Brevet FR2906048A1 — publié le 20080321

Procédé et dispositif de modification d'un plan de vol et notamment d'une procédure de décollage pour un aéronef La présente invention concerne l'adaptation d'un plan de vol à un changement de la piste de décollage initialement prévue, notamment, au cours de la phase de prévol pendant laquelle un aéronef se rend à sa piste de décollage après en avoir reçu la consigne de la part d'une autorité de contrôle de trafic aéroportuaire. Un plan de vol rassemble des informations sur la conduite du vol. II repose sur une séquence chronologique de points de passage ("waypoint" en anglo-saxon) repérés par leurs positions géographiques et associés à des contraintes d'origine réglementaire (altitude, cap de capture, etc.), des contraintes chronologiques (heure de passage), et des contraintes liées au type de l'aéronef et ainsi qu'à ses performances du moment. Le plan de vol est suivi, soit manuellement par le pilote de l'aéronef, soit automatiquement par un calculateur de gestion du vol FMS (acronyme de l'anglo-saxon : "Flight Management Système") qui contrôle des automatismes de pilotage (Pilote automatique ou Directeur de vol) et qui est programmé via une interface homme-machine MCDU (acronyme de l'anglo-saxon : "Multifonction Control Display Unit") permettant d'y introduire le plan de vol et d'afficher des informations sur le déroulement d'un plan de vol en cours. Dans le cas d'un aéronef appartenant à une flotte de transport d'une compagnie aérienne, l'établissement d'un plan de vol étant relativement complexe et nécessitant de tenir compte de la situation météorologique rencontrée sur le trajet, il est réalisé par des spécialistes à terre, au cours d'une étape préparatoire précédent de peu le vol. Une fois établi, il est entré dans le calculateur de gestion du vol de l'aéronef par les moyens informatiques habituels (clavier, support de mémoire amovible, transmission de données,..) qui sont également à la disposition du pilote. De manière habituelle, le premier point de passage d'un plan de vol est la piste de décollage. Il lui est associé un certain nombre de paramètres de vol fixés en fonction des performances de vol du moment de l'aéronef, qui permettent au pilote d'assurer le décollage dans des conditions optimales et au calculateur FMS de surveiller le bon déroulement du décollage en engendrant si besoin les alertes qui conviennent. A chaque piste de décollage est associée une ou plusieurs séquences de points de 2906048 2 passages obligés, accompagnés des contraintes de vol, désignées sous la dénomination de procédures de départ aux instruments SID (acronyme du terme anglo-saxon : "Standard Instrument Departure"). La densité du trafic aérien sur certains aéroports est telle que pendant 5 certaines périodes de fort trafic, les files d'attente avant le décollage sont importantes. II est alors opportun de pouvoir profiter de la disponibilité momentanée d'une autre piste de décollage afin de réduire le temps d'attente avant le décollage et de respecter les horaires prévus pour le vol. Pour modifier la piste de décollage, la seule alternative pour le pilote est de 10 redéfinir complètement la procédure de départ avec les paramètres de performance associés. Cependant il n'est pas toujours possible pour le pilote d'effectuer cette manipulation, en effet, pendant la phase précédent le décollage toute son attention est requise sur des équipements tête haute ainsi que sur la conduite de l'aéronef au roulage. Il faut par ailleurs une très 15 bonne réactivité de la part de l'équipage car le créneau de disponibilité d'une piste alternative est souvent très court. La redéfinition d'une procédure de décollage est donc, dans ces conditions, très difficile et risque de mettre en péril la sécurité du vol pendant cette phase. Le pilote peut néanmoins disposer préalablement dans le calculateur 20 FMS d'un plan de vol secondaire, comportant une piste de décollage alternative. Cependant, dans les faits, cette piste alternative est rarement celle proposée pour le décollage et les difficultés restent les mêmes. L'un des objectifs de l'invention est notamment de pallier les 25 inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de modification