FR2920232A1 - Procede et dispositif d'aide au pilotage d'un avion - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif d'aide au pilotage d'un avion.Le dispositif (1) comporte des moyens (4) pour déterminer, à l'aide d'une consigne de roulis et de valeurs courantes mesurées de caractéristiques extérieures et de caractéristiques de vol de l'avion, une trajectoire prédite qui est une trajectoire de vol à angle de roulis constant, tenant compte de l'effet du vent.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'aide au

pilotage d'un avion, en particulier d'un avion de transport. On sait que le contrôle latéral d'un avion, en particulier d'un avion de transport, civil ou militaire, mis en oeuvre par un dispositif de pilotage automatique usuel, peut être réalisé en général de trois manières différen- tes, à savoir : û par la fixation d'une consigne de cap ("Heading" en anglais) ; - par la fixation d'une consigne de route ("Track" en anglais) ; ou - par l'asservissement de la trajectoire de l'avion sur un axe qui est défini par rapport au sol (et qui suit soit une succession de balises situées au sol, soit des coordonnées GPS à survoler), cet axe étant appelé plan de vol. Ces différents modes de pilotage peuvent être assortis d'une limite maximale de roulis qui peut être choisie par le pilote ou être contenue dans le dispositif de pilotage automatique. Lors d'un changement de trajectoire, le taux de roulis est donc maintenu en deçà de cette limite maxi-male de roulis. On sait que lors d'opérations réalisées par un avion civil ou militaire, l'avion peul: être amené à rejoindre (ou capturer) horizontalement un axe de vol, et ceci en respectant pendant cette phase de capture, une consigne de roulis qui est imposée par le pilote. Cet axe de vol peut être, notamment, un axe de ravitaillement en vol, une trajectoire d'approche, ou toute autre trajectoire qui est définie géographiquement par rapport au sol. Pendant une telle phase de vol, l'impact de variables (vitesse de l'avion, altitude, vent, ...) et leur évolution en fonction du temps présentent un effet significatif sur la trajectoire à venir de l'avion. La prise en compte de ces variables est donc indispensable à la bonne réalisation de la manoeuvre de capture de l'axe de vol. Dans le cas du pilotage en cap (ou en route), seul le cap (ou la route) est considéré comme important. Le dispositif de pilotage automati- que doit alors atteindre cette consigne de cap (ou de route), en respectant les limites structurales et/ou le confort des passagers de l'avion piloté. La position de l'avion, lorsqu'il aura atteint cette consigne, n'est donc pas connue par avance, car elle dépend de paramètres qui sont variables tels que le taux de roulis, le vent, ...

En outre, clans le cas d'un pilotage suivant un plan de vol, la position finale de l'avion est connue si et seulement si des balises situées au sol sont sélectionnables dans la zone considérée. Toutefois, pour réaliser un tel pilotage, il est nécessaire de modifier le plan de vol, une telle modification représentant une manipulation lourde et peu réactive (plusieurs secondes s'écoulant en général avant la prise en compte de la consigne). Par conséquent, aucune de ces solutions usuelles n'est complète-ment satisfaisante pour réaliser automatiquement la capture d'un axe de vol (axe de ravitaillement en vol, axe d'approche, ...) en respectant une consigne de roulis.

La présente invention concerne un procédé d'aide au pilotage d'un avion, qui a pour objet de remédier aux inconvénients précités. A cet effet:, selon l'invention, ledit procédé est remarquable en ce que : a) on engendre automatiquement une consigne de roulis de l'avion ; b) on mesure les valeurs courantes de caractéristiques de vol (vitesse, cap, ...) de l'avion et les valeurs courantes de caractéristiques (force, direction) du vent existant à l'extérieur de l'avion ; c) à l'aide de ladite consigne de roulis et desdites valeurs courantes mesurées : cl) on calcule une première trajectoire qui présente un angle de roulis constant correspondant à ladite consigne de roulis, mais qui ne tient pas compte de l'effet du vent ; et c2) on intègre dans cette première trajectoire l'effet du vent de manière à obtenir une trajectoire prédite qui est à angle de roulis constant et qui tient compte de l'effet du vent ; et d) on utilise cette trajectoire prédite pour aider au pilotage de l'avion. Ainsi, grâce à l'invention, on détermine une trajectoire prédite qui représente une trajectoire de vol que va suivre l'avion s'il est piloté avec un angle de roulis constant correspondant à ladite consigne de roulis, cette trajectoire de vol étant déterminée de manière à tenir compte de l'effet engendré sur l'avion par le vent tel qu'il existe à l'extérieur dudit avion. De préférence, à l'étape d), on affiche ladite trajectoire prédite sur un écran de navigation de l'avion. Ainsi, le pilote connaît exactement la trajectoire (effective) que va suivre réellement son avion s'il vole à ladite consigne de roulis, puisque ladite trajectoire prédite tient compte de l'effet du vent. Cette information peut être particulièrement utile lorsque l'avion doit rejoindre un axe de vol tel que celui précité, c'est-à-dire par exemple un axe de ravitaillement en vol ou une trajectoire d'approche.

