Brevet FR3032044A1 — publié le 20160729

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'aide à l'atterrissage d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport, lors d'une phase d'arrondi. ETAT DE LA TECHNIQUE Lors de l'atterrissage d'un aéronef, pour effectuer une manoeuvre d'arrondi manuellement, le pilote de l'aéronef doit actionner un manche de commande, cet actionnement devant être effectué de telle manière que l'impact de l'aéronef avec le sol se fasse de manière souple. L'exécution de cette manoeuvre d'arrondi, en toute sécurité, nécessite une certaine expérience de vol du pilote. En effet, l'actionnement du manche de commande est basé sur le retour visuel du pilote de l'environnement de l'aéronef, de paramètres de vol indiqués dans le poste de pilotage, et de paramètres acoustiques tels que le bruit du moteur ou le bruit du vent. L'attention du pilote doit ainsi passer des instruments de pilotage à la piste et inversement, et ceci un très grand nombre de fois dans une période de temps réduite. Afin d'aider le pilote, des dispositifs permettant d'afficher un maximum d'informations utiles en vision tête haute, de type HUD (pour « Head-Up Display » 20 en anglais) existent. Cependant, tous les aéronefs ne sont pas équipés de tels dispositifs. On connaît également des dispositifs conçus pour empêcher que les vitesses verticales de l'aéronef à l'impact sur la piste soient supérieures à une valeur prédéterminée, généralement de 8 pieds par seconde (environ 2,4 mètres 25 par seconde), si le pilote n'effectue pas la manoeuvre d'arrondi manuelle correctement. Or, cette limite de vitesse verticale de 8 pieds par seconde (environ 2,4 mètres par seconde) est extrêmement élevée, par rapport à la cible de vitesse verticale usuelle de 2,5 pieds par seconde (environ 0,76 mètres par seconde). Cette limite ne peut cependant pas être inférieure puisqu'elle rendrait le dispositif 30 trop intrusif dans la liberté de manoeuvre du pilote. Il est connu, du document US 8,831,799, de calculer un arrondi fixe partant d'un endroit géographique fixe et d'asservir l'aéronef le long de la 3032044 2 trajectoire correspondant à cet arrondi. Cette trajectoire reste cependant figée jusqu'à l'impact de l'aéronef sur la piste d'atterrissage. Cette solution oblige le pilote à suivre une trajectoire donnée et à adapter sa technique de pilotage pour suivre cette trajectoire. Cette solution n'est donc pas satisfaisante. 5 EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Elle concerne un procédé d'aide à l'atterrissage d'un aéronef lors d'une phase d'arrondi, ledit aéronef comprenant au moins un manche de commande configuré 10 pour pouvoir être actionné par un pilote afin de commander l'aéronef selon au moins un axe de tangage. A cet effet, selon l'invention, ledit procédé d'aide au pilotage d'un aéronef, est remarquable en ce qu'il comporte la suite d'étapes suivantes, mise en oeuvre de façon répétitive et automatique au cours d'un vol de l'aéronef : 15 - une première étape d'acquisition pour réaliser l'acquisition en temps réel de paramètres de vol courants de l'aéronef ; - une seconde étape d'acquisition pour réaliser l'acquisition en temps réel d'un angle de déflexion courant du manche de commande ; - une étape de calcul pour calculer, en temps réel, la différence entre 20 l'angle de déflexion courant du manche de commande et un angle de déflexion cible du manche de commande dépendant desdits paramètres de vol courants et d'une vitesse verticale cible à l'impact ; et - une étape d'émission acoustique pour émettre un signal sonore dans le poste de pilotage de l'aéronef en fonction de ladite différence entre l'angle de 25 déflexion courant et l'angle de déflexion cible du manche de commande. Ainsi, grâce à l'invention, la trajectoire permettant d'atteindre la vitesse verticale cible est en permanence réactualisée, par exemple toutes les 40 millisecondes, pour s'adapter au mieux aux conditions de pilotage du pilote et aux conditions de vol, permettant ainsi de remédier à l'inconvénient précité. En outre, 30 le pilote est guidé acoustiquement pendant la phase d'arrondi de manière à atterrir avec la vitesse verticale adéquate. Le pilote ne doit donc plus effectuer des allers- 3032044 3 retours visuels entre l'extérieur de l'aéronef et des instruments du poste de pilotage pour obtenir les informations pertinentes pour le guidage. Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui peuvent être pris ensemble ou séparément : 5 - ledit procédé comprend une étape préalable à ladite suite d'étapes, consistant à acquérir ladite vitesse verticale cible ; - le signal sonore comprend : - au moins un signal acoustique ; - au moins une voix ; ou 10 - une combinaison d'au moins un signal acoustique et d'au moins une voix ; - l'étape d'émission acoustique est une étape d'alerte, ledit signal sonore comprenant au moins un son émis pour indiquer que ladite différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible est supérieure à une valeur 15 prédéterminée ; - l'étape d'émission acoustique est configurée pour émettre, le cas échéant, l'un de la pluralité de sons suivants définissant ledit signal sonore : - un premier son pour indiquer que le manche de commande présente un angle de déflexion courant supérieur à l'angle de déflexion cible ; et - un deuxième son pour indiquer que le manche de commande présente un angle de déflexion courant inférieur par rapport à l'angle de déflexion cible ; - l'étape d'émission acoustique est une étape de guidage, ledit signal sonore étant un son variant en fonction de ladite différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible ; - la variation de son correspond à une variation de fréquence et/ou d'impulsion ; - l'étape de calcul comprend une sous-étape de calcul consistant à calculer une vitesse verticale à l'impact prédite à partir de l'angle de déflexion courant et de paramètres de vol courants de l'aéronef, ladite différence 3032044 4 correspondant à la différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible résultant de la différence entre la vitesse verticale prédite et la vitesse verticale cible ; - l'étape de calcul comprend une sous-étape de calcul consistant à 5 calculer un arrondi permettant d'atteindre la vitesse verticale cible à l'impact à partir de l'angle de déflexion courant et de paramètres de vol courants de l'aéronef, ladite différence correspondant à la différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible résultant de la différence entre une vitesse verticale courante et une vitesse verticale de consigne pour l'arrondi ainsi calculé 10 à la position courante de l'aéronef ; - l'étape de calcul utilise : - une intégration numérique ; - au moins une trajectoire pré-calculée de l'aéronef ; ou - au moins un calcul analytique d'au moins une trajectoire de 15 l'aéronef. La présente invention concerne également un dispositif d'aide à l'atterrissage d'un aéronef lors d'une phase d'arrondi, ledit dispositif comprenant au moins un manche de commande configuré pour pouvoir être actionné par un pilote afin de commander l'aéronef selon au moins un axe de tangage. 20 Selon l'invention, ledit dispositif est remarquable en ce qu'il comporte : - une première unité d'acquisition configurée pour réaliser l'acquisition automatique en temps réel de paramètres de vol courants de l'aéronef ; - une seconde unité d'acquisition configurée pour réaliser l'acquisition automatique en temps réel d'un angle de déflexion courant du manche de 25 commande ; - une unité de calcul configurée pour calculer automatiquement, en temps réel, la différence entre l'angle de déflexion courant du manche de commande et un angle de déflexion cible du manche de commande dépendant desdits paramètres de vol courants et d'une vitesse verticale cible à l'impact ; et 30 - une unité d'émission acoustique configurée pour émettre automatiquement un signal sonore dans le poste de pilotage de l'aéronef en 3032044 5 fonction de ladite différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible du manche de commande. Avantageusement, l'unité d'émission acoustique est configurée pour pouvoir émettre une pluralité de sons dans le poste de pilotage, parmi lesquels 5 ledit signal sonore, ladite unité d'émission acoustique comprenant un élément auxiliaire configuré pour, lorsque deux émissions de son doivent être générées simultanément, établir une priorité entre lesdits sons de manière à émettre en priorité le son dont la priorité est la plus importante: La présente invention concerne en outre un aéronef, en particulier un 10 avion de transport, qui est pourvu d'un tel dispositif d'aide à l'atterrissage. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments 15 semblables. La figure 1 est le schéma synoptique d'un dispositif d'aide à l'atterrissage qui illustre un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 illustre schématiquement trois positions différentes d'un aéronef par rapport à son axe de tangage. 20 La figure 3 est un graphique représentant différents sons émis par le dispositif d'aide à l'atterrissage. La figure 4 illustre schématiquement une première variante de calcul d'arrondi. La figure 5 illustre schématiquement une deuxième variante de calcul 25 d'arrondi. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Le dispositif 1 d'aide à l'atterrissage lors d'une phase d'arrondi d'un aéronef (AC sur la figure 2), en particulier d'un avion de transport, est représenté 30 schématiquement sur la figure 1. Ce dispositif 1 comprend un manche de commande (référencé 2 sur la figure 2) configuré pour pouvoir être actionné par un pilote afin de commander l'aéronef selon au moins un axe de tangage. Le 3032044 6 manche de commande 2 permet au pilote de contrôler le mouvement de l'aéronef selon son axe de tangage. D'autre moyens de commande usuels pour l'atterrissage en mode manuel, que le manche de commande 2, pourraient bien sûr être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. 5 Selon l'invention, ledit dispositif 1 qui est embarqué sur l'aéronef, comporte, comme représenté sur la figure 1 : - une première unité d'acquisition 11 configurée pour réaliser l'acquisition automatique en temps réel de paramètres de vol courants de l'aéronef ; - une seconde unité d'acquisition 12 configurée pour réaliser l'acquisition 10 automatique en temps réel d'un angle de déflexion courant du manche de commande ; - une unité de calcul 13 configurée pour calculer automatiquement, en temps réel, la différence entre l'angle de déflexion courant du manche de commande et un angle de déflexion cible du manche de commande dépendant 15 desdits paramètres de vol courants et d'une vitesse verticale (ou vitesse de descente) cible à l'impact ; et - une unité d'émission acoustique 14 configurée pour émettre automatiquement un signal sonore dans le poste de pilotage de l'aéronef en fonction de ladite différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de 20 déflexion cible du manche de commande. Le dispositif 1 acquiert ainsi en permanence les paramètres de vol courants et recalcule la différence entre l'angle de déflexion courant du manche de commande et un angle de déflexion cible du manche de commande, par exemple tous les 40 millisecondes, de sorte que le signal sonore émis est réactualisé en 25 permanence. L'unité d'émission acoustique 14 comprend au moins un haut-parleur 15 par lequel le signal sonore est émis dans le poste de pilotage de l'aéronef, comme illustré par un symbole 20 sur la figure 1. La vitesse verticale cible est, soit acquise de manière automatique par le 30 dispositif 1 à partir d'un système embarqué (non représenté), soit entrée manuellement par le pilote à l'aide d'un moyen de saisie usuel (écran tactile, boule 3032044 7 de commande, clavier, ...). Elle est par exemple de 2,5 pieds par seconde (environ 0,76 mètres par seconde). Le signal sonore peut comprendre : - au moins un signal acoustique créé artificiellement ; 5 - au moins une voix ; ou - une combinaison d'au moins un signal acoustique et d'au moins une voix. Grâce à l'émission du signal sonore dans le poste de pilotage de l'aéronef, le dispositif 1 permet d'alerter et/ou de guider le pilote afin qu'il commande le 10 manche de commande pour l'amener à l'angle de déflexion cible, sans avoir à se focaliser visuellement sur des instruments tels que des afficheurs ou indicateurs du poste de pilotage, de manière à obtenir un impact de