Brevet FR2980616A1 — publié le 20130329

Système d'alerte à destination d'un opérateur de conduite d'un aéronef L'invention concerne les systèmes d'alerte et, en particulier, d'alertes destinées au pilote d'un aéronef. En vol commercial d'un aéronef, un des membres d'équipage technique (par exemple le pilote) peut s'absenter du cockpit pour prendre 5 son repos, pour un besoin physiologique ou sur appel cabine (par exemple sur besoin d'une intervention du pilote ou du commandant de bord en cabine pour résoudre un problème). En cas de panne ou d'événement survenant à ce moment, le ou les membres d'équipages restant au cockpit peuvent contacter tardivement, voire ne jamais réussir à entrer en contact avec le 10 membre qui s'est absenté. Cette absence peut alors avoir des conséquences de première importance pour la sécurité du vol, tout particulièrement lorsque le commandant expérimenté est en repos. Selon l'art connu, un moyen de prévenir rapidement un membre d'équipage s'étant absenté de son poste, est de procéder à un appel 15 interphone exprimant un «gong » dans la zone concernée. La communication est ensuite réalisée au moyen du téléphone intercom pour exprimer la demande de présence au cockpit. Un autre moyen d'appel utilise le PAA (Passengers Address) consistant à effectuer une annonce en cabine entendue par l'ensemble des occupants. Ce dernier moyen limite la portée 20 urgente de la communication à cause d'une discrétion non assurée. Ces moyens de communication ne permettent pas de prévenir rapidement le membre d'équipage absent en cas d'urgence. De plus, la surprise d'un événement, d'une panne, peut s'ajouter à un état physiologique (la nuit) et au stress du moment ne permettant pas forcément d'être en 25 mesure de prévenir donc de pouvoir utiliser les moyens existant mis à disposition. En effet, face à un événement, l'équipage au cockpit utilise le maximum de charge de travail pour y faire face, les capacités mentales étant diminuées suite à la pression du moment. En conséquence il retarde souvent sa demande de renfort ou n'est potentiellement pas en mesure de le 30 solliciter. Souvent, lorsque le commandant est en repos, l'équipage tend à retarder la sollicitation soit par fait culturel soit volonté de ne pas déranger ou de crainte de la réprimande. L'invention vise à pallier les problèmes cités précédemment en proposant un système d'alerte à destination d'un opérateur de conduite d'un aéronef permettant d'alerter en cas d'événements imprévus, l'opérateur de l'aéronef s'étant absenté. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'alerte à destination d'un opérateur de conduite d'un aéronef, ledit aéronef comportant 5 un système de surveillance de pannes (FWS) apte à émettre des messages de pannes, caractérisé en ce qu'il comprend : -Un premier module pour la surveillance de paramètres du aéronef, comprenant : - des moyens d'acquisition des paramètres du aéronef, 10 - des moyens de sélection des paramètres acquis, et - des moyens de comparaison des paramètres sélectionnés avec des plages de valeurs prédéfinies stockées dans une base de données, chaque paramètre étant associé à une plage de valeurs prédéfinie, 15 - des moyens d'émission d'un premier signal d'alerte si l'un des paramètres sélectionnés est hors de sa plage associée, -Un deuxième module pour la surveillance de pannes comprenant, - des moyens de réception de messages de panne 20 provenant du système de surveillance de panne (FWS), - des moyens de comparaison des messages de pannes reçus avec des messages de pannes de références stockés dans la base de données, - des moyens d'émission d'un deuxième signal d'alerte si l'un 25 des messages reçus correspond à un message de référence, -Un générateur logique d'alerte relié au premier et au deuxième module et émettant une alerte lorsqu'il reçoit le premier ou le deuxième signal d'alerte, -un dispositif portatif permettant de relayer une alerte émise par le 30 générateur logique d'alerte selon un protocole de communication sans fil. Avantageusement, le dispositif portatif est apte à émettre au moins une des alertes suivantes : -Une alerte sonore, -Une alerte textuelle, précisant la panne ou le paramètre à l'origine de 35 l'alerte, -Une alerte sous la forme de vibrations engendrées par un vibreur. Avantageusement, le module portatif comporte une position armée indiquant