Bien entendu, le pilote de l'avion peut piloter manuellement ce dernier de manière à maintenir constant le roulis, conformément à la consigne de roulis engendrée à l'étape a) et prise en compte dans le calcul de ladite trajectoire prédite. Toutefois, dans un mode de réalisation particulier, à l'étape d), on transmet ladite trajectoire prédite à un dispositif de pilotage automatique de l'avion, qui pilote alors automatiquement ledit avion selon ladite trajectoire prédite, c'est-à-dire avec un roulis égal à la-dite consigne de roulis. Ce mode de réalisation particulier permet notamment de réduire la charge de travail du pilote et d'obtenir un pilotage précis.

De façon avantageuse, à l'étape cl), on détermine, comme première trajectoire, une trajectoire circulaire à rayon R constant, et on calcule ledit rayon R à l'aide de l'expression suivante : R = (Vtas2/g) / tgcp dans laquelle : ù Vtas est la vitesse mesurée de l'avion ; - g est l'accélération de la pesanteur ; ù tg est la tangente ; et ù (p est ladite consigne de roulis.

En outre, dans un mode de réalisation préféré, à l'étape c), on en-gendre ladite trajectoire prédite sous forme d'une suite de points qui sont reliés entre eux par des segments rectilignes. Dans ce cas, de préférence, ladite trajectoire prédite comprend un nombre n de points P1 à Pn, et cha-cun des points Pp de cette trajectoire prédite, avec 1 p n, présente les coordonnées Xp et Yp suivantes dans un repère avion : JXp = R.[1ù cos(n.p / n)] + R.(t.p / n).(Wsp / Vtas). cos(Wdir ù Hdg) lYp = R. sin(n.p / n) + R.(t.p / n).(Wsp / Vtas). sin(Wdir ù Hdg) dans lesquelles expressions : R est le rayon de ladite première trajectoire ; Wsp est la force mesurée du vent ; Vtas est la vitesse mesurée de l'avion ; Wdir est la direction du vent, mesurée et projetée dans le repère avion ; et Hdg est le cap mesuré de l'avion. La segmentation de la trajectoire prédite, telle que précitée, simpli- fie notamment les algorithmes à utiliser pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention. Cette segmentation se caractérise en particulier par : une décomposition en trajectoire sans vent (trigonométrie de base) ; - la superposition d'un vent constant (dérive constante) ; - l'affichage de la trajectoire en segments consécutifs ; et une trajectoire (qui en découle) qui est suffisamment précise et conti-nue. Dans un mode de réalisation particulier : à l'étape c2), on tient également compte d'un effet dû à une mise en virage de l'avion suivant ladite consigne de roulis, pour déterminer la-dite trajectoire prédite ; et/ou 1 o à l'étape c), on tronque la trajectoire prédite, en tenant compte de caractéristiques spécifiques telles qu'un angle de rotation globale particulier (180 ou 360 par exemple) de l'avion ou une durée de vol parti-culière. De préférence, on réalise, au moins les étapes b), c) et d) précitées 15 du procédé conforme à l'invention, de façon automatique et répétitive. En outre, la consigne de roulis peut être engendrée à l'étape a) soit (manuellement) par le pilote, soit de façon automatique par une fonction appropriée qui est intégrée dans un dispositif de pilotage automatique. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, à la fin de 20 l'étape c), on réalise de façon répétitive les opérations a et 13 suivantes : a) on détermine une nouvelle consigne de roulis permettant d'obtenir une nouvelle trajectoire prédite qui s'approche d'un point particulier ; et p) on calcule cette trajectoire prédite en tenant compte de cette nouvelle consigne de roulis, 25 lesdites opérations a et (3 étant répétées jusqu'à ce que la trajectoire pré-dite obtenue rejoigne ledit point particulier. Ce point particulier est de préférence un point de passage que l'avion doit rejoindre. Il peut notamment s'agir de l'extrémité d'un segment d'une trajectoire que l'on souhaite rejoindre, et ceci en particulier de façon tangente.

