Brevet FR2830103A1 — publié le 20030328

L'invention se situe dans le domaine des moyens techniques permettant d'accroître la sécurité à bord des aéronefs. Selon l'état de l'art en aéronautique il est actuellement constant que la trajectoire d'un aéronef se trouve définie d'une manière incontournable par les ordres émis depuis son poste de pilotage soit par une action directe du pilote sur les commandes de vol, soit au travers d'un mode de pilotage dit automatique, dont la mise en service, le fonctionnement et l'arrêt sont entièrement contrôlés par le pilote. En conséquence on constate qu'il n'existe pas actuellement d'alternative à ce processus, par exemple dans le cas où l'action raisonnée du pilote est rendue impossible pour diverses causes accidentelles ou volontaires mais aberrantes, telles que : le décès, l'incapacité d'agir, un accès de folie, une difficulté de jugement liée à une subite dépressurisation, ou encore dans le cas où le contrôle de l'aéronef est subitement pris par des pirates de l'air dont la volonté est d'en faire un aéronef-suicide à des fins terroristes. Dans ces conditions, il n'existe actuellement aucun moyen d'empêcher l'aéronef d'obéir à des ordres aberrants ou à ceux d'un pilote-pirate ou d'un terroriste. Le but de la présente invention est d'apporter une solution technique industrielle à ce grave problème. L'invention permet à l'aéronef la poursuite de son vol normal et d'effectuer son atterrissage en toute sécurité, même dans le cas où les ordres du poste de pilotage seraient inexistants ou dangereux. Dans ce qui suit, on désignera l'invention par les termes de module électronique et informatique. Avantageusement, le module électronique et informatique selon l'invention a pour objectif de rendre impossible le détournement d'un aéronef dans le but de le transformer en aéronef-suicide. Les moyens technologiques mis en oeuvre dans le module électronique et informatique de l'invention consistent en l'utilisation conjointe d'un calculateur et d'un module électronique nouveau particulier, embarqués à bord de l'aéronef, interagissant avec le système de pilotage de l'aéronef tel que les commandes de vol, ou flight management system, connectés aux moyens de navigation et d'altimétrie, tels que le GPS, les centrales à inertie, le GPWS et tous autres moyens existants ou à venir qui ne constituent pas eux-mêmes l'invention. Le module électronique et informatique selon l'invention dispose d'une base de données intégrée contenant en particulier les altitudes de sécurité, les zones de survol interdits. Il est capable d'établir des liaisons radioélectriques par transmission de données sécurisées avec tous les organes de contrôle situés au sol. Le module électronique et informatique selon l'invention ainsi défini est doublé autant que nécessaire pour atteindre une immunité aux défaillances compatible avec la sécurité des vols, que l'on estime généralement à une panne par compatib milliard d'heures de vol. Selon l'invention, pendant toutes les phases du vol de l'aéronef, le module électronique et informatique nouveau compare la position spatiale et la trajectoire de l'aéronef, qui sont fournies par les moyens de navigation et d'altimétrie habituels, disponibles à bord de l'aéronef et ne faisant pas partie de l'invention, avec sa propre banque de données interne qui contient les altitudes de sécurité des zones survolées par rapport au relief ou les altitudes minimales au-dessus des agglomérations ou des sites critiques, ou encore les zones dont le survol est interdit comme les grandes agglomérations ou les zones dites sensibles. Selon l'invention, lorsque le module électronique et informatique détecte que l'aéronef franchit un premier seuil prédéterminé de rapprochement avec les altitudes ou zones interdites, il enclenche automatiquement une alarme dans le poste de pilotage et envoie simultanément un signal spécifique au contrôle au sol. Lorsque le module électronique et informatique détecte le franchissement d'un second seuil prédéterminé, il passe automatiquement à l'état actif et envoie cette information à la fois au poste de pilotage et au contrôle au sol. Le passage à l'état actif du module électronique et informatique objet de l'invention peut également être déclenché par le contrôle au sol si celui-ci détermine grâce au positionnement radar par exemple que la trajectoire de l'aéronef devient anormale ou dangereuse. La liaison radioélectrique de données qui déclenche le passage à l'état actif sur ordre du sol est sécurisée par un codage crypté ce qui interdit que le système puisse être activé à la suite d'un acte de malveillance. Selon l'invention, le passage à l'état actif du module électronique et informatique peut également être déclenché par le pilote de l'aéronef lui-même s'il se sent menacé. La commande est discrète et sécurisée. L'une des réalisations selon l'invention prévoit avantageusement une double action avec demande de confirmation qui évite toute activation non intentionnelle. Selon l'invention, le passage à l'état actif du module électronique et informatique une fois enclenché ne peut pas être inhibé