d'une procédure de décollage d'un plan de vol initial. Un plan de vol comporte notamment : • une procédure de décollage initiale comportant une piste de décollage associée à une procédure SID, signifiant procédure de 30 départ aux instruments, • une ou plusieurs routes décrites par des points de passage. Le procédé selon l'invention peut comporter plusieurs étapes successives dont : 2906048 3 • une première étape de saisie d'au moins une procédure de décollage optionnelle, une procédure de décollage comportant au moins une piste de décollage et une procédure SID associée, • une deuxième étape de sélection d'une procédure de décollage parmi 5 les procédures de décollage optionnelles, • une troisième étape d'activation de la procédure de décollage sélectionnée. Le procédé selon l'invention peut également comporter une étape de vérification des procédures de décollage optionnelles saisies. 10 L'étape de saisie du procédé selon l'invention peut aussi permettre de modifier et/ou de supprimer une ou plusieurs procédures de décollage optionnelles préexistantes. Un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut par exemple comporter des moyens : 15 • de saisie d'un plan de vol initial, • de saisie de procédures de décollage optionnelles, • de vérification des procédures de décollage saisies, • de sélection d'une procédure de décollage optionnelle, • d'activation de la procédure de décollage optionnelle choisie, 20 • d'affichage de la trajectoire du plan de vol initial et des trajectoires des procédures de décollage optionnelles, • de modification, de suppression des procédures de décollage optionnelles préexistantes, • de transmission des procédures de décollage optionnelles via une 25 liaison de données opérationnelle entre l'aéronef et sa compagnie aérienne, • d'aide à la saisie des procédures de décollage optionnelles. Grâce aux procédé et dispositif selon l'invention, plusieurs 30 procédures de décollage optionnelles peuvent être saisies de façon anticipée et simple. Parmi les procédures de décollage optionnelles, celle finalement choisie est activable rapidement ce qui permet d'accroître la réactivité de l'équipage lors de la redéfinition de la procédure de décollage initiale. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent également d'augmenter la 2906048 4 sécurité du vol, d'optimiser ses performances, et ainsi de limiter la consommation de carburant de l'aéronef. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 5 à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1 : un schéma d'architecture d'un système de gestion de plan de vol connu ; • la figure 2 : une interface de saisie des procédures optionnelles 10 de décollage selon l'invention ; • la figure 3 : une interface de saisie des données relatives à une procédure de décollage optionnelle selon l'invention ; • la figure 4 : un exemple de prise en compte d'une procédure de décollage optionnelle dans un plan de vol selon l'invention; 15 • la figure 5 : une interface de présentation et d'activation d'une procédure de décollage optionnelle selon l'invention; • la figure 6 : un synoptique des phases successives du procédé selon l'invention. 20 La figure 1 présente un exemple de schéma d'architecture d'un système de gestion de plan de vol. Ce système de gestion embarqué à bord d'un aéronef comporte entre autres un module de type Multifunction Control Display Unit 10 ou MCDU. Le MCDU 10 est un dispositif intégré comportant un écran et un clavier assez répandu en avionique. Ce module 25 permet notamment de saisir toutes les données relatives au plan de vol comme par exemple la procédure de décollage. II offre aussi une interface permettant de visualiser les informations relatives au plan de vol. Les données relatives au plan de vol saisies au moyen du MCDU 10 sont ensuite transmises à un calculateur FMS 11 de gestion de vol afin 30 qu'il établisse la trajectoire du plan de vol en tenant compte de données aéronautiques stockées dans une base de données BD 12. Cette trajectoire est ensuite diffusée au MCDU 10 pour un affichage alphanumérique sous la forme d'une liste de points de passage associés à des paramètres de vol. Les trajectoires peuvent également être affichées de manière graphique par un ou plusieurs afficheurs 13, 14, soit sur une vue de dessus pour visualiser le profil latéral du vol, soit sur une vue en coupe afin de voir le profil vertical 2906048 5 du vol, soit encore en trois dimensions. On peut par exemple utiliser un afficheur 13 pour représenter le profil vertical de la trajectoire et un autre afficheur 14 pour représenter le profil horizontal. 