La présente invention concerne également un dispositif d'aide au pilotage d'un avion, en particulier d'un avion de transport. Selon l'invention, ledit dispositif est remarquable en ce qu'il com-porte : des premiers moyens pour engendrer une consigne de roulis de l'avion ; des deuxièmes moyens pour mesurer les valeurs courantes de caractéristiques de vol de l'avion et les valeurs courantes de caractéristiques du vent existant à l'extérieur de l'avion ; des troisièmes moyens pour calculer, à l'aide de ladite consigne de roulis et desdites valeurs courantes mesurées, une trajectoire prédite qui est une trajectoire de vol à angle de roulis constant, tenant compte de l'effet du vent, lesdits troisièmes moyens comprenant pour ce faire : • un élément pour calculer une première trajectoire qui présente un angle de roulis constant correspondant à ladite consigne de roulis, 15 mais qui ne tient pas compte de l'effet du vent ; et ^ un élément pour intégrer dans cette première trajectoire l'effet du vent de manière à obtenir ladite trajectoire prédite ; et des quatrièmes moyens, par exemple un écran de visualisation et/ou un dispositif de pilotage automatique, qui utilisent cette trajectoire prédite 20 pour aider au pilotage de l'avion. 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 le schéma synoptique d'un dispositif d'aide au pilo-25 tage conforme à l'invention. La figure 2 illustre schématiquement l'affichage sur un écran de navigation d'une trajectoire prédite engendrée par un dispositif conforme à l'invention.

