Brevet FR2954530A1 — publié le 20110624

DISPOSITIF D'AIDE AU SUIVI DES MONTEES ET DESCENTES D'AERONEFS DESTINE AUX CONTROLEURS AERIENS. L'invention se situe dans le domaine des interfaces homme machine d'une station de contrôle aérien civile ou militaire. Plus précisément, le domaine de l'invention concerne les dispositifs permettant d'avertir ou d'alerter un contrôleur qu'un aéronef va effectuer un palier en altitude. 10 Actuellement, le contrôleur aérien autorise les aéronefs à rejoindre un certain niveau de vol. Un niveau de vol est souvent appelé palier ou un CFL, dont l'acronyme signifie dans la terminologie anglo-saxonne utilisée en aéronautique "Cleared flight Level". Généralement, L'équipage définit un 15 niveau de croisière qu'il souhaite rejoindre. Lorsque le contrôleur donne un CFL, l'équipage rejoint ce dernier qu'il soit en montée ou en descente. Ces procédures peuvent survenir tout au long du vol, notamment après un décollage ou pendant le vol suite à une reprogrammation du plan 20 de vol pour éviter des intempéries ou pour quelques raisons pouvant survenir. Si un aéronef est en monté, le contrôleur peut être amené à délivrer le CFL demandé par l'équipage, c'est-à-dire généralement au niveau de croisière d'un aéronef mais le contrôleur peut également attribuer un CFL 25 inférieur au niveau demandé par le pilote pour des raisons de sécurité. Par exemple, lorsqu'un autre aéronef souhaite atteindre et voler un certain palier, le contrôleur doit attendre de voir l'évolution de la situation avant de répondre favorablement à la demande. Dans ce cas, le contrôleur doit régulièrement vérifier la situation 30 afin de voir s'il peut, ou non, donner l'autorisation de monter plus haut ou de descendre plus bas que la situation actuelle de l'aéronef.5 Mais il est possible également, pour des raisons de coordination étant donnée l'organisation du contrôle, que le contrôleur doive demander l'autorisation du secteur adjacent si le niveau demandé est hors de sa zone de responsabilité. On appelle par secteur une découpe de l'espace aérien afin de répartir la charge de travail sur plusieurs contrôleurs. Généralement, les contrôleurs aériens se répartissent l'espace par zone, chaque zone comprenant un périmètre donnée et une tranche d'altitude. Lorsque les aéronefs changent de tranche, les contrôleurs se coordonnent de manière à bien suivre un aéronef franchissant un palier. 10 Du fait de cette coordination, le contrôleur aérien peut être amené à donner un niveau de vol intermédiaire à l'équipage de l'aéronef. Même si ce niveau intermédiaire n'est pas celui désiré par l'équipage, il permet au contrôleur d'avoir du temps afin de faire la coordination. 15 Afin d'éviter que l'aéronef ne fasse un palier intermédiaire à ce niveau d'altitude qui n'est pas celui désiré, le contrôleur doit envoyer une nouvelle consigne d'altitude avant que l'aéronef n'arrive à son palier intermédiaire prévu de manière à ce que la nouvelle consigne soit prise en compte. 20 Or avec la charge de travail, un inconvénient est que le contrôleur aérien peut être amené à se focaliser sur un autre point et à oublier de donner une nouvelle consigne à l'équipage. Ce qui conduit à laisser l'aéronef voler le palier prévu dans son plan de vol alors que rien ne s'opposait à ce qu'il continue sa montée. L'aéronef est donc stoppé dans sa montée ou sa 25 descente et donc a une surconsommation inutile. Un problème rencontré est qu'il n'existe pas d'aide pour alerter le contrôleur qu'un aéronef va effectuer un palier intermédiaire. Le seul moyen est de procéder à une surveillance périodique de 30 l'altitude de l'aéronef. Le contrôleur doit donc monopoliser une grande partie de son attention à la surveillance d'un aéronef au détriment d'autres actions. II peut effectuer cette surveillance a partir des pistes radars sur un écran de contrôle ou bien a partir de l'afficheur indiquant le suivi des trajectoires verticales d'aéronefs compris dans une portion de l'espace. Un but de l'invention est de pallier aux inconvénients précités. Un but de l'invention est de soulager le contrôleur aérien au moyen d'un dispositif permettant de générer une alarme lorsque l'aéronef approche d'un palier ou d'un niveau d'altitude à laquelle une décision du contrôleur doit être prise. 