Brevet FR2898672A1 — publié le 20070921

PROCEDE D'AIDE A LA NAVIGATION D'UN AERONEF AVEC UNE MISE A JOUR DU PLAN DE VOL L'invention concerne l'aide à la navigation d'un aéronef et plus particulièrement la gestion du plan de vol à bord. On rappelle qu'un aéronef est équipé d'un système d'aide à la navigation ( FMS acronyme de l'expression anglo-saxonne Flight Management System). Celui-ci échange des informations diverses avec le sol et avec d'autres équipements de l'aéronef. Il communique avec l'équipage de l'aéronef par l'intermédiaire d'interfaces homme-machine. Le système d'aide à la navigation assiste l'équipage dans la programmation du plan de vol avant le décollage et dans le suivi de la trajectoire du plan de vol depuis le décollage jusqu'à l'atterrissage. Son assistance dans la programmation du plan de vol consiste d'une part à tracer dans les plans horizontal et vertical, un squelette de trajectoire formé d'une succession de points de passage ( WP ou point de passages en anglais) associés à diverses consignes de vol telles que des consignes d'altitude, de vitesse, de cap ou autres et d'autre part à calculer, également dans les plans horizontal et vertical, la trajectoire que devra suivre l'aéronef pour remplir sa mission. Lors de la préparation de la programmation du plan de vol, l'équipage entre dans le système d'aide à la navigation:, d'une manière explicite ou implicite, les coordonnées géographiques des points de passage et les consignes de vol qui leur sont associées, et obtient du système d'aide à la navigation un squelette de trajectoire, une trajectoire dle vol et un plan de vol. La trajectoire est construite à partir d'un chaînage de segments reliant deux à deux les points de passage depuis le point de départ jusqu'au point de destination et d'arcs de cercle, à la fois pour assurer les transitions de cap entre segments au niveau des points de passage et pour suivre certains segments courbes. Le squelette de trajectoire et la trajectoire sont affichés sur un écran de navigation pour permettre à l'équipage de vérifier leur pertinence. Le plan de vol comprend les trajectoires horizontale et verticale assorties des consignes de vol ( clearance en anglais). La trajectoire verticale est généralement désignée profil vertical. Avant le décollage, le plan de vol à bord de l'aéronef et celui de l'autorité de contrôle aérien ou ATC (acronyme de l'expression anglo-saxonne Air Traffic Control ) sont identiques. Pendant le vol, des événements imprévus surviennent qui vont modifier le plan de vol. Il s'agit par exemple de changements de météo, de trafic, voire des pannes à bord, etc. Ces événements sont communiqués à l'ATC lorsqu'elle n'en a pas elle-même connaissance. L'ATC peut alors transmettre à un système de communication sol/bord ( CMU acronyme de l'expression anglo-saxonne Communication Management Unit ) relié au FMS, de nouvelles consignes de vol prenant en compte ces événements à travers par exemple une liaison numérique C/P-DLC (acronyme de l'expression anglo-saxonne Controler/Pilot - Data Link Communication ). L'équipage prend connaissance de ces nouvelles consignes par l'intermédiaire d'une interface homme-machine du FMS ou de la CMU. On distingue les consignes de vol avec ou sans impact sur le plan de vol. Parmi les consignes ayant un impact sur le plan de vol certaines peuvent être réalisées automatiquement dans le FMS via des fonctions existantes, mais ne sont en réalité réalisées par le FMS que manuellement, à la demande du pilote. Ces consignes de vol sont par exemple : - modification d'une partie du plan de vol, notification à l'ATC de l'état de l'aéronef, action conditionnelle par laquelle l'ATC demande de réaliser une action lorsqu'une condition est remplie. Les consignes conditionnelles sont de 3 types : - AT [position] PERFORM [action à réaliser], le paramètre [position] représentant une position géographique, - AT [time] PERFORM [action à réaliser], le paramètre [time] représentant une heure, - AT [altitude] PERFORM [action à réaliser], le paramètre [altitude] représentant une altitude définie selon divers formats. L'action à réaliser est de type CLIMB (monter), DEV'IATE (dévier), REDUCE SPEED TO (réduire la vitesse), etc.35 Dans le cas d'une action conditionnelle, seule la partie condition c'est-à-dire la partie AT [paramètre], est actuellement (ie depuis 2000, dans le cadre de l'implémentation dite FANS 1/A) transmise au FMS pour être surveillée mais la partie action n'est pas transmise au FMS. Lorsque cette action est transposable par une fonction du FMS, elle est activée par le pilote