5 La figure 2 représente un exemple de panneau de saisie 21 de procédures de décollage actives, ou ACTIVE F-PLN DEPARTURE, tel qu'il peut être présenté au pilote à bord de l'aéronef. Ce panneau 21, ainsi que ceux présentés sur les figures 3 et 5, peut par exemple être affiché sur l'écran d'un MCDU 10. 10 Le panneau 21 permet au pilote de choisir une piste de décollage RWY, acronyme du terme anglo-saxon runway , et les procédures de décollage associées pouvant comporter une SID, où Standard Instrument Departure signifiant procédure de départ aux instruments, et éventuellement une TRANS, ou procédure de transition, et être intégrées au 15 plan de vol actif. Ce panneau 21 permet également d'introduire les procédures optionnelles de décollage dans le calculateur FMS 11 ou de modifier des procédures optionnelles de décollage déjà introduites. Cela peut se faire par exemple au moment de la préparation du vol. De plus, pendant la phase de préparation du vol, toutes les vérifications nécessaires des 20 procédures saisies peuvent être réalisées, le pilote n'étant pas occupé à d'autres tâches. Le panneau 21 présente plusieurs cadres : un premier cadre 22 nommé SELECTED DEPARTURE, ce qui signifie départ sélectionné , présente la procédure de décollage initiale du plan de vol. Une série de 25 boutons 23 permet de préciser certains paramètres de la procédure de décollage initiale du plan de vol. Un deuxième cadre 24 nommé OPTIONNAL DEPARTURE, ce qui signifie départ optionnel , présente les différentes procédures optionnelles saisies par le pilote. Ce panneau 21, ainsi que les panneaux représentés sur les 30 figures 3 et 5, est une interface homme machine, il permet à la fois de consulter des informations et de les modifier. Chaque champ de ce panneau possède une étiquette qui le désigne comme par exemple RWY et une valeur qui est en général précisée à côté ou sous l'étiquette, comme par exemple 15R. Dans notre exemple, ceci signifie que le nom de la piste ou 35 RWY est 15R. 2906048 6 Le premier cadre 22, SELECTED DEPARTURE, permet de présenter au pilote la procédure de décollage renseignée dans le plan de vol actif, qui correspond au plan de vol initialement préparé. Le cadre 22 renseigne notamment le pilote sur : 5 • un aéroport de départ par un champ FROM, • la piste de décollage initiale par un champ RWY, • une longueur de la piste initiale par un champ LENGTH (ou longueur en français), • une orientation précise de la piste par un champ CRS 10 acronyme du terme anglo-saxon course , • une procédure de dégagement d'urgence par un champ EOSID acronyme anglo-saxon pour Engine Out Standard Instrument Departure , • une fréquence d'émission de la balise relative à la piste par un champ FREQ/CHAN acronyme anglo-saxon pour Frequency/Channel , • la procédure de départ standard aux instruments par un champ SID, • ainsi qu'éventuellement la procédure de transition entre la procédure SID et la première route ou RWY du plan de vol par un champ TRANS. La procédure de décollage du plan de vol actif peut être notamment modifiée par l'intermédiaire des boutons 23 qui permettent au pilote de sélectionner : 25 • une piste en cliquant sur le bouton RWY et en sélectionnant l'une des pistes proposées par le système, • une procédure SID en cliquant sur le bouton SID et en sélectionnant l'une des SID proposées par le système, et • éventuellement une procédure TRANS en cliquant sur le 30 bouton TRANS et en sélectionnant l'une des TRANS proposées par le système. Une fois la piste sélectionnée, l'interface propose avantageusement au pilote des procédures SID compatibles avec la piste choisie. De même lorsque la procédure SID est définie, l'interface propose des procédures TRANS 35 compatibles avec la SID sélectionnée. 