FR2897449A1

FR2897449A1 - Procede de vol autonome

Info

Publication number: FR2897449A1
Application number: FR0601204A
Authority: FR
Inventors: Francois Coulmeau
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-08-17
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: WO2007090860A1; FR2897449B1; US8078350B2; US20110196564A1

Abstract

Le procédé concerne les vols autonomes effectués par des aéronefs sans le concours d'un équipage à bord et sans qu'ils aient été prévus à la préparation de mission. Il comporte une négociation avec une autorité de contrôle du trafic aérien, des modifications apportées au plan de vol afin d'intégrer ces vols autonomes dans le trafic aérien existant avec un minimum de perturbations.

Description

PROCEDE DE VOL AUTONOME La présente invention est relative aux vols

autonomes effectués par des aéronefs sans le concours d'un équipage à bord et sans qu'ils aient été prévus à la préparation de mission. Ces vols autonomes peuvent se rencontrer dans diverses circonstances comme par exemple, lorsqu'un aéronef victime d'une défaillance de son équipage à bord, est placé sous le contrôle d'un automate ou d'une autorité distante située au sol ou dans un autre aéronef, en vu de le ramener au sol dans les meilleures conditions de sécurité aussi bien pour les occupants de l'aéronef que pour les habitants io des zones survolées ou encore lorsqu'un drone retourne de manière prématurée à sa base après une rupture de sa liaison de son contrôle avec le sol. Depuis qu'il est apparu qu'un aéronef civil pouvait être détourné pour servir d'arme de destruction, l'accent a été mis sur les systèmes et 15 procédés permettant de ramener un aéronef au sol sans le concours de son équipage tout en minimisant le plus possible les risques encourus par les habitants des régions survolées et par les occupants de l'aéronef. Les systèmes et procédés connus proposent tous, une prise en main de l'aéronef, après détection d'une situation de défaillance de l'équipage, par un 20 automatisme embarqué qui reprend à son compte les comrnandes de vol en en dépossédant l'équipage, soit pour suivre en urgence un plan de vol prédéfini, sélectionné, parmi un ensemble de plans de vol mémorisés dans une base de données, comme étant celui dont la route est la plus proche de la position courante de l'aéronef, soit pour donner le contrôle de l'aéronef à 25 une station au sol ou à un autre aéronef assurant un pilotage direct ou fournissant un plan de vol à suivre en urgence. Quelques systèmes et procédés connus prévoient d'avertir les aéronefs évoluant dans le voisinage et les centres de contrôle de la circulation aérienne, de la situation d'urgence dans lequel se trouve l'aéronef sur lequel ils sont embarqués mais aucun 30 d'eux ne se préoccupent de la bonne insertion dans la circulation aérienne du nouveau plan de vol adopté en urgence de sorte que les autorités de contrôle du trafic aérien sont dans l'obligation d'organiser une évacuation de l'espace aérien dans un large voisinage autour d'un aéronef en situation d'urgence pour éviter tout risque de collision.

La même nécessité d'évacuation de l'espace aérien et d'arrêt de toute circulation aérienne dans le voisinage d'un aéronef, se présente lorsque l'aéronef est un drone qui, pour une raison ou une autre n'est plus contrôlé du sol et suit, de manière autonome, un plan de vol de retour à sa 5 base.

La présente invention a pour but de résoudre le problème de l'insertion, dans un trafic aérien préexistant d'un aéronef suivant, en autonomie plus ou moins complète, une partie modifiée de plan de vol dont 10 l'insertion dans le trafic aérien n'a pu être prévue à la préparation de mission.