La figure 3 est un graphique montrant un exemple particulier de trajectoire prédite obtenue grâce au dispositif conforme à l'invention. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématique- ment sur la figure 1 est destiné à aider au pilotage d'un avion (non repré- senté), en particulier d'un avion de transport civil ou militaire. Selon l'invention, ledit dispositif 1 comporte : des moyens 2 précisés ci-dessous, pour engendrer une consigne de roulis de l'avion ; un ensemble 3 de sources d'informations usuelles. Cet ensemble 3 ~o comporte des rnoyens usuels pour mesurer directement (ou déterminer à l'aide de mesures), de façon usuelle, les valeurs courantes de caractéristiques (ou paramètres) de vol de l'avion, telles que sa vitesse ou son cap, et des moyens usuels pour mesurer directement (ou déterminer à l'aide de mesures), de façon usuelle, les valeurs courantes de caracté- 15 ristiques du vent (notamment sa force et sa direction) qui existe à l'extérieur de l'avion ; des moyens 4 qui sont reliés par l'intermédiaire de liaisons 5 et 6 respectivement auxdits moyens 2 et audit ensemble 3 et qui sont formés de manière à calculer, comme précisé ci-dessous, à l'aide de la 20 consigne de roulis reçue desdits moyens 2 et des valeurs courantes (mesurées) reçues dudit ensemble 3, une trajectoire prédite Tp qui est une trajectoire de vol à angle de roulis constant, tenant compte de l'effet du vol ; et des moyens 7 précisés ci-dessous, pour utiliser cette trajectoire prédite 25 Tp calculée par lesdits moyens 4 dans le but d'aider au pilotage de l'avion. Selon l'invention, lesdits moyens 4 comportent les éléments suivants intégrés et non représentés spécifiquement : un premier élérnent pour calculer une première trajectoire (de vol) qui présente un angle de roulis constant correspondant à une consigne de roulis engendrée par les moyens 2, mais qui ne tient pas compte de l'effet du vent ; et un second élément pour intégrer dans cette première trajectoire l'effet du vent, en tenant compte de valeurs courantes mesurées à l'aide de l'ensemble 3, de manière à obtenir ladite trajectoire prédite Tp. Le dispositif 1 détermine donc, en fonction de consignes à court terme du pilote (cap, route, roulis), une trajectoire prédite Tp qui prend en 1 o compte des caractéristiques de l'avion, telles que le taux de roulis maxi-mal ou la vitesse, et des paramètres extérieurs tels que la direction et la force du vent. Plus précisément, ledit premier élément desdits moyens 4 détermine, comme première trajectoire, une trajectoire circulaire à rayon R 5 constant. Pour ce faire, ledit premier élément calcule ledit rayon R à l'aide de l'expression suivante : R = (Vtas2/g) / tgcp dans laquelle : û Vtas est la vitesse vraie de l'avion ("true airspeed" en anglais), qui est 20 mesurée par des moyens usuels dudit ensemble 3 ; û g est l'accélération de la pesanteur ; û tg est la tangente ; et û cp est ladite consigne de roulis, reçue par l'intermédiaire desdits moyens 2. 25 En outre, ledit second élément desdits moyens 4 superpose l'effet du vent (illustré par la force et la direction du vent, mesurées par des moyens appropriés dudit ensemble 3) tout au long de cette première trajectoire. Pour ce faire, à chaque point de cette première trajectoire, ledit second élément applique une translation de T = K. W où W est le vecteur vitesse du vent et K est un gain qui est proportionnel à la position du point considéré sur la première trajectoire. Ainsi, les moyens 4 déterminent une trajectoire prédite Tp qui représente une trajectoire de vol que va suivre l'avion s'il est piloté avec un angle de roulis constant correspondant à ladite consigne de roulis. Cette trajectoire de vol est déterminée de manière à tenir compte de l'effet engendré sur l'avion par le vent tel qu'il existe à l'extérieur dudit avion et qui agira donc sur ce dernier lors du vol. Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 2 comportent 70 un moyen d'interface homme/machine 8 usuel qui permet à un pilote de l'avion d'entrer ladite consigne de roulis dans le dispositif 1. Lesdits moyens 2 peuvent également comporter des moyens automatiques (non représentés) faisant par exemple partie d'un dispositif de pilotage automatique, qui déterminent automatiquement une consigne de roulis, comme 15 précisé ci-dessous. En outre, dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 7 comportent des moyens d'affichage 9 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 10 auxdits moyens 4 et qui sont susceptibles d'afficher sur un écran de visualisation Il, de préférence un écran de navigation usuel, 20 la trajectoire prédite Tp, comme représenté notamment sur la figure 2. Ainsi, le pilote sait exactement quelle trajectoire réelle va suivre (effectivement) son avion s'il vole à ladite consigne de roulis, puisque la-dite trajectoire prédite Tp tient compte de l'effet du vent. Cette information peut être particulièrement utile lorsque l'avion doit rejoindre un axe de 25 vol tel qu'un axe de ravitaillement en vol ou une trajectoire d'approche par exemple. La figure 2 illustre un affichage usuel d'indications de navigation sur un écran de navigation. Cet affichage comprend notamment : un symbole avion 13 qui illustre la position actuelle de l'avion, qui peut notamment être reçue par les moyens d'affichage 9 dudit ensemble 3 de sources d'informations. Sur l'exemple de la figure 2, le mode d'affichage représenté est un mode usuel dit ARC, pour lequel le symbole avion 13 présente une position centrée fixe qui est située verticalement au bas et horizontalement au centre de l'écran de visualisation 1 1 ; une échelle 14 de cap ; et une échelle 15 de distance. Les données avion (vitesse, altitude, vent) utilisées par les moyens 4 sont mesurées à chaque instant, puis supposées constantes dans la projection de la trajectoire prédite Tp présentée sur l'écran de visualisation 11. Dans un rnode de réalisation préféré, comme représenté sur la figure 2, la trajectoire prédite Tp est tracée dans le même repère qu'une trajectoire de vol (ou axe de vol) TO à rejoindre. Cette trajectoire de vol TO peut être, notamment, un axe de ravitaillement en vol, une trajectoire d'approche ou toute autre trajectoire qui est définie géographiquement par rapport au sol (et: qui suit par exemple une succession de balises situées au sol ou des coordonnées GPS à survoler).

