Brevet FR3004546A1 — publié le 20141017

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de modification automatique d'un plan de vol latéral d'un aéronef, notamment sur une section de vol à basse altitude. Un plan de vol est construit de façon usuelle, à partir d'une suite de points de route que l'aéronef est amené à survoler successivement dans un ordre prédéterminé. Ces points de route sont fournis au système de gestion du vol, qui calcule des portions de trajectoire les reliant, à l'aide d'un calculateur de trajectoire. Dans les systèmes actuels, une portion de trajectoire reliant deux points est définie de sorte que : - dans un premier temps, l'aéronef survole un premier point de route, puis suit une trajectoire rectiligne sur une distance prédéfinie, en gardant le même cap que celui avec lequel il est arrivé sur ce premier point de route ; - puis, il effectue un virage pour orienter son cap vers le point de route suivant, le virage s'effectuant selon un arc de cercle dont le rayon est prédéterminé ; et - lorsqu'il est bien orienté, il suit une trajectoire rectiligne jusqu'au point de route suivant. Ce procédé de construction de la trajectoire est répété pour calculer toutes les portions de trajectoire entre les points de route du plan de vol. Le rayon du virage est choisi pour chaque point de route qui le précède, il peut dépendre par exemple des performances de l'aéronef ou de la configuration du terrain pour un vol à basse altitude. En outre, la trajectoire d'un aéronef comprend une composante verticale et une composante latérale. Dans le cas d'un vol à basse altitude, la composante verticale dépend de nombreux paramètres comme le relief survolé, la vitesse de l'aéronef, ou encore son poids. Au cours du vol, une modification du plan de vol peut être nécessaire, par exemple lorsqu'un obstacle apparaît à basse altitude. Ainsi, un ou plusieurs points de route peuvent être supprimés, ajoutés ou déplacés, pour permettre à l'aéronef de rejoindre un point de route aval du plan de vol initial, soit directement, soit en passant par un point de route qui a été déplacé, soit en passant par des points de route supplémentaires. Afin d'y parvenir, l'aéronef réoriente son cap vers le point de route aval du plan de vol initial, à partir d'un point de route amont qui précède le point de route aval. Dans le cas d'une suppression, le point de route amont est un point du plan de vol initial. Dans le cas d'un ajout, le point de route amont est un point de route qui a été ajouté. Et pour un déplacement, le point de route amont est un point de route qui a été déplacé. Cependant, l'aéronef ne se présente pas sur le point de route aval avec le même cap, autrement dit la même orientation, que celui du plan de vol initial, puisqu'il a suivi un autre chemin et qu'il vient d'un autre point de route. Par conséquent, en appliquant le procédé de calcul de trajectoire usuel pour obtenir la trajectoire à partir de ce point de route aval, on obtient une portion de trajectoire différente de celle du plan de vol initial. Non seulement, elle est différente pour cette portion suivant ledit point de route aval, mais la modification peut également se répercuter sur les portions de trajectoire des points ultérieurs. Ainsi, bien que les points de route soient les mêmes, les portions de trajectoire les reliant peuvent ne pas être identiques. Dès lors, des obstacles qui étaient contournés ou évités grâce au plan de vol initial et à la trajectoire initiale, risquent d'apparaître sur le trajet, suite à cette modification. Ces trajectoires doivent être vérifiées pour assurer la sécurité du vol. Les procédés et dispositifs actuels de calcul de trajectoire ne permettent donc pas d'obtenir une trajectoire identique entre les points de route, lorsque l'aéronef reprend le plan de vol initial, suite à une modification. La présente invention concerne un procédé de modification automatique d'un plan de vol latéral d'un aéronef, le plan de vol étant défini par une suite de points de route à survoler par l'aéronef et de portions de trajectoire reliant ensemble les points de route successifs, qui a pour objet de remédier à cet inconvénient. Selon l'invention, ledit procédé est remarquable en ce que pour réaliser une modification d'un plan de vol initial en un plan de vol modifié, il comprend les étapes suivantes consistant : - à réaliser une action à choisir