Brevet FR3027016A1 — publié le 20160415

Système d'aide au pilotage d'un aéronef La présente invention concerne un système d'aide au pilotage d'un aéronef, et un aéronef comportant au moins deux postes de pilotage et un tel système d'aide au pilotage. Certains aéronef possèdent deux postes de pilotage utilisables par des pilotes de manière redondante. Ainsi, chaque pilote peut prendre la commande de l'aéronef à tout moment et ceci à partir de son propre poste de pilotage sans avoir la nécessité d'intervenir sur le poste de pilotage de l'autre pilote. Dans ce contexte, des problèmes de coordination d'actions des pilotes sur des organes de pilotage de même type peuvent avoir des conséquences importantes sur la sécurité globale du vol. Ces problèmes deviennent d'autant plus importants que les tâches des pilotes sont variées et compliquées comme par exemple certaines tâches exercées lors des phases de décollage et d'atterrissage de l'aéronef. Les problèmes de coordination d'actions des pilotes concernent plus particulièrement des organes de pilotage fréquemment utilisés par les pilotes comme par exemple un manche ou un palonnier de l'aéronef. En effet, les actions exercées par l'un des pilotes sur ces organes de pilotage ne sont pas toujours simples à comprendre par l'autre pilote ce qui se traduit par un manque de coordination d'actions entre les pilotes. Le couplage mécanique entre les manches et les palonniers correspondants des différents postes de pilotage permet de simplifier la coordination d'actions des pilotes mais ne donne toutefois pas d'entière satisfaction. De plus, avec l'introduction des commandes de vol électriques, la complexité et le coût des systèmes avioniques mettant en oeuvre un tel couplage mécanique sont considérablement augmentés jusqu'au point que certains avionneurs ont renoncé au couplage mécanique d'au moins certains organes de pilotage correspondants. La présente invention a pour but de proposer un système d'aide au pilotage d'un aéronef permettant aux pilotes de coordonner mieux leurs actions. À cet effet, l'invention a pour objet un système d'aide au pilotage d'un aéronef, l'aéronef comportant au moins deux postes de pilotage possédant chacun au moins un organe de pilotage actionnable par un pilote pour commander au moins une gouverne de l'aéronef ; le système d'aide au pilotage comportant un module de détection des actions exercées sur au moins un organe de pilotage et un module de retour indiquant, via une interface homme-machine distincte des organes de pilotage, le déplacement dudit organe de pilotage et/ou l'effort exercé sur ledit organe de pilotage. 3027016 2 Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le système d'aide au pilotage comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le module de retour indique, via une interface homme-machine de l'un des 5 postes de pilotage, le déplacement d'au moins un organe de pilotage de l'autre poste de pilotage et/ou l'effort exercé sur au moins cet organe de pilotage ; - l'interface homme-machine est un écran d'affichage ; - l'écran d'affichage est un écran principal de vol du poste de pilotage correspondant ; 10 - l'écran d'affichage est apte à afficher une représentation graphique du déplacement d'au moins un organe de pilotage et/ou de l'effort exercé sur au moins cet organe de pilotage ; - la représentation graphique est affichée sur l'écran d'affichage correspondant après la fin d'actionnement sur l'organe de pilotage correspondant à cette représentation 15 graphique, pendant une durée de temps prédéterminée ; - la représentation graphique comprend au moins une flèche indiquant la direction d'actionnement de l'organe de pilotage correspondant à cette représentation graphique ; - la longueur de la flèche correspond à l'amplitude d'actionnement de l'organe de pilotage correspondant ; 20 - au moins un organe de pilotage est un manche apte à commander au moins une gouverne de l'aéronef pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de tangage ou autour de l'axe de roulis de l'aéronef ; - la direction de la flèche correspondant à l'actionnement du manche pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de roulis, correspond à la direction ouest ou 25 est par rapport à un élément statique ; - la direction de la flèche correspondant à l'actionnement du manche pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de tangage, correspond à la direction nord ou sud par rapport à l'élément statique ; - au moins un organe de pilotage est un palonnier apte à commander au moins 30 une gouverne de l'aéronef pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de lacet de l'aéronef ; - la direction de la flèche correspondant à l'actionnement du palonnier pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de lacet, correspond à la direction nord-ouest ou nord-est par rapport à un élément statique ; 35 - les organes de pilotage associés à des postes de pilotage différents sont couplés au moins en partie entre eux ; 3027016 3 - les organes de pilotage associés à des postes de pilotage différents sont indépendants au moins en partie entre eux. La présente invention concerne également un aéronef comportant au moins deux postes de pilotage possédant chacun au moins un organe de pilotage actionnable par un 5 pilote pour commander au moins une gouverne de l'aéronef, et un système d'aide au pilotage tel que précédemment décrit. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 10 - la figure 1 est une vue schématique d'un aéronef selon l'invention, l'aéronef comportant un cockpit et un système d'aide au pilotage selon l'invention ; - la figure 2 est vue schématique du cockpit de l'aéronef de la figure 1, le cockpit comportant au moins un écran d'affichage ; - la figure 3 est une vue schématique du système d'aide au pilotage de la figure 1 ; 15 - la figure 4 est une vue schématique de l'écran d'affichage de la figure 2. Dans le sens de la présente description, un organe de pilotage est tout organe actionnable par le pilote pour piloter l'aéronef notamment pour commander les gouvernes et engendrer un moment autour de l'un des trois axes de l'aéronef parmi l'axe de roulis, l'axe de tangage et l'axe de lacet. Un tel organe de pilotage comprend généralement un 20 manche et un palonnier. L'aéronef 10 de la figure 1 est un avion comportant un cockpit 11 comprenant deux postes de pilotage 12A, 12B visibles sur la figure 2, et une pluralité de gouvernes 14, 16, 18 actionnables par un pilote depuis chacun des postes de pilotage 12A, 12B. Suivant la figure 2, chaque poste de pilotage 12A, 12B comporte un manche 20A, 25 20B, un palonnier 22A, 22B et une interface homme-machine 24A, 24B distincte de chacun des organes de pilotage. Le manche 20A, 20B est apte à commander par exemple les gouvernes en roulis 14, comprenant par exemple des ailerons, pour engendrer un moment autour de l'axe de roulis X de l'aéronef 10, et les gouvernes de profondeur 16 pour engendrer un 30 moment autour de l'axe de tangage Y de l'aéronef 10. Le palonnier 22A, 22B est apte à commander par exemple la gouverne de direction 18 de l'aéronef 10 pour engendrer un moment autour de l'axe de lacet Z de l'aéronef 10. Chaque palonnier 22A, 22B est formé d'une pédale droite et d'une pédale gauche. 35 Selon une variante de réalisation, les manches 20A, 20B sont couplés mécaniquement entre eux et reliées mécaniquement aux gouvernes 14 et 16. De manière 3027016 4 analogue, les palonniers 22A, 22B sont couplés mécaniquement entre eux et reliés mécaniquement à la gouverne 18. Selon une autre variante de réalisation, les manches 20A, 20B ne sont pas couplés mécaniquement entre eux et reliées par des commandes de vol électriques aux 5 gouvernes 14 et 16. Selon la même variante de réalisation, les palonniers 22A, 22B sont couplés mécaniquement entre eux et reliés à la gouverne 18 par des commandes de vol électriques. L'interface homme-machine 24A, 24B est reliée à un calculateur embarqué au bord de l'aéronef 10 et est apte à communiquer au pilote du poste de pilotage 12A, 12B 10 correspondant des informations liées au pilotage de l'aéronef 10. Chaque interface homme-machine 24A, 24B comprend par exemple un écran d'affichage 26A, 26B tel qu'un écran principal de vol PFD (de l'anglais « Primary Flight Display ») connu en soi. L'aéronef 10 selon l'invention comporte en outre un système 30 d'aide au pilotage 15 selon l'invention illustré plus en détail sur la figure 3. Ainsi, comme illustré sur cette figure 3, le système 30 comporte un module 32 de détection relié à au moins certains des organes de pilotage de chacun des postes de pilotage 12A, 12B, et un module 34 de retour relié au module de détection 32 d'une part et aux interfaces homme-machine 24A, 24B de ces postes de pilotage 12A, 12B d'autre 20 part. Le module de détection 32 est apte à détecter des actions des pilotes exercées sur les organes de pilotage correspondants. Plus particulièrement, le module de détection 32 est apte à détecter le déplacement du manche 20A, 20B et du palonnier 22A, 22B, et/ou l'effort exercé par le 25 pilote du poste de pilotage 12A, 12B correspondant sur ce manche et sur ce palonnier. Le module de détection 32 est réalisé par exemple sous la forme d'un composant logiciel apte à produire une pluralité de données numériques associées à chacun des postes de pilotage 12A, 12B et décrivant le déplacement des organes de pilotage correspondants ainsi que les efforts exercés sur ces organes. 30 Ainsi, par exemple, ces données comprennent : - la direction et l'amplitude de déplacement du manche 20A, 20B correspondant, et/ou l'effort exercé sur ce manche 20A, 20B ; et - l'amplitude de déplacement de la pédale droite et de la pédale gauche du palonnier 22A, 22B correspondant, et/ou l'effort exercé sur chacune de ces pédales. 35 Le module de retour 34 est réalisé par exemple sous la forme d'un logiciel apte à recevoir les données numériques produites par le module de détection 32. 