Brevet FR2910678A1 — publié le 20080627

STRUCTURE DE PLAN DE VOL MODIFIABLE N'AFFECTANT PAS SES CONTRAINTES OPERATIONNELLES La présente invention se rapporte à une structure de plan de vol modifiable n'affectant pas ses contraintes opérationnelles. Certains vols d'aéronefs incluent une escale intermédiaire lorsque la destination finale est trop lointaine par rapport aux capacités de l'aéronef ou lorsque l'on doit gérer des problèmes d'avitaillement, comme cela peut être le cas lors d'une grève de pétroliers. D'autres vols ont en fait deux destinations : une destination principale qui sert à justifier l'affrètement de l'aéronef et une seconde, de moindre importance, pour permettre de remplir la cabine sur le premier segment de vol. De façon plus générale, un aéronef peut assurer plusieurs vols lors d'une même journée, mais non nécessairement avec le même équipage, ni bien sûr avec les mêmes passagers. Les aléas pouvant survenir au cours d'un vol peuvent mettre en péril un vol suivant, par exemple si le temps minimal nécessaire à la rotation ne permet plus de respecter un slot de décollage ou de rater une vague de correspondances si la destination en question est un hub de la même compagnie. La présente invention a pour objet un procédé permettant de prendre en compte plusieurs vols consécutifs d'un même aéronef en les considérant comme faisant partie d'une même mission de l'aéronef et en considérant les destinations intermédiaires comme des escales entre l'aéroport d'origine du premier vol et l'aéroport de destination du dernier vol. Outre la capacité à considérer ces vols comme liés, l'intérêt est de pouvoir analyser l'impact d'un aléa lors d'un vol sur la mission complète, et éventuellement de permettre à l'équipage de négocier avec le contrôle aérien une certaine priorité ou avertir la compagnie pour qu'elle puisse réagir en affrétant par exemple un autre avion sur un des vols prévus pour l'aéronef subissant l'aléa. Cela demande de pouvoir indiquer au système le temps prévu de la rotation ou l'heure du décollage suivant ainsi qu'une estimée des évolutions de masse ( pax / fret / fuel ). Dans les systèmes actuels de FMS ( Flight Management System ), les données du plan de vol sont gérées sous la forme de listes chaînées selon l'axe des 2910678 2 temps ou des distances. Dans cette structure, les données sont à plat (alignées) et ne permettent pas de tenir compte des aléas dans le plan de vol dans la phase de vol, par exemple. L'ajout d'une escale au milieu du plan de vol n'est pas naturel. En effet, la 5 seule solution efficace est d'utiliser un plan de vol secondaire (ressource limitée à trois plans de vol dans les applications les plus récentes) pour préparer le vol suivant. Ce plan de vol n'étant lié en aucune manière au plan de vol actif, il n'y a pas de moyen simple (hors navigation entre diverses pages pour faire les opérations ad hoc) pour considérer les deux plans de vol comme constituants d'une même mission. 10 Le procédé conforme à l'invention est appliqué à un plan de vol dont il rend efficace la structure en vue de sa modification avec toutes ses contraintes opérationnelles, le plan de vol étant subdivisé en unités opérationnelles compatibles avec les grandes étapes d'un plan de vol habituel, et il est caractérisé en ce que le plan de vol a une structure arborescente. 15 Selon une autre caractéristique de l'invention, les unités opérationnelles sont l'une au moins des unités suivantes : procédures terminales et leur(s) transition(s) telles que : SID (Standard Input Departure -procédure de départ), STAR (Standard Terminal ARrival - procédure d'arrivée),, APPR (APPRoach - procédure d'approche de piste), et procédures conditionnelles telles que: EOSID (Engine Out Standard 20 Input Departure - procédure de départ en cas de panne moteur), Missed Approach (Procédure de remise des gaz et de rejointe pour un nouvel atterrissage), aéroports de dégagement, airways (autoroutes du ciel). Selon une caractéristique de l'invention, la structure est modifiable en fonction d'au moins une partie des paramètres inhérents au plan de vol. 25 Selon encore une autre caractéristique de l'invention, plusieurs vols consécutifs sont introduits dans une même mission. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les unités opérationnelles du plan de vol ainsi modifié sont accessibles au pilote via une IHM (Interface Homme-Machine), que ce soit en entrée, et dans ce cas, le pilote modifie 30 certains éléments du plan de vol par l'intermédiaire de 1' interface homme-machine, 2910678 3 ou en sortie, et dans cet autre cas, l'interface homme-machine permet de visualiser au moins une partie des unités opérationnelles. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, des parties du plan de vol sont masquées et n'apparaissent à l'opérateur que lorsqu'il interagit avec le 5 système d'affichage du système de gestion de vol par l'intermédiaire de 1' interface homme-machine. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel : 10 - la figure 1 est un bloc-diagramme simplifié d'un exemple simplifié de plan de vol mis en oeuvre du procédé de l'invention, et - la figure 2 est un bloc-diagramme simplifié d'un exemple de partie de plan de vol modifié conformément à la présente invention, et - les figures 3 à 7 sont des exemples de vues d'écran d'IHM de pilote 15 montrant diverses étapes (le dépliage des parties d'un plan de vol. Le procédé de l'invention est décrit ci-dessous en référence au pilotage d'un aéronef classique, mais il est bien entendu qu'il n'est pas limité à cette seule application, et qu'il peut être mis en oeuvre pour tout engin volant commandé par un opérateur. 20 Selon l'invention, le plan de mission ou plan de vol est défini par une structure arborescente. Cette structure permet de construire plusieurs plans de vol pouvant comporter chacun plusieurs segments origine/destination (délimités par le point d'origine du trajet et son point de destination). Ces segments sont connectés les uns aux autres par des éléments appartenant ou non à des procédures venant de la 25 base de données de navigation embarquée. Les procédures n'appartenant pas à cette base de données sont par exemple celles créées par le pilote. On a représenté en figure 1 un exemple simplifié d'un diagramme de plan de vol arborescent conforme à l'invention, les branches de ce plan de vol ayant un sens opérationnel . De haut en bas de la figure, le plan de vol ( FPLN ) comporte les 30 lignes (ou niveaux) suivantes, qui sont: 2910678 4 les codes OACI des aéroports prévus ou possibles (incluant les aéroports de dégagement éventuels) définissant des segments de croisière. Dans l'exemple, ce sont : LFBO , LFPG et EHAM (Toulouse, Roissy-Charles-de-Gaulle et Amsterdam). Ce 5 niveau sert à définir d'où part et où arrive un plan de vol , et plus globalement, le plan de mission, les éléments : départ , arrivée , enroute ainsi que d'autres éléments du plan de vol tels que des legs (manoeuvres comportant une condition de terminaison permettant d'élaborer un plan de vol) et 10 des waypoints (points tournants servant de référence au guidage de l'aéronef). La branche enroute a un sens opérationnel à différents endroits du diagramme, et on peut y inclure des éléments tels que la vitesse des vents rencontrés en régime de croisière ou la définition d'un segment à vitesse mach constante. 15 les procédures terminales et des éléments du plan de vol. Les procédures terminales sont par exemple les SID ( Standard Input Departure ou procédure standard de départ), les STAR ( Standard Terminal ARrival ou procédure standard d'arrivée), les Approches (moyens d'aide à la navigation utilisés pour 20 l'approche et notés APPR sur le dessin) et les transitions entre ces différentes phases et la phase enroute . les éléments du plan de vol (marqués wpt sur le dessin, c'est-à- dire waypoint ou point fixe d'un leg ) qui sont par exemple des legs (plus petites unités du plan de vol), et des marqueurs. 