10 Avantageusement, le dispositif d'aide au suivi des montées et descentes d'aéronefs destiné aux contrôleurs aériens, comprend : • des moyens de réception de données émises par un aéronef comprenant au moins sa position dans l'espace et des requêtes 15 éventuelles émises par l'équipage ; ^ un afficheur permettant d'afficher la trajectoire d'un aéronef effectuant une manoeuvre en vue de rejoindre un premier niveau d'altitude et ; ^ des moyens pour donner une autorisation d'atteindre un second 20 niveau d'altitude à l'équipage de l'aéronef. Avantageusement, le dispositif comprend un gestionnaire d'alarmes configurable selon au moins une condition de vol de l'aéronef calculée à partir du premier niveau d'altitude permettant d'émettre une 25 alarme à un instant auquel la condition est remplie. Avantageusement, la condition est un seuil d'altitude restant à parcourir jusqu'au premier niveau d'altitude, l'alarme se déclenchant lorsque la valeur du seuil est franchie par l'aéronef. Avantageusement, la condition est une durée prédéfinie avant 30 d'atteindre le premier niveau d'altitude, l'alarme se déclenchant lorsque le temps restant à l'aéronef pour rejoindre le premier niveau d'altitude est inférieur à la durée prédéfinie.5 Avantageusement, l'afficheur génère un indicateur sur la trajectoire de l'aéronef indiquant le moment où l'alarme se déclenchera. Avantageusement, l'alarme est une alarme visuelle s'affichant sur l'afficheur du contrôleur aérien ou une alarme est une alarme sonore. Avantageusement, l'alarme s'affiche en superposition de la trajectoire de l'aéronef au niveau du symbole représentant l'aéronef. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages ~o apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : ^ La figure 1 représente un écran de contrôle aérien indiquant la position de certains aéronefs, leur plan de vol et un indicateur d'alarme selon l'invention. 15 ^ La figure 2 représente un écran de contrôle aérien indiquant une alarme visuelle autour du symbole de l'aéronef surveillé. ^ La figure 3 représente une coupe verticale du plan de vol et un marqueur indiquant au contrôleur la présence d'une alarme. ^ La figure 4 représente une coupe verticale du plan de vol 20 modifié après réception d'une consigne du contrôleur. Dans la suite de la description, lorsqu'un aéronef vole son plan de vol, on appelle le prochain palier à atteindre par l'aéronef quelque soit sa situation : le "prochain palier" et on appelle le palier situé après le prochain 25 palier : le "second palier". Dans la suite de la description on appelle indifféremment un palier et un niveau d'altitude à atteindre, ce dernier étant généralement donnée par le contrôleur aérien. La figure 1 représente un écran de visualisation permettant à un contrôleur aérien de surveiller une portion de l'espace aérien qui correspond à son secteur. Lorsque les aéronefs changent de tranche, les contrôleurs se 5 coordonnent de manière à bien suivre un aéronef franchissant un palier. Dans l'afficheur, un aéronef 1, noté AE1 dans le bloc 2, suit un plan de vol 3. Il vole à une altitude de 17000 pieds et doit atteindre une altitude de 20000 pieds. Ces informations sont données dans le bloc 2 de 10 manière à informer le contrôleur de la trajectoire suivie par l'aéronef 1. Par exemple, sur la figure 1, l'aéronef 1 effectue une montée d'un palier à 17000 pieds vers un palier à 20000 pieds. Un second aéronef 4, noté AE2 dans un second bloc 5 vole à une altitude fixe de 38000 pieds selon son plan de vol 6. 