qui modifie manuellement le 'plan de vol FMS pour réaliser la partie action de la consigne de vol, lorsque l'équipage est informé par le FMS que la condition est remplie. Le FMS effectue alors une mise à jour des prédictions sur le plan de vol et la trajectoire modifiée en conséquence. Mais la plupart des actions à réaliser ne sont pas transposables par une fonction du FMS. Parmi celles-ci on distingue celles qui sont liées à un point flottant des trajectoires horizontale et/ou verticale. On désigne par point flottant d'une trajectoire un point dont les coordonnées géographiques ne sont pas figées c'est-à-dire dont les coordonnées en latitude et longitude ne sont pas fixées, par opposition aux points dont les coordonnées sont figées telles que celles d'une ville. Dans la suite, on s'intéresse aux actions conditionnelles liées à un point flottant de la trajectoire, représenté par une donnée temporelle aussi désignée date. Ces consignes de vol sont regroupées dans un document normatif de l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale (OACI), connu sous le nom de SARPS ATN ou Doc9705). Les systèmes FMS actuels ne permettent pas de gérer des consignes consistant à effectuer des modifications latérales ou verticales sur 25 une position flottante définie par sa date. Sur ordre du pilote, la trajectoire modifiée peut être activée en trajectoire FMS de référence et transmise au dispositif de guidage de l'aéronef ( FGS pour Flight Guidance System , regroupant entre autres le pilote automatique et l'automanette) et à l'ATC via l'interface de 30 communication CMU. Le FMS et l'ATC disposent alors du même plan de vol. Lorsque cette action n'est pas transposable par une fonction du FMS, elle est effectuée manuellement par le pilote, soit en agissant directement sur les commandes de vol, soit en agissant sur le pilote automatique et l'automanette. Qu'une consigne soit ou non transposable par le FMS, l'intervention du pilote pour l'effectuer présente plusieurs inconvénients : -l'interprétation de la consigne peut varier d'un équipage à l'autre en raison notamment de la compréhension de la langue utilisée, de la qualité de réception de l'instruction, ..., une mise en oeuvre de la consigne, variable d'un équipage à l'autre, - une incohérence entre le plan de vol à bord et celui dont dispose l'ATC, - une sortie du mode FMS pour passer en mode dit sélection lors de la réalisation de la consigne qui engendre une incohérence entre ce que le radariste au sol constate par rapport à ce qui était prévu dans le plan de vol. Le but de l'invention est de permettre de gérer le plan de vol et 15 l'exécuter à bord en évitant ces inconvénients et notamment de permettre que l'ATC et le FMS disposent en permanence du même plan de vol. L'invention concerne un procédé d'aide à la navigation d'un aéronef comportant une étape de mise à jour d'un plan de vol qui comprend 20 une trajectoire latérale et un profil vertical associés à des consignes de vol, le plan de vol étant mis à jour en fonction d'une nouvelle consigne provenant d'une autorité de contrôle aérien et reçue à bord par un système de communication sol/bord. Il est principalement caractérisé en ce que la consigne comprend une action conditionnelle sur le plan de vol liée à un 25 point flottant de la trajectoire latérale et/ou du profil vertical, défini par une contrainte temporelle de l'aéronef, et en ce que la mise à jour est directement effectuée au moyen d'un système de gestion de vol dit FMS relié au système de communication. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement un exemple de calculateur FMS, la figure 2 illustre schématiquement la consigne de la forme STEP ALT OF Nd AT Hd , la figure 3 illustre schématiquement la consigne de la forme STEP ALT OF Nd BY Hd , les figures 4a et 4b illustrent schématiquement la consigne de la forme ALT CSTR Nd AT Hd , respectivement en phase de montée et de descente, les figures 5a et 5b illustrent schématiquement la consigne de la forme ALT CSTR Nd BY Hd , respectivement en phase de montée et de 1 o descente, la figure 6 illustre schématiquement la consigne de la forme OFFSET (Dd, Ad) AT Hdl TO Hd2 . Un calculateur FMS 10 représenté figure 1, comporte de manière 15 classique une unité centrale 101 qui communique avec une interface d'entrée-sortie 106, une mémoire de programme 102, une mémoire de travail 103, une mémoire de stockage de données 104, des circuits 105 de transfert de données entre ces divers éléments. L'interface d'entrée-sortie 106 est reliée à divers dispositifs tels qu'une interface homme-machine 107, 20 