3027016 5 Le module de retour 34 est apte en outre à traiter les données numériques associées à l'un des postes de pilotage 12A, 12B pour indiquer le déplacement du manche 20A, 20B et/ou du palonnier 22A, 22B de ce poste de pilotage et/ou les efforts exercés sur ces organes, via l'interface homme-machine 24A, 24B de l'autre poste de 5 pilotage 12A, 12B. À cet effet, le module de retour 34 est apte à construire une représentation graphique 40 de ces déplacements et de ces efforts. L'écran d'affichage 26A, 26B de l'interface homme-machine 24A, 24B correspondante est apte alors à afficher cette représentation graphique 40. 10 La figure 4 illustre un exemple d'une telle représentation graphique 40 affichée sur l'écran d'affichage 26B et indiquant le déplacement du manche 20A et du palonnier 22A ainsi que les efforts exercés sur ces organes. La représentation graphique 40 est affichée sur l'écran 26B pendant toute la durée d'actionnement du manche 20A et/ou du palonnier 22A et de plus, en option, pendant une 15 durée de temps prédéterminée supplémentaire après la fin de cet actionnement. Cette durée de temps prédéterminée est égale par exemple à 3 s. La représentation graphique 40 comprend un élément statique 42 affiché de manière statique pendant toute la durée d'affichage et une flèche 44, 46 pour chaque organe de pilotage concerné. 20 La direction de chaque flèche 44, 46 indique la direction d'actionnement de l'organe de pilotage correspondant et sa longueur correspond à l'amplitude d'actionnement de cet organe. La flèche 44 est associée au manche 20A et apte à prendre la direction ouest O ou est E par rapport à l'élément statique 44 si le manche 20A est actionné pour engendrer 25 un moment rotatif autour de l'axe de roulis X, ou la direction nord N ou sud S par rapport à l'élément statique 44 si le manche 20A est actionné pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de tangage Y. La flèche 46 est associée au palonnier 22A et apte à prendre la direction nord-ouest NO si la pédale gauche du palonnier 22A est actionnée et la direction nord-est si la 30 pédale droite du palonnier 22A est actionnée. Dans l'exemple présenté sur la figure 4, la flèche 44 est affichée selon la direction est E ce qui signifie que le manche 20A est actionné pour engendre un moment rotatif de l'aéronef 10 autour de l'axe de roulis X dans le sens horaire. Sur la même figure, la flèche 46 est affichée selon la direction nord-est NE ce qui 35 signifie que la pédale droite du palonnier 22A est actionnée. Le fonctionnement du système d'aide au pilotage 30 va désormais être expliqué. 3027016 6 Lors du pilotage de l'aéronef 10, le module de détection 32 surveille l'actionnement des organes de pilotages des deux postes de pilotage 12A, 12B. Lorsque le pilote de l'un des postes des pilotages 12A, 12B actionne le manche 20A, 20B et/ou le palonnier 22A, 22B, le module de détection 32 génère des données 5 numériques correspondant à cet actionnement et les transmet au module de retour 34. Le module de retour 34 traite ces données et construit la représentation graphique 40 de cet actionnement. Cette représentation graphique 40 est ensuite affichée sur l'écran d'affichage 26A, 26B de l'autre pilote, c'est-à-dire sur l'écran du pilote n'exerçant pas cette action. 10 Après la fin d'actionnement, la représentation graphique 40 est affichée sur cet écran encore pendant la durée de temps prédéterminée. L'homme du métier comprendra que de nombreux autres modes de réalisation de la présente invention sont possibles. Il est possible par exemple d'appliquer la présente invention à des organes de 15 pilotage autres que le manche et le palonnier. Il est également possible d'utiliser de manière générale, des moyens d'indication autres que les écrans d'affichage PFD, comme par exemple des écrans d'affichage tête haute ou encore des indications sonores, visuelles ou tactiles. Finalement, il est possible d'appliquer l'invention à d'autres types d'aéronefs 20 comme des aéronefs à voilure tournante par exemple. On conçoit alors que la présente invention comporte un certain nombre d'avantages. En particulier, elle permet de faciliter la coordination dans les actions des pilotes. Chaque pilote est informé par le système immédiatement après l'actionnement de l'un des 25 organes de pilotage par l'autre pilote. Cette information reste disponible pour ce pilote pendant quelques secondes après la fin d'actionnement. De plus, le système d'aide au pilotage peut être réalisé sous la forme d'un logiciel en utilisant des composants déjà présents dans la plus part de cockpits modernes. Finalement, le système d'aide au pilotage est indépendant des systèmes 30 avioniques mettant en oeuvre le couplage mécanique entre des organes de pilotage de même type. 35 REVENDICATIONS1.