Brevet FR2936310A1 — publié le 20100326

PROCEDE DE SELECTION ERGONOMIQUE DE COURSE/RADIALE DE REFERENCE POUR LE GUIDAGE D'UN AERONEF L'invention appartient au domaine des systèmes de gestion de vol embarqués sur aéronef. Plus précisément elle s'applique au module de guidage dont la fonction est de transmettre les consignes du pilote au système avion. L'ergonomie de ces systèmes est particulièrement critique pour la sécurité des vols. En effet, l'automatisation croissante depuis le début des années 80 conduit l' équipage à utiliser essentiellement les systèmes électroniques et de moins en moins les commandes primaires de pilotage de l'aéronef. Cette tendance s'est accentuée depuis le début des années 90 avec la généralisation des systèmes de gestion de vol embarqués (Flight Management System ou FMS). Un système de gestion de vol est constitué de différents composants fonctionnels qui permettent à l'équipage de programmer un vol à partir d'une base de données de navigation. Le système calcule alors une trajectoire latérale et verticale permettant de rejoindre la destination du plan de vol à partir des caractéristiques de l'avion et des données fournies par l'équipage et l'environnement du système. Les fonctions de positionnement et de guidage collaborent pour que l'aéronef reste sur la trajectoire. L'équipage reste cependant responsable du déroulement du vol. Il est donc indispensable qu'il reçoive des différents sous-systèmes les bonnes informations présentées de manière non ambigüe qui lui permettent de prendre et d'exécuter les bonnes décisions de navigation au bon moment. Pour parvenir à ce résultat, les concepteurs des sous-systèmes apportent une attention croissante à la pertinence et la clarté des informations qui sont présentées à l'équipage et à la manière dont elles sont présentées ainsi qu'aux outils qui sont à sa disposition pour confirmer que les commandes entrées sont valides. Les progrès sont permanents en la matière mais parmi les problèmes non résolus par l'art antérieur figure celui posé par la programmation d'une trajectoire convergente ou d'éloignement selon une course ou une radiale donnée par rapport à un point, qui est une fonction classique d'un FMS décrite dans le standard ARINC 702A-3 � Advanced Flight Management Computer System � et qui est très utilisée notamment en phase d'approche. Un exemple est la capture d'axe d'approche comme décrit dans le PANS- OPS (Procedures for Air Navigation Services - Aircraft Operations ou Procédures pour les services de navigation aérienne - Opérations avion qui fixent les procédures d'approche aux instruments et les procédures de départ et qui sont récapitulés dans le document de l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale - OACI - 8168 Volume I) pour les approches parallèles. Dans ce cas, l'équipage peut recevoir une consigne du contrôleur de traffic de l'aéroport de destination exprimée soit en course soit en radiale qui devra être communiquée au système avion dans un de ces deux modes qui sera le seul affiché sur l'écran de contrôle. Or, la course est égale à la radiale dans le cas d'éloignement d'un point mais égale à la radiale plus 180° dans le cas de rapprochement vers le point. Cette combinatoire (mode de consigne externe ; mode d'entrée ; conversion entre modes) crée un problème de nature à porter gravement atteinte à la sécurité du vol car si le pilote se trompe sur la consigne qu'il entre, l'avion pourrait être amené à faire demi- tour. La présente invention résout ce problème. A cet effet, l'invention divulgue un procédé de dialogue entre un pilote et le système de gestion de vol d'un aéronef comprenant une étape d'entrée d'une première donnée choisie dans le groupe course, radiale, et, lorsque les deux données du groupe sont différentes, une étape de calcul de la deuxième donnée du groupe, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'affichage sensiblement simultané des deux données du groupe lorsqu'elles sont différentes,. Avantageusement, l'étape d'affichage comprend un mode graphique dans lequel la direction de l'avion est représentée de manière différente selon qu'il 25 converge vers un point et ou qu'il s'en éloigne. Avantageusement, l'étape d'entrée de la première donnée est réalisée optionnellement par une action appartenant au groupe des actions suivantes : action sur un clavier, action sur la représentation graphique de la direction de l'avion, action sur une molette. 