l'aéronef avec le sol à la vitesse verticale désirée (vitesse de descente cible). Dans un premier exemple de réalisation, l'émission du signal sonore 15 représente une alerte pour prévenir le pilote dans le cas où l'angle de déflexion du manche de commande diffère trop de l'angle de déflexion cible. Un tel exemple est illustré sur la figure 2 montrant trois situations successives de gauche à droite. Dans ce cas, le signal sonore comprend au moins un son émis pour indiquer, le cas échéant, que la différence entre l'angle de 20 déflexion courant et l'angle de déflexion cible est supérieure à une valeur prédéterminée. Dans cet exemple de réalisation, le dispositif est configuré pour émettre, le cas échéant : - un premier son 21 pour indiquer que le manche de commande 2 présente un angle de déflexion courant ac supérieur à l'angle de déflexion cible 25 at ; - un deuxième son 22 pour indiquer que le manche de commande 2 présente un angle de déflexion courant ac inférieur par rapport à l'angle de déflexion cible at ; et - un troisième son 23 pour indiquer que le manche de commande 2 30 présente un angle de déflexion courant ac égal ou proche (à une marge prédéfinie près) de l'angle de déflexion cible at. 3032044 8 Ainsi, dans la première situation, le pilote a poussé le manche de commande 2 de sorte que l'angle de déflexion courant ac est supérieur à l'angle de déflexion cible at. Le dispositif 1 détecte que cette différence entraîne une vitesse verticale supérieure à une limite et avertit le pilote avec le premier son 21. 5 Par la suite, le pilote réagit et tire sur le manche de commande 2 de manière trop importante. L'angle de déflexion courant ac devient inférieur à l'angle de déflexion cible at. Cette différence est détectée par le dispositif 1 et le deuxième son 22 est émis. Dans la troisième situation, le pilote aligne l'angle de déflexion courant ac 10 avec l'angle de déflexion cible at permettant d'obtenir la vitesse verticale cible. Dans ce cas, le dispositif 1 peut rester muet, c'est-à-dire ne pas émettre de signal sonore, ou bien émettre le troisième son 23. Le premier son 21 est, par exemple, émis lorsque l'angle de déflexion courant ac dépasse une première valeur prédéterminée D1 supérieure à l'angle de 15 déflexion cible at. De manière similaire, le deuxième son 22 est, par exemple, émis lorsque l'angle de déflexion courant est inférieur à une deuxième valeur prédéterminée D2 inférieure à l'angle de déflexion cible. Ainsi : - lorsque ac>D1, le premier son 21 est émis ; 20 - lorsque D2 5 ac 5 D1, le troisième son 23 est émis ; - lorsque ac REVENDICATIONS1. Procédé d'aide à l'atterrissage d'un aéronef (AC) lors d'une phase d'arrondi, ledit aéronef (AC) comprenant au moins un manche de commande (2) 5 configuré pour pouvoir être actionné par un pilote afin de commander l'aéronef (AC) selon au moins un axe de tangage, caractérisé en ce qu'il comporte la suite d'étapes suivantes, mise en oeuvre de façon répétitive et automatique au cours d'un vol de l'aéronef (AC) : - une première étape d'acquisition pour réaliser l'acquisition en temps réel 10 de paramètres de vol courants de l'aéronef (AC) ; - une seconde étape d'acquisition pour réaliser l'acquisition en temps réel d'un angle de déflexion courant du manche de commande (2) ; - une étape de calcul pour calculer, en temps réel, la différence entre l'angle de déflexion courant du manche de commande (2) et un angle de déflexion 15 cible du manche de commande (2) dépendant desdits paramètres de vol courants et d'une vitesse verticale cible à l'impact ; et - une étape d'émission acoustique pour émettre un signal sonore dans le poste de pilotage de l'aéronef (AC) en fonction de ladite différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible du manche de commande (2). 20 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape préalable à ladite suite d'étapes, consistant à acquérir ladite vitesse verticale cible. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le signal sonore comprend : - au moins un signal acoustique ; 25 - au moins une voix ; ou - une combinaison d'au moins un signal acoustique et d'au moins une voix. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'émission acoustique est une étape d'alerte, ledit signal sonore 30 comprenant au moins un son émis pour indiquer que ladite différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible est supérieure à une valeur prédéterminée. 3032044 17 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape d'émission acoustique est configurée pour émettre, le cas échéant, l'un de la pluralité de sons suivants définissant ledit signal sonore : - un premier son (21) pour indiquer que le manche de commande (2) présente un angle de déflexion courant supérieur à l'angle de déflexion cible (at) ; et - un deuxième son (22) pour indiquer que le manche de commande (2) présente un angle de déflexion courant inférieur par rapport à l'angle de déflexion cible. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape d'émission acoustique est une étape de guidage, ledit signal sonore étant un son variant en fonction de ladite différence entre l'angle de déflexion courant (ac) et l'angle de déflexion cible. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la variation de son correspond à une variation de fréquence et/ou d'impulsion. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de calcul comprend une sous-étape de calcul consistant à calculer une vitesse verticale à l'impact prédite à partir de l'angle de déflexion courant et de paramètres de vol courants de l'aéronef (AC), ladite différence correspondant à la différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible résultant de la différence entre la vitesse verticale prédite et la vitesse verticale cible. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'étape de calcul comprend une sous-étape de calcul consistant à calculer un arrondi permettant d'atteindre la vitesse verticale cible à l'impact à partir de l'angle de déflexion courant et de paramètres de vol courants de l'aéronef, ladite différence correspondant à la différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible résultant de la différence entre une vitesse verticale courante et une vitesse verticale de consigne pour l'arrondi ainsi calculé à la position courante de l'aéronef. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de calcul utilise : 3032044 18 - une intégration numérique ; - au moins une trajectoire pré-calculée de l'aéronef (AC) ; ou - au moins un calcul analytique d'au moins une trajectoire de l'aéronef (AC). 5 11. Dispositif (1) d'aide à l'atterrissage d'un aéronef (AC) lors d'une phase d'arrondi, ledit dispositif (1) comprenant au moins un manche de commande (2) configuré pour pouvoir être actionné par un pilote afin de commander l'aéronef (AC) selon au moins un axe de tangage, caractérisé en ce qu'il comporte : 10 - une première unité d'acquisition (11) configurée pour réaliser l'acquisition automatique en temps réel de paramètres de vol courants de l'aéronef (AC) ; - une seconde unité d'acquisition (12) configurée pour réaliser l'acquisition automatique en temps réel d'un angle de déflexion courant du manche de commande (2) ; 15 - une unité de calcul (13) configurée pour calculer automatiquement, en temps réel, la différence entre l'angle de déflexion courant du manche de commande (2) et un angle de déflexion cible du manche de commande (2) dépendant desdits paramètres de vol courants et d'une vitesse verticale cible à l'impact ; et 20 - une unité d'émission acoustique (14) configurée pour émettre automatiquement un signal sonore dans le poste de pilotage de l'aéronef en fonction de ladite différence entre l'angle de déflexion courant et l'angle de déflexion cible du manche de commande (2). 12. Dispositif (1) selon la revendication 11, dans lequel l'unité d'émission 25 acoustique (14) est configurée pour pouvoir émettre une pluralité de sons dans le poste de pilotage, parmi lesquels ledit signal sonore, ladite unité d'émission acoustique comprenant un élément auxiliaire (16) configuré pour, lorsque deux émissions de son doivent être générées simultanément, établir une priorité entre lesdits sons de manière à émettre en priorité le son dont la priorité est la plus 30 importante.