des capteurs 108, .... Cette interface homme-machine 107 permet de saisir une consigne manuellement ou par la liaison de données numériques ; la consigne est traitée par le FMS. Une table de performance, spécifique de l'aéronef, et les trajectoires horizontale et verticale de plan de vol sont stockées dans la mémoire de données. Dans la table de performance, on 25 trouve les performances et limitations de l'aéronef, par exemple les limitations en vitesse, en pente de l'aéronef, son altitude maximale, sa vitesse de décrochage, sa consommation, son rayon de virage, son roulis, etc. Ce calculateur FMS 10 est relié à un système de communication 30 sol/bord 20 qui est lui-même relié à l'ATC 30 par une liaison 40 numérique C/P-DLC. De nouvelles fonctions FMS liées à des consignes relatives à un point flottant en temps provenant de l'ATC sont créées dans la mémoire de programme 102. Avant de décrire ces nouvelles fonctions, on rappelle quelques définitions. L'altitude A/C Alt est l'altitude de l'aéronef. L'altitude ARR Alt est l'altitude de l'aéroport d'arrivée. Le niveau Min_level_cruise est un niveau minimum tel qu'une descente vers un niveau supérieur à ce niveau minimum est interprétée comme un STEP DESCENT en croisière et une descente vers un niveau inférieur à ce niveau minimum est interprétée comme une contrainte de phase de descente. Typiquement on a Min_level_cruise égale à FL250, c'est-à-dire 25000 ft au dessus de l'isobare 1013.25 hPA. Un point de passage est un point dont les coordonnées en latitude et longitude sont fixées. Les points suivants sont des pseudo-points de passage caractéristiques des paliers de la phase de vol de croisière. S/C (ou Start of Climb) est le point de début de montée pour passer d'un palier à un autre. T/C (ou Top of Climb) est le point de fin de montée pour passer d'un palier à un autre. S/D (ou Start of DES) ou T/D (ou Top of DES) est le point de 20 début de descente pour passer d'un palier à un autre. La vitesse longitudinale dite GREEN DOT est la vitesse assurant la meilleure finesse en configuration lisse c'est-à-dire lorsque les becs et les volets de l'aéronef sont rentrés. On rappelle que le vecteur vitesse de 25 l'aéronef comprend deux composantes, la vitesse longitudinale ( speed en anglais) et la vitesse verticale dite aussi taux de montée ( vertical rate en anglais) respectivement considérées dans un plan horizontal et dans la direction verticale, perpendiculaire à ce plan. On désigne VS(GREEN DOT) le taux de montée résultant d'une tenue de la vitesse longitudinale GREEN 30 DOT à poussée constante; plus généralement on désigne VS (vitesse longitudinale déterminée), le taux de montée résultant d'une vitesse longitudinale et d'une poussée déterminée et VL (taux de montée déterminé), la vitesse longitudinale résultant d'un taux de montée et d'une poussée déterminés. On désigne par VMO/MMO le couple de vitesse longitudinale et mach maximaux. On désigne par Time Marker un pseudo point de passage qui est un point flottant, de format HHMMSS, affiché sur la trajectoire à l'endroit où l'heure HH :MM :SS sera atteinte. Un point de passage ou Fix est un point dont les coordonnées en Latitude/Longitude sont fixées. Un Leg est un élément du plan de vol décrivant la manière de rejoindre un point de passage si la terminaison du leg est un Fix , ou l'événement qui est la terminaison du leg (altitude, interception de leg suivant). Ces notions sont décrites dans le document normatif aéronautique Arinc 702A. Le paramètre Nd est constitué d'une valeur numérique et d'une référence. On considère à présent les consignes suivantes. La consigne atteindre un niveau déterminé Nd à une date déterminée Hd ou "STEP ALT OF Nd AT Hd", permet d'effectuer une montée ou une descente lors de la phase de croisière, vers un nouveau niveau Nd assigné par l'ATC, à une heure donnée Hd. Il s'agit donc d'un STEP flottant dont le point d'initiation évolue en fonction du calcul des prédictions. Pour mettre en oeuvre cette consigne illustrée figure 2, la mise à jour du plan de vol qui comprend des segments consiste à introduire dans le plan de vol du FMS le programme suivant qui stabilise le profil et permet d'éviter des recalculs intempestifs de prédictions. Il comprend une étape d'initialisation et une étape de traitement cyclique. Initialisation : Sauvegarder le plan de vol dans un plan de vol de référence FPLN 30 REF. Créer dans le plan de vol un pseudo point de passage de type Time Marker dont le paramètre HHMMSS est égal au paramètre Hd. Si Time Marker appartient au segment de croisière, alors Création d'un