30 Avantageusement, l'étape d'affichage comprend un mode textuel dans lequel les désignations des interceptions de radiale sont différentes selon qu'il s'agit d'une interception en rapprochement ou en éloignement. Avantageusement, l'affichage de la deuxième donnée s'effectue sensiblement dans le voisinage de la première donnée entrée. L'invention divulgue également une interface de dialogue entre un pilote et le système de gestion de vol d'un aéronef comprenant un moyen d'entrée choisi dans le groupe clavier, molette, souris d'une première donnée choisie dans le groupe course, radiale, et lorsque les deux données du groupe sont différentes, un moyen de calcul de la deuxième donnée du groupe, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'afficher les deux données du groupe de manière sensiblement simultanée lorsqu'elles sont différentes. Le principal avantage de la présente invention est d'offrir un retour au pilote de la consigne qu'il a rentrée dans le système ainsi que l'ordre de guidage que va réellement suivre l'avion, le tout avant l'activation réelle de la consigne. L'invention sera mieux comprise, ses différentes caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit de plusieurs exemples de 15 réalisation et de ses figures annexées dont : - Les figures 1.1 et 1.2 explicitent le mode de conversion course-radiale respectivement dans le cas d'un rapprochement vers un point et dans le cas d'un éloignement d'un point ; - La figure 2 représente une phase d'approche et d'atterrissage d'un 20 avion ; - Les figures 3.1 et 3.2 représentent l'affichage graphique de la course et de la radiale respectivement dans un cas de rapprochement et d'éloignement d'un waypoint selon un mode de réalisation de l'invention ; 25 - La figure 4 représente l'affichage textuel des mêmes consignes selon un mode de réalisation de l'invention. Les figures 1.1 et 1.2 explicitent le mode de conversion course-radiale respectivement dans le cas d'un rapprochement vers un point et dans le cas 30 d'un éloignement d'un point. Jusqu'à l'utilisation opérationnelle de moyens de pcsitionnement en absolu tels que le GNSS, la programmation des trajectoires se faisait par rapport à des balises de radionavigation, par exemple une balise VOR (Very high frequency Ominidirectional Range), éventuellement associée à un 35 équipement de mesure de distance (Distance Measuring Equipment ou DME). Elle se faisait en radiale que l'on converge vers cette balise ou que l'on s'en éloigne. Les radiales sont des lignes de relèvement de position dont on mesure l'angle par rapport au nord magnétique dans le sens des aiguilles d'une montre. Ces lignes de position ne sont pas orientées en fonction du sens de déplacement de l'avion sur la ligne. Un aéronef qui s'approche d'une balise et un aéronef qui s'éloigne en suivant des caps opposés ont la même radiale. En revanche, si le point caractéristique (ou waypoint) n'est pas une balise (par exemple une piste d'aéroport), la programmation se fait en course. La course est l'angle mesuré dans le sens des aiguilles d'une montre entre le nord magnétique et le cap avion. Donc un avion qui s'éloigne du waypoint aura une course supérieure de 180° à celle d'un avion qui s'en approche en suivant la même direction passant par le point. Or, il peut arriver que des contrôleurs de trafic aérien donnent des consignes en interception de radiale même lorsque le waypoint n'est pas une balise radiofréquence et l'opérateur doit effectuer la conversion avant d'entrer la consigne dans le FMS s'il offre une interface limitée à l'interception de radiale. La figure 2 représente une phase d'approche et d'atterrissage d'un avion et permet d'illustrer la problématique créée par la coexistence de ces deux modes de consignes. Un aéronef 10 suit une route passant par des points A, B vers des points de passage C et D pour entrer dans le faisceau de capture 30 de l'axe d'approche D, E de la piste d'atterrissage 40. Dans la situation illustrée, l'avion a été guidé au cap par l'opérateur en suivant les clairances du contrôle aérien. Si la consigne est d'intercepter la course du moyen d'approche de la piste vers le point d'approche finale, la consigne naturelle est d'entrer une consigne de course vers ce point. Si l'interface ne propose pas ce moyen de programmation, l'opérateur est obligé de rentrer la valeur de la direction opposée (correspondant à une radiale) puis de contrôler le résultat sur une autre page d'affichage du plan de vol lors de l'exécution de la commande. En effet, le système convertit cette trajectoire de référence en manoeuvre à condition de terminaison (leg en