parmi les actions suivantes : ajouter, supprimer et déplacer au moins un point de route du plan de vol initial, ledit plan de vol modifié comprenant un point de route aval défini comme le point de route sur lequel l'aéronef reprend le plan de vol initial, et un point de route amont précédant le point de route aval, et - à définir un point intermédiaire entre lesdits points de route amont et aval, dont les coordonnées sont calculées pour permettre à l'aéronef d'arriver audit point de route aval, selon le même cap que celui prévu par le plan de vol initial. Ainsi, grâce à la présente invention, le plan de vol modifié est tel que l'aéronef survole le point de route aval avec le même cap que celui du plan de vol initial. La suite de la trajectoire partant de ce point de route aval est alors identique à celle du plan de vol initial, ce qui permet de remédier à l'inconvénient précité. Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément : - pour définir le point intermédiaire, ledit procédé comprend des sous-étapes consistant : o à définir un premier cercle amont présentant un premier rayon prédéterminé, passant par un point de passage de l'aéronef situé après le point de route amont, et disposé de sorte que la direction de l'aéronef audit point de passage, soit tangente audit premier cercle ; o à définir un second cercle aval présentant un deuxième rayon prédéterminé, passant par ledit point de route aval, et disposé de sorte que la trajectoire correspondant au plan de vol initial de l'aéronef audit point de route aval, soit tangente audit second cercle o à définir une droite tangentielle auxdits premier et second cercles, ladite droite tangentielle étant tangente au premier cercle en un premier point d'intersection et au second cercle en un deuxième point d'intersection ; et o à définir ledit point intermédiaire sur ladite droite tangentielle, entre lesdits premier et deuxième points d'intersection ; - ledit point intermédiaire est situé à une distance du deuxième point d'intersection correspondant à une distance prédéterminée de survol rectiligne des points de route ; - lesdits premier et deuxième rayons respectivement desdits premier et second cercles sont égaux. Bien entendu, ils peuvent également être différents ; - ledit point de passage est disposé à une distance du point de route amont correspondant à une distance prédéterminée de survol rectiligne des points de route ; - la partie de trajectoire latérale correspondant au plan de vol modifié de l'aéronef jusqu'au point de route aval, suit dans l'ordre : o un premier arc dudit premier cercle, ce premier arc étant défini entre le point de passage et le premier point d'intersection ; o la droite tangentielle entre ce premier point d'intersection et le deuxième point d'intersection, en passant par ledit point intermédiaire ; et o un deuxième arc du second cercle, ce deuxième arc étant défini entre ledit deuxième point d'intersection et ledit point de route aval ; - le plan de vol est modifié sur une section de vol à basse altitude. L'invention se rapporte aussi à un dispositif de modification d'un plan de vol latéral d'un aéronef, le plan de vol étant défini par une suite de points de route à survoler par l'aéronef et de portions de trajectoire reliant les points de route. Selon l'invention, ce dispositif est remarquable en ce qu'il comporte des moyens de modification pour modifier le plan de vol par une action à choisir parmi les actions suivantes : supprimer, ajouter et déplacer, au moins un point de route du plan de vol initial, ledit plan de vol modifié comprenant un point de route aval défini comme le point de route sur lequel l'aéronef reprend le plan de vol initial, et un point de route amont précédant le point de route aval, et en définissant un nouveau point intermédiaire entre lesdits points de route amont et aval, dont les coordonnées sont calculées pour permettre à l'aéronef d'arriver audit point de route aval, selon le même cap que celui du plan de vol initial. Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément : - les moyens de modification comprennent des éléments pour respectivement : o définir un premier cercle amont présentant un premier rayon prédéterminé, passant par un point de passage de l'aéronef situé après le point de route amont, et disposé de sorte que la direction de l'aéronef audit point de passage, soit tangente audit premier cercle ; o définir un second cercle aval présentant un deuxième rayon prédéterminé, passant par ledit point de route aval, et disposé de sorte que la trajectoire correspondant au plan de vol initial de l'aéronef audit point de route aval, soit tangente audit second cercle ; o définir une droite tangentielle auxdits premier et second cercles, ladite droite tangentielle étant tangente au premier cercle en un premier point d'intersection et au second cercle en un deuxième point d'intersection ; et o définir ledit point intermédiaire sur ladite droite tangentielle, entre lesdits premier et deuxième points d'intersection ; - le dispositif comporte en outre des moyens de déclenchement de la modification du plan de vol, et des moyens de transmission du plan de vol modifié. L'invention se rapporte également à un système de gestion du vol et/ou à un aéronef qui comporte un dispositif de modification d'un plan de vol latéral d'un aéronef, tel que décrit précédemment. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif de modification d'un plan de vol latéral d'un aéronef permettant d'illustrer l'invention. La figure 2 illustre schématiquement un plan de vol modifié, dans le cas d'une suppression d'un point de route du plan de vol initial, selon un procédé usuel connu de l'état de l'art. La figure 3 illustre schématiquement un plan de vol modifié, dans le cas d'une suppression d'un point de route du plan de vol initial, au moyen d'un procédé de l'invention. La figure 4 est une représentation schématique illustrant la méthode de calcul du point intermédiaire selon l'invention. Sur la figure 1, est représenté un dispositif 1 de modification d'un plan de vol latéral d'un aéronef permettant d'illustrer l'invention. Il comprend des moyens de modification 11 pour modifier le plan de vol, ainsi que des moyens de déclenchement 10 de la modification du plan de vol et des moyens de transmission 12 du plan de vol modifié à d'autres systèmes 13 de l'aéronef, comme un système de navigation par exemple. Ce dispositif 1 fait partie au moins partiellement d'un système de gestion du vol 14 de type FMS (pour « Flight Management System » en anglais). De façon usuelle, un plan de vol T1 est défini par une suite de points de route P1 à P8 à survoler par l'aéronef et de portions de trajectoire Si reliant les points de route successifs, tel que cela est représenté sur la figure 2. Dans cet exemple, le plan de vol T1 concerne une section de vol à basse altitude. En cas de besoin, le plan de vol T1 latérale peut nécessiter une modification pour permettre à l'aéronef d'éviter un obstacle, notamment en supprimant un point de route, et de suivre un autre trajet. Le mode de réalisation exposé dans la description se rapporte au cas d'une suppression d'un point de route du plan de vol initial, mais l'invention n'est pas limitée à ce cas. Le procédé est aussi prévu pour les cas d'ajout d'un nouveau point de route ou de déplacement d'un point de route issu du plan de vol initial. Les procédés de modification usuels consistant à supprimer un point de route P5 et rejoindre directement un point de route P6 aval du plan de vol, donnent une trajectoire T2 de l'aéronef représentée sur la figure 2. Le plan de vol comprend une série de points de route numérotés P1 à P8, reliés entre eux par des portions de trajectoires Si fournies par un calculateur de trajectoires faisant partie par exemple, desdits autres systèmes 13 du système de gestion du vol 14. Dans l'exemple représenté, le point de route P5 est supprimé, l'aéronef devant rejoindre le point de route P6 directement depuis le point de route P4. L'aéronef suit d'abord une trajectoire sur une distance rectiligne dO de survol en gardant le cap d'arrivée sur le point de route P4. Il effectue ensuite un virage (assez court dans l'exemple), pour s'orienter dans la direction du point de route P6, ce virage lui faisant quitter la trajectoire du plan de vol initial T1. Certains aéronefs, notamment utilisés pour un vol à basse altitude, ont une distance rectiligne de survol des points de routes dO égale à 0,3 mille nautique (soit environ 555m), et des rayons de virage latéraux égaux à 1,5 ou 3 milles nautiques (soit environ 2778m ou 5556 m). Arrivé sur le point de route P6, l'aéronef le survole sur la même distance rectiligne dO usuelle. Il effectue alors un virage pour orienter son cap vers le point de route P7. Après