point d'initiation du STEP : Les segments de croisière étant rectilignes aux transitions près (ie aux virages liés au passage d'un segment à un autre, à un point de passage donné, par ex TOTO), on applique l'algorithme suivant : Si le point défini par ses coordonnées géographiques telles que 5 latitude et longitude, est sur la transition liée au point TOTO, alors on prend TOTO comme point d'initiation du STEP. Sinon (on est sur les parties rectilignes) on crée un point défini par ses coordonnées géographiques telles que latitude et longitude, dont les coordonnées sont égales à celles du pseudo 1 o point de passage Time Marker. Cela permet de conserver la même trajectoire latérale que celle du plan de vol FPLN REF et donc de ne pas modifier la trajectoire latérale. Il n'est pas nécessaire de placer une contrainte de temps égale au 15 paramètre Hd sur ce point d'initiation du STEP, car à ce stade, il n'y a pas de modification du profil vertical car il n'y a pas de temps à rattraper ou à gagner puisqu'on a mis sur le point une contrainte de temps égale à la prédiction horaire sur le point. 20 Créer un STEP ALT sur le point d'initiation, avec comme valeur de palier le paramètre Nd. Si le STEP ALT est correctement inséré dans le plan de vol, alors On accepte la demande. 25 Sinon on rejette la consigne par un message UNABLE vers l'ATC ; le STEP est rejeté lorsque la croisière restante est trop courte voire inexistante, ou le palier non atteignable compte tenu des performances de l'aéronef. Finsi 30 Sinon on rejette la consigne par un message UNABLE vers l'ATC. Finsi Traitement cyclique : 35 Effectuer à chaque cycle de prédiction les opérations suivantes : Calculer l'écart DeltaT1 entre l'heure prédite au point d'initiation du STEP et le paramètre Hd : DeltaT1 = Hd ù Heure prédite au point d'initiation. Calculer le temps nécessaire DeItaT2 pour rejoindre le point d'initiation du STEP en partant de l'heure courante : DeltaT2 = Heure prédite au point d'initiation ù heure courante 10 Si IlDeltaT1II Initialisation : Sauvegarder le plan de vol dans un plan de vol de référence FPLN REF. Créer dans le plan de vol un pseudo point de passage de type Time Marker dont le paramètre HHMMSS est égal au paramètre Hd. Si Time Marker appartient au segment de croisière, alors connaissant les performances de montée ou descente de l'aéronef prédites sur le segment de croisière, on détermine le point auquel il faut commencer à monter ou descendre pour rejoindre le niveau Nd, c'est-à-dire le point d'initiation du STEP : Enregistrer le niveau de croisière au Time Marker : CRZ FL TM Déterminer l'écart entre ce niveau et le nouveau niveau à atteindre : 30 DeltaH = Nd ù CRZ FL TM Si DeltaH = 0 alors Aucun changement, accepter la demande Sinon si DeltaH Traitement cyclique : Effectuer à chaque cycle de prédiction les opérations suivantes : Calculer l'écart DeltaT1 entre l'heure prédite au point de terminaison du STEP et le paramètre Hd : DeltaT1 = Hd ù Heure prédite au point de terminaison 30 Calculer le temps nécessaire DeltaT2 pour rejoindre le point d'initiation du STEP en partant de l'heure courante : DeltaT2 = Heure prédite au point d'initiation ù heure courante Si JiDeltarl Il Sinon (If DeltaTl Il est important) Effacer le STEP. Recalculer le STEP : Si DeltaH = 0 alors Aucun changement, accepter la demande Sinon si DeltaH On choisit par exemple VS = -1000 ft/min Connaissant le taux de descente VS, calculer le temps nécessaire pour effectuer la descente : T = DeltaH / VS Créer un pseudo point de passage Time Marker au temps Hd ù T. Créer un point défini par ses coordonnées géographiques (telles que latitude et longitude) à l'emplacement du Time Marker (ou sur le point de transition si le Time Marker est dans un virage) et introduire un STEP DES vers le nouveau niveau Nd à ce point. Sinon STEPà créer = STEP CLIMB Générer une montée avec une vitesse longitudinale SPEED assurée par l'assiette et une poussée moteur assurée par l'automanette des gaz. On obtient par les tables de performance une vitesse verticale 5 résultant de la tenue de vitesse/poussée : VS Connaissant le taux de montée VS, calculer le temps nécessaire pour effectuer la descente : T = DeltaH / VS Créer un pseudo point de passage Time Marker au temps [rime] - T. Créer un point défini par ses coordonnées géographiques (telles que 10 latitude et longitude) à l'emplacement du Time Marker (ou sur le point de transition si le Time Marker est dans un virage) et introduire un STEP CLIMB vers le nouveau niveau Nd à ce point. Finsi Finsi 15 La consigne atteindre un niveau déterminé Nd à une date déterminée Hd ou "ALT CSTR Nd AT Hd", permet d'insérer une contrainte d'altitude lors d'une phase de montée ou de descente de sorte à commencer à monter ou descendre à une heure donnée et à effectuer un palier ensuite. 