Brevet FR2857330A1 — publié le 20050114

L'invention présentée a pour but de rendre les manoeuvres d'atterrissage des avions plus faciles et plus sûres en particulier quand la météo est dégradée. L'atterrissage des avions a toujours fait appel à des guidages depuis le sol. Les premiers systèmes comprenaient une balise radio goniométrique et un 5 chronométrage du pilote. Plus tard vint le radiocompas automatique. Le radar est ensuite apparu avec le système GCA (Ground controlled Approach) où un opérateur guidait le pilote par VHF en lui fournissant des indications de correction de trajectoire en site et en direction. Par la suite, le système ILS (Instrument landing system) a été adopté et généralisé sur 10 tous les aérodromes importants. A bord, le pilote se situe de façon autonome grâce à deux aiguilles matérialisant son plan d'approche en site et en direction. Ce système a cependant ses limites. - Il nécessite des infrastructures au sol et une maintenance élevée. - Il s'agit d'un émetteur d'ondes radio qui peuvent être sensibles au 15 brouillage. - Le pilote ne peut déterminer à chaque instant sa distance à la piste. - Il est impossible de choisir sa pente d'approche. (Au cas, par exemple, où l'avion en panne devrait atterrir en vol plané ou pour tout autre motif) - En cas de panne de l'ILS le pilote ne sait pas toujours si c'est le système qui est défaillant ou son propre instrument à bord. - Le système ne peut être utilisé que sur les aérodromes importants où une implantation a été faite et totalement exclu hors aérodrome. A contrario, l'atterrissage grâce aux indications apportées par un système satellitaire différentiel est universel. On peut atterrir sur n'importe quelle piste utilisable dont on possède les coordonnées. Le système peut comprendre une séquence d'approche- type en images de synthèse grâce à laquelle le pilote a la possibilité de se situer par rapport à la piste même s'il ne la voit pas (cas du brouillard en finale par exemple). L'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche de l'avion ne 3.0 nécessite qu'un appareil de positionnement par satellites avec correction différentielle et un logiciel d'exploitation comportant une séquence d'approche type en images de synthèse. Il permet de contrôler parfaitement une approche finale. Un point de route est d'abord créé à l'entrée de piste matérialisé par une croix. A partir de ce point de route, une pente d'approche de 3 ou plus est choisie par le 3 5 pilote dans un répertoire. Elle est établie de façon linéaire selon la relation telle distance-telle hauteur. De chaque côté de cette pente, un angle de '/2 degré matérialise l'écart de tolérance à l'intérieur duquel la trajectoire de l'avion est considérée comme étant sur le plan d'approche choisi. Si la position de l'avion se situe hors de cette zone, une ligne horizontale en pointillé représentant le plan d'approche de l'avion se déplace vers le haut ou vers le bas suivant le cas, à partir du point de route d'entrée de piste. Des images de synthèse, générées une à une en fonction de la distance au point de route d'entrée de piste et du plan d'approche choisi, permettent de visualiser et de contrôler le rapprochement de l'avion vers la piste comme s'il s'agissait de la piste réelle. Au cas où l'approche est trop courte, le pilote va visualiser la ligne horizontale qui matérialise son plan d'approche avant la piste, c'est-àdire dans les champs, ce qui ne peut que le motiver à augmenter la puissance pour faire revenir cette ligne à l'entrée de piste. Au cas contraire si l'approche est trop longue, la ligne horizontale va monter sur la piste voire se situer au-delà, ce qui engage le pilote à diminuer la puissance de manière à la faire revenir en position correcte. La tenue de l'axe est maintenue grâce à une ligne verticale en pointillé se déplaçant latéralement qui indique la dérive en degrés par rapport à la direction magnétique de la piste affichée initialement sur l'appareil de positionnement par satellites. Elle se situe donc au milieu de l'écran en position correcte, c'est-àdire sur la piste figurative. Dans un premier temps, le pilote rentrera une correction qui correspondra à la différence entre l'altitude donnée par l'appareil de positionnement par satellites et la hauteur au sol donnée par l'altimètre réglé au QFE (pression atmosphérique au niveau de la piste). Le système présenté a l'avantage de pouvoir être couplé avec l'aide visuelle en vol et à l'atterrissage par vision rétrospective (N de publication du brevet 2826479) 2'0 Dans ce cas, le pilote peut apercevoir le sol en toutes