de l'aéronef à partir de la détec tion des signaux reçus de deux stations fixes VOR. - La recherche de la position de l'aéronef à partir de la détec tion des signaux reçus d'une seule station fixe VOR ou gonio, avec une procédure appropriée. - Le calage de l'aéronef sur une route ayant pour origine une station fixe VOR dont on a capté les signaux et un mode de ser vice optimisant les vols de distance et de durée en planeurs. 2) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne selon la reven dication 1 caractérisé en ce que le coemutateur-s#lecteur des modes de travail intégré dans l'unité de calcul, est électronique et informa tisé de telle sorte que les utilisations proposées ont des procédures figées. 3) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne selon la reven dication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un système électronique de détection, de vérification et de mémorisation d'échelle de toute carte fixée au-dessus de la table à touches. 4) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne selon la reven dication 1 caractérisé en ce que son unité de calcul prend en compte des données de position de stations émettrices de signaux radio-élec triques enregistrées au moyen des repères de la table à touches, des azimuts, des gains d'altitude, des finesses et des taux de chute. 5) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne selon la reven dication 1 caractérisé en ce qu'il est ordonné pour déterminer des re pères de position par triangulation, des gains d'altitude, des vi tesses propres indiquées, des finesses ou des taux de chute, ou des angles de plané. 6) ApPareil d'aide à la navigation aérienne selon la revendication 1 ca ractérisé en ce que la fiche symbolisant l'origine d'un trajet com prend à quelques millimètres de sa pointe et perpendiculairement à celle-ci, une surface sectorielle circulaire isocèle souple et trans parente dont les dimensions, une médiane et des arcs de cercle dessi nés permettent d'apprécier une zone d'incertitude de position durant un temps de vol de 15 à 20 minutes. 7) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne selon la reven dication 1 caractérisé par le fait que dans un mode de réalisation, certaines touches de la table à touches peuvent être neutralisées ou supprimées tandis que leurs repères sont reportés sur la plaque trans parente recouvrant la table a touches ou sur le boîtier de l'appareil et que certaines autres s'illuminent lorsqu'elles sont actionnées ou validées par l'unité de calcul. 8) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne selon la reven dication 1 caractérisé en ce qu'il est organisé intérieurement pour transmettre a une imprimante les informations entrées et sorties de l'unité de calcul et de la table à touches. 9) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne selon la reven dication 1 caractérisé en ce que la plaque transparente percée de trous et recouvrant les touches de la table à touches est amovible ou fixée au boîtier de l'appareil et dans un autre mode de réalisation elle peut être une grille en matière souple dont les noeuds correspon dent aux touches de la table. 10) Appareil électronique d'aide à la navigation aérienne selon la reven dication 1 caractérisé en ce que dans un mode de réalisation, il comr prend des dispositifs de déroulement et d'enroulement de la carte aéronautique, dont les axes sont entraînés manuellement ou motorisés en étant pilotés de telle sorte que la vitesse de défilement de la carte soit en rapport avec la vitesse-sol de l'aéronef.