15 20 2906048 7 Le deuxième cadre 24, OPTIONAL DEPARTURE, présente la liste des procédures optionnelles de décollage préalablement renseignées. Chaque ligne 25 représente une procédure optionnelle de décollage. Pour chaque procédure de décollage optionnelle figurent les champs : piste ou 5 RWY, procédure SID associée, procédure de transition éventuelle ou TRANS et procédure de dégagement d'urgence EOSID. Chaque procédure optionnelle de décollage peut être : • créée, en sélectionnant par exemple le bouton DEFINE signifiant définir, sur une ligne vierge, 10 • modifiée, en sélectionnant par exemple le bouton MODIFY sur la ligne concernée, • supprimée en sélectionnant par exemple le bouton DELETE, signifiant supprimer, sur la ligne concernée. 15 La figure 3 représente le panneau 31, nommé OPT. DEPARTURE DATA, permettant la saisie d'informations complémentaires sur les performances de l'aéronef associées à une procédure de décollage optionnelle. Le pilote peut par exemple accéder à ce tableau en sélectionnant le bouton MODIFY ou DEFINE correspondant à la procédure 20 optionnelle choisie présentée sur le panneau 21 de la figure 2. Le panneau 31 peut comporter deux cadres 32, 33. Un premier cadre 32 présente les même informations que le cadre 22, nommé SELECTED DEPARTURE, présenté sur la figure précédente. Ce cadre 32 permet notamment de présenter : la piste RWY ainsi qu'une 25 procédure SID et une procédure de transition TRANS, pour une procédure de décollage optionnelle. Les boutons 34 permettent, comme sur le panneau 22 représenté sur la figure 2, de sélectionner : une piste RWY, une procédure SID et une éventuelle procédure de transition TRANS en cliquant sur le bouton 30 correspondant. Pour chaque procédure choisie le calculateur FMS propose les procédures compatibles avec les procédures déjà renseignées : par exemple, le système peut proposer une SID si la piste a déjà été sélectionnée ou une TRANS si la SID a déjà été sélectionnée. Un deuxième cadre 33 nommé TAKE OFF PERF DATA, ce qui 35 signifie donnée de performance pour le décollage, permet au pilote de saisir 2906048 8 toutes les informations relatives aux performances courantes de l'aéronef et applicables à la phase de décollage, comme par exemple les vitesses V1, V2, V3 qui correspondent aux vitesses devant être atteintes pendant les différentes phases du décollage. 5 Une fois toutes les pistes et procédures optionnelles complétées, le calculateur FMS 11 peut proposer une mise à jour du plan de vol comportant un point éventuel de convergence avec la suite du plan de vol initialement prévu. 10 La figure 4 présente un exemple de modification de la procédure de décollage initiale 41. La procédure initiale, représentée sous la forme d'une liste, se compose d'une piste nommée RWY09R, et d'une série de point de passages 43 comportant une procédure SID nommée AGO1GK. Le pilote saisit une nouvelle procédure optionnelle de décollage 42 15 présentée sous la forme d'une liste de points de passages 44. Cette nouvelle procédure de décollage utilise une nouvelle piste nommée RWY08L. Le système propose alors une procédure SID par défaut : la procédure SID AGO1 HL. Le premier point de passage commun entre la procédure SID et le plan de vol initial est le point PG101, la convergence entre le plan de vol actif 20 et la procédure optionnelle de décollage s'effectue donc par défaut au point PG101. Le système propose donc ici une solution simple afin d'assurer la continuité du plan de vol dans le cas d'un changement de piste de décollage de dernière minute. 25 La figure 5 présente un exemple d'un panneau d'affichage 51 d'un plan de vol comportant une procédure de décollage optionnelle. Une fois la piste et les procédures associées enregistrées par le calculateur FMS, le pilote a la possibilité de consulter un plan de vol comprenant la totalité d'une procédure optionnelle, depuis la piste de décollage jusqu'au point de 30 convergence avec le plan de vol actif sous la forme d'une liste 52 de points de passage. La figure 5 présente un cas de discontinuité 53, noté DISCONTINUITY, avec la suite du plan de vol initial. En effet, suite à un remplacement de la procédure de décollage initiale par une procédure 35 optionnelle de décollage, le calculateur FMS n'est pas toujours en mesure 2906048 9 d'assurer automatiquement la transition entre la