25 S'il est nécessaire de considérer une séquence de trois aéroports comme un seul sous-vol , l'invention prévoit d'ajouter un niveau supplémentaire correspondant. Ceci confirme l'intérêt de l'invention en termes d'évolutivité. En effet, la structure arborescente permet d'ajouter ou de retirer un niveau sans pour autant modifier les autres niveaux. Ainsi, on traite les destinations intermédiaires 30 comme des escales entre l'aéroport d'origine du premier vol et l'aéroport de destination du dernier vol. 2910678 5 Les branches procédures (SIE>, STAR, APPR, AWY et leurs transitions ) servent à conserver l'information définissant la façon dont les éléments terminaux ont été inclus dans le plan de vol. Cette information a deux buts principaux : informer le pilote lorsqu'il suit une procédure publiée dans la base de données 5 embarquée et pouvoir être stockée lors d'une sauvegarde du plan de vol dans la base de données d'information du pilote. Les feuilles de la structure arborescente (marquées wpt sur le dessin) contiennent les informations terminales d'un plan de vol classique (manoeuvre, conditions de terminaison, contraintes associées). 10 A chaque niveau de la structure arborescente, certaines informations supplémentaires sont disponibles. Ces informations sont, par exemple, des informations associées à un aéroport de départ, et peuvent être, de façon non limitative, les informations suivantes : l'identification de la piste de décollage, 15 - les vitesses de décollage associées, les paramètres de la procédure anti-bruit, - le temps estimé de décollage, - la masse hors carburant et la masse de carburant. Ces informations sont soit réelles lorsqu'il s'agit du premier départ, soit estimées 20 lorsqu'il s'agit d'une escale, la distance au prochain aéroport si l'équipage n'a pas besoin de rentrer les données précises du plan de vol menant à l'aéroport de destination. En effet, si un vol est prévu plusieurs heures après le premier décollage, le choix des horaires de départ et d'arrivée peut ne 25 pas être pertinent, et la simple indication d'une distance peut suffire à satisfaire l'objectif d'indication d'estimée de temps de vol pour une destination donnée. Pour un aéroport d'arrivée, on peut ajouter des informations concernant l'atterrissage, mais également, conformément à l'invention, un niveau Alternate 30 (aéroport de dégagement), ce qui permet de construire un plan de vol menant à un, tel aéroport de dégagement. On a schématiquement illustré en figure 2 cette autre 2910678 6 caractéristique. Le diagramme de la figure 2 reprend une partie du diagramme de la figure 1, à savoir la partie se rapportant à l'aéroport LFPG , pour laquelle on a ajouté, entre les procédures arrivée et départ relatives à l'aéroport LFPG et qui ne sont pas modifiées, une procédure dégagement à laquelle sont rattachés 5 des niveaux correspondants, similaires à ceux relatifs aux aéroports initiaux de la figure 1. La procédure dégagement est reliée aux branches départ et enroute ainsi qu'à une branche relative à l'aéroport de dégagement EGLL (Orly) et comportant dans les niveaux successifs, la procédure arrivée ,puis les procédures STAR et APPR et, au dernier niveau, les wpt . 10 Selon une caractéristique importante de l'invention, l'utilisateur du plan de vol peut le replier ou déplier partiellement ou entièrement, c'est-à-dire qu'il peut exécuter un dépliage de la partie qui l'intéresse et masquer les autres parties de ce plan de vol, afin de voir tous les détails de la partie qui l'intéresse, comme illustré sur les figures 3 à 7, ou bien il peut replier l'ensemble du plan de vol pour 15 appréhender l'ensemble de la mission sous une forme synthétique. De façon plus générale, le procédé de l'invention permet non seulement le pliage des plans de vol, des procédures, mais aussi des séquences de points ayant une forte cohésion entre eux (ce qui autorise le pliage / dépliage d'ailleurs). L'invention peut ainsi être appliquée à tous les types de séquences de points, et 20 notamment pour les domaines FMS militaires tels que : - SAR : Search And Rescue - procédure de recherche et sauvetage - MTR : Military Training Route - route d'entraînement militaire - AAR : Air to Air Refuelling - ravitaillement en fuel en vol - TAD : Tactical Air Drop - procédure de largage 25 - LLF : Low Level Flight - procédure de vol à basse altitude On a représenté en figure 3 la vue synthétique d'un plan de vol classique. Sur ce plan de vol, dans la marge