Elle a pour objet un procédé de vol autonome pour aéronef consistant, pour un automate embarqué ayant pris le contrôle des commandes de vol en vue d'un déroutement, à : 15 - élaborer une proposition de modifications de plan de vol à effectuer en autonomie pour le déroutement, à partir d'un point de passage dit de diversion marquant une position atteinte dans le plan de vol en cours de déroulement après un délai arbitraire réservé à une négociation avec une autorité de contrôle du trafic aérien dans la région survolée, 20 - négocier par télécommunication la proposition de modifications de plan de vol avec l'autorité de contrôle, - en cas d'absence de modifications de plan de vol retournées par l'autorité de contrôle dans le délai de négociation, mettre en oeuvre de manière autonome la proposition de modifications de plan de vol, 25 - en cas de modifications de plan de vol retournées par l'autorité de contrôle - si les modifications de plan de vol retournées sont identiques à la proposition de modifications de plan de vol, les mettre en oeuvre de manière autonome, 30 - si les modifications de plan de vol retournées diffèrent de la proposition de modifications de plan de vol, analyser leur cohérence par rapport des règles définissant une stratégie à bord, - si les modifications de plan de vol retournées sont cohérentes avec les règles définissant la stratégie à bord, les mettre en oeuvre de manière autonome à la place de la proposition de modifications de plan de vol, si les modifications de plan de vol retournées présentent des incohérences par rapport aux règles définissant la stratégie à bord, faire une nouvelle proposition de modifications de plan de vol prenant en compte les éléments des modifications de plan de vol retournées satisfaisant les règles définissant la stratégie à bord et procéder à une nouvelle négociation, -dès que le délai de négociation est écoulé, mettre en oeuvre io de manière autonome la dernière proposition de modifications de plan de vol faite à bord. Avantageusement, le procédé comporte en outre une étape intermédiaire consistant, en cas d'absence de modifications du plan de vol retournées par une autorité de contrôle ou de désaccord persistant au bout 15 du délai de négociation avec l'autorité de contrôle, à placer l'aéronef sur un hippodrome d'attente et à chercher, pendant un délai arbitraire à se placer sous la dépendance d'un tuteur, aéronef ou station sol agréés pour ce genre de tutorat. Avantageusement, lorsque les modifications de plan de vol visent 20 un atterrissage sur un aéroport de déroutement, la proposition de modifications de plan de vol faite par l'automate consiste, après avoir déterminé l'aéroport de déroutement et la procédure d'approche à suivre pour atterrir sur une de ses pistes d'atterrissage, à compléter la suite de points de passage associés à des contraintes de vol de la procédure 25 d'approche par un ou plusieurs segments de rejointe partant du point de passage de diversion franchi dans les conditions locales du plan de vol en vigueur pour atteindre le premier point de passage de la procédure d'approche en respectant les contraintes de vol imposées localement. Avantageusement, lorsque l'autorité de contrôle propose un 30 aéroport de déroutement et la procédure d'approche pour l'atteindre, l'automate les adopte comme aéroport à atteindre et procédure d'approche à suivre. Avantageusement, lorsque l'autorité de contrôle propose plusieurs aéroports de déroutement et procédures d'approche, l'automate sélectionne 35 un aéroport et une procédure d'approche parmi les aéroports de déroutement et procédures d'approche proposés par l'autori!té de contrôle sur des critères qui lui sont propres et qui sont relatifs à l'aéronef, aux aéroports et aux conditions de vol. Avantageusement, lorsque l'autorité de contrôle ne propose pas d'aéroports de déroutement, l'automate sélectionne un aéroport et une procédure d'approche parmi des aéroports de déroutement et procédures d'approche répertoriés dans une base de données sur des critères qui lui sont propres, qui sont relatifs à l'aéronef, aux aéroports et aux conditions de vol et qui, pour les aéroports, s'appuient sur des informations stockées dans la base de données. Avantageusement, le ou les segments de rejointe du premier point de passage d'une procédure d'approche sont composés d'un segment ARINC 424 de type XF permettant d'atteindre le point d'accès en respectant des contraintes locales éventuelles de cap ou de route, complété par un segment ARINC 424 de type HM, en hippodrome, avec le nombre de tours nécessaire pour dissiper l'énergie en résorbant l'altitude. Avantageusement, la négociation avec l'autorité de contrôle passe par une procédure d'authentification garantissant que les modifications de plan de vol retournées proviennent d'un centre de contrôle du trafic aérien.

Avantageusement, parmi les règles définissant la stratégie à bord, figurent la nécessité pour les modifications de plan de vol retournées en cours de négociation, par une autorité de contrôle de satisfaire : - la possibilité pour l'automate de suivre la route correspondante en respectant des limitations imposées de manoeuvrabilité de l'aéronef, - la sélection d'une piste d'atterrissage non prohibée et d'une procédure d'approche valide, - le respect des altitudes de sécurité tout au long du trajet à parcourir, - le respect d'un minimum de longueur compatible avec 30 l'ajustement nécessaire des énergies cinétique et potentielle au point d'accès d'une procédure d'approche d'un terrain d'atterrissage, - le respect d'un maximum de longueur compatible avec la consommation de carburant et le temps de parcours, et - la sélection de l'ensemble des moyens d'aide à l'atterrissage 35 disponible sur la piste d'atterrissage choisie.