20 Le point défini par cette heure Hd est donc un point flottant. Pour mettre en oeuvre cette consigne illustrée figure 4a en phase de montée et 4b en phase de descente, la mise à jour du plan de vol qui comprend des segments, consiste à introduire dans le plan de vol du FMS le programme suivant . Hypothèses : 25 Le niveau Nd est inférieur au premier niveau de croisière (sinon, il s'agit de l'algorithme STEP ALT OF Nd AT Hd) Le niveau Nd est provisoire. En effet, en montée, l'aéronef devra in fine rejoindre son niveau de croisière, et en descente rejoindre la piste. Pour ce faire, on fixera la longueur Lpalier ou la durée Tpalier du palier et on la 30 fera glisser en fonction de l'avancement de l'aéronef sur le plan de vol. Dans le programme ci-dessous, on travaille en distance, avec Lpalier. Le même programme peut être utilisé en travaillant en temps avec Tpalier. 35 Initialisation : Sauvegarder le plan de vol dans un plan de vol de référence FPLN REF. Créer dans le plan de vol un pseudo point de passage de type Time Marker dont le paramètre HHMMSS est égal au paramètre Hd. La position 5 à trois dimensions de ce Time Marker est donnée par son couple Latitude_TM/Longitude_TM/altitude_TM. Si Time Marker appartient au segment de montée, alors Si AC Alt > Nd alors 10 on rejette la consigne par un message UNABLE vers I'ATC (on ne redescend pas en phase de montée) Sinon Si le Time Marker est sur un palier de contrainte de montée, dû à une contrainte amont ALT_CSTR, alors : 15 Créer un point dont les coordonnées géographiques latitude/longitude sont celles du Time Marker et reporter la contrainte ALT_CSTR sur ce point. Effacer les contraintes en aval dont les paramètres d'altitude sont inférieurs au paramètre Nd. Calculer l'écart entre le niveau à atteindre Nd et le niveau de départ au Time Marker ALT_CSTR : DeltaH = Nd ù ALT_CSTR Calculer le taux de monté VS (en ft/min) ou la pente (en ) de 25 l'aéronef dans le mode de montée FMS (avec une vitesse longitudinale SPEED obtenue par l'assiette et une poussée moteur égale à la poussée CLIMB ). Dans la suite on travaille avec le taux de montée VS. Calculer le temps de montée pour rejoindre le niveau Nd en partant 30 du niveau ALT CSTR : T = DeltaH / VS Calculer la distance latérale parcourue pendant le temps T : Distl = GS*T où GS est la vitesse sol prédite sur ce segment, compte tenu du vent. 20 Ajouter la longueur du palier à la distance Dist1 : Dist2 = Dist1 + Lpalier. Créer sur le plan de vol (si rectiligne) ou sur le point de transition (si transition), un point de passage à la distance curviligne Dist2 du Time 5 Marker. Placer une contrainte de niveau AT, avec le paramètre Nd sur ce point. On construit ainsi un segment de montée partant du Time Marker, suivi d'un palier de longueur Lpalier. 10 Sinon (le Time Marker est sur un segment de montée) Créer un point dont les coordonnées géographiques latitude/longitude sont celles du Time Marker. Effacer les contraintes en aval dont les paramètres d'altitude sont 15 inférieurs au paramètre Nd. Calculer l'écart entre le niveau à atteindre Nd et le niveau de départ au Time Marker ALT TM : DeltaH = [level] ù ALT TM 20 Connaissant le profil du segment de montée (et donc la VS), calculer le temps de montée pour rejoindre le niveau Nd en partant du niveau ALT TM : T = DeltaH / VS Calculer la distance latérale parcourue pendant le temps T : Dist1 = 25 GS*T où GS est la vitesse sol prédite sur ce segment, compte tenu du vent. Ajouter la longueur du palier à la distance Dist1 : Dist2 = Dist1 + Lpalier Créer sur le plan de vol (si rectiligne) ou sur le point de transition (si 30 transition), un point de passage à la distance curviligne Dist2 du Time Marker. Placer une contrainte de niveau AT, avec le paramètre Nd sur ce point. Finsi 35 Finsi Sinon (Time Marker appartient au segment de descente), Si AC Alt Effacer les contraintes en aval dont les paramètres d'altitude sont supérieurs au paramètre Nd. 15 Recalculer le profil de descente. Recréer un point dont les coordonnées géographiques latitude/longitude sont celles du Time Marker et reporter la contrainte ALT_CSTR sur ce point. Placer sur le point créé une contraintede temps (RTA) à la valeur du paramètre Hd. 20 Calculer l'écart entre le niveau à atteindre Nd et le niveau de départ au Time Marker ALT_CSTR : DeltaH = ALT_CSTR ù Nd Calculer le taux de descente