procédure optionnelle de décollage et la suite du plan de vol actif. Le calculateur FMS peut alors proposer une transition entre la procédure de décollage optionnelle et le plan de vol actif par l'intermédiaire d'une discontinuité 53. Cette discontinuité 53 5 n'empêche pas la procédure optionnelle d'être activable et suivie par l'avion jusqu'au point de discontinuité. A partir de ce point de discontinuité, le système de suivi du plan de vol peut se débrayer, n'étant plus en mesure d'assurer la continuité du suivi du plan de vol. Le pilote a la possibilité de supprimer cette discontinuité dans le plan de vol en modifiant le plan de vol ~o proposé. Il peut par exemple ajouter ou supprimer des points de passage pour éventuellement raccorder la procédure optionnelle de décollage au plan de vol actif. Le panneau 51 possède en outre un cadre 54 qui permet notamment au pilote de sélectionner la procédure optionnelle qu'il souhaite 15 afficher via le menu déroulant nommé OPTIONAL DEPARTURE, signifiant départ opérationnel. Il peut également quitter le panneau 51 grâce au bouton RETURN pour revenir au panneau 21 représenté sur la figure 2. L'activation d'une piste optionnelle affichée sur le panneau 51 peut être effectuée par le pilote. Cette activation se fait à partir du panneau 51 en 20 sélectionnant par exemple le bouton d'insertion ou INSERT pour construire un plan de vol temporaire qui inclut la nouvelle procédure de décollage, remplaçant ainsi la procédure de décollage initiale dans le plan de vol. L'activation du plan de vol temporaire par le pilote valide ensuite la modification de la procédure de décollage initiale et permet au système FMS 25 de recomposer le plan de vol actif. La figure 6 présente un exemple de mise en oeuvre des différentes étapes du procédé selon l'invention. Pendant une première phase 60 de préparation du vol, le plan de vol initial peut être saisi sur le MCDU 10, 30 d'après le plan de vol fourni par la compagnie aérienne, au cours d'une première étape 61. Le plan de vol principal saisi, une deuxième étape 62 peut permettre de saisir les pistes et procédures de décollage optionnelles par l'intermédiaire des panneaux 21, 31 présentées sur les figures 2, 3. Les procédures optionnelles ainsi saisies peuvent être par exemple transmises à 35 la compagnie aérienne par l'intermédiaire d'une messagerie de type AOC, 2906048 10 acronyme du terme anglo-saxon Airline Operationnal Communication , en utilisant par exemple les champs libres présents dans les messages dédiés aux plans de vol. L'étape suivante 63 est une étape permettant la vérification des 5 procédures saisies. Cette vérification est effectuée par le FMS 11 pour partie et par le pilote qui peut visualiser graphiquement la trajectoire du plan de vol saisi. Le pilote peut par exemple visualiser sur un même écran 13, représenté sur la figure 1, la trajectoire du plan de vol initial ainsi que les trajectoires des procédures optionnelles de décollage. Cet affichage permet 10 de vérifier la convergence des différentes procédures de décollage optionnelles avec la suite du plan de vol initial. Le pilote peut également vérifier la continuité entre la procédure de décollage saisie et la suite du plan de vol grâce au panneau 51 représenté figure 5. Pendant la phase de roulage 64 précédant le décollage le pilote, 15 lorsqu'il en reçoit l'ordre par le contrôle aérien au sol, peut être amené à changer de piste de décollage et donc de procédure de décollage initiale. II suffit alors au pilote, au cours d'une étape 65, de consulter l'ensemble des procédures optionnelles préalablement saisies via le panneau 21 représenté sur la figure 2, puis par exemple de sélectionner une procédure optionnelle 20 via le bouton MODIFY correspondant à la procédure optionnelle choisie. Le pilote accède alors au panneau 51 représenté sur la figure 5. II ne lui reste plus qu'à sélectionner le bouton ENABLE du panneau 51 afin de remplacer la procédure de décollage initiale du plan de vol par la procédure optionnelle choisie. L'étape suivante 66 est la construction par le calculateur FMS d'un 25 plan de vol temporaire comportant la procédure optionnelle choisie. Ce plan de vol temporaire peut être activé par le pilote dans