Brevet FR2897957A1 — publié le 20070831

La présente invention concerne un dispositif pour déterminer une trajectoire de vol d'au moins un aéronef suiveur, qui permet audit aéronef suiveur de suivre un aéronef suivi lors d'un vol en patrouille, ainsi qu'un système d'aide à un vol en patrouille comportant au moins un tel disposi- tif. On sait qu'une patrouille d'aéronefs, par exemple d'avions de chasse ou d'avions de transport militaires, est composée d'un aéronef suivi, également appelé leader, qui est suivi en vol selon un espacement particulier (défin!i verticalement, longitudinalement et latéralement) par un ou plusieurs aéronefs suiveurs, également appelés ailiers. Le vol relatif entre l'aéronef suivi et un aéronef suiveur peut être effectué : soit simplement (et exclusivement) sur la base du jugement du pilote de l'aéronef suiveur, en fonction de sa vision directe de l'aéronef suivi ; soit par l'intermédiaire d'un système d'informations et/ou d'aide au pilo-tage, tel qu'un système électronique d'aide à un vol en patrouille. Lors d'un vol en patrouille, les aéronefs se suivent en tentant, en particulier, de conserver constamment une même séparation longitudinale. Cette séparation longitudinale qui représente un objectif en distance, peut être exprimée, lorsque le vol est géré à l'aide d'un système électronique d'aide à un vol en patrouille : soit en unité de distance (par exemple en mètres), calculée le long de la trajectoire de vol de l'aéronef suivi ; soit en unité de temps (par exemple en secondes), correspondant à la division de la distance par la vitesse de l'aéronef suiveur (ou de l'aéro- nef suivi). Dans ce cas, la séparation longitudinale concerne également une distance, mais elle est exprimée indirectement par une unité de temps. Par conséquent, la séparation longitudinale prise en compte lors d'un vol en patrouille usuel correspond toujours à une distance. Un tel vol en patrouille usuel présente ainsi plusieurs inconvé- nients. En particulier : il nécessite une réaction très rapide du ou des aéronefs suiveurs, afin de conserver constamment la même distance avec l'aéronef suivi. Or, un aéronef et ses systèmes présentent inévitablement une inertie et un 1 o temps de réaction, ce qui peut entraîner des effets d'accordéon et des risques d'instabilité, en particulier dans le cas de patrouilles longues comportant de nombreux aéronefs suiveurs ; il implique qu'une variation de vitesse de l'aéronef suivi doit obligatoire-ment être appliquée simultanément à tous les aéronefs suiveurs, ce qui 15 peut parfois être incompatible avec la tenue du vol, en particulier si tous les aéronef ne sont pas dans la même phase de vol à l'instant courant. La présente invention concerne un dispositif pour déterminer une trajectoire de vol d'au moins un aéronef suiveur, qui est destinée à per- mettre à cet aéronef suiveur de suivre en vol un aéronef suivi lors d'un vol 20 en patrouille. Ce dispositif qui est monté sur l'aéronef suiveur est formé de manière à remédier aux inconvénients précités. A cet effet, selon l'invention, ledit dispositif est remarquable en ce qu'il comporte : des premiers moyens pour engendrer des informations de position relati- 25 ves auxdits aéronefs suivi et suiveur, ainsi que des informations de datation associées ; des deuxièmes moyens pour déterminer, à l'aide desdites informations de position et de datation, une première trajectoire correspondant à la trajectoire de vol réellement suivie par ledit aéronef suivi ; 3 des troisièmes moyens pour engendrer un décalage temporel entre les-dits aéronefs suivi et suiveur ; et des quatrièmes moyens pour déterminer, à l'aide de ladite première trajectoire et dudit décalage temporel, une seconde trajectoire qui correspond à ladite trajectoire de vol de l'aéronef suiveur et qui est formée de manière à permettre audit aéronef suiveur de voler le long d'une même trajectoire de vol que l'aéronef suivi, mais à une durée postérieure égale audit décalage temporel. Ainsi, grâce audit dispositif conforme à l'invention qui est entière-ment monté sur l'aéronef suiveur, ce dernier suit la même trajectoire de vol que l'aéronef suivi (éventuellement avec un écartement latéral), et ceci non plus à une distance (longitudinale) prédéterminée derrière lui (comme cela est le cas pour les vols en patrouille usuels précités), mais à une du-rée postérieure qui est égale audit décalage temporel. Ainsi, excepté un 15 possible écartement latéral, le profil de vol de l'aéronef suiveur est identique à celui de l'aéronef