VS (en ft/min) ou la pente (en ) de 25 l'avion dans le mode de descente FMS (mode VNAV qui correspond à un pilotage de l'assiette de l'avion pour tenir un profil et mode SPD sur l'automanette pour tenir une vitesse longitudinale SPEED ). Dans la suite on travaille avec la VS. 30 Calculer le temps de descente pour rejoindre le niveau Nd en partant du niveau ALT CSTR : T = DeltaH / IIVSII Calculer la distance latérale parcourue pendant le temps T : Dist1 = GS*T où GS est la vitesse sol prédite sur ce segment, compte tenu du vent. 35 Ajouter la longueur du palier à la distance Dist1 : Dist2 = Dist1 + Lpalier. Créer sur le plan de vol (si rectiligne) ou sur le point de transition (si transition), un point de passage à la distance curviligne Dist2 du Time Marker. Placer une contrainte de niveau Nd sur ce point. On construit ainsi un segment de descente partant du Time Marker, suivi d'un palier de longueur Lpalier. Sinon (le Time Marker est sur un segment de descente) Créer un point dont les coordonnées géographiques latitude/longitude sont celles du Time Marker. Effacer les contraintes en aval dont les paramètres d'altitude sont 15 supérieurs au paramètre Nd. Recalculer le profil de descente. Recréer un point dont les coordonnées géographiques latitude/longitude sont celles du Time Marker. Placer sur le point créé une contrainte de temps (RTA) à la valeur du 20 paramètre Hd. Calculer l'écart entre le niveau à atteindre Nd et le niveau de départ au Time Marker ALT TM : DeltaH = ALT TM ù Nd 25 Calculer le taux de descente VS (en ft/min) ou la pente (en ) de l'aéronef dans le mode de descente FMS (avec VNAV obtenu par l'assiette et une vitesse longitudinale SPEED obtenue par l'automanette des gaz). Dans la suite on travaille avec la VS. 30 Calculer le temps de descente pour rejoindre le niveau Nd en partant du niveau ALT TM : T = DeltaH / IIVSII Calculer la distance latérale parcourue pendant le temps T : Dist1 = GS*T où GS est la vitesse sol prédite sur ce segment, compte tenu du vent. 35 Ajouter la longueur du palier à la distance Dist1 : Dist2 = Dist1 + Lpalier Créer sur le plan de vol (si rectiligne) ou sur le point de transition (si transition), un point de passage à la distance curviligne Dist2 du Time 5 Marker. Placer une contrainte de niveau AT, avec le paramètre Nd sur ce point. Finsi Finsi Sinon (Time Marker appartient au segment de croisière) on rejette la consigne par un message UNABLE vers l'ATC (traité dans les fonctions STEP ALT) Finsi 15 La consigne atteindre un niveau déterminé Nd à une date déterminée Hd ou " ALT CSTR Nd BY Hd", permet d'insérer une contrainte d'altitude lors d'une phase de montée ou de descente à atteindre à une heure donnée. Le point défini par cette heure Hd est donc un point flottant. 20 Pour mettre en oeuvre cette consigne illustrée figure 5a en phase de montée, figure 5b en phase de descente, la mise à jour du plan de vol qui comprend des segments, consiste à introduire dans le plan de vol du FMS le programme suivant. 25 Si Time Marker appartient au segment de montée, alors Si AC Alt > Nd alors on rejette la consigne par un message UNABLE vers l'ATC (car on ne redescend pas en phase de montée) Sinon 30 Si le Time Marker est sur un palier de contrainte de montée, dû à une contrainte amont ALT CSTR, alors : Créer un point dont les coordonnées géographiques latitude/longitude sont celles du Time Marker. L'altitude prédite au Time Marker est ALT_CSTR. 35 Si ALT_CSTR Nd alors Placer sur le point de coordonnées lat/long une contrainte d'altitude égale au paramètre Nd. Construire un point de coordonnées lat/long a une distance D ou un 10 temps T en aval du Time Marker, et placer une contrainte égale à la valeur Nd sur ce point. Cycliquement repousser ce point, de sorte à maintenir l'altitude jusqu'à ce que la fonction soit annulée. Sinon (ALT CSTR = Nd) On accepte la demande 15 Construire un point de coordonnées lat/long a une distance D ou un temps T en aval du Time Marker, et placer une contrainte égale à la valeur Nd sur ce point. Cycliquement repousser ce point, de sorte à maintenir l'altitude jusqu'à ce que la fonction soit annulée. Finsi 20 Sinon (le Time Marker est sur un segment de montée) Créer un point dont les coordonnées géographiques latitude/longitude sont celles du Time Marker. L'altitude prédite au Time Marker est ALT TM. Si ALT TM Construire un point de coordonnées lat/long a une distance D ou un temps T en aval du Time Marker, et placer une contrainte égale à la valeur Nd sur ce point. Cycliquement repousser ce point, de sorte à maintenir l'altitude jusqu'à ce que la fonction soit annulée. Finsi Sinon Si Alt TM > Nd alors Placer sur le point de coordonnées lat/long une contrainte d'altitude égale au paramètre Nd. Construire un point de coordonnées lat/long a une distance D ou un 10 temps T en aval du Time Marker, et placer une contrainte égale à la valeur Nd sur ce point. Cycliquement repousser ce point, de sorte à maintenir l'altitude jusqu'à ce que la fonction soit annulée. Sinon (ALT_TM = Nd) On accepte la demande 15 Construire un point de coordonnées lat/long a une distance D ou un temps T en aval du Time Marker, et placer une contrainte égale à la valeur Nd sur ce point. Cycliquement repousser ce point, de sorte à maintenir l'altitude jusqu'à ce que la fonction soit annulée. Finsi 20 Finsi Sinon (Time Marker appartient au segment de descente, alors) Si AC Alt Si ALT CSTR > Nd alors Effacer les contraintes en aval dont les paramètres d'altitude sont supérieures au paramètre Nd. Le point de coordonnées lat/long se retrouve alors sur un segment de descente : se reporter au cas Time Marker sur segment de descente Sinon Si Alt CSTR Sinon (le Time Marker est sur un segment de descente) Si ALT TM > Nd alors 20 Effacer les contraintes en aval dont les paramètres d'altitude sont supérieures au paramètre Nd. Sur le nouveau profil obtenu, le Time Marker s'est déplacé et a de nouvelles coordonnées lat/long et ALT_TM : Si ALT TM > Nd alors 25 on rejette la consigne par un message UNABLE vers I'ATC car on ne peut atteindre l'altitude avant le temps T. Sinon Placer sur le point de coordonnées lat/long une contrainte d'altitude égale au paramètre Nd. 30 Construire un point de coordonnées lat/long a une distance D ou un temps T en aval du Time Marker, et placer une contrainte égale à la valeur Nd sur ce point. Cycliquement repousser ce point, de sorte à maintenir l'altitude jusqu'à ce que la fonction soit annulée. Finsi 35 Sinon Si Alt TM Vérifications initiales : Si Hdl > Hd2 (modulo 24h) ou Si (Hd2 ù Hdl*GS) Traitement lorsque les vérifications initiales sont correctes : Effectuer cycliquement les tests suivants : Sur le plan de vol positionner 2 Time Marker au temps Hdl et Hd2 Si Hdl ou Hd2 n'appartiennent pas à des legs décalables alors on rejette la consigne par un message UNABLE vers l'ATC. Sinon Si il existe un leg non décalable entre les legs partant de Hdl à Hd2 alors on rejette la consigne par un message UNABLE vers I'ATC Sinon Positionner deux points de coordonnées géographiques Latl/Longl et Lat2/Long2 aux deux coordonnées des Time Marker. Utiliser la fonction OFFSET A to B avec A = Latl/Longl et B = 20 Lat2/Long2. Finsi La consigne à une date déterminée Hd aller à Pd ou "AT Hd 25 DIRECT TO Pd", débute en un point flottant déterminé par Hd. Pour mettre en oeuvre cette consigne, la mise à jour du plan de vol qui comprend des segments, consiste à introduire dans le plan de vol du FMS le programme suivant. 30 Entrées : Plan de vol constitué de legs (point de passages et legs flottants). Dans l'exemple donné en figure 1, le plan de vol est [aéronef, WP1, WP2, WP3, WP4, WP5, WP6, WP7, WP8, ARR] N Niveaux de croisière CRZ FL1, CRZ FL2, ..., CRZ FLN (ie. Incluant 35 des changements de niveau en phase croisière) Profil vertical & prédictions associées, en altitude, et éventuellement vitesse, temps et carburant. Le paramètre Hd de la consigne, le paramètre Pd de la consigne. Le programme comprend une étape d'initialisation et des étapes de pré-traitements, de traitement du cas nominal et de traitement des cas dégradés. Initialisation : On stocke le plan de vol actuel dans une mémoire de sauvegarde. Les calculs suivants sont effectués cycliquement en partant du plan de vol sauvegardé dans la mémoire de sauvegarde. Pré traitements : traitement des valeurs limites Si Hd heure d'arrivée, on rejette la consigne par un message UNABLE vers l'ATC. Traitement du cas nominal : Si Hd temps prédit au (T/D) (ie le temps est sur la descente)) On cherche le premier segment [WPi,WPi+1] pour lequel les altitudes prédites Alt(WPi), Alt(WPi+1), sont telles que : Alt(WPi+1) Si Pd est avant WPi alors on rejette la consigne par un message UNABLE vers l'ATC En effet, on ne revient pas en arrière, ie avant le point WPi+1, et le DIRECT TO sur WPi partant d'une altitude atteinte juste avant est inutile puisqu'on est déjà aligné sur le segment, vers WPi au moment où on atteindra le paramètre Nd. Sinon On sauvegarde le plan de vol dans FPLN REF On pose N un nombre maximum d'itérations On pose i = 1 On crée sur la trajectoire du plan de vol FPLN REF un pseudo point de passage, à l'endroit où le paramètre Hd est