le point de route P7, il suit la trajectoire rectiligne de survol, et ainsi de suite pour les points de route suivants P8. Comme on le remarque, bien que l'aéronef rejoigne les points de route P6, P7 du plan de vol initial T1, la trajectoire T2 du plan de vol modifié est non seulement différente entre les points de route P4 et P6, mais aussi entre les points de routes P6 et P7, ainsi qu'entre les points de route ultérieurs P7 et P8. Pour éviter ces différences, en cas de suppression d'un point de route P5 du plan de vol initial T1, lesdits moyens de modification 11 sont configurés pour définir un nouveau point intermédiaire P5' entre lesdits points de route amont (le point de route P4) et aval (le point de route P6) du point de route supprimé (le point de route P5), dont les coordonnées sont calculées pour permettre à l'aéronef d'arriver audit point de route aval P6 dans le plan de vol modifié T3, selon le même cap que celui du plan de vol initial T1, comme cela est montré sur la figure 3. Le point intermédiaire P5' est disposé entre les points de route P4 et P6, de sorte qu'avec la méthode de calcul de trajectoire mise en oeuvre par les moyens de modification 11, l'aéronef arrive au point de route P6 avec la même direction que celle du plan de vol initial T1. Grâce à ce procédé, l'aéronef a une trajectoire identique dans le plan de vol modifié T3 que celle du plan de vol initial T1, entre les points de route P6 et P7, ainsi qu'entre les points de route suivants P7 et P8. La méthode de calcul des coordonnées du point intermédiaire P5', mise en oeuvre par les moyens de modification 11, est représentée sur la figure 4. Cette méthode consiste à définir deux cercles C1, C2 dont les coordonnées des centres, respectivement n et nc, sont fixées de sorte que les deux cercles C1, C2 décrivent une partie du trajet que l'aéronef doit suivre. Ils permettent de plus, de définir les coordonnées du point intermédiaire P5'. Les rayons des cercles C1, C2 peuvent être de valeurs différentes, mais pour simplifier l'exemple, lesdits premier et deuxième rayons R respectivement desdits premier Cl et second C2 cercles sont égaux et correspondent au rayon des virages effectués dans le procédé usuel de calcul de trajectoire, qui est dépendant des capacités de l'aéronef. Le premier cercle Cl amont (dans le sens de vol V de l'aéronef), passe par un point de passage P de l'aéronef, et est disposé de sorte que la direction de l'aéronef audit point de passage P soit tangente audit premier cercle C1. Autrement dit, les coordonnées du centre n du premier cercle Cl sont calculées de sorte que le rayon R partant du centre n du premier cercle Cl et allant jusqu'au point de passage P, d'une part, et la direction G de l'aéronef audit point de passage P, d'autre part, forment un angle droit. Le point de passage P est situé après le point de route amont P4 pour modifier la trajectoire entre le point amont P4 et le point aval P6. Lorsque la modification a lieu avant ou pendant le survol du point de route amont P4, le point de passage P est disposé à une distance du point de route amont P4 correspondant à la distance prédéterminée dO de survol rectiligne des points de route. Si la modification a lieu après la distance prédéterminée dO de survol rectiligne, c'est-à-dire que l'aéronef vire ou est déjà dans la direction du point de route P5 à supprimer, le point de passage P est le point où se situe l'aéronef au moment où la modification est demandée au dispositif 1, via les moyens 10. Le second cercle C2 aval passe par ledit point de route aval P6, et est disposé de sorte que la trajectoire correspondant au plan de vol initial T1 de l'aéronef audit point de route aval P6, soit tangente audit second cercle C2. Autrement dit, les coordonnées du centre n' du second cercle C2 sont calculées de sorte que le rayon R partant du centre n' du second cercle C2 et allant jusqu'au point de route aval P6, d'une part, et la direction de l'aéronef audit point de route aval P6 dans le plan de vol initial T1, d'autre part, forment un angle droit. Pour trouver les coordonnées du point intermédiaire P5', la suite du procédé consiste à définir une droite tangentielle D auxdits premier et second cercles Cl et C2, cette droite passant entre les deux cercles C1, C2. Ladite droite tangentielle D est tangente au premier cercle Cl en un premier point d'intersection E et au second