qu'une alerte émise par le générateur logique d'alerte doit être relayée par ledit dispositif portatif et une position désarmée indiquant qu'une alerte émise par le générateur logique d'alerte ne doit pas être relayée par ledit dispositif portatif. Avantageusement, le dispositif portatif comporte en outre des moyens d'affichage permettant d'indiquer le paramètre ou la panne ayant déclenché l'alerte. Avantageusement, le système comprend en outre un module de surveillance de l'état physiologique d'un opérateur en charge du contrôle de l'aéronef, ledit module de surveillance étant apte à émettre un troisième signal d'alerte à destination du générateur logique d'alerte, le générateur logique d'alerte émettant une alerte émettant une alerte lorsqu'il reçoit au moins un signal d'alerte. Avantageusement, le système comprend en outre un module de détection d'intrusion dans un poste de contrôle dudit aéronef, ledit module détection d'intrusion étant apte à émettre un quatrième signal d'alerte à destination du générateur logique d'alerte, le générateur logique d'alerte émettant une alerte émettant une alerte lorsqu'il reçoit au moins un signal d'alerte. Avantageusement, une plage de valeur associée à un paramètre pour déclencher une alerte est aussi associée à au moins une de phase de vol, choisie parmi : le décollage de l'aéronef, l'atterrissage de l'aéronef ou la croisière de l'aéronef, le premier signal ne pouvant être émis que si l'aéronef se trouve dans la plage de vol correspondante lorsque le paramètre surveillé sort de la plage. Avantageusement, la base de données comprend au moins une plage de valeur représentant un écart entre une première mesure d'un premier capteur et une seconde mesure d'un second capteur, le système comportant en outre un module de calcul de l'écart entre la première et la seconde mesure. Avantageusement, le système est intégré au système de surveillance de pannes (FWS) de l'aéronef. Avantageusement, l'aéronef est un drone. L'invention permet d'appréhender l'occurrence d'un événement important et d'avertir suffisamment tôt un opérateur s'étant absenté de son poste (par exemple un pilote s'étant absenté du cockpit d'un aéronef en vol). L'avantage est un gain de temps pour faciliter le retour au cockpit d'un membre d'équipage absenté en ayant réalisé l'appel plus rapidement qu'une exécution manuelle. Le système selon l'invention permet d'émettre une alerte sur événement (par exemple une panne d'un équipement) ou en anticipation d'un événement (grâce à la surveillance de paramètres de vol à l'aide de plages de valeur prédéfinies). Un second avantage est la libération de la ressource mentale pour les membres d'équipages au poste de pilotage pour faire face à l'événement. L'invention permet également la disparition de la barrière psychologique sur le bien fondé de prévenir ou non le commandant de bord absenté. D'autres événements que des pannes peuvent être pris en compte avec l'invention tel qu'un temps de repos maximum accordé en dehors du cockpit, également la surveillance physiologique du pilote restant au cockpit. L'invention peut aussi contribuer à permettre des évolutions de travail à deux pour admettre réglementairement le repos en dehors du poste de pilotage puisqu'à la fois l'état des systèmes avions et l'état du pilote en activité seront analysés par le système selon l'invention, parée à intervenir sans délai auprès du pilote absenté du cockpit. C'est un atout pour promouvoir le repos hors du cockpit dans une perspective d'augmenter l'amplitude de vol d'un équipage non renforcé. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite à titre d'exemple non limitatif et à l'aide des figures parmi lesquelles : La figure 1 présente un premier exemple de réalisation du système d'alerte selon l'invention. La figure 2 présente un deuxième exemple de mise en oeuvre du système d'alerte selon l'invention. La figure 3 représente un exemple de réseau de communication dans un aéronef. La figure 4 représente un exemple de mise en oeuvre de ce 35 système de déverrouillage. L'invention s'applique au domaine aéronautique, à bord d'un aéronef. Elle s'appuie sur le monitoring des systèmes de l'aéronef et sur l'analyse des paramètres de la fonction « Flight Warning » ainsi que d'autres monitorings réalisés dans le cockpit comme l'état du pilote où d'autres paramètres intrinsèques