- Système (30) d'aide au pilotage d'un aéronef (10), l'aéronef (10) comportant au moins deux postes (12A, 12B) de pilotage possédant chacun au moins un organe (20A, 20B, 22A, 22B) de pilotage actionnable par un pilote pour commander au moins une gouverne (14, 16, 18) de l'aéronef (10) ; le système d'aide au pilotage (30) comportant un module (32) de détection des actions exercées sur au moins un organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) et un module (34) de retour indiquant, via une interface homme-machine (24A, 24B) distincte des organes de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B), le déplacement dudit organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) et/ou l'effort exercé sur ledit organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B). 2.- Système (30) selon la revendication 1, dans lequel le module de retour (34) indique, via une interface homme-machine (24A, 24B) de l'un des postes de pilotage (12A, 12B), le déplacement d'au moins un organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) de l'autre poste de pilotage (12A, 12B) et/ou l'effort exercé sur au moins cet organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B). 3.- Système (30) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'interface homme- machine (24A, 24B) est un écran d'affichage (26A, 26B). 4.- Système (30) selon la revendication 3, dans lequel l'écran d'affichage (26A, 26B) est un écran principal de vol (PFD) du poste de pilotage (12A, 12B) correspondant . 5.- Système (30) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l'écran d'affichage (26A, 26B) est apte à afficher une représentation (40) graphique du déplacement d'au moins un organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) et/ou de l'effort exercé sur au moins cet organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B). 6.- Système (30) selon la revendication 5, dans lequel la représentation graphique (40) est affichée sur l'écran d'affichage (26A, 26B) correspondant après la fin d'actionnement sur l'organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) correspondant à cette représentation graphique (40), pendant une durée de temps prédéterminée. 7.- Système (30) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la représentation graphique (40) comprend au moins une flèche (44, 46) indiquant la direction 3027016 8 d'actionnement de l'organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) correspondant à cette représentation graphique (40). 8.- Système (30) selon la revendication 7, dans lequel la longueur de la flèche (44, 5 46) correspond à l'amplitude d'actionnement de l'organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) correspondant. 9.- Système (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) est un manche (20A, 20B) 10 apte à commander au moins une gouverne (14, 16) de l'aéronef (10) pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de tangage (Y) ou autour de l'axe de roulis (X) de l'aéronef (10). 10.- Système (10) selon la revendication 9 prise en combinaison avec la 15 revendication 7 ou 8, dans lequel : - la direction de la flèche (44) correspondant à l'actionnement du manche (20A, 20B) pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de roulis (X), correspond à la direction ouest (0) ou est (E) par rapport à un élément statique (42) ; et - la direction de la flèche (44) correspondant à l'actionnement du manche (20A, 20 20B) pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de tangage (Y), correspond à la direction nord (N) ou sud (S) par rapport à l'élément statique (42). 11.- Système (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) est un palonnier (22A, 22B) 25 apte à commander au moins une gouverne (18) de l'aéronef (10) pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de lacet (Z) de l'aéronef (10). 12.- Système (30) selon la revendication 11 prise en combinaison avec la revendication 7 ou 8, dans lequel la direction de la flèche (46) correspondant à 30 l'actionnement du palonnier (22A, 22B) pour engendrer un moment rotatif autour de l'axe de lacet (Z), correspond à la direction nord-ouest (NO) ou nord-est (NE) par rapport à un élément statique (42). 13.- Système (30) selon l'une quelconque des revendications précédente, dans 35 lequel les organes de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) associés à des postes de pilotage (12A, 12B) différents sont couplés au moins en partie entre eux. 3027016 14.- Système (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les organes de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) associés à des postes de pilotage (12A, 12B) différents sont indépendants au moins en partie entre eux. 15.- Aéronef (10) comportant au moins deux postes de pilotage (12A, 12B) possédant chacun au moins un organe de pilotage (20A, 20B, 22A, 22B) actionnable par un pilote pour commander au moins une gouverne (14, 16, 18) de l'aéronef (10), et un système (30) d'aide au pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes.