Brevet FR2723227A1 — publié le 19960202

PROCEDE DE CONTROLE DE LA NAVIGATION D'UN AERONEF, ET PLANCHE DE VOL INTERACTIVE POUR LA MISE EN OEUVRE DUDIT PROCEDE. La présente invention concerne un procédé pour la préparation et le contrôle de la navigation d'un aéronef. Elle a plus particulièrement pour but d'améliorer la sécurité de l'aéronef en réduisant la charge du pilote, en allégeant les opérations à exécuter pour modifier en vol des paramètres de navigation et en éliminant, en grande partie, les risques d'erreur. D'une manière générale, on sait que l'équipement de base du pilote qui entreprend un voyage à bord d'un aéronef, plus particulièrement du type de ceux utilisés dans l'aviation légère, est la planche de vol. Une telle planche consiste en une petite tablette sur laquelle il est possible de fixer une feuille de papier appelée feuille de navigation ou "log" de navigation. Ce "log" se présente sous la forme d'un tableau dans lequel, avant le vol, le pilote porte les éléments nécessaires au déroulement de sa navigation. Les premiers éléments à inscrire sont: les points de cheminement jalonnant la route prévue (aérodromes, villes, balises de radionavigation, etc...), et les - 2 - 2723227 fréquences liées aux moyens de radiocommunication et de radionavigation disponibles sur la route. Ensuite le pilote doit, à l'aide d'une carte aéronautique et d'instruments de mesure de longueur et d'angle, procéder aux relevés des distances et des caps géographiques entre chacun des points de son parcours. Pour finir, le pilote calculera les caps magnétiques et les temps estimés entre chaque point et les portera sur sa feuille de navigation. Juste avant le départ, le pilote calcule l'effet du vent sur les caps et les temps inscrits sur sa feuille et en note le résultat pour chaque segment de vol. Pendant le déroulement du vol, le pilote qui doit savoir à tout moment o il se trouve, suit sa feuille de route point par point, en chronométrant la durée de chaque segment, en notant les écarts constatés et en calculant de nouveau son estimée de passage au prochain point. L'invention a donc pour objet un procédé permettant au pilote de préparer sa navigation sans effectuer les relevés de mesure et les calculs longs et fastidieux précédemment énumérés et de suivre le déroulement de la navigation pendant le vol. Ce procédé fait intervenir un dispositif comprenant un processeur doté d'une mémoire et de moyens de dialogue homme/machine pouvant comprendre un écran de visualisation et un clavier muni de touches. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les phases opératoires suivantes: - la préparation de la route à suivre par l'aérodyne en chargeant dans la susdite mémoire, une route déjà préparée et préalablement mémorisée sur un support, ou en effectuant la saisie des points de cheminement de la route à l'aide du susdit clavier; - 3 - 2723227 - la définition des paramètres caractérisant l'environnement dans lequel se déroulera la navigation, ces paramètres pouvant consister en des caractéristiques de l'aéronef, de son chargement, du sens et de la vitesse du vent et du carburant embarqué; - l'affichage d'au moins un premier couple de points de cheminement ainsi que des informations nécessaires au contrôle de la navigation entre ces points, ces informations pouvant consister en le cap magnétique, la distance, l'heure estimée de passage au prochain point avec et sans vent; - la mise à jour des informations affichées par l'action sur une touche de fonction au moment du passage de l'aéronef à chaque point de cheminement, cette action provoquant l'effacement à l'écran du point de cheminement qui précède le point saisi et l'affichage d'un nouveau point de cheminement qui succède au dernier point affiché, ainsi que le calcul et l'affichage de nouvelles informations tenant compte de la mise à jour qui vient d'être effectuée. Avantageusement, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précédemment décrit pourra se présenter sous la forme d'une planche de vol comportant un boîtier plat logeant les circuits électroniques du processeur et sur une face duquel sont disposés ledit écran et ledit clavier. L'alimentation de ce dispositif en énergie électrique peut être assurée au moyen d'une batterie de piles ou d'accumulateurs logée à l'intérieur du boîtier ou grâce à un convertisseur externe pouvant se connecter sur une prise externe prévue sur le boîtier. - 4 - 2723227 Grâce à sa forme, ses dimensions et une ergonomie appropriée, une telle planche de vol est particulièrement adaptée à une utilisation à bord d'un aéronef. Un exemple de réalisation de la planche de vol interactive est décrit ci-dessous, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: Les figures 1 et 2 représentent une vue en perspective de la planche de vol interactive; La figure 3 représente une vue de dessus de la planche de vol interactive; La figure 4 représente un exemple de synoptique de l'électronique de gestion de la planche de vol interactive; Les figures 5 et 6 représentent un exemple d'affichage mis en oeuvre par le procédé selon l'invention. Telle que représentée sur les figures 1 à 3, la planche de vol interactive est composée d'un boitier plat 1 logeant un processeur et dont la paroi supérieure comprend trois plages successives, à savoir: - une plage de visualisation équipée d'un écran 2, par exemple de type à cristaux liquides, - une première plage de dialogue comprenant un ensemble de touches de fonction 3, ici les touches "Départ", "Stop", "Temps", "Position", "Carte", "MENU", ainsi que quatre touches de direction 4 agencées de façon classique, - une deuxième plage de dialogue équipée de moyens permettant d'effectuer la saisie d'informations, ces moyens consistant ici en un clavier alphanumérique 6. - 5 - 2723227 Un volet rigide 5 est monté pivotant autour d'une charnière axée parallèlement à un bord latéral du boîtier 1, de manière à pouvoir se rabattre sur la seconde plage de dialogue en masquant le clavier 6. Par ailleurs, ce volet est équipé de moyens tels qu'une pince élastique P. permettant la fixation d'une feuille F ou d'un bloc de feuilles de papier, de sorte qu'en position rabattue du volet, la planche peut jouer le rôle d'une planche de bord classique tout en permettant un dialogue avec le processeur, du fait que la plage de visualisation ainsi que la première plage de dialogue demeurent découvertes. La gestion de la planche de vol se fait par le microprocesseur 35, lequel est associé à des mémoires ROM 36 et RAM 37, un contrôleur d'écran 38, un contrôleur 39 pour les touches du clavier 2 et les touches de la première plage de dialogue, un contrôleur de ligne série et une horloge 41 (figure 4). L'alimentation électrique du circuit électronique de la planche (bloc 42) est un système autonome utilisant des piles ou des batteries. Une alimentation externe est aussi possible au travers d'un convertisseur de tension optionnel pouvant se brancher sur un connecteur 7 équipant la bordure latérale droite du boîtier 1. Une connexion à une imprimante ou à un micro-ordinateur est possible en utilisant la liaison série de type RS 232 (interface 20) accessible par un connecteur 8. Un logement 12 également formé dans la bordure latérale droite permet d'insérer une carte mémoire 11 optionnelle. La paroi inférieure de la planche de vol interactive est équipée d'une sangle élastique 9 se terminant par des fixations de type VELCRO. Cette sangle permet la fixation de la planche de vol sur la cuisse du pilote, position - 6 - 2723227 particulièrement adaptée à la configuration d'un cockpit d'aéronef. Un bon maintien est assuré par la forme de la paroi inférieure du boîtier qui présente deux protubérances longitudinales 10. Les dimensions du boîtier peuvent être par exemple les suivantes: 250 mm de long; 160 mm de large et 15 mm de profondeur. L'écran de visualisation 2 peut consister en un écran graphique monochrome ou couleur d'environ 480 * 160 points. A titre d'exemple, cet écran est de technologie LCD utilisé en mode réflectif. Le clavier alphanumérique 6, surtout utilisé pendant la phase de préparation avant le vol, peut être masqué par le volet 5 formant ainsi une tablette permettant de recevoir une feuille de papier pour la prise de note en vol. Les quatre touches de fonction 3, ainsi que les quatre touches de direction 4 sont utilisées pendant le vol pour le suivi et le contrôle de la navigation. Elles sont donc toujours accessibles. En principe, l'électronique de la planche de vol est toujours alimentée. Il est alors possible de passer dans un mode de consommation minimum en pressant simultanément les touches "Départ" et "Stop", ce qui provoque l'extinction de l'écran sans perte d'information. Le retour au mode normal d'utilisation se fait en pressant la touche "Départ". Le procédé mis en oeuvre selon l'invention offre un ensemble de fonctions accessibles au travers d'un menu présenté sur l'écran de visualisation après une action - 7 - 2723227 sur la touche de fonction "MENU". Ces fonctions sont les suivantes: NAVIGATION/Paramètres: cette fonction permet d'initialiser les paramètres nécessaires au vol: la vitesse propre de l'aéronef, la déclinaison magnétique au départ et à l'arrivée, la vitesse du vent et sa direction, la quantité de carburant embarquée, le chargement... NAVIGATION/Préparation: cette fonction permet de rentrer les points jalonnant la route prévue ainsi que les aides de radionavigation pour baliser chacun de ces points. La recherche des points et des balises se fait automatiquement dans une base de données "Aérodromes et balises" contenue dans la mémoire de la planche de vol interactive. NAVIGATION/Afficher: cette fonction permet d'afficher dans sa totalité le "log" de navigation actif. Les différents points sont affichés, ainsi que les informations suivantes: altitude, code OACI d'identification des aérodromes, fréquences radio, orientation des pistes, etc... Toutes ces informations ayant été recherchées automatiquement dans la base de données "Aérodromes et balises". Les distances et les temps avec et sans vent, ainsi que les caps sont calculés en fonction des coordonnées géographiques présentes dans la base de données "Aérodromes et balises" puis sont affichés. NAVIGATION/Modifier: cette fonction permet de modifier le plan de vol en mémoire. NAVIGATION/Plan: cette fonction permet d'afficher une représentation graphique de l'ensemble de la route prévue. - 8 - 2723227 NAVIGATION/En route: cette fonction permet, pendant le vol, d'utiliser de façon interactive le "log" de navigation actif. Comme ceci se trouve illustré sur les figures 5 et 6, cette fonction, une fois sélectionnée permet d'afficher l'heure courante 13, les informations sur les deux prochains segments de vol Si, S2: le nom 14, 29 des premier et deuxième points de cheminement PT1, PT2, les fréquences éventuelles 15, le cap magnétique 16, la distance 17, le temps sans vent 18 et le temps avec vent 19. Un graphique 20 représentant les deux prochains segments de vol Si, S2 et les éventuels radials PTV, CHW balisant le prochain point de cheminement PT2, dans un repère ayant l'axe de l'aéronef comme axe vertical est aussi affiché. L'échelle utilisée pour la représentation graphique est calculée automatiquement pour utiliser toute la place disponible sur l'écran, quelle que soit la longueur des segments de vol Si, S2. Il est possible de faire défiler l'ensemble du plan de vol en utilisant les touches de direction verticales. Pour chaque segment de vol Si, S2, la vitesse sol de l'aéronef 21 est calculée en fonction du vent puis est affichée. A la mise en route du (des) moteur(s) de l'aéronef, une action sur la touche de fonction "Départ" déclenche le chronomètre indiquant la durée totale "moteur" 22. L'autonomie restante 23 ainsi que la quantité d'essence restante, calculées en fonction du carburant embarqué, du type d'aéronef, et du temps écoulé 22, sont alors affichées. Au passage du premier point PT1, une action sur la touche "Repère" active le suivi automatique du plan de vol. - 9 - 2723227 L'heure de passage 25 sur le point PT1 est affichée dans la case correspondante. L'estimée d'arrivée 26 au point de cheminement suivant PT2, l'estimée d'arrivée à la destination finale 27 ainsi que la durée du vol 28 sont affichées. La vitesse sol réelle 29 calculée sur le dernier segment SO est affichée. Pour contrôler sa navigation, il suffit donc d'actionner la touche "Repère" au passage de chaque point et de suivre les informations présentées par le "log" électronique. A tout moment, il est possible de retourner au menu paramètre, y faire des modifications et de revenir au suivi du "log" de navigation. Le point suivant PT2 sur la route 20 est balisé par un ou deux radials 31, PTV, CHW représentés