suivi (leader). Ceci évite notamment à l'aéronef suiveur d'avoir à voler suivant un profil de vol qui est incompatible avec ses capacités (accélération, décélération, ...). Par conséquent, le dispositif conforme à l'invention permet no- 20 tamment à l'aéronef suiveur, sur lequel il est monté, de disposer d'un temps d'anticipation dans la conduite du vol, et permet également d'éviter des effets d'accordéon tels que ceux précités. Dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif comporte, de plus, des moyens de guidage destinés à aider au guidage de l'aéronef 25 suiveur le long de ladite seconde trajectoire. Bien entendu, ces moyens de guidage peuvent comporter des moyens, tels qu'un directeur de vol par exemple, qui sont destinés à donner des indications au pilote de l'aéronef suiveur de manière à lui permettre de faire suivre manuellement à ce der-nier ladite seconde trajectoire. Toutefois, dans un mode de réalisation pré- 4 féré, lesdits moyens de guidage comportent des moyens de pilotage automatique qui réalisent automatiquement (de façon usuelle) le guidage de l'aéronef suiveur le long de ladite seconde trajectoire. Dans ce cas, le pi-lote peut se consacrer entièrement (et en toute sécurité) à d'autres tâ- ches, telles que l'observation de son environnement aérien ou du terrain survolé par exemple. En outre, avantageusement, lesdits troisièmes moyens comportent un moyen d'interface homme/machine permettant à un opérateur, notamment le pilote de l'aéronef suiveur, d'entrer ledit décalage temporel, par o exemple douze secondes, dans ledit dispositif. Dans un premier mode de réalisation, lesdits premiers moyens (embarqués sur l'aéronef suiveur) comportent : un premier élément de positionnement qui mesure le positionnement relatif entre l'aéronef suivi et l'aéronef suiveur de manière à engendrer 15 lesdites informations de position ; et un premier élément de datation qui date les mesures réalisées par ledit premier élément de positionnement de manière à engendrer lesdites in-formations de datation. En outre, dans un second mode de réalisation, lesdits premiers 20 moyens (embarqués sur l'aéronef suiveur) comportent : û un deuxième élément de positionnement qui mesure la position (géographique) effective de l'aéronef suiveur ; et un élément de réception de données qui est formé de manière à recevoir la position (géographique) effective de l'aéronef suivi, lesdites positions 25 (géographiques) effectives desdits aéronefs suiveur et suivi formant lesdites informations de position. Dans ce second mode de réalisation : dans une première variante, lesdits premiers moyens comportent, de plus, un deuxième élément de datation qui date les mesures réalisées par ledit deuxième élément de positionnement de manière à engendrer des informations de datation ; et ù dans une seconde variante, ledit élément de réception de données pré-cité est formé de manière à également recevoir des informations de da- tation. La présente invention concerne également un système d'aide à un vol en patrouille, ladite patrouille comprenant un aéronef suivi et au moins un aéronef suiveur. Selon l'invention, ledit système est remarquable en ce qu'il comporte au moins un dispositif tel que celui précité, qui est monté sur ledit aéronef suiveur. En outre, dans un mode de réalisation particulier, ledit système comporte de plus : û un troisième élément de positionnement qui est monté sur l'aéronef suivi et qui mesure la position effective dudit aéronef suivi ; et un élément d'émission de données qui est monté sur l'aéronef suivi et qui émet ladite position effective mesurée par ledit troisième élément de positionnement de sorte qu'elle puisse être reçue par ledit élément de réception de données monté sur l'aéronef suiveur, ledit élément d'émis- sion de données et ledit élément de réception de données formant un système de transmission de données. En outre, avantageusement, ledit système peut comporter, de plus, un troisième élément de datation qui est monté sur l'aéronef suivi et qui date les mesures réalisées par ledit troisième élément de positionne- ment de manière à engendrer des informations de datation, et ledit élément d'émission de données peut être formé de manière à également émettre lesdites informations de datation (qui sont alors reçues par l'élément de réception de données précité, qui est monté sur l'aéronef suiveur). 6 Bien entendu, ledit système conforme à l'invention peut être destiné à un vol en patrouille, pour une patrouille comprenant un aéronef suivi et une pluralité d'aéronefs suiveurs. Dans ce cas, avantageusement, chacun desdits aéronefs suiveurs comporte un dispositif tel que celui précité. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. Les figures 1 et 2 sont les schémas synoptiques de deux modes de réalisation différents d'un système d'aide à un vol en patrouille, conforme à l'invention. La figure 3 illustre schématiquement un exemple de vol en patrouille mis en oeuvre grâce à un système d'aide à un vol en patrouille, conforme à l'invention. Le système 1 A, 1B conforme à l'invention et représenté schémati- quement sur les figures 1 et 2 est destiné à réaliser une aide à un vol en patrouille. La patrouille (ou formation) prise en compte comporte un aéronef suivi (ou leader) Al et au moins un aéronef suiveur (ou ailier) A2 qui suit en vol selon un espacement particulier (défini verticalement, longitudinalement et latéralement) ledit aéronef suivi A1, comme représenté sur la figure 3. Selon l'invention, ledit système 1A, 1B comprend au moins un dis-positif 2A, 2B qui est monté sur l'aéronef suiveur A2. De plus, selon l'invention, ledit dispositif 2A, 2B comporte : des moyens 3A, 3B pour engendrer des informations de position qui sont relatives à la fois audit aéronef suivi Al et audit aéronef suiveur A2, ainsi que des informations de datation associées, comme précisé ci-dessous ; des moyens 4 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 5 auxdits moyens 3A, 3B et qui sont formés de manière à déterminer, à l'aide 7 desdites inforrnations de position et de datation reçues desdits moyens 3A, 3B, une trajectoire Ti correspondant à la trajectoire de vol réelle-ment suivie par l'aéronef suivi Al ; des moyens 6 pour engendrer un décalage temporel At entre l'aéronef suivi Al et l'aéronef suiveur A2 ; et des moyens 7 quli sont reliés respectivement par l'intermédiaire de liai-sons 8 et 9 auxdits moyens 4 et 6 et qui sont formés de manière à dé-terminer, à l'aide de ladite trajectoire Ti reçue desdits moyens 4 et du-dit décalage temporel M reçu desdits moyens 6, une trajectoire T2 qui correspond à la trajectoire de vol de l'aéronef suiveur A2 et qui est formée de manière à permettre à cet aéronef suiveur A2 de voler le long d'une même trajectoire de vol que l'aéronef suivi A1, mais à une durée postérieure égale audit décalage temporel At, comme précisé ci-dessous. Ainsi, grâce au dispositif 2A, 2B conforme à l'invention qui est entièrement monté sur l'aéronef suiveur A2, ce dernier suit la même trajectoire de vol que l'aéronef suivi Al (éventuellement avec un écartement latéral AL), et ceci non plus à une distance longitudinale (fixe prédéterminée) derrière lui (cornme cela est le cas pour les vols en patrouille usuels), mais à une durée postérieure qui est égale audit décalage temporel At. Ainsi, excepté un possible écartement latéral AL, le profil de vol (trajectoire T2) de l'aéronef suiveur A2 est identique à celui (trajectoire Ti) de l'aéronef suivi (ou leader) Al. Ceci évite notamment à l'aéronef suiveur A2 d'avoir à voler suivant un profil de vol qui est incompatible avec ses capacités (accélération, décélération, ...). A titre d'illustration, on a représenté différents points P1 à P9 successifs de la trajectoire Ti sur la figure 3. Par conséquent, lorsque l'aéronef suivi Al survole à un temps ti un point Pi (i étant un entier), l'aéronef suiveur A2 survole à un temps ti+At : 8 soit ce point Pi (lorsque Ti et T2 sont confondues) ; soit un point PiA qui est décalé latéralement par rapport au point Pi, mais se trouve au même niveau longitudinalement (lorsque T2 est dé-calée latéralement par rapport à Ti, comme représenté sur l'exemple de la figure 3). Comme on peut le voir sur la figure 3, en outre, la distance entre deux points successifs Pi et Pi + 1 de Ti n'est pas constante. Elle varie bien entendu en fonction de la vitesse de l'aéronef A1. Grâce à l'invention, les aéronefs Al et A2 sont donc séparés longitudinalement, non pas 1 o par une distance (constante), mais par une durée (correspondant au décalage temporel At). Par conséquent, le dispositif 2A, 2B conforme à l'invention permet notamment à l'aéronef suiveur A2, sur lequel il est monté, de disposer d'un temps d'anticipation dans la conduite du vol, et permet également 15 d'éviter des effets d'accordéon par rapport à l'aéronef suivi A1. Dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif 2A, 2B comporte, de plus, des moyens de guidage 10 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 11 auxdits moyens 7 et qui