15 Le contrôleur visualise donc les trajectoires de différents aéronefs dont les plans de vol traversent son secteur. L'invention permet de générer une alarme à un instant déterminé par un marqueur 7 représenté sur le plan de vol 3. Le marqueur 7 est une 20 indication calculée par le système et indiquant le point ou sera déclenché l'alerte. Cette indication n'est visible que du contrôleur en charge du secteur. II indique la présence d'une alarme qui à pour but d'informer le contrôleur de l'imminence de l'arrivée de l'aéronef à son prochain palier qui dans l'exemple de la figure 1 à 20000 pieds. 25 Notamment, l'invention permet de générer une alarme lorsque l'aéronef s'approche de son prochain palier, ce dernier étant saisi par le contrôleur. Dans un mode de réalisation, cette alarme peut être déclenchée 30 un certain nombre de secondes avant de rejoindre le prochain palier de l'aéronef, par exemple 60 secondes avant de l'atteindre. Dans le cas d'une alarme déclenchée un certain nombre de secondes avant l'atteinte du prochain palier du plan de vol de l'aéronef 1, un calcul à partir des pistes radars permet d'estimer la vitesse verticale de l'aéronef et ainsi de calculer le temps restant pour rejoindre ledit palier. Dans un autre mode de réalisation, l'alarme peut être déclenchée à une certaine altitude avant de rejoindre le prochain palier, par exemple 1500 pieds avant le palier. Dans l'exemple de la figure 1, l'alarme se déclenchera à 18500 pieds avant l'atteinte du palier de 20000 pieds. La figure 2 représente la même vu mais quelques minutes plus tard. Lorsque l'aéronef 1 se rapproche de son palier à 20000 pieds, il passe par le point indiqué par marqueur 7 situé dans cet exemple à 1500 pieds en dessous du palier à 20000 pieds, soit à une altitude de 18500 pieds. Dans cet exemple, le symbole 1 représentant l'aéronef est entouré d'un second symbole 20 représentant un halo. L'alarme visuelle permet de capturer l'attention du contrôleur afin de le conduire à agir en vue de communiquer une consigne au pilote. Le contrôleur peut alors envoyer une consigne aux pilotes indiquant que l'aéronef peut continuer sa montée jusqu'au second palier, le second palier étant le palier défini après le prochain palier. Par exemple, il peut s'agir d'un second palier à 30000 pieds, sans marquer le prochain palier à 20000 pieds. La consigne peut être transmise oralement par le contrôleur à l'équipage. Dans d'autres variantes de réalisation, l'alarme peut-être par exemple une alarme auditive/ sonore émettant un son spécifique permettant d'avertir le contrôleur de l'imminence de son arrivée au prochain palier mentionné sur le plan de vol de l'aéronef. L'invention permet également d'indiquer dans l'agenda du contrôleur le moment auquel l'alarme sera déclenchée. Le contrôleur peut à tout moment consulter son agenda et voir le temps qu'il lui reste pour évaluer s'il est possible ou pas de continuer la montée ou la descente sans que l'aéronef ne vole au prochain palier. Ce moment peut aussi être affichée sur le plan de vol par un symbole graphique. Un avantage de l'invention est que cette alarme permet au contrôleur de se focaliser sur les autres tâches. II n'a ainsi plus besoin de surveiller périodiquement la montée, respectivement la descente, de l'aéronef, car l'alarme lui indiquera le moment auquel il doit prendre une décision. Un avantage de l'invention est de pouvoir s'affranchir de paliers inutiles prévus dans le plan de vol et qui peuvent ne pas être volés par un aéronef souhaitant poursuivre sa montée. La figure 3 représente la coupe verticale d'un plan de vol 36 dans un repère dont les axes représentent en ordonnée l'altitude, notée ALT, et en abscisses le temps, noté t. Le plan de vol 36 est généralement programmé au sol par les pilotes pour effectuer un vol correspondant à une mission donnée. Dans le plan de vol 36, l'aéronef 1 entame une première phase de montée permettant d'atteindre un premier palier 32' après le franchissement d'un point de passage 32. L'aéronef en théorie poursuit jusqu'à un nouveau point de passage 33 pour entamer une seconde phase de montée. L'aéronef monte alors jusqu'à un palier 34' en passant par un point de passage 34 avant d'atteindre un autre point de passage 35. Si l'aéronef est en amont du point 32 comme représenté dans la figure 3, le prochain palier est le palier 32' et le second palier est le palier 34' avec les définitions précisées auparavant. Le marqueur 7 indique quand sera générée l'alarme enregistrée par le contrôleur pour lui rappeler qu'à ce moment là il devra éventuellement envoyer une consigne à l'équipage de l'aéronef 1. En effet, la figure 4 représente le cas de figure 3 lorsque l'aéronef franchi le point 7 de son plan de vol. Il n'est plus très loin d'atteindre son point de passage 32 et le contrôleur juge que rien ne s'oppose à la montée de l'aéronef directement jusqu'au palier 34'. Le contrôleur envoie une consigne à l'équipage de l'aéronef 1 indiquant qu'il peut poursuivre sa montée directement jusqu'au second palier. Dans ce cas l'équipage redéfinit une séquence de plan de vol supprimant le palier 32'. Un nouveau plan de vol 36' est ainsi généré et le point de passage 32 devient un simple point 40 situé sur la trajectoire de montée de l'aéronef. Cette solution à l'avantage de faire économiser du temps de vol, de simplifier les opérations de gestion des aéronefs volant des paliers, notamment cette manoeuvre permet de diminuer le nombre de paliers. En outre l'invention permet de diminuer la consommation de carburant tout le long du vol. L'invention s'applique également aux paliers en descente selon le 25 même principe. REVENDICATIONS1. Dispositif d'aide au suivi des montées et descentes d'aéronefs destiné aux contrôleurs aériens, comprenant : ^ des moyens de réception de données émises par un aéronef comprenant au moins sa position dans l'espace et des requêtes éventuelles émises par l'équipage ; ^ un afficheur permettant d'afficher la trajectoire d'un aéronef effectuant une manoeuvre en vue de rejoindre un premier niveau d'altitude et ; ^ des moyens pour donner une autorisation d'atteindre un second niveau d'altitude à l'équipage de l'aéronef, caractérisé en ce que le dispositif comprend un gestionnaire d'alarmes configurable selon au moins une condition de vol de l'aéronef calculée à partir du premier niveau d'altitude permettant d'émettre une alarme à un instant auquel la condition est remplie. 2. Dispositif d'aide au suivi des montées et descentes d'aéronefs destiné aux contrôleurs aériens selon la revendication 1, caractérisé en ce que la condition est un seuil d'altitude restant à parcourir jusqu'au premier niveau d'altitude, l'alarme se déclenchant lorsque la valeur du seuil est franchie par l'aéronef. 3. Dispositif d'aide au suivi des montées et descentes d'aéronefs destiné aux contrôleurs aériens selon la revendication 1, caractérisé en ce que la condition est une durée prédéfinie avant d'atteindre le premier niveau d'altitude, l'alarme se déclenchant lorsque le temps restant à l'aéronef pour rejoindre le premier niveau d'altitude est inférieur à la durée prédéfinie. 4. Dispositif d'aide au suivi des montées et descentes d'aéronefs destiné aux contrôleurs aériens selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que l'afficheur génère un indicateur sur latrajectoire de l'aéronef indiquant le moment où l'alarme se déclenchera. 5. Dispositif d'aide au suivi des montées et descentes d'aéronefs destiné aux contrôleurs aériens selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que l'alarme est une alarme visuelle s'affichant sur l'afficheur du contrôleur aérien. 6. Dispositif d'aide au suivi des montées et descentes d'aéronefs destiné aux contrôleurs aériens selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que l'alarme est une alarme sonore. 7. Dispositif d'aide au suivi des montées et descentes d'aéronefs destiné aux contrôleurs aériens selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alarme s'affiche en superposition de la trajectoire de l'aéronef au niveau du symbole représentant l'aéronef.