anglais, ces legs sont définis dans le standard ARINC 424). Dans le cas de rapprochement, le leg programmé est un CF (Course to Fix ou course vers un point fixe). Dans une situation comparable, le contrôle aérien peut envoyer une clairance à l'opérateur d'interception de radiale (en général vers une balise de radionavigation). Si le poins: de référence n'est pas une balise de radionavigation, l'opérateur ne pourra pas contrôler le résultat sur la page d'affichage du plan de vol lors de l'exécution de la commande. En effet, une manoeuvre de type CF sera volée en respectant la valeur de la course calculée (radiale entrée additionnée de 180°) et non la valeur de la radiale programmée. Dans le cas d'éloignement d'un point, la course suivie par l'aéronef est égale à la radiale partant de ce point. Le système convertit cette trajectoire de référence en leg FM (Fix to Manual ou course d'un point fixe vers une terminaison manuelle). Ce genre de manoeuvre s'effectuant plutôt en phase d'approche vers la piste de destination, l'opérateur subit déjà une charge de travail élevée et peut facilement mélanger les cas d'application. La situation peut avoir des conséquences critiques car les capacités de contrôle postérieur sont faibles : le résultat de la programmation réellement effectuée par l'opérateur est présenté sur l'afficheur de navigation suite au calcul de la trajectoire du nouveau plan de vol. Or une erreur de 180° peut ne se détecter que lorsque la fonction d'asservissement de l'avion s'engage réellement. En effet, lorsque le nouveau plan de vol est dans le système, une trajectoire est calculée et présentée à l'équipage, mais si l'avion est trop proche de la radiale, le guidage s'engagera directement. Certes le risque que l'avion fasse effectivement demi-tour est limité par le fait que le couplage plan de vol/pilote automatique est débrayé si l'écart cap avion/course de la trajectoire est supérieur à 160°. Mais cela ne régie pas tous les scenarios susceptibles de se produire comme lorsque l'angle de capture est compris entre 30° et 45°.. Pour résoudre ces problèmes de façon homogène dans tous les cas, y compris ceux qui peuvent porter atteinte à la sécurité du vol, l'invention prévoit donc des modalités de levée d'ambiguïté adaptées au mode d'affichage utilisé avec la programmation soit l'afficheur de navigation qui est en mode graphique soir l'afficheur multifonctions qui est en mode texte. Les figures 3.1 et 3.2 représentent l'affichage graphique de la course et de la radiale respectivement dans un cas de rapprochement et d'éloignement d'un waypoint selon un mode de réalisation de l'invention. La désambiguation en mode graphique consiste à rendre clairement 35 apparents à la fois que l'on se trouve dans une situation de rapprochement ou d'éloignement d'un waypoint et la différence ou l'égalité des deux angles de course et de radiale. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, la différence rapprochement/éloignement est soulignée par trois représentations symboliques : La course qui est effectivement volée (rapprochement ou éloignement du waypoint) est représentée par exemple en trait plein ; - Le trait plein se termine par une pointe de flèche du côté du symbole en losange qui matérialise le waypoint en cas de rapprochement et à l'extrémité opposée en cas d'éloignement ; - La course qui n'est pas volée (en aval du waypoint dans le cas d'un rapprochement et en amont du waypoint dans le cas d'un éloignement) est représentée par exemple en trait pointillé. Les représentations graphiques peuvent avoir plusieurs variantes à la condition qu'elles remplissent la même fonction technique, à savoir différentier clairement les situations de rapprochement: et d'éloignement. En outre lorsque les valeurs de la course et de la radiale sont différentes (de 180°) elles figurent toutes deux sur l'afficheur graphique de navigation. C'est le cas de la figure 3.1 qui représente un cas de rapprochement avec une course de 240° et une radiale de 60°. Dans le cas de la figure 3.2, la course et la radiale ont toutes deux une valeur égale à 90°. Dans le cas de la figure 3.1, si l'opérateur entre la consigne sous forme d'une interception de radiale de 60°, le système calcule la course du leg CF qui doit être inséré dans le plan de vol pour permettre le calcul de la trajectoire respectant la radiale convergente. Dans le cas illustré, la course est égale à 240°. Dans l'état de l'art, les valeurs numériques ne sont pas affichées sur l'interface d'entrée des parametres, la course