Brevet FR2906223A1 — publié le 20080328

INSTRUMENT DE SECOURS POUR TABLEAU DE BORD D'UN AERONEF DETECTANT LES SURCHARGES, NOTAMMENT EN PHASE D'ATTERRISSAGE La présente invention concerne un instrument de secours équipant le tableau de bord d'un aéronef détectant les surcharges. Elle s'applique notamment pour la détection de surcharges lors d'un atterrissage brutal. Plus généralement, elle s'applique pour la détection et l'indication de surcharges d'un aéronef dans divers types d'environnement. Des conditions environnementales ou techniques peuvent obliger un aéronef, par exemple un avion de ligne, à subir un atterrissage brutal. Lors d'un tel atterrissage une surcharge de l'aéronef peut altérer sa structure et mettre en cause son intégrité pour les vols futurs. Ces éventuelles surcharges doivent donc être détectées et une alerte doit être transmise. Les systèmes actuels de détection d'atterrissage brutal comportent généralement : - un ensemble de capteurs disséminés sur l'aéronef, et en particulier sur le train d'atterrissage ; - un dispositif de collecte des données, relié aux capteurs, fournissant ces données à des moyens d'estimation de la surcharge éprouvée. Ces systèmes actuels sont des systèmes distribués ayant notamment les 20 inconvénients suivants : ils nécessitent une installation complexe, en particulier 15 à 40 capteurs par exemple à disséminer et à relier au dispositif de collecte des données, lui-même combiné à des moyens de traii:ement ou directement à un afficheur ; 25 ils présentent une masse importante, due en particulier au poids du câblage ; ils n'ont qu'une fiabilité limitée en raison notamment du nombre de composants utilisés ; ils sont coûteux puisque tout l'ensemble d'un système est dédié à la 30 seule fonction de détection de surcharge. Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un instrument de secours équipant le tableau de bord d'un aéronef, comportant des moyens pour calculer et 2906223 2 afficher des informations de vol à partir de données fournies par des capteurs associés intégrés dans un système de secours, l'instrument comportant un module de détection de surcharge de l'aéronef à partir des données fournies pour afficher les informations de vol. 5 Le module de détection de surcharge utilise par exemple les informations fournies par un capteur inertiel, une détection de surcharge correspondant à une accélération brutale de l'aéronef combinée avec au rnoins une information environnementale fournie par les capteurs associés. Une information environnementale peut-être l'altitude de l'aéronef, la vitesse io de l'aéronef ou encore l'inclinaison de l'aéronef. Avantageusement, l'instrument de secours affiche un signal de détection de surcharge, par exemple sur l'écran principal qui indique les informations de vol. Le module mémorise par exemple les détections de surcharge survenues en 15 phase de vol, un écran secondaire affichant les informations relatives à ces détections. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de 20 la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, une illustration d'un instrument de secours dans son environnement opérationnel ; - la figure 2, un exemple d'affichage sur l'écran principal d'un instrument de secours ; 25 la figure 3, par un synoptique un exemple de réalisation d'un instrument de secours selon l'invention ; la figure 4, un exemple d'affichage d'une information de surcharge sur un instrument de secours selon l'invention. 30 La figure 1 illustre un instrument de secours 4 dans son environnement opérationnel. L'instrument de secours 4, encore appelé instrument combiné secours, est utilisé notamment en cas de panne des écrans de viisualisation primaires équipant le tableau de bord d'un aéronef. Ainsi, la figure 1 présente de façon schématique, à titre d'exemple, un tableau de bord 1 d'un avion de 35 ligne. Ce tableau de bord comporte deux groupes d'écrans de visualisation 2, 2906223 3 3. Chaque groupe comprend un écran présentant notamment des informations d'altitude, de vitesse et d'attitude et un écran présentant des informations de navigation. Les deux groupes 2, 3 sont identiques, l'un étant réservé au pilote et l'autre au copilote. Ces deux groupes forment les écrans 5 de visualisation primaire. L'instrument de secours 4 est placé entre ces deux groupes de visualisation primaire. L'instrument de secours de la figure 1 présente au moins des informations d'altitude, de vitesse et d'attitude de l'avion. Un instrument de secours 4, du type électronique, tel que présenté dans la 10 figure 1 équipe donc des avions de lignes. Il est équipé d'une part de capteurs de pression afin d'afficher les informations essentielles et d'autre part d'un ou plusieurs capteurs inertiels afin de fournir des informations de navigation, en particulier l'attitude de l'avion. 