par une action des pilotes ni d'aucune des personnes présentes à bord de l'aéronef. Toujours selon l'invention, dès le passage à l'état actif du module électronique et informatique celui-ci déconnecte entièrement les ordres venant du poste de pilotage vers les commandes de vol et prend en charge la totalité des commandes de l'aéronef, en particulier le contrôle de l'attitude sur les trois axes, le contrôle des groupes motopropulseurs, les dispositifs hypersustentateurs et d'aéro-freinage, les manoeuvres du train d'atterrissage et des systèmes de freinage des roues. Pour effectuer ces opérations, le module électronique et informatique selon l'invention est directement connecté au bus électronique général de l'aéronef Toujours selon l'invention, le module électronique et informatique impose à l'aéronef de se maintenir à une altitude de sécurité et sur une trajectoire déterminée en éloignement des zones sensibles. Par le moyen d'une liaison radioélectrique de données sécurisée, il informe le contrôle au sol de son activation et de la trajectoire définie préférentiellement pour l'aéronef. Le contrôle au sol peut alors envoyer au module électronique et informatique objet de l'invention des instructions par l'intermédiaire de la liaison radioélectrique sécurisée concernant les points de report de la trajectoire à suivre et les procédures d'approche automatique vers un aérodrome. En l'absence d'instructions reçues du contrôle au sol, ou bien si ces instructions comparées aux informations contenues dans la banque de données du module électronique et informatique sont elles-même aberrantes le module électronique et informatique objet de l'invention a la capacité de choisir lui-même l'aérodrome le plus proche vers lequel il déroute l'aéronef à partir des informations contenues dans sa banque de données et d'activer l'approche automatique. Dans ce dernier cas, un code transpondeur spécifique est automatiquement enclenché afin d'alerter tous les systèmes de contrôle et les organismes de sécurité situés au sol du comportement complètement autonome de l'aéronef, et faire en sorte de prévenir le risque d'abordage. Selon un mode de réalisation préférentiel, le module électronique et informatique selon l'invention peut être contenu dans un boîtier totalement étanche et inviolable comparable à celui des dispositifs appelés boîtes noires qui existent sur les aéronefs. Ce boîtier peut contenir les circuits électroniques nécessaires, en particulier les comparateurs d'attitude, de trajectoire et de positionnement spatial avec la banque de données interne qui mémorise les trajectoires autorisées, les trajectoires et les lieux de survol interdits et les altitudes de référence. Le boîtier selon l'invention est connecté au bus général de l'aéronef par lequel transitent les informations entre le poste de pilotage et les commandes de vol, les moyens de navigation et d'altimétrie, les moyens de déclenchement automatiques ou volontaires par des ordres émanant du poste de pilotage ou des autorités de contrôle au sol. La réalisation industrielle du module électronique et informatique selon l'invention incorpore au moins un moyen de liaison radioélectrique sécurisé avec cryptage permettant l'échange des informations avec les autorités de contrôle au sol. Le module électronique et informatique de l'invention est organisé pour pouvoir prendre à lui seul le contrôle de la totalité des commandes de l'aéronef, en particulier le contrôle de l'attitude sur les trois axes, celui des groupes motopropulseurs, celui des dispositifs hypersustentateurs et d'aéro-freinage ainsi que les manoeuvres du train d'atterrissage et des systèmes de freinage de roues. Revendication 1 : Module électronique embarqué intégré aux moyens de contrôle des aéronefs constitué d'un calculateur de positionnement spatial équipé d'un comparateur de trajectoire et d'une base de données numériques des zones interdites de survol, caractérisé en ce qu'il peut, en fonction de ses comparaisons, inhiber l'ensemble des ordres émis par le poste de pilotage vers les commandes de vol. Revendication 2 : Module électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il dispose d'un émetteur radioélectrique dédié et d'un récepteur radio crypté en liaison permanente avec le sol permettant à celui-ci de contrôler le vol à distance. Revendication 3 : Module électronique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il dispose de la capacité à substituer une altitude de sécurité et une trajectoire déterminée en éloignement des zones sensibles à toute manoeuvre tentée depuis le poste de pilotage. Revendication 4 : Module électronique selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il a la capacité, par comparaison avec les informations contenues dans sa base de données, de décider si un ordre émanant du contrôle au sol est lui-même aberrant. Revendication 5 : Module électronique selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il peut prendre le contrôle intégral de l'aéronef et le diriger en pilote automatique vers une altitude de sécurité et de réaliser une approche automatique vers un aérodrome.