cercle C2 en un deuxième point d'intersection F. Les coordonnées du point intermédiaire P5' sont choisies de sorte qu'il appartienne à ladite droite tangentielle D entre lesdits premier E et deuxième F points d'intersection. Pour permettre l'utilisation du procédé usuel de calcul de trajectoire, ledit point intermédiaire P5' est disposé à une distance du deuxième point d'intersection F correspondant à la distance prédéterminée dO de survol rectiligne des points de route. Ainsi, grâce au dispositif 1, l'équipage n'a pas besoin de calculer lui-même les coordonnées d'un point de route intermédiaire P5' permettant à l'aéronef de revenir au plan de vol initial et de le fournir au système de gestion du vol 14. Il suffit de supprimer un point de route P5 du plan de vol initial T1 ou de donner les coordonnées du point de route aval P6 que l'on souhaite atteindre directement, par exemple à l'aide des moyens 10. Le dispositif 1 calcule alors de façon automatique le point de route intermédiaire P5' qui permettra d'amener l'aéronef dans la même direction que celle du plan de vol initial T1 sur le point de route aval P6. A cet effet, comme cela est représenté sur la figure 1, les moyens de déclenchement 10 de la modification du plan de vol, donnent aux moyens de modification 11 l'ordre de modifier le plan de route en calculant le point intermédiaire. Le plan de vol modifié par ces moyens de modification 11 est transmis par les moyens de transmission 12 aux autres systèmes 13 du système de gestion du vol 14, ou à des systèmes extérieurs comme un dispositif d'affichage par exemple. La partie de trajectoire latérale correspondant au plan de vol modifié T3 de l'aéronef jusqu'au point de route aval P6, suit dans l'ordre, comme représenté sur la figure 4 : - un premier arc dudit premier cercle C1, ce premier arc étant défini entre le point de passage P et le premier point d'intersection E ; la droite tangentielle D entre ce premier point d'intersection E et le deuxième point d'intersection F, en passant par ledit point intermédiaire P5' ; et - un deuxième arc dudit second cercle C2, ce deuxième arc étant défini entre ledit deuxième point d'intersection F et ledit point de route aval P6. En suivant cette trajectoire, l'aéronef survole le point de route aval P6 avec le même cap que celui du plan de vol initial T1. Dans le plan de vol modifié T3, la suite de la trajectoire après le point de route aval P6 est donc identique à celle du plan de vol initial Ti.10 REVENDICATIONS1. Procédé de modification automatique d'un plan de vol (T1) latéral d'un aéronef, ledit plan de vol (T1) étant défini par une suite de points de route (P1 à P8), à survoler par l'aéronef et de portions de trajectoire (Si) reliant ensemble les points de route successifs (P1 à P8), caractérisé en ce que pour réaliser une modification d'un plan de vol dit initial (T1) en un plan de vol dit modifié (T3), le procédé comprend les étapes suivantes consistant : - à réaliser une action à choisir parmi les actions suivantes : ajouter, supprimer et déplacer au moins un point de route du plan de vol initial (T1), ledit plan de vol modifié (T3) comprenant un point de route aval (P6) défini comme le point de route sur lequel l'aéronef reprend le plan de vol initial (T1), et un point de route amont (P4) précédant le point de route aval (P6), et - à définir un point intermédiaire (P5') entre lesdits points de route amont (P4) et aval (P6), dont les coordonnées sont calculées pour permettre à l'aéronef d'arriver audit point de route aval (P6), selon le même cap que celui prévu par le plan de vol initial (T1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour définir le point intermédiaire (P5'), ledit procédé comprend des sous-étapes consistant : - à définir un premier cercle (C1) amont présentant un premier rayon prédéterminé, passant par un point de passage (P) de l'aéronef situé après le point de route amont (P4), et disposé de sorte que la direction (G) de l'aéronef audit point de passage (P), soit tangente audit premier cercle (C1) ; - à définir un second cercle (C2) aval présentant un deuxième rayon prédéterminé, passant par ledit point de route aval (P6), et disposé de sorte que la trajectoire correspondant au plan de vol initial (T1) del'aéronef audit point de route aval (P6), soit tangente audit second cercle (C2) ; - à définir une droite tangentielle (D) relative auxdits premier (Cl) ) et second (C2) cercles, ladite droite tangentielle (D) étant tangente au premier cercle (Cl) ) en un premier point d'intersection (E) et au second cercle (C2) en un deuxième point d'intersection (F) ; et - à définir ledit point intermédiaire (P5') sur ladite droite tangentielle (D), entre lesdits premier (E) et deuxième points d'intersection (F). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit point intermédiaire (P5') est situé à une distance du deuxième point d'intersection (F) correspondant à une distance prédéterminée (d0) de survol rectiligne des points de route. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième rayons (R) respectivement desdits premier (Cl) ) et second (C2) cercles sont égaux. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit point de passage (P) est disposé à une distance du point de route amont (P4) correspondant à une distance prédéterminée (d0) de survol rectiligne des points de route. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la partie de trajectoire latérale correspondant au plan de vol modifié (T3) de l'aéronef jusqu'au point de route aval (P6), suit dans l'ordre : - un premier arc dudit premier cercle (Cl ), ce premier arc étant défini entre le point de passage (P) et le premier point d'intersection (E) ; la droite tangentielle (D) entre ce premier point d'intersection (E) et le deuxième point d'intersection (F), en passant par ledit point intermédiaire (P5') ; et- un deuxième arc du second cercle (C2), ce deuxième arc étant défini entre ledit deuxième point d'intersection (F) et ledit point de route aval (P6). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plan de vol (T3) est modifié sur une section de vol à basse altitude. 8. Dispositif de modification d'un plan de vol latéral d'un aéronef, le plan de vol étant défini par une suite de points de route (P1 à P8), à survoler par l'aéronef et de portions de trajectoire (Si) reliant les points de route, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de modification (11) configurés pour modifier le plan de vol par une action à choisir parmi les actions suivantes : supprimer, ajouter et déplacer au moins un point de route du plan de vol initial (T1), ledit plan de vol modifié (T3) comprenant un point de route aval (P6) défini comme le point de route sur lequel l'aéronef reprend le plan de vol initial (T1), et un point de route amont (P4) précédant le point de route aval (P6), et en définissant un nouveau point intermédiaire (P5') entre lesdits points de route amont (P4) et aval (P6), dont les coordonnées sont calculées pour permettre à l'aéronef d'arriver audit point de route aval (P6), selon le même cap que celui du plan de vol initial (T1). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de modification (11) comprennent des éléments pour respectivement : - définir un premier cercle amont (C1) présentant un premier rayon prédéterminé, passant par un point de passage (P) de l'aéronef situé après le point de route amont (P4), et disposé de sorte que la direction de l'aéronef audit point de passage (P), soit tangente audit premier cercle (C1) ; - définir un second cercle aval (C2) présentant un deuxième rayon prédéterminé, passant par ledit point de route aval (P6), et disposé de sorte que la trajectoire correspondant au plan de vol initial (T1) del'aéronef audit point de route aval (P6), soit tangente audit second cercle (C2) ; - définir une droite tangentielle (D) relative auxdits premier (C1) et second (C2) cercles, ladite droite tangentielle (D) étant tangente au premier cercle (C1) en un premier point d'intersection (E) et au second cercle (C2) en un deuxième point d'intersection (F) ; et - définir ledit point intermédiaire (P5') sur ladite droite tangentielle (D), entre lesdits premier (E) et deuxième (F) points d'intersection. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - des moyens (10) de déclenchement de la modification du plan de vol (T1) ; et des moyens (12) de transmission du plan de vol modifié (T3). 11. Système de gestion du vol, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (1) de modification d'un plan de vol (T1) latéral d'un aéronef, selon l'une quelconque des revendications 8 à 10. 12. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (1) de modification d'un plan de vol latéral (T1) d'un aéronef, selon l'une quelconque des revendications 8 à 10.