gauche, des petites flèches indiquent les parties du plan de vol qui ont été repliées :il s'agit ici de LFBO (aéroport de Toulouse) et LFMN (Aéroport de Nice). En cliquant sur la flèche relative à LFBO (ce qui est symbolisé 30 par un cercle entourant cette flèche) , le pilote effectue un dépliage de cette partie du plan de vol, et il fait afficher sur l'écran (voir figure 4) les détails, qui étaient 2910678 7 masqués dans la partie synthétique de la figure 3, relatifs à LFBO. Dans la figure 4, ces détails sont compris entre LFBO32R et LFMN. LFBO se transforme en LFBO32R de la figure 3 à la figure 4 car il s'agit d'afficher une information non plus sur l'aéroport lui-même mais sur le détail de la piste de décollage de cet aéroport 5 programmée dans le plan de vol (on lit néanmoins sur la figure 3 - RW32R en dessous de LFBO qui indique que l'on décollera de la piste 32 droite). On constate que d'autre petites flèches apparaissent pour les éléments LACOU4B (procédure de départ), UM733 (airway) et ILSO4R (procédure de d'arrivée), signifiant ainsi que des sous-parties du plan de vol relatives à ces éléments sont également masquées. En 10 cliquant sur la flèche relative à ILSO4R., le pilote obtient l'affichage représenté en figure 5, pour lequel s'affiche le développé de la partie arrivée sur 1' ILSO4R. Puis, en cliquant sur UM733, on constate (figure 6) que la partie de l'airway contenant le point AMIRO apparaît. Enfin, en cliquant sur LACOU4B (figure 6), on obtient son développé décrivant la partie procédure de départ (figure 7). 15 REVENDICATIONS 1. Procédé de structuration efficace d'un plan de vol d'un aéronef en vue de sa modification tenant compte de toutes ses contraintes opérationnelles, ce plan de vol étant subdivisé en unités opérationnelles compatibles avec les grandes étapes d'un plan de vol habituel, caractérisé en ce que le plan de vol a une structure arborescente. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les unités opérationnelles sont l'une au moins des unités suivantes : procédures terminales et leur(s) transition(s) telles que : SID (Standard Input Departure - procédure de départ), STAR (Standard Terminal ARrival -procédure d'arrivée), APPR (APPRoach - procédure d'approche de piste), et procédures conditionnelles telles que : EOSID (Engine Out Standard Input Departure - procédure de départ en cas de panne moteur), Missed Approach (Procédure de remise des gaz et de rejointe pour un nouvel atterrissage), aéroports de dégagement, airways (autoroutes du ciel). 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'utilisateur du plan de vol exécute un dépliage de la partie qui l'intéresse et masque :les autres parties de ce plan de vol, afin de voir tous les détails de la partie qui l'intéresse. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pliage et dépliage est effectué pour des plans de vol, des procédures, ou des séquences de points ayant une forte cohésion entre eux. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure du plan de vol est modifiable en fonction d'au moins une partie des paramètres inhérents au plan de vol. 10 15 20 2910678 9 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs vols consécutifs sont introduits dans une même mission. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les 5 destinations intermédiaires sont traitées comme des escales entre l'aéroport d'origine du premier vol et l'aéroport de destination du dernier vol. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les unités opérationnelles sont accessibles à l'opérateur de l'aéronef via une interface homme-machine. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que 1' interface homme-machine permet de visualiser au moins une partie des unités opérationnelles. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des parties du plan de vol sont masquées et n'apparaissent à l'opérateur que lorsqu'il interagit avec le système d'affichage du système de gestion de vol par l'intermédiaire de 1' interface homme-machine. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le pilote modifie des éléments du plan de vol par l'intermédiaire de 1' interface homme-machine.