au cockpit (état du pare-brise, qualité de l'air....). Elle analyse l'intégrité des systèmes avion et du cockpit pour déclencher une alerte en cabine lorsqu'une dérive est déterminée à partir de ces monitorings. L'invention s'applique également au domaine des drones réalisant par similitude avec le cockpit de l'aéronef, le monitoring de paramètres des systèmes de vol et de mission des drones ainsi que le monitoring des paramètres intrinsèques à la salle de contrôle et à la mission programmée du drone. Sur la base de ces monitorings, la solution fonctionnelle déclenche une alerte en dehors de la salle de contrôle, plus généralement dans un espace dédié aux opérateurs de drones. Dans la suite de la description, l'invention est décrite dans le cas d'un aéronef avec un pilote. Mais l'invention s'applique aussi si l'aéronef est un drone. Dans le cas du drone, on entendra par : - pilote ou équipage, l'opérateur sol d'un ou plusieurs drones, - cockpit (poste de pilotage de l'avion), la station sol (poste de contrôle d'un ou plusieurs drones ou poste de surveillance et renseignement), - cabine, un espace dédié en dehors de la station au sol du drone. Le système d'alerte selon l'invention comprend un premier module permettant de suivre l'évolution de paramètres systèmes de l'aéronef. Le premier module est configurable. Une configuration permet de déterminer les paramètres dont on suit l'évolution. Cette configuration est stockée dans une base de données. Des seuils sur ces paramètres sont également configurés et stockés dans la base de données. Les paramètres sont surveillés de sorte qu'un dépassement d'un seuil par un paramètre a pour effet d'activer un premier signal d'alerte. Le système d'alerte selon l'invention comprend un deuxième module permettant de recevoir de la fonction Flight Warning des messages relatifs au dysfonctionnement des systèmes de l'aéronef. Le deuxième module est configurable. Une configuration permet de déterminer les messages pour lesquels le module doit déclencher un deuxième signal d'alerte. Lorsqu'un message est reçu de la fonction Flight Warning il est comparé à la base de référence. S'il est inclus dans la base de référence, le deuxième signal d'alerte est émis. Une alerte est émise par le système si au moins l'un des deux signaux d'alerte est émis. La figure 1 présente un exemple de réalisation du système d'alerte selon l'invention. Le système comprend des moyens 111 d'acquisition des paramètres systèmes de l'aéronef. Ces moyens s'interfacent avec un ou plusieurs concentrateurs de données de l'aéronef, avec le flight warning et avec d'autres systèmes réalisant le monitoring de grandeurs quantifiables dans le cockpit (exemple : l'état physique du pilote). Le système comprend un premier comparateur 112 permettant de déterminer si les paramètres acquis appartiennent à la base de données de paramètres 113. Le système comprend aussi un second comparateur 114 réalisé par exemple de façon logicielle. Le comparateur permet la génération d'un premier signal d'alerte à destination d'un module de communication 170. Le comparateur 114 compare les paramètres mesurés (et qui appartiennent à la base de données 113) et les plages de valeurs associées à chacun de ces paramètres. Le signal est émis si au moins un des paramètres est hors de la plage de valeurs prédéfinie. Le signal d'alerte est composé du signal intrinsèque d'alerte ainsi que d'informations sur la nature du problème rencontré. Ce signal est transmis vers un module d'acquisition de donnée programmé pour établir une communication sans fil vers un ou plusieurs modules portatifs émettant des signaux sur fréquence dédiée. Le dispositif portatif 140 reçoit par liaison sans fil les signaux transmetteurs de l'information. Il génère une alerte audio, vibrante et transcrit les données reçues en informations visuelles sur un écran d'interface, pouvant être un ensemble de texte, de symboles ou de graphismes. Le dispositif portatif 140 dispose d'une position armée indiquant que le pilote est hors de la cabine et d'une position non armée indiquant que le pilote est dans la cabine. L'alerte est émise par le module portatif uniquement lorsque celui-ci est en position armée. Les paramètres surveillés par le système sont par exemple : - Pressurisation : l'altitude de la cabine, la vitesse verticale ; - Air : pression engine