par le nom de la balise radio, sa fréquence, et le relèvement magnétique de cette balise par rapport audit point PT2. NAVIGATION/Position: cette fonction permet de localiser l'aéronef en faisant un point à l'aide de relevés de balise de radionavigation (exemple: VOR ou ADF). Il est possible d'appeler directement cette fonction en pressant la touche "Position". Lorsque cette fonction est appelée à partir de la fonction NAVIGATION/En route, la position de l'aéronef est donnée par défaut par rapport au prochain point sur la route prévue. En d'autres termes, le cap pour rejoindre ce point (bloc 31) et la distance le séparant de l'aéronef (bloc 32) et le temps avec et sans vent (bloc 33), sont affichés. Par ailleurs, une représentation graphique de l'aéronef par rapport à la route prévue est affichée. - 10 - 2723227 FICHIER/Charger: cette fonction permet de choisir un plan de vol parmi l'ensemble des plans de vol en mémoire. FICHIER/Sauver: cette fonction permet de sauvegarder en mémoire le plan de vol actif. DONNEES/Ajouter coord: cette fonction permet d'ajouter à la base de données "Aérodromes et balises" des points repérés par leurs coordonnées géographiques (latitude et longitude). DONNEES/Ajouter radial: cette fonction permet d'ajouter à la base de données "Aérodromes et balises" des points repérés par un radial (relèvement et distance) d'un point quelconque de la base de données. DONNEES/Ajouter Aéronef: cette fonction permet d'ajouter à la base de données "Aéronefs" un "nouvel aéronef" (paramètres du nouvel aéronef). DONNEES/Modifier: cette fonction permet de modifier les informations contenues dans les bases de données "Aérodromes et balises" et "Aéronefs". INFORMATION/Terrain: cette fonction permet d'afficher les informations relatives à un terrain. Le prochain terrain sur la route active est proposé par défaut. INFORMATION/Aéronef: cette fonction permet d'afficher les informations techniques sur les aéronefs contenus dans la base de données "Aéronefs". L'aéronef sélectionné dans le menu paramètres est proposé par défaut. MASSE/: cette fonction permet d'afficher les résultats des calculs de masse et de centrage en fonction - - 2723227 des paramètres automatiquement recueillis dans la base de données "Aéronefs" et des informations de chargement rentrées par le pilote. Une représentation graphique de la masse et du centrage par rapport aux limites de l'aéronef est affichée. - 12 - 2723227 Revendications 1. Procédé pour la préparation et le contrôle de la navigation d'un aéronef, ce procédé mettant en oeuvre un processeur (35) doté de mémoires (36, 37) et des moyens de dialogue homme/machine pouvant comprendre un écran de visualisation (2) et un ensemble de touches (3, 4, 6), caractérisé en ce qu'il comprend les phases opératoires suivantes: - la préparation de la route à suivre par l'aérodyne en chargeant en mémoire (37) des informations relatives à une route, ces informations étant préalablement mémorisées sur un support, ou saisies à l'aide des susdites touches; - la définition des paramètres caractérisant l'environnement dans lequel se déroulera la navigation, ces paramètres pouvant consister en des caractéristiques de l'aérodyne, de son chargement, du sens de la vitesse du vent et du carburant embarqué; - l'affichage, en cours de la navigation, d'au moins un premier couple de points de cheminement comprenant le dernier point par lequel l'aérodyne est passé et le prochain point de passage, le segment reliant ces deux points, ainsi que des informations nécessaires au contrôle de la navigation entre ces points, ces informations pouvant consister en le cap magnétique, la distance, le temps estimé de passage au prochain point avec et sans vent; - la mise à jour automatique des informations affichées par l'action sur une touche de fonction au moment du passage de l'aérodyne à chaque point de cheminement (PT1, PT2), cette action provoquant l'effacement à l'écran (2) du point de cheminement qui précède le - 13 - 2723227 point (PT1) saisi et l'affichage d'un nouveau point de cheminement (PT3) qui succède le dernier point affiché (PT2), ainsi que le calcul et l'affichage de nouvelles informations tenant compte de la mise à jour qui vient d'être effectuée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les informations de routes chargées dans la mémoire lors de la phase de préparation comprennent des paramètres relatifs aux points de passage jalonnant la route prévue ainsi qu'aux aides de radionavigation balisant chacun de ces points, la recherche des points et des balises s'effectuant dans une base de données "Aérodromes et balises" contenue dans la susdite mémoire. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en cours de préparation ou de navigation, une phase d'affichage de la totalité du "log" de navigation actif ainsi que d'informations contenues dans une base de données "Aérodromes et balises" telles que l'altitude et le code d'identification des aérodromes, les fréquences radio et l'orientation des pistes, cette phase comprenant le calcul des distances et des temps avec et sans vent. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une phase de modification du plan de vol en cours de navigation. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en cours de navigation, l'affichage de l'heure courante, des informations sur les deux prochains segments de vol telles que le nom du premier et du deuxième points de passage, les fréquences, - 14 - 2723227 le cap magnétique, la distance, le temps sans vent et le temps avec vent, et l'affichage d'un graphique représentant au moins les deux segments de vol (Si, S2) et les deux éventuels radials (PTV, CHW) balisant le prochain point de cheminement, dans un repère ayant l'axe de l'aéronef comme axe vertical. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend le comptage du temps s'écoulant à la suite du démarrage du moteur de l'aéronef, ainsi que le calcul et l'affichage de l'autonomie restante ainsi que la quantité d'essence restante, en fonction du carburant embarqué, du type d'aéronef et du temps écoulé. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite mise à jour comprend l'affichage de l'heure de passage sur le point de passage (PT1) qui y a donné lieu, de l'heure estimée d'arrivée au point de cheminement suivant (PT2), de l'heure estimée d'arrivée à la destination finale ainsi que de la durée du vol. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la susdite mise à jour comprend en outre l'affichage de la vitesse sol réelle calculée sur le dernier segment parcouru (SO). 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la localisation de l'aéronef à l'aide de relevés de balise de radionavigation. 10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, - 15 - 2723227 caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (1) de faible épaisseur, en forme de planche de vol, dont la paroi supérieure est équipée de moyens de dialogue comportant au moins un écran de visualisation (2) et des touches et, à l'intérieur du boîtier, un processeur (35) associé à des mémoires (36, 37), un contrôleur d'écran (38), un contrôleur pour l'ensemble des touches (39), une horloge (40) et, éventuellement, des moyens de connexion d'une carte mémoire (36, 37). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la susdite paroi supérieure comprend trois plages successives, à savoir: - une plage de visualisation équipée de l'écran (2), - une première plage de dialogue comprenant un ensemble de touches de fonction (3), ainsi que des touches de direction (4), et - une deuxième plage de dialogue équipée de moyens (6) permettant d'effectuer la saisie d'informations, un volet rigide (5) étant monté pivotant autour d'une charnière axée parallèlement à un bord latéral du boîtier (1), de manière à pouvoir se rabattre sur la seconde plage de dialogue sans recouvrir le susdit écran (2) et la susdite première plage. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le volet (5) est équipé de moyens (P) permettant la fixation d'une feuille ou d'un bloc de feuilles de papier. 13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la paroi inférieure du boîtier (1) présente deux protubérances longitudinales (10). - 16 - 2723227 14. Dispositif selon l'une des revendications à 13, caractérisé en ce que la paroi inférieure de la planche de vol est équipée d'une sangle élastique (9) se terminant par des moyens de fixation, cette sangle étant destinée à permettre la fixation de la planche de vol sur la cuisse du pilote.