Avantageusement, parmi les limitations imposées à la manoeuvrabilité de l'aéronef figurant dans les règles définissant la stratégie à bord, certaines concernent des accélérations verticale et latérale inférieures au seuil de détectabilité de l'être humain.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation décrit à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel : - une figure 1 est un schéma illustrant les relations avec son 10 environnement à bord d'un aéronef, d'un automate de retour au sol mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, - une figure 2 est un diagramme illustrant les modes opératoires d'un exemple d'automate de retour au sol mettant en ceuvre le procédé selon l'invention, et 15 - une figure 3 est un diagramme illustrant les étapes d'un processus de sélection d'un aéroport de déroutement et d'une procédure d'approche adaptée par un automate de retour au sol mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.

20 Comme montré à la figure 1, l'automate 10 de retour au sol est en relation avec les principaux équipements de vol d'un aéronef que sont les commandes de vol 20, les systèmes automatiques de gestion du vol AFS 21 ( calculateur de gestion du vol FMS et pilote automatique PA), les systèmes de navigation 22, les systèmes de communication sol-bord 23, les systèmes 25 de génération d'énergie 24, les systèmes de cabine 25 et les interfaces homme-machine 26 donnant à l'équipage la maîtrise des équipements de vol. Il utilise les services d'une base de données aéroports et procédures d'approche 30 et est activé par un système de déclenchement 40. La base de données aéroports et procédures d'approches 30 est 30 une base de données de navigation répertoriant les informations de navigation habituellement utilisée par le calculateur de gestion du vol FMS 21, qui servent aussi à l'automate 10 de retour au sol et des informations de déroutement plus spécialement destinées à l'automate de retour au sol 10. Les informations de navigation concernent les procédures publiées 35 de navigation intéressant la zone habituelle d'évolution de l'aéronef, les aéroports susceptibles d'être utilisés par l'aéronef (localisations géographiques, orientations et longueurs des pistes, aides à la navigation, fréquences radio des centres locaux d'informations météo, fréquences radio et procédures d'entrée en contact avec les centres régionaux compétents de contrôle du trafic aérien, etc..). Les informations de déroutement sont spécifiques de chaque aéroport répertorié et concernent leur disponibilité pour un atterrissage d'urgence, les moyens médicaux et policiers disponibles au sol, etc. , la disponibilité pouvant être conditionnelle et dépendre du type de menace à l'origine de l'activation du dispositif de déclenchement 40. Le système de déclenchement 40 peut être constitué d'un simple ensemble de boutons d'actionnement répartis dans l'aéronef, à la disposition des membres de l'équipage ou être plus élaboré et renfermer en plus de boutons actionnables par l'équipage, un équipement automatique de surveillance de la situation à bord dit EASS discernant, de manière automatique, sans le concours de l'équipage, en fonction d'un certain nombre de critères, différents types de situations inusuelles à bord où il peut être fortement présumé que l'équipage est dans l'incapacité de mener l'aéronef à bon port, comme par exemple, un détournement en plein vol par des passagers aux intentions hostiles, une perte de conscience de l'équipage par suite d'une panne de climatisation ou autres, etc. . L'équipement EASS peut être un système expert s'appuyant sur une base de données de faits et de connaissances, ainsi que sur un moteur d'inférence, pour diagnostiquer, par une suite de déductions logiques, différents types de situations inusuelles à bord justifiant de dessaisir l'équipage du contrôle de l'aéronef, comme par exemple, un comportement anormal de l'aéronef ou de ses principaux équipements sans détection ou signalisation de pannes, une prise en otage de l'équipage par des passagers ayant envahi le cockpit, un environnement cockpit devenu hostile par suite de pannes, feux ou destruction d'équipements, d'attaque chimique ou bactériologique, ou encore, d'attaque à la bombe ou au missile, etc., et, éventuellement, décider d'un mode de fonctionnement de l'automate 10 de retour au sol, adapté à la situation inusuelle détectée à bord. Lorsqu'il est déclenché par suite d'une action de l'équipage ou de 35 la détection d'une situation à bord, à forte suspicion d'incapacité de l'équipage à poursuivre le vol, le système de déclenchement 40 gèle les interfaces homme-machine 26 ou, lorsqu'un masquage s'avère nécessaire, leur fait afficher une panne imaginaire, plus ou moins complexe des commandes de vol 20 et active l'automate 10 de retour au sol qui prend seul le contrôle de l'ensemble des équipements de vol. L'activation de l'automate 10 de retour au sol se fait selon un mode de fonctionnement qui est fonction de l'urgence du retour au sol et du risque encouru au niveau du sol estimé d'après le type discerné de situation d'indisponibilité de l'équipage en cours, identifié soit par le bouton actionné, soit par l'équipement EASS s'il est présent et qui est choisi par le système de déclenchement 40 parmi trois possibles : - un mode d'élaboration des modifications du plan de vol pour le retour au sol selon des règles préétablies faisant intervenir une négociation avec une autorité de contrôle du trafic aérien ATC (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Air Traffic Control") et de suivi automatique du plan de vol modifié, ce mode convenant en absence d'urgence avérée de retour au sol et d'un risque important encouru au niveau du sol, - un mode de mise sous la tutelle d'un aéronef maître ou d'une autorité de contrôle du trafic aérien prenant à sa charge les modifications du plan de vol pour le retour au sol, ce mode convenant en absence d'urgence avérée et lorsqu'une absence de risque important encouru au niveau du sol ne peut être garantie, et - un mode d'élaboration des modifications du plan de vol pour le retour au sol selon des règles préétablies mais sans négociation avec une autorité de contrôle du trafic aérien ATC et de suivi automatique du plan de vol modifié, ce mode convenant en cas d'urgence avérée et d'absence de risque important encouru au sol. Lorsque le système de déclenchement 40 détecte une situation présumée d'indisponibilité de l'équipage, il peut tout en activant l'automate 10 de retour au sol selon un de ses modes de fonctionnement, lui fournir, sous forme de paramètres de situation, des précisions sur la situation présumée d'indisponibilité de l'équipage pour qu'il en tienne compte lors de l'élaboration des modifications du plan de vol en vue du retour au sol.