atteint. Ce pseudo point de passage est attaché à un point d'attache, qui est soit le point de passage qui le précède s'il existe, ou la position avion courante (sauvegardée) s'il n'y a plus de point de passage entre l'avion et le pseudo point de passage : ses coordonnées sont donc calculées à partir du point d'attache et de la distance curviligne (le long de la trajectoire) entre le point d'attache et le pseudo point de passage. On crée un Time Marker de coordonnées latitude/longitude comme ci-dessus, placé à l'endroit du Time Marker correspondant au paramètre Hd. On nomme ce pseudo point de passage avec la valeur numérique du paramètre. On crée un leg DF (Direct to Fix) partant de ce point avec pour valeur du fix le paramètre Pd. On recalcule le profil vertical avec la nouvelle trajectoire latérale. On repositionne le point de coordonnées latitude/longitude grâce à ses coordonnées. L'heure prédite en ce point est T[Lat/Long] Tant que T[lat/Long] <> Hd et que i On calcule l'écart temporel entre le point Lat/Long et l'heure Hd : DeltaT = T[lat/Long] - Hd ~o On Pose : T = Hd + DeltaT (cela signifie que si l'heure prédite au point Lat/Long est avant le paramètre Hd, on va refaire un calcul en partant d'une heure plus tardive, ie on raccourcira moins la trajectoire) 15 On crée sur la trajectoire du plan de vol FPLN REF un pseudo point de passage Time Marker, à l'endroit où le paramètre T est atteint. On crée un leg DF (Direct to Fix) partant du point Lat/Long correspondant créé avec pour valeur du fix le paramètre Pd 20 On recalcule le profil vertical avec la nouvelle trajectoire latérale. On repositionne le point Lat/Long grâce à ses coordonnées. i=i+1 Fin Tant Que 25 Finsi Finsi Finsi Traitement des cas dégradés 30 A la fin de l'étape précédente, on recalcule les prédictions du nouveau plan de vol. On vérifie donc à l'issue de cette étape la validité des données en effectuant le calcul de l'étape de traitement des valeurs limites, sur le nouveau plan de vol. 35 Si les tests ne sont pas corrects alors on rejette la consigne par un message UNABLE vers l'ATC et on retourne au plan de vol initial (on rappelle la mémoire de sauvegarde) Finsi Si le DIRECT TO a raccourci la trajectoire de façon importante, il se peut que les nouvelles prédictions fassent sortir le paramètre temps des valeurs limites. L'aéronef ne peut atteindre le paramètre temps avant de commencer ~o son Direct To vers WP1 ; en effet, si on acceptait la demande, on serait dans l'incapacité de voler la trajectoire de bout en bout en atterrissant à l'heure dite à l'aéroport. Le point correspondant à ce temps n'existe plus pour les trajectoires recalculées et le profil vertical de montée et celui de descente s'interceptent en-dessous du point correspondant à ce temps. Ce 15 cas est désigné cas Wilkinson. REVENDICATIONS 1. Procédé d'aide à la navigation d'un aéronef comportant une étape de mise à jour d'un plan de vol qui comprend une trajectoire latérale et un profil vertical associés à des consignes de vol, le plan de vol étant mis à jour en fonction d'une nouvelle consigne provenant d'une autorité de contrôle aérien et reçue à bord par un système de communication sol/bord, caractérisé en ce que la consigne comprend une action conditionnelle sur le plan de vol liée à un point flottant de la trajectoire latérale et/ou du profil vertical, défini par une contrainte temporelle de l'aéronef, et en ce que la mise à jour est directement effectuée au moyen d'un système de gestion de vol dit FMS relié au système de communication. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la consigne est de la forme monter ou descendre vers un niveau déterminé Nd à partir d'une date déterminée Hd . 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la consigne est de la forme atteindre un niveau déterminé Nd à une date déterminée Hd . 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la consigne est 20 de la forme monter ou descendre vers un niveau déterminé Nd à partir d'une date déterminée Hd et maintenir ce niveau . 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la consigne est de la forme atteindre un niveau déterminé Nd à une date déterminée Hd et 25 maintenir ce niveau . 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la consigne est de la forme décaler la trajectoire latérale d'une distance déterminée Dd à partir d'une première date déterminée Hdl jusqu'à une deuxième date 30 déterminée Hd2 .15 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la consigne est de la forme à une date déterminée Hd aller directement à une position déterminée Pd .