étant seulement représentée graphiquement. Selon l'invention, la valeur de radiale entrée par l'opérateur et la valeur de course sont toutes deux représentées à la fois symboliquement comme expliqué plus haut et numériquement. Les valeurs numériques de course et de radiale sont accolées respectivement au leg volé (en trait continu sur la figure) et au segment non volé qui se situe de l'autre côté du waypoint (en trait discontinu sur la figure. La consigne peut également être entrée en course. Dans ce cas, la radiale n'intervient pas directement mais elle est néanmoins affichée. Pour entrer l'une des deux données, plusieurs moyens sont possibles : l'entrée de la course ou de la radiale peut être effectuée : - par sa valeur numérique qu clavier ; - en tournant la molette opérateur ce qui fait varier une valeur affichée initialement ; en faisant tourner par les flèches du clavier ou par tout autre moyen d'interface avec l'afficheur de navigation la direction de la course ou de la radiale représentée par le trait. ~o Dans l'exemple de la figure 3.2, course et radiale sont égales. Dans l'exemple de réalisation illustré, il a été choisi de n'afficher qu'une seule valeur dans la mesure où les deux sont égales. Lorsque la programmation s'effectue par l'afficheur multifonctions, donc en mode texte, il est également important de distinguer les cas de 15 rapprochement et d'éloignement. La figure 4 représente l'affichage textuel des mêmes consignes selon un mode de réalisation de l'invention. Selon l'invention, cette désambiguation en mode textuel est réalisée par le 20 vocabulaire. Dans le cas d'un rapprochement, le sens de la manoeuvre, IN, est accolé aux expressions COURSE et RADIAL. Dans le cas d'un éloignement, dans le mode de réalisation qui est illustré, il a été choisi d'utiliser le même mot d'INTERCEPT pour la course et la radiale puisqu'elles sont égales. On pourrait envisager de faire figurer les deux 25 expressions COURSE OUT et RADIAL OUT avec la rnême valeur. L'invention ne nécessite pas de modification matérielle du système de gestion de vol. Certaines boucles de calcul et d'affichage, certains symboles et certains noms affichés des champs de la base des données de vol 30 doivent être modifiés. Un homme du métier est néanmoins en mesure de réaliser ces modifications à partir des indications de la présente description. Les exemples décrits ci-dessus sont donnés à titre d'illustration de modes de réalisation de l'invention. Ils ne limitent en aucune manière le champ de l'invention qui est défini par les revendications qui suivent. 35 REVENDICATIONS1. Procédé de dialogue entre un pilote et le système de gestion de vol d'un aéronef comprenant une étape d'entrée d'une première donnée choisie dans le groupe course, radiale, et, lorsque les deux données du groupe sont différentes, une étape de calcul de la deuxième donnée du groupe, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'affichage sensiblement simultané des deux données du groupe lorsqu'elles sont différentes,. 2. Procédé de dialogue selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape d'affichage comprend un mode graphique dans lequel la direction de l'avion est représentée de manière différente selon qu'il converge vers un point et ou qu'il s'en éloigne. 3. Procédé de dialogue selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'étape d'entrée de la première donnée est réalisée optionnellement par une action appartenant au groupe des actions suivantes : action sur un clavier, action sur la représentation graphique de la direction de l'avion, action sur une molette. 4. Procédé de dialogue selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape d'affichage comprend un mode textuel dans lequel les désignations des interceptions de radiale sont différentes selon qu'il s'agit d'une interception en rapprochement ou en éloignement. 5. Procédé de dialogue selon la revendication 4 caractérisé en ce que 25 l'affichage de la deuxième donnée s'effectue sensiblement dans le voisinage de la première donnée entrée. 6. Interface de dialogue entre un pilote et le système de gestion de vol d'un aéronef comprenant un moyen d'entrée choisi dans le groupe clavier, molette, souris d'une première donnée choisie dans le groupe course, 30 radiale, et lorsque les deux données du groupe sont différentes, un moyen de calcul de la deuxième donnée du groupe, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'afficher les deux données du groupe de manière sensiblement simultanée lorsqu'elles sont différentes. 35