Comme le montre le diagramme de fonctionnement représenté à la figure 2, l'automate de retour au sol 10 est maintenu en veille (situation 100) tant qu'il n'est pas sollicité par le système de déclenchement 40. Lorsque l'automate 10 de retour au sol est activé en 100, 101 par le système de déclenchement 40 dans son mode de modification négociée du plan de vol, il élabore en 102 des modifications du plan de vol pour un retour automatique au sol dont il négocie les modalités avec une autorité de contrôle du trafic aérien. Si la négociation parvient à un accord en 103, les modifications 1 o négociées du plan de vol, approuvées par l'autorité de contrôle du trafic aérien ATC sont mises en oeuvre en 111, de manière automatique jusqu'à l'atterrissage. Si pour une raison ou une autre, la négociation échoue en 104, l'automate 10 de retour au sol met en mémoire les modifications de plan de 15 vol dans l'état où elles se trouvent à la rupture de la négociation et passe en 105 dans le mode de fonctionnement de mise sous tutelle. Lorsque l'automate 10 de retour au sol est activé dans son mode de fonctionnement de mise sous tutelle 105, soit directement en 100, 101 par le système de déclenchement 40 soit indirectement en 104 à la suite d'un 20 échec de négociation, il engage en 106, l'aéronef sur un hippodrome d'attente défini par rapport à un point fixe et suivi au moyen des systèmes de navigation du bord 22 s'appuyant sur les balises au sol de radio-navigation (VOR-DME ou TACAN) et/ou sur une constellation de satellites de positionnement (GPS) tout en cherchant à contacter par une procédure 25 spécifique et sécurisée, un tuteur pouvant être un autre aéronef ou une station au sol de contrôle du trafic aérien agréés pour ce genre de tutorat. Si dans un certain délai, un tuteur se manifeste et répond aux sollicitations de l'automate 10 de retour au sol (situation 107), l'automate 10 de retour au sol suit les instructions du tuteur pour son retour au sol (situation 30 109). Si au bout d'un certain délai, l'automate 10 de retour au sol n'arrive pas à contacter de tuteur (situation 108) ou s'il perd le contact avec son tuteur, il passe en 110 dans son mode de fonctionnement d'élaboration des modifications du plan de vol sans négociation.

Lorsque l'automate 10 de retour au sol est activé dans son mode de fonctionnement d'élaboration des modifications du plan de vol sans négociation 110, soit directement en 100, 101 par le système de déclenchement 40 soit indirectement en 108 à la suite d'un échec de prise de contact ou d'une perte de contact avec un tuteur, il détermine les modifications du plan de vol s'il ne l'a pas déjà fait suite à une négociation avortée avec une autorité de contrôle du trafic aérien, et les met en oeuvre de manière automatique, jusqu'à l'atterrissage. Si l'automate 10 de retour au sol perd le contact avec l'aéronef 1 o maître, il passe en mode de fonctionnement d'élaboration des modifications du plan de vol sans négociation, détermine les modifications du plan de vol et les met en oeuvre en 111, de manière automatique, jusqu'à l'atterrissage. Lorsque l'automate 10 de retour au sol est activé dans ses modes de fonctionnement d'élaboration des modifications négociées ou non du plan 15 de vol, il commence par la détermination de l'aéroport de déroutement et d'une procédure publiée d'approche menant à une piste d'atterrissage de cet aéroport avant d'élaborer une trajectoire permettant à l'aéronef de rejoindre la trajectoire prônée par la procédure d'approche retenue tout en en respectant les contraintes de vol. 20 Lorsqu'il est amené à déterminer par lui-même l'aéroport de déroutement, l'automate 10 de retour au sol effectue son choix parmi les aéroports répertoriés dans la base de données aéroports et procédures d'approche 30, en fonction de critères qui lui sont propres : - critères avion faisant intervenir les capacités de l'aéronef 25 relatives, notamment, à la longueur de piste qui lui est nécessaire et aux types de procédures d'approches et de guidages radioélectriques pour atterrissage de précision tels que ILS (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Instrument Landing System), MLS (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Microwave Landing System), DGPS (acronyme de 30 l'expression anglo-saxonne :"Differential Ground Positioning System), etc., qui lui sont adaptés, - critères aéroports faisant intervenir les particularités administratives des aéroports, notamment les horaires d'ouverture, les pistes en service ainsi que les moyens médicaux et policiers, et les particularités environnementales des aéroports, notamment leur distance à un centre ville, la densité de population alentour et la météo, - critères conditions de vol, notamment manoeuvrabilité de l'aéronef, autonomie restante, temps de vol, importance du trafic local et relief survolé et éventuellement, les seuils de détectabilité pour l'être humain des accélérations verticale et latérale. Il tient également compte des paramètres situation fournis par l'équipement de surveillance de situation EASS lorsque le système de déclenchement 40 en est pourvu. 1 o La prise en compte dans les critères de conditions de vol, des seuils de détectabilité pour l'être humain des accélérations verticale et latérale va dans le même sens que l'affichage de fausses pannes sur les interfaces homme-machine 26. Elle permet, lorsque cela s'avère nécessaire, de masquer aux occupants de l'aéronef, sa prise de contrôle par l'automate 15 10 de retour au sol en lui imposant de se limiter à des accélérations verticale et latérale faibles difficilement discernables. Pour permettre la mise en oeuvre de ces critères, la base de données aéroports et procédures d'approche 30 comporte, pour chaque aéroport, outre ses caractéristiques aéronautiques : 20 - une indication indiquant s'il convient ou non à un atterrissage d'urgence avec, éventuellement, des niveaux de préférence, et dans le cas où un aéroport peut convenir pour un atterrissage d'urgence - des précisions sur la distance au centre ville, la densité de population aux alentours, les moyens médicaux, policiers, militaires 25 mobilisables ainsi que les moyens de décontamination disponibles, et - des précisions sur le comportement à suivre : aire de parking à rejoindre, rapidité de l'atterrissage, atterrissage sur une plateforme à caractéristique non aéronautique, obéissance aveugle à la demande de l'autorité aéroportuaire, etc.. 30 La base de données et procédures d'approche 30 peut être mise à jour avant chaque décollage en fonction de la mission prévue, par exemple par liaison de données numérique, via le service D-ATIS (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Digital Automated Terminal Information Service") prévu dans les réseaux aéronautiques de télécornmunication ATN 35 (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Aeronautical Telecommunications Network") ou ACARS (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Aircraft Communications Addressing and Reporting System"). L'automate 10 de retour au sol activé dans son mode de fonctionnement d'élaboration des modifications négociées du plan de vol opère conformément au diagramme de la figure 3. Il commence par sélectionner dans la base de données aéroports et procédures d'approche 30, les centres au sol de contrôle du trafic aérien à portée de liaison depuis la position courante de l'aéronef fournie par les systèmes de navigation du bord 22 ainsi que les aéroports qui conviennent à un atterrissage d'urgence et qui sont accessibles à l'aéronef compte tenue de son autonomie résiduelle. Puis il cherche à entrer en contact avec l'un des centres sélectionnés de contrôle du trafic aérien. Différents cas peuvent alors se présenter lors du choix de l'aéroport de déroutement. Il se peut qu'aucun centre de contrôle du trafic aérien ne réponde ou que le centre de contrôle du trafic aérien contacté pour le déroutement soit impose un aéroport et une procédure d'approche déterminés, soit proposer un choix de plusieurs aéroports et procédures d'approche, soit encore ne rien proposer du tout. Lorsque, comme montré en 200, le centre au sol de contrôle du trafic aérien impose un aéroport et une procédure d'approche déterminés pour le déroutement, ils sont adoptés par l'automate 10 de retour au sol qui passe en 207 à l'élaboration des modifications du plan de vol permettant de rejoindre l'aéroport de déroutement retenu par la procédure d'approche choisie.

Lorsque, comme montré en 201, le centre au sol de contrôle du trafic aérien propose un choix de plusieurs aéroports et procédures d'approche pour le déroutement, l'automate de retour au sol 10 se cantonne à ce choix dans lequel il sélectionne un couple aéroport-procédure d'approche, soit, comme montré en 202, à partir de ses propres critères avion, aéroports et conditions de vol lorsque le système de déclenchement 40 n'est pas pourvu d'un dispositif automatique de surveillance de situation EASS, soit, comme montré en 203, à partir de ses propres critères avion, aéroports, condition de vol et de paramètres de situation fournis par un dispositif de surveillance automatique de situation EASS lorsqu'un tel dispositif est présent dans le système de déclenchement 40. Il passe alors en 207 à l'élaboration des modifications du plan de vol permettant de rejoindre l'aéroport de déroutement retenu par la procédure d'approche choisie. Lorsque, comme montré en 204, le centre au sol de contrôle du trafic aérien ne propose pas d'aéroport et de procédure d'approche pour le déroutement, l'automate 10 de retour au sol sélectionne un couple aéroport - procédure d'approche dans la base de données aéroports et procédures d'approche 30, soit, comme montré en 205, à partir de ses propres critères avion, aéroports et conditions de vol lorsque le système de déclenchement 40 n'est pas pourvu d'un dispositif automatique de surveillance de situation EASS, soit, comme montré en 206, à partir de ses propres critères avion, aéroports, condition de vol et de paramètres de situation fournis par un dispositif de surveillance automatique de situation EASS lorsqu'un tel dispositif est présent dans le système de déclenchement 40. II passe ensuite, comme dans les cas précédents, à l'élaboration en 207, des modifications du plan de vol permettant de rejoindre l'aéroport de déroutement retenu par la procédure d'approche choisie. Lorsqu'il est activé dans son mode de fonctionnement d'élaboration non négociée des modifications du plan de vol, l'automate 10 de retour au sol procède par lui-même, à la recherche d'un aéroport et de la procédure d'approche la plus propice au déroutement sans chercher à consulter un centre au sol de contrôle du trafic aérien. Pour ce faire, il adopte le même comportement que dans le mode d'élaboration négociée des modifications du plan de vol lorsqu'il ne reçoit aucune proposition d'aéroport de déroutement de la part d'un centre de contrôle du trafic aérien. II sélectionne un couple aéroport-procédure d'approche dans la base de données aéroports et procédures d'approche 30, soit, comme cela a été montré en 205 à la figure 3, à partir de ses propres critères avion, aéroports et conditions de vol lorsque le système de déclenchement 40 n'est pas pourvu d'un dispositif automatique de surveillance de situation EASS, soit, comme cela a été montré en 206 à la figure 3, à partir de ses propres critères avion, aéroports, condition de vol et de paramètres de situation fournis par un dispositif de surveillance automatique de situation EASS lorsqu'un tel dispositif est présent dans le système de déclenchement 40. Il passe ensuite, comme dans les cas précédents, à l'élaboration en 207, des modifications du plan de vol permettant de rejoindre l'aéroport de déroutement retenu par la procédure d'approche choisie. L'automate 10 de retour au sol élabore les modifications du plan de vol sur la base de l'aéroport de déroutement retenu et des points de passage et contraintes de vol imposés par la procédure d'approche choisie. Pour ce faire, ildéfinit, dans un premier temps, un point de passage dit de diversion marquant la position où l'aéronef quittera son plan de vol courant pour rejoindre les points de passage imposés par la procédure d'approche choisie. Dans le cas d'une modification négociée, le point de passage de diversion est choisi au bout d'un temps de vol correspondant à un temps estimé comme normal pour la négociation avec une autorité de contrôle du trafic aérien, par exemple, 10 minutes. Dans un deuxième temps, l'automate 10 de retour au sol supprime du plan de vol ainsi modifié, les discontinuités et les segments manuels tels que les segments ARINC 424 de type VM (cap à tenir sans terminaison), FM (route à tenir depuis un point fixe sans terminaison), HM (hippodrome d'attente autour d'un point fixe à durée indéterminée). Dans un troisième temps, Il vérifie que le segment joignant le point de passage de diversion au premier point de passage de la procédure d'approche retenu vérifie les marges de sécurité d'altitude vis à vis du relief et crée, au besoin, sur ce segment, des points de passage intermédiaires avec des contraintes d'altitudes permettant de respecter ces marges. Dans un quatrième temps, il vérifie que la longueur d'un segment ARINC 424 de type XF le point de passage de diversion au premier point de passage de la procédure d'approche choisie est suffisante pour permettre à l'aéronef de se mettre en condition de respecter les contraintes de vol imposées par la procédure d'approche au niveau de son premier point de passage imposé. En fait, ce segment est très souvent un segment en descente au cours duquel l'aéronef passe d'une altitude de croisière à une altitude proche du sol et il s'agit de vérifier que l'aéronef à la possibilité de dissiper ses énergies potentielle et cinétique pour prendre une vitesse d'approche correcte. Si ce n'est pas le cas, l'automate de retour au sol ajoute un ou plusieurs tours d'hippodrome autour d'un point fixe (segment ARINC 424 de type HM mais à durée déterminée).

Une fois ces vérifications satisfaites, l'automate de retour au sol 10 met en oeuvre ces modifications du plan de vol s'il est en mode de modification non négociée de plan de vol. S'il est en mode de modification négociée, l'automate de retour au sol 10 propose ces modifications du plan de vol au centre régional au sol de contrôle du trafic aérien responsable de l'aéroport retenu, par l'intermédiaire de la messagerie numérique spécialisée dite CPDLC (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Controller Pilot Data Link Communications") assurant au sein des réseaux aéronautiques de télécommunication ACARS ou ATN les communications entre les contrôleurs au sol du trafic aérien et les aéronefs par échanges de messages aux formes convenues (normalisées) pour la partie statique des modifications (localisation et altitude des points de passage, contraintes de vol aux points de passages, etc..) et/ou par ADS (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Automatic Dependent Surveillance") qui est un système d'échange automatique d'informations de position et de mouvement entre des aéronefs évoluant dans un proche voisinage ou entre un aéronef et une station sol de contrôle, pour les parties statiques et dynamiques (prédictions d'altiitude, de vitesse, d'heure d'arrivée, etc..).

Pour entrer en contact avec le centre régional de contrôle du trafic aérien responsable de l'aéroport de déroutement retenu, l'automate de retour au sol 10 recherche dans la base de données aéroports et procédures d'approche 30 les fréquences à contacter et la procédure d'établissement d'une liaison puis les met en oeuvre. La procédure d'établissement d'une liaison comporte avantageusement une étape d'authentification garantissant à l'automate 10 de retour au sol qu'il a bien à faire à une véritable autorité de contrôle du trafic aérien mais cela n'est pas indispensable car l'automate 10 de retour au sol effectue une vérification de l'aptitude des modifications du plan de vol qui lui sont retournées à résoudre la situation à bord.

En réponse à une proposition de modifications de plan de vol reçues de l'automate de retour au sol 10, la station contactée de contrôle du trafic aérien retourne sa proposition de modifications de plan de vol qui peut être soit identique, soit différente de celle que lui a soumise l'automate de retour au sol 10. L'automate de retour au sol 10 compare la proposition de modifications de plan de vol qui lui est retournée avec sa proposition initiale.

Si les deux propositions sont identiques, il les met en oeuvre. Si elles diffèrent, il prend en considération le maximum de changements demandés par la station contactée de contrôle du trafic aérien, compatibles avec ses critères avion, aéroports, conditions de vol et avec les paramètres de situation provenant d'un éventuel équipement EASS et entame un deuxième round de négociation. Si au bout d'un certain nombre d'échanges, par exemple 3 ou, si aucune réponse ne lui parvient dans un certain délai, l'automate de retour au sol 10 met en oeuvre les dernières modifications du plan de vol élaborées à bord.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de vol autonome pour aéronef caractérisé, pour un automate (10) embarqué ayant pris le contrôle des commandes de vol (20) en vue d'un déroutement, à : - élaborer (102) une proposition de modifications de plan de vol à effectuer en autonomie pour le déroutement, à partir d'un point de passage dit de diversion marquant une position atteinte dans le plan de vol en cours de déroulement après un délai arbitraire réservé à une négociation avec une autorité de contrôle du trafic aérien dans la région survolée, - négocier par télécommunication la proposition de modifications de plan de vol avec l'autorité de contrôle, - en cas (104) d'absence de modifications de plan de vol retournées par l'autorité de contrôle dans le délai de négociation, mettre en oeuvre de manière autonome la proposition de modifications de plan de vol, - en cas de modifications de plan de vol retournées par l'autorité de contrôle - si les modifications de plan de vol retournées sont identiques à la proposition de modifications de plan de vol (103), les mettre en oeuvre de manière autonome, - si les modifications de plan de vol retournées diffèrent de la proposition de modifications de plan de vol, analyser leur cohérence par rapport des règles définissant une stratégie à bord, - si les modifications de plan de vol retournées sont cohérentes avec les règles définissant la stratégie à bord (103), les mettre en oeuvre de manière autonome à la place de la proposition de modifications de plan de vol, - si les modifications de plan de vol retournées présentent des incohérences par rapport aux règles définissant la stratégie à bord, faire une nouvelle proposition de modifications de plan de vol prenant en compte les éléments des modifications de plan de vol retournées satisfaisant les règles définissant la stratégie à bord et procéder à une nouvelle négociation;,-dès que le délai de négociation est écoulé, mettre en oeuvre (110) de manière autonome la dernière proposition de modifications de plan de vol faite à bord.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape intermédiaire (105) consistant, en cas d'absence de modifications du plan de vol retournées par une autorité de contrôle ou de désaccord persistant au bout du délai de négociation avec l'autorité de contrôle, à placer l'aéronef sur un hippodrome d'attente (106) et 1 o à chercher, pendant un délai arbitraire à se placer sous la dépendance d'un tuteur, aéronef ou station sol agréés pour ce genre de tutorat.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque les modifications de plan de vol visent un atterrissage sur un aéroport de 15 déroutement, la proposition de modifications de plan de vol faite par l'automate consiste, après avoir déterminé l'aéroport de déroutement et la procédure d'approche à suivre pour atterrir sur une de ses pistes d'atterrissage, à compléter la suite de points de passage associés à des contraintes de vol de la procédure d'approche par un ou plusieurs segments 20 de rejointe partant du point de passage de diversion franchi dans les conditions locales du plan de vol en vigueur pour atteindre le premier point de passage de la procédure d'approche en respectant les contraintes de vol imposées localement. 25

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque l'autorité de contrôle propose un aéroport de déroutement et la procédure d'approche pour l'atteindre, l'automate (10) les adopte (200) comme aéroport à atteindre et procédure d'approche à suivre. 30

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque l'autorité de contrôle propose plusieurs aéroports de déroutement et procédures d'approche, l'automate (10) sélectionne un aéroport et une procédure d'approche parmi les aéroports de déroutement et procédures d'approche proposés par l'autorité de contrôle sur des critères qui lui sont 35 propres et qui sont relatifs à l'aéronef, aux aéroports et aux conditions de vol.

6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque l'autorité de contrôle ne propose pas d'aéroports de déroutement, l'automate (10) sélectionne un aéroport et une procédure d'approche parmi des aéroports de déroutement et procédures d'approche répertoriés dans une base de données sur des critères qui lui sont propres, qui sont relatifs à l'aéronef, aux aéroports et aux conditions de vol et qui, pour les aéroports, s'appuient sur des informations stockées dans la base de données.

7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ou les segments de rejointe sont composés d'un segment ARINC 424 de type XF permettant d'atteindre le point d'accès en respectant des contraintes locales éventuelles de cap ou de route, complété par un segment ARINC 424 de type HM, en hippodrome, avec le nombre de tours nécessaire pour dissiper l'énergie en résorbant l'altitude.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la négociation avec l'autorité de contrôle passe par une procédure d'authentification garantissant que les modifications de plan de vol retournées proviennent d'un centre de contrôle du trafic aérien.

9. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, parmi les règles définissant la stratégie à bord, figure la nécessité pour les modifications de plan de vol retournées en cours de négociation, par une autorité de contrôle de satisfaire : - la possibilité pour l'automate de suivre la route correspondante en respectant des limitations imposées de manoeuvrabilité de l'aéronef, - la sélection d'une piste d'atterrissage non prohibée et d'une procédure d'approche valide, - le respect des altitudes de sécurité tout au long du trajet à parcourir, - le respect d'un minimum de longueur compatible avec l'ajustement nécessaire des énergies cinétique et potentielle au point d'accès d'une procédure d'approche d'un terrain d'atterrissage, 5- le respect d'un maximum de longueur compatible avec la consommation de carburant et le temps de parcours, et - la sélection de l'ensemble des moyens d'aide à l'atterrissage disponible sur la piste d'atterrissage choisie.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, parmi les limitations imposées à la manoeuvrabilité de l'aéronef figurant dans les règles définissant la stratégie à bord, certaines concernent des accélérations verticale et latérale inférieures au seuil de détectabilité de l'être humain. 10