bleed (perte de pression moteur) ; - Moteur : la pression d'huile, la température d'huile, la température de la nacelle, EGT (pour Exhaust Gaz temperature : température échappement - en sortie), la variation de la poussée N1, vibration, état VSV (pour Variable Stator Vane, c'est-à-dire l'aube stator moteur à calage variable), VBV (pour Variable Bleed Vane c'est-à-dire la vanne de prélèvement variable d'air moteur),le pompage du moteur ; - Auto flight (pour pilote automatique) : la déconnexion du pilote automatique ou la déconnexion de l'auto-poussé non reconnectés dans un court délai ; - -Electricité : anomalie sur un des bus AC (courant alternatif), DC (courant continu) ou des générateurs de courants GEN, ou des IDG (pour Integrated Drive Generator), c'est-à-dire un élément d'un générateur mécanique de courant lié au moteur ; - -Hydraulique : la pression, la pression de l'air, la température des circuits hydrauliques ; - -Navigation : centrale inertielle, centrale anémométrique, cap, altitude, attitude, roulis, vitesse, pression, AOA - positions de l'IR (pour Inertial Reference, centrale inertielle de position et attitude/heading), du système de gestion du vol FMS, du GPS (pour Global Positioning System), - G load : facteur de charge, le plus usuel est exprimé sur l'axe vertical . Les pannes surveillés par le système sont par exemple : -Panne moteur (N1), feu moteur, feu APU, -Panne FADEC, -Feu soute, feu soute avionique, feu toilette, feu cabine, -Altitude cabine excessive, tous les systèmes de régulation automatique de pressurisation, -Panne d'un bus électrique ou d'une génératrice du moteur, -Panne d'un circuit hydraulique, -Panne d'un calculateur de commande de vol, loi dégradée commandes de vol, -Panne du pilote automatique, panne de l'auto thrust ou en désaccord de position, -Panne d'un actuateur de gouverne, -Panne du système de protection de l'enveloppe de vol, -Panne des packs de conditionnement d'air, -Panne dégivrage des sondes (Pitot, Statiques, AOA) hors TAT, et vitres cockpit, -Fumée : cabine, toilette, soute, soute avionique, -L'ensemble des pompes en basse pression pour un même 5 réservoir d'essence à l'exception du réservoir central, -Niveau réservoir d'essence bas à l'exception du réservoir central, -Panne circuit hydraulique : niveau bas, surchauffe, pression d'air basse, -Panne de deux écrans ou d'un générateur graphique, 10 -Panne de l'instrument ADI de secours, -Panne d'un calculateur Air data, IR, -Panne TCAS, WX, -Porte en faute, -Reverse en faute. 15 La panne des FWC ou panne des systèmes d'acquisitions des paramètres des systèmes entrave directement le fonctionnement de la fonction. En conséquence, l'alerte sera directement générée lorsque le dispositif portatif est armé et la fonction rendue indisponible. On réserve la possibilité de monitorer d'autres pannes des 20 systèmes de l'avion. On réserve la possibilité de monitorer d'autres états des systèmes à bord nécessitant l'intervention immédiate d'un opérateur à bord. Par exemple le monitoring peut s'effectuer sur les pannes ou sur des synthèses d'états au profit d'un opérateur effectuant le contrôle et l'exploitation sur des 25 équipements de renseignement d'intérêt militaire, de surveillance terrestre, maritime ou aérienne ou encore des équipements de l'acquisition et de poursuite de cibles. Pour les systèmes de drone on considérera les paramètres propres au drone pouvant varier par rapport à ceux de l'avion et contenir des 30 informations relatives au système de mission Les alertes spécifiques des drones proviennent par exemple de : - Liaisons de données : réception insuffisante, niveau de bruit électromagnétique - Station de contrôle au sol : Défauts du calculateur de traitement, anomalie des générateurs, détection des écarts entre la programmation du vol du drone et l'exécution du vol. - Equipement « sense &avoid » : détection et évitement 5 d'aéronefs et d'obstacles au sein de la circulation aérienne -Equipement restituant au sol la perception qu'auraient eu des pilotes à bord. Le tableau suivant montre des exemples de paramètres et de messages de pannes contenues dans la base de données. L'avantage d'une 10 telle base de données est de pouvoir adapter pour un aéronef donné une configuration du système, par exemple en fonction des exigences d'une compagnie aérienne ou d'un constructeur d'aéronef. Selon une caractéristique de l'invention, la plage de valeur associée à un paramètre pour déclencher une alerte peut n'être effective que 15 sur une ou plusieurs phases de vol. Par phase de vol, on entend généralement, décollage, croisière ou atterrissage. Certains paramètres n'intéresseront que la croisière. En conséquence la divergence hors plage n'aura pas d'effet si la phase de vol n'est pas celle applicable à la surveillance. 20 Paramètre/ panne Plage anormale Phase de vol applicable Vitesse verticale cabine ] 400Fpm, + [ Croisière Altitude cabine ] 9000Ft, + [ Toutes Température d'huile ] 130°C, + [ Toutes TCAS * Non Applicable Croisière HYD G LOW PRESS * Non Applicable Toutes Par exemple la base de données contient un message de panne concernant le TCAS (Traffic Collision Avoidance System pour système d'évitement de collision de trafic) ou de concernant une baisse de pression d'un des circuits hydraulique désigné par la lettre G (pour Green). 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, la plage de valeur stockée dans la base de données est une plage de différence entre une première mesure d'un premier capteur et une seconde mesure d'un second capteur. Certains paramètres du système sont mesurés par plusieurs capteurs. Ils peuvent donc être comparés entre capteurs. C'est le cas par exemple de la position de l'aéronef qui est évaluée par le FMS et par l'IRS. Si un écart de X minutes de latitude ou Y minutes de longitude est détectée entre la postions du FMS et celle de l'IRS est détectée alors la condition d'alerte est satisfaite et le premier signal d'alerte est émis par le premier module. La figure 2 présente un deuxième exemple de mise en oeuvre du système d'alerte selon l'invention. Optionnellement, le générateur logique d'alerte est relié à un système de monitoring de l'état opérationnel 210 du pilote (état de veille, bonne santé...) ou encore d'autres systèmes annexes de monitoring du cockpit (détection d'intrusion 220 ou autre condition anormale). Le générateur logique d'alerte 130 applique une condition logique OU sur ces conditions en entrée. Lorsqu'une des conditions est satisfaite, la pré-sortie de demande d'alerte est activée. Lorsque le dispositif portatif est retiré de son socle en cockpit, il bascule dans un état armé automatiquement. Cette condition est nécessaire pour générer une alerte, un ET logique 160 est appliqué avec la condition de demande d'alerte. Il en résulte l'émission d'une alerte à travers le réseau sans fil de cabine commandée depuis le cockpit. Le module de poche portatif vibre et émet une série de bips durant un temps donné. L'arrêt est automatique ou manuel. Le module inclut une interface de lecture, présentant le problème rencontré. L'objectif est de communiquer une information sur la nature du problème afin de limiter l'anxiété du destinataire « bipé » et lui permettre potentiellement de préparer son plan d'action sur le chemin du retour au cockpit. L'interface de lecture peut afficher un message indiquant la panne 30 tel que : HYDRAULICS GREEN TANK OVERHEAT ou indiquant le paramètre divergeant : CABIN VERTICAL SPEED +500fpm. De retour au cockpit le dispositif portatif 140 est remis sur son socle à l'entrée, la condition d'activation de l'alerte est annulée. La figure 3 représente un exemple de réseau de communication 35 dans un aéronef 301. 2 9806 16 11 L'émetteur dans le cockpit est relié en connexion filaire ou sans fil à un boîtier antenne en cabine, relayé par d'autres antennes 301, 302, 303, 304 pour couvrir la totalité de la zone habitée sur l'ensemble des ponts disponibles. Pour un aménagement incluant des salles de repos en zone 5 isolées à des niveaux différents, le relais peut être assuré par connexion filaire comme moyen alternatif. Le dispositif portatif 140 est doté d'une batterie. Lorsque positionné sur son socle en cockpit il se recharge. La taille du module de l'ordre de 10cm sur 5cm permet d'être introduit dans une poche de vêtement 10 de taille réduite. Alternativement on peut considérer un second dispositif portatif 140 en rechange du premier si dysfonctionnement ou en complément pour les équipages à 3 avec 2 pilotes absentés du cockpit. Avantageusement pour s'assurer que le dispositif portatif 140 est 15 physiquement emporté par un pilote sortant du cockpit, une autorisation d'ouverture de porte 401, hors urgence, depuis l'intérieur peut être conditionnée par la prise effective du module, retiré de fait de son socle. Le déverrouillage de la porte peut répondre à un retrait physique du module de son socle accompagné éventuellement par un contact sur celle-ci. La figure 4 20 représente un exemple de mise en oeuvre de ce système de déverrouillage. REVENDICATIONS1. Système d'alerte à destination d'un opérateur de conduite d'un aéronef, ledit aéronef comportant un système de surveillance de pannes (FWS) apte à émettre des messages de pannes, caractérisé en ce qu'il comprend : -Un premier module pour la surveillance de paramètres du aéronef, comprenant : - des moyens d'acquisition des paramètres du aéronef, - des moyens de sélection des paramètres acquis, et des moyens de comparaison des paramètres sélectionnés avec des plages de valeurs prédéfinies stockées dans une base de données, chaque paramètre étant associé à une plage de valeurs prédéfinie, - des moyens d'émission d'un premier signal d'alerte si l'un des paramètres sélectionnés est hors de sa plage associée, -Un deuxième module pour la surveillance de pannes comprenant, - des moyens de réception de messages de panne provenant du système de surveillance de panne (FWS), - des moyens de comparaison des messages de pannes reçus avec des messages de pannes de références stockés dans la base de données, - des moyens d'émission d'un deuxième signal d'alerte si l'un des messages reçus correspond à un message de référence, -Un générateur logique d'alerte relié au premier et au deuxième module et émettant une alerte lorsqu'il reçoit le premier ou le deuxième signal d'alerte, -un dispositif portatif permettant de relayer une alerte émise par le générateur logique d'alerte selon un protocole de communication sans fil. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif portatif est apte à émettre au moins une des alertes suivantes : -Une alerte sonore, -Une alerte textuelle, précisant la panne ou le paramètre à l'origine de l'alerte,-Une alerte sous la forme de vibrations engendrées par un vibreur. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le module portatif comporte une position armée indiquant qu'une alerte émise par le générateur logique d'alerte doit être relayée par ledit dispositif portatif et une position désarmée indiquant qu'une alerte émise par le générateur logique d'alerte ne doit pas être relayée par ledit dispositif portatif. 4. Système selon la revendication 3, dans lequel le dispositif 10 portatif comporte en outre des moyens d'affichage permettant d'indiquer le paramètre ou la panne ayant déclenché l'alerte. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un module de surveillance de l'état physiologique d'un 15 opérateur en charge du contrôle de l'aéronef, ledit module de surveillance étant apte à émettre un troisième signal d'alerte à destination du générateur logique d'alerte, le générateur logique d'alerte émettant une alerte lorsqu'il reçoit au moins un signal d'alerte. 20 6. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un module de détection d'intrusion dans un poste de contrôle de l'aéronef, ledit module détection d'intrusion étant apte à émettre un quatrième signal d'alerte à destination du générateur logique d'alerte, le générateur logique d'alerte émettant une alerte émettant une alerte lorsqu'il 25 reçoit au moins un signal d'alerte. 7. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une plage de valeur associée à un paramètre pour déclencher une alerte est aussi associée à au moins une de phase de vol, choisie parmi : le 30 décollage de l'aéronef, l'atterrissage de l'aéronef ou la croisière de l'aéronef, le premier signal ne pouvant être émis que si l'aéronef se trouve dans la plage de vol correspondante lorsque le paramètre surveillé sort de la plage. 8. Système selon l'une des revendications précédentes, dans 35 lequel la base de données comprend au moins une plage de valeurreprésentant un écart entre une première mesure d'un premier capteur et une seconde mesure d'un second capteur, le système comportant en outre un module de calcul de l'écart entre la première et la seconde mesure. 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est intégré au système de surveillance de pannes (FWS) de l'aéronef. 10. Système selon l'une des revendications précédentes, dans 10 lequel le aéronef est un drone.