une autre étape 67. Le plan de vol temporaire remplace alors la partie du plan de vol initial comportant la procédure de décollage dans le calculateur FMS et la procédure de décollage sélectionnée est ainsi activée. Le plan de vol actif 30 incluant la nouvelle procédure optionnelle est alors mis à disposition du pilote, via le MCDU 10, et des autres systèmes embarqués comme le pilote automatique. Le procédé selon l'invention possède de nombreux avantages, 35 parmi ceux-ci, le fait de pouvoir anticiper les changements de piste de 2906048 11 décollage permet au pilote d'être très réactif lorsqu'il s'agit de modifier la piste et procédure de décollage initiale. Une vérification de toutes les procédures optionnelles saisies peut être effectuée pendant la phase de préparation du vol afin d'éliminer tout problème de trajectoire. Les 5 manipulations de sélection et d'activation d'une nouvelle procédure de décollage sont avantageusement réduites et rapides, toujours dans l'optique de faire gagner du temps au pilote au cours d'une phase pendant laquelle son attention doit se porter sur les équipements de vol tête haute ou sur la verrière afin de diriger l'aéronef au roulage et non sur le MCDU 10. 10 Les différentes procédures optionnelles de décollage saisies peuvent être avantageusement vérifiées et prises en compte par le FMS 11 afin d'optimiser les performances de l'aéronef en vu d'économiser le carburant durant cette phase de décollage. Avantageusement aussi, les panneaux des interfaces proposées 15 reprennent les même éléments que le panneau de saisie de la procédure de décollage initiale, ce qui n'engendre pas de difficultés de manipulation particulière pour appréhender ce nouveau procédé et dispositif. Le système FMS 11 n'a besoin de gérer qu'un seul plan de vol actif, chaque procédure optionnelle étant rattachée avantageusement au 20 plan de vol principal. Ceci permet d'optimiser les calculs effectués ainsi que la gestion des données par rapport à une solution selon l'art antérieur qui consistait à prendre en compte plusieurs plans de vol différents. 25 REVENDICATIONS 1. Procédé de modification d'une procédure de décollage d'un plan de vol initial, ledit plan de vol comportant : • une procédure de décollage initiale comportant une piste de décollage associée à une procédure SID, signifiant procédure de départ aux instruments, • une ou plusieurs routes décrites par des points de passage, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs étapes successives : • une première étape (62) de saisie d'au moins une procédure de décollage optionnelle, une procédure de décollage comportant au moins une piste de décollage et une procédure SID associée, • une deuxième étape (65) de sélection d'une procédure de décollage parmi les procédures de décollage optionnelles. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième étape (67) d'activation de la procédure de décollage sélectionnée. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce qu'il comporte une étape (63) de vérification des procédures de décollage optionnelles saisies. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé que l'étape de saisie permet également de modifier et/ou de 25 supprimer une ou plusieurs procédures de décollage optionnelles préexistantes. 5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens : 30 • de saisie d'un plan de vol initial, • de saisie de procédures de décollage optionnelles, • de vérification des procédures de décollage saisies, • de sélection d'une procédure de décollage optionnelle, • d'activation de la procédure de décollage optionnelle choisie. 2906048 13 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'affichage de la trajectoire du plan de vol initial et des trajectoires des procédures de décollage optionnelles. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de modification, de suppression des procédures de décollage optionnelles préexistantes. 10 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transmission des procédures de décollage optionnelles via une liaison de données opérationnelle entre l'aéronef et sa compagnie aérienne. 15 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'aide à la saisie des procédures de décollage optionnelles. 5