15 La figure 2 illustre à titre d'exemple l'écran d'affichage de l'instrument de secours 4 dans sa fonction standard. Une première zone 21 de l'écran présente l'attitude de l'avion symbolisée par ses ailes par rapport à la ligne d'horizon 211. Une deuxième zone 22 affiche la vitesse de l'avion et une troisième zone 23 affiche l'altitude de l'avion. En plus de ces trois informations essentielles, d'autres informations peuvent être présentées sur une même page. Dans l'exemple de la figure 2, une zone 24 est réservée aux informations de cap. En appuyant sur un bouton spécifique 25, une autre page peut-être affichée pour présenter par exemple des informations de navigation ou d'autres informations. En cas de défaut d'affichage des écrans de visualisation primaire 2, 3, l'écran de l'instrument de secours 4 est utilisé par les pilotes. En phase de vol, les pilotes observent néanmoins l'écran de l'instrument de secours et notent les problèmes éventuels affichés par celui-ci. La figure 3 illustre par une représentation synoptique un instrument de secours pour la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention. Un tel instrument s'intègre dans un système de secours, les composants du système étant ou non intégrés dans l'instrument de secours. Le système de secours comporte notamment au moins un capteur de pression totale 41 et un capteur de pression statique 42 pour permettre de générer des informations d'altitude et de vitesse et d'attitude de l'avion, essentielles au 2906223 4 vol. Par ailleurs, le système de secours comporte aussi un ou plusieurs capteurs inertiels 43 pour fournir des informations d'attitude de l'avion. Ces différents capteurs 41, 42, 43 peuvent être situés à l'intérieur ou à l'extérieur de l'instrument de secours. Ce dernier peut aussi recevoir des informations, 5 notamment des informations de navigation, fournies par d'autres systèmes via un bus 45, en particulier le bus avion ARINC. Les informations fournies par ces capteurs ou ce bus arrivent à des moyens de traitements 46 internes à l'instrument de secours. Ces moyens de traitement exploitent les informations issues des différents capteurs ou 1 o systèmes externes. Une fonction première d'un instrument combiné secours tel qu'illustré par les figures 1 et 2 est d'afficher sur son écran 47 les informations de vol, ces informations étant notamment l'altitude, la vitesse et l'attitude de l'avion. Ces informations sont produites de façon connue les moyens de traitement 46. 15 En particulier les moyens de traitement 46 comportent un module 401 pour calculer les différents paramètres de vol à afficher en fonction des informations reçues des capteurs, ce module mémorisant par ailleurs ces informations. Les paramètres calculés sont ensuite fournis à un module 402 de commande de l'affichage sur l'écran 47 en vue de produire les différentes 20 représentations de ces paramètres. Un instrument de secours selon l'invention comporte par ailleurs un module 403 de détection des surcharges. Ce module 403 dispose des mêmes informations que le module 401 de calcul des paramètres de vol, ces 25 informations étant issues des différents capteurs 41, 42 et en particulier du capteur inertiel 43. Le module 403 traite ces informations dans le but notamment de détecter les surcharges. Les informations de surcharge dues par exemple à un atterrissage brutal, à de fortes turbulences ou à de forts facteurs de charge sont fournies par la centrale inertielle 43. En particulier 30 une surcharge peut être détectée par un changement brusque d'attitude et plus particulièrement par un mouvement brusque de rotation ou de translation, mouvement aisément détectable par une centrale inertielle. Le module 403 est par ailleurs en mesure de corroborer ces informations de mouvements brusque avec des paramètres