circonstances aussi bien au cours d'un trajet qu'à l'atterrissage. La séquence d'approche-type en images de synthèse n'est utilisée que dans les cas où aucune photo n'a été enregistrée par rapport au point de route d'entrée de piste affiché. La vision rétrospective permet d'atterrir dans les cas les plus extrêmes puisque la piste est toujours visualisée grâce à des photos numériques, en vision jour et excellente visibilité, même par le brouillard le plus épais. C'est donc un élément de sécurité très important. Intérêt de l'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche Aviation commerciale Le système peut permettre aux avions commerciaux d'atterrir partout en parfaite autonomie même en cas de déroutement sur des terrains secondaires ou en cas de panne de l'Ils. D'autre part, toutes les balises actuelles sont appelées à disparaître progressivement en raison du changement profond du contrôle aérien devant intervenir en 2008 avec l'adoption 3 5 des satellites comme moyen de navigation primaire. Aviation d'Affaires Les jets privés ou autres avions de sociétés doivent pouvoir atterrir en toute sécurité sur des aérodromes secondaires, même si ceux-ci sont dépourvus d'ILS ou de Radar, et cela ne poserait aucun problème avec l'atterrissage par satellites avec visualisation du plan 4.0 d'approche. Aviation militaire Qu'il s'agisse d'opérations militaires proprement dites ou d'opérations de sauvetage, les cas ne manquent pas où le pilote militaire pourrait bénéficier de cette technique et voir sa capacité accrue. En cas de guerre, il resterait opérationnel même si toutes les installations au sol, balises, radars etc étaient détruits et pourrait continuer à remplir sa mission depuis des terrains de fortune sommairement aménagés par le Génie. Aviation privée L'aviation privée pourrait également profiter de ces avantages lors des vols de nuit 1 0 ainsi qu'en situation météo dégradée à l'atterrissage. REVENDICATIONS 1. Procédé d'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche de l'avion en site et en direction mettant en oeuvre un logiciel d'exploitation contenant des séquences d'approche type en images, associées à une pente d'approche, un système de positionnement par satellites avec corrélation différentielle et un dispositif d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: a. création d'un point de route situé à l'entrée de piste, b. sélection d'une pente d'approche, c. entrée d'une correction correspondant à la différence d'altitude entre l'altitude donnée par le système de positionnement par satellites et la hauteur au sol donnée IO par l'altimètre, d. calcul de la position de l'avion par rapport à cette pente selon la relation telle distance (au point de route d'entrée de piste) telle hauteur, avec un angle de tolérance de chaque côté de la pente choisie, e affichage d'une image dans la séquence d'images en fonction de la distance au 15 point de route d'entrée de piste et de la pente choisie, f affichage d'une ligne horizontale représentant le plan d'approche de l'avion se déplaçant verticalement: - vers le haut si l'approche est trop longue - vers le bas si l'approche est trop courte g affichage d'une ligne verticale représentant la dérive et se déplaçant latéralement, h répétition des étapes d. à h. tout au long de la séquence d'approche afin de visualiser et de contrôler le rapprochement de l'avion vers la piste. 2. Procédé d'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche, selon l'une des revendications n 1 à 2, caractérisé en ce que la hauteur au sol est mesurée par un 2 5 altimètre à pression réglé au QFE. 3. Procédé d'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche, selon l'une des revendications n 1 et 2, caractérisé en ce que la pente d'approche est de 3 ou plus. 4. Procédé d'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche, selon l'une 30 des revendications n 1 et 2, caractérisé en ce que l'angle de tolérance est de 0,5 . 5. Procédé d'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche, selon l'une des revendications n 1 à 4, caractérisé en ce que la séquence d'images est une série de photos numériques. 6. Procédé d'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche, selon l'une 3 5 des revendications n 1 à 4, caractérisé en ce que la séquence d'images est une séquence en images de synthèse. 7. Procédé d'atterrissage par satellites avec visualisation du plan d'approche, selon l'une des revendications n 1 à 4, caractérisé en ce que la séquence d'images est une séquence en images de synthèse au cas où aucune photo numérique n'a été enregistrée