sont destinés à aider au guidage de l'aéronef suiveur A2 le long de ladite trajectoire T2 déterminée 20 par lesdits moyens 7. Ces moyens de guidage 10 peuvent comporter des moyens non représentés, tels qu'un directeur de vol par exemple, qui sont destinés à donner des indications au pilote de l'aéronef suiveur A2 de manière à lui permettre de faire suivre manuellement à ce dernier ladite trajectoire T2. Toutefois, dans un mode de réalisation préféré, lesdits 25 moyens de guidage 10 comportent des moyens de pilotage automatique 12, qui réalisent automatiquement (de façon usuelle) le guidage de l'aéronef suiveur A2 le long de ladite trajectoire T2. Dans ce cas, le pilote dudit aéronef suiveur A2 peut se consacrer entièrement (et en toute sécurité) à 9 d'autres tâches, telles que l'observation de son environnement aérien ou du terrain survolé notamment. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens 6 sont constitués d'un moyen d'interface homme/machine permettant à un opé- rateur, notamment le pilote de l'aéronef suiveur A2, d'entrer dans ledit dispositif 2A, 2B ledit décalage temporel At, par exemple douze secondes. Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation représenté sur la figure 1, lesdits rnoyens 3A comportent : un élément de positionnement 13 qui mesure le positionnement relatif entre l'aéronef suivi Al et l'aéronef suiveur A2 de manière à engendrer lesdites informations de position. A cet effet, cet élément de positionnement 13 peut, par exemple, mesurer l'azimut et la distance par rapport à l'aéronef suivi Al ; et un élément de datation 14 qui date les mesures réalisées par ledit été- ment de positionnement 13 de manière à engendrer lesdites informa- tions de datation. En outre, dans un second mode de réalisation représenté sur la figure 2, lesdits moyens 3B dudit dispositif 2B (qui est embarqué sur l'aéronef suiveur A2 comme indiqué ci-dessus) comportent : ù un élément de positionnement 15 usuel, par exemple un récepteur GPS, qui mesure la position absolue effective de l'aéronef suiveur A2 ; et ù un élément de réception de données 16 qui est formé de manière à recevoir la position absolue effective de l'aéronef suivi Al, lesdites positions absolues effectives dudit aéronef suiveur A2 et dudit aéronef suivi Al formant lesdites informations de position. Cet élément de réception de données 16 coopère avec un élément d'émission de données 17 qui fait partie d'un ensemble 18 monté sur l'aéronef suivi Al. Ledit élément d'émission de données 17 et ledit élément de réception de données 16 forment un système de transmission de don- nées 19, de type usuel, transmettant par exemple des données sous forme d'ondes électromagnétiques 0E. Ledit ensemble 18 comporte, de plus, un élément de positionnement 20, par exemple semblable à l'élément de positionnement 15, qui est formé de manière à mesurer la posi- tion absolue effective dudit aéronef suivi Al . La position absolue effective, mesurée par ledit élément de positionnement 20 et transmise par l'élément 17 à l'élément 16, peut être datée . dans une prernière variante de réalisation, par l'intermédiaire d'un élément de datation 21 qui fait partie dudit ensemble 18 ; et dans une seconde variante de réalisation, par l'intermédiaire d'un élément de datation 22 qui fait partie desdits moyens 3B. Un élément de datation 21, 22 peut être une horloge usuelle d'un récepteur GPS. 15 Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, ledit système de transmission de données 19 peut également transmettre audit aéronef suiveur A2 des paramètres de vol de l'aéronef suivi Al, tels que sa position, sa vitesse ou son taux de virage par exemple. Ces paramètres de vol peuvent notamment être utilisés par les moyens 4 pour affiner le profil de 20 vol de l'aéronef suivi Al . Bien entendu, ledit système 1A, 1B conforme à l'invention peut être destiné à un vol en patrouille, pour une patrouille comprenant un aéronef suivi Al et une pluralité d'aéronefs suiveurs A2. Dans ce cas, chacun desdits aéronefs suiveurs A2 est équipé d'un dispositif 2A, 2B tel que 25 celui précité. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour déterminer une trajectoire de vol d'au moins un aéronef suiveur (A2), qui permet audit aéronef suiveur (A2) de suivre un aéronef suivi (Al) lors d'un vol en patrouille, ledit dispositif (2A, 2B) étant monté sur ledit aéronef suiveur (A2), caractérisé en ce qu'il comporte : des premiers moyens (3A, 3B) pour engendrer des informations de position relatives auxdits aéronefs suivi et suiveur (A1, A2), ainsi que des informations de datation associées ; des deuxièmes moyens (4) pour déterminer, à l'aide desdites informations de position et de datation, une première trajectoire (Ti) correspondant à la trajectoire de vol réellement suivie par ledit aéronef suivi (Al) ; des troisièmes moyens (6) pour engendrer un décalage temporel entre 15 lesdits aéronefs suivi et suiveur (A1, A2) ; et des quatrièmes moyens (7) pour déterminer, à l'aide de ladite première trajectoire (Ti) et dudit décalage temporel, une seconde trajectoire (T2) qui correspond à ladite trajectoire de vol de l'aéronef suiveur (A2) et qui est formée de manière à permettre audit aéronef suiveur (A2) de voler 20 le long d'une même trajectoire de vol que l'aéronef suivi (Al), mais à une durée postérieure égale audit décalage temporel. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, des moyens de guidage (10) destinés à aider au guidage de l'aéronef suiveur (A2) le long de ladite se-25 conde trajectoire (T2). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits troisièmes moyens (6) comportent un moyen d'interface homme/machine permettant à un opérateur d'entrer ledit dé-calage temporel dans ledit dispositif (2A, 2B). 12 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens (3A) comportent : û un premier élément de positionnement (13) qui mesure le positionne- ment relatif entre l'aéronef suivi (A1) et l'aéronef suiveur (A2) de ma- nière à engendrer 'lesdites informations de position ; et - un premier élément de datation (14) qui date les mesures réalisées par ledit premier élément de positionnement (13) de manière à engendrer lesdites informations de datation. 5. Dispositif :selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens (3B) comportent : un deuxième élément de positionnement (15) qui mesure la position effective de l'aéronef suiveur (A2) ; et un élément de réception de données (16) qui est formé de manière à recevoir la position effective de l'aéronef suivi (Al), lesdites positions effectives desdits aéronefs suiveur et suivi (A1, A2) formant lesdites in- formations de position. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens (3B) comportent, de plus, un deuxième élément de datation (22) qui date les mesures réalisées par ledit deuxième élément de positionnement (15) de manière à engendrer des informations de datation. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément de réception de données (16) est formé de manière à également recevoir des informations de datation. 8. Système d'aide à un vol en patrouille, ladite patrouille compre- nant un aéronef suivi (Al) et au moins un aéronef suiveur (A2), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif (2A, 2B) tel que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 7, qui est monté sur ledit aéronef suiveur (A2). 13 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte : un dispositif (2A, 2B) tel que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 5 à 7, qui est monté sur ledit aéronef suiveur (A2) ; un troisième élément de positionnement (20) qui est monté sur l'aéronef suivi (Al) et qui mesure la position effective dudit aéronef suivi (A1);et un élément d'émission de données (17) qui est monté sur l'aéronef suivi (A1) et qui émet ladite position effective mesurée par ledit troisième élément de positionnement (20) de sorte qu'elle puisse être reçue par ledit élément de réception de données (16) monté sur l'aéronef suiveur (A2), ledit élément d'émission de données (17) et ledit élément de réception de données (16) formant un système de transmission de don-nées (19). 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, un troisième élément de datation (21) qui est monté sur l'aéronef suivi (Al) et qui date les mesures réalisées par ledit troisième élément de positionnement (20) de manière à engendrer des informations de datation, et en ce que ledit élément d'émis- sion de données (17) est formé de manière à également émettre lesdites informations de datation. 11. Système selon la revendication 8, pour une aide à un vol en patrouille comprenant un aéronef suivi (Al) et une pluralité d'aéronefs suiveurs (A2), caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de dispositifs (2A, 2B) tels que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 7, chacun desdits aéronefs suiveurs (A2) étant équipé d'un tel dispositif (2A, 2B).1 2. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif (2A, 2B) tel que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 7.