de vol, tels que l'altitude de 35 l'avion, sa vitesse, son inclinaison ou encore la vitesse de l'air. Le module 2906223 5 403 peut ainsi faire le lien entre un mouvement brusque de l'avion, sa situation et son environnement. Ainsi, un mouvement brusque détecté en phase d'atterrissage indique une surcharge à l'atterrissage. Le module 403 fournit l'information de détection de surcharge au module de commande 5 d'affichage 402. Il conserve par ailleurs en mémoire la détection de surcharge à l'usage des services de maintenance. La figure 4 illustre un exemple possible de l'information de détection de surcharge sur l'écran de l'instrument de secours 4. Une détection de 10 surcharge peut être affichée selon deux modes. La figure 4 présente un premier mode d'affichage où la surcharge est par exemple indiquée par un signal 51 sur l'écran principal de l'instrument de secours. Le signal 51 peut être un signal lumineux, clignotant ou pas, affichant par exemple l'information surcharge . 15 L'écran principal est l'écran qui affiche les informations standards en phase de vol. Cette alerte est par exemple disposée en bas de l'écran et n'altère pas l'affichage des informations essentielles d'altitude, de vitesse et d'attitude de l'avion. Cet affichage est un affichage en temps réel car l'alerte est produite au moment de la surcharge. Un deuxième mode d'affichage 20 présente l'information de surcharge enregistrée. Cette information, mémorisée par le module de traitement des surcharges 403 est, par exemple, présentée sur une page graphique supplémentaire de l'instrument de secours, accessible en phase de maintenance. Cette page graphique supplémentaire peut par ailleurs afficher toutes les surcharges intervenues 25 dans la dernière phase d'atterrissage mais aussi pour les phases d'atterrissage précédentes. Un instrument de secours selon l'invention permet donc notamment : de détecter les atterrissages brutaux à partir des informations dont il 30 dispose pour ses fonctions standards ; d'afficher des alertes 51 afin de fournir un élément de contrôle au pilote ; - d'enregistrer les niveaux de surcharge détectés pour les derniers atterrissages. 2906223 6 Avantageusement, la détection des surcharges est indépendante des dispositifs primaires, c'est-à-dire des écrans de visualisation primaires 2, 3 et de leurs capteurs associés. En effet, l'instrument de secours selon l'invention combine les informations de surcharge, déterminées par une accélération 5 brutale, aux informations de vol disponibles de façon autonome sur l'instrument de secours. REVENDICATIONS 1. Instrument de secours équipant le tableau de bord d'un aéronef, comportant des moyens pour calculer et afficher des informations de vol à partir de données fournies par des capteurs associés (41, 42, 43, 45) intégrés dans un système de secours, caractérisé en ce qu'il comporte un module (403) de détection de surcharge de l'aéronef à partir des données fournies pour afficher les informations de vol. 2. Instrument de secours selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module (403) de détection de surcharge utilise les informations fournies par un capteur inertiel (43), une détection de surcharge correspondant à une accélération brutale de l'aéronef combinée avec au moins une information environnementale fournie par les capteurs associés (41, 42, 43, 45). 3. Instrument de secours selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une information environnementale est l'altitude de l'aéronef. 4. Instrument de secours selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une information environnementale est la vitesse de l'aéronef. 5. Instrument de secours selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une information environnementale est l'inclinaison de l'aéronef. 6. Instrument de secours selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il affiche un signal (51) de détection de surcharge. 7. Instrument de secours selon la revendication 6, caractérisé en ce que le signal (51) est affiché sur l'écran principal qui indique les informations de vol. 8. Instrument de secours selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le module (403) mémorisant les détections de surcharge survenue en phase de vol, un écran secondaire affiche les informations relatives à ces détections.