A cet effet, le dispositif 1 comporte des moyens usuels 17, par exemple un système de gestion de vol de type FMS ("Flight Management System" en anglais), qui sont destinés à déterminer, de façon usuelle, la trajectoire de vol TO et qui transmettent cette information par l'intermédiaire d'une liaison 18 auxdits moyens d'affichage 9 (en vue de son affi- chage). Ainsi, en modulant la consigne de roulis entrée dans le dispositif 1 à l'aide de l'interface 8, le pilote va pouvoir faire tangenter la trajectoire prédite Tp avec cette trajectoire de vol TO à rejoindre, et ainsi mettre en oeuvre, simplement et de manière interactive, une manoeuvre de capture de cette trajectoire de vol TO. Bien entendu, lors de la capture de ladite trajectoire TO, toute évolution des paramètres instantanés utilisés par les moyens 4 aura une répercussion sur la trajectoire prédite Tp. Aussi, pour compenser ces effets extérieurs, le pilote ajustera simplement et en continu la consigne de roulis, qui est entrée à l'aide de l'interface 8 et selon laquelle est piloté l'avion, de manière à maintenir la trajectoire prédite Tp tangente à la trajectoire TO à capturer. Le pilote peut donc piloter manuellement l'avion de manière à maintenir constant le roulis, conformément à la consigne de roulis qui est prise en compte dans le calcul de la trajectoire prédite Tp. Toutefois, dans un mode de réalisation particulier, les moyens 4 transmettent ladite trajectoire prédite Tp, par l'intermédiaire d'une liaison 19, à un dispositif de pilotage automatique 20 usuel de l'avion, qui pilote alors automatiquement ledit avion selon ladite trajectoire prédite Tp, c'est-à-dire avec un roulis égal à ladite consigne de roulis. Ce mode de réalisation particulier permet notamment de réduire la charge de travail du pilote et d'obtenir un pilotage précis. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens 4 tiennent également compte d'un effet dû à une mise en virage de l'avion suivant ladite consigne de roulis, pour déterminer ladite trajectoire prédite Tp. Ceci permet d'affiner la précision de la trajectoire prédite Tp en tenant compte de la déformée issue de la mise en virage de l'avion qui modifie la trajectoire, en particulier si cette mise en virage est fortement limitée en raison de contraintes opérationnelles.

A titre d'illustration, on considère le cas suivant : un virage à 25 de roulis sans vent. Dans ce cas, si l'avion se mettait en virage de façon instantanée (le roulis passant de 0 à 25 instantanément), le virage obtenu serait égal à un cercle de rayon Ri tel que Ri= (Vtas2/g)/tg25 avec Vtas la vitesse de l'avion et 25 la consigne de roulis. Cependant, si l'avion met par exemple 50 secondes avant d'atteindre le taux de roulis de 25', il aura commencé à tourner pendant les 25 premières secondes (la première seconde, il aura par exemple un taux de roulis de 2 , la deuxième seconde, il aura un taux de roulis de 4 , ...). Durant cette phase transitoire (avec un taux de roulis non nul), la trajectoire sera modifiée. Afin d'affiner la trajectoire Tp, les moyens 4 prennent donc en compte cette phase transitoire dans le mode de réalisation particulier précité. En outre, dans un autre mode de réalisation (en variante ou en complément), suivant l'objectif poursuivi, les moyens 4 tronquent la tra-1 o jectoire Tp qui est une spirale convergente ou divergente, à une portion de la trajectoire, en particulier à une portion qui présente un angle particulier, par exemple 180 ou 360 , ou à une portion qui correspond à une durée de vol particulière de l'avion. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif 1 prend en 15 compte un point de passage, par exemple le point PO de la figure 2, que l'on souhaite faire rejoindre à l'avion. Ce point de passage peut notamment correspondre à l'extrémité d'un segment de trajectoire que l'on souhaite rejoindre de façon tangente. Dans ce mode de réalisation particulier, en fonction de la trajectoire prédite Tp déterminée, on modifie à l'aide des 20 moyens 2 la consigne de roulis de façon à rejoindre ce point de passage PO (et éventuellement à tangenter un segment associé à ce point). La nouvelle consigne de roulis peut être déterminée par le pilote qui l'entre alors de façon manuelle à l'aide de l'interface 8. Elle peut également être déterminée de façon automatique par une fonction appropriée du dispositif 25 de pilotage automatique, qui fait partie desdits moyens 2. En fonction de la nouvelle consigne de roulis, les moyens 4 recalculent une trajectoire prédite Tp, et la consigne de roulis est affinée si nécessaire jusqu'à ce que la trajectoire prédite Tp rejoigne ledit point de passage PO (cette opération étant réalisée par itérations successives). Lors d'un ravitaillement en vol, afin de garantir la stabilité de l'angle de roulis de la trajectoire, au moins sur des intervalles suffisants pour permettre le ravitaillement en vol, la modification de la consigne de roulis est uniquement réalisée sur une portion de trajectoire correspondant au début de la mise en virage, et éven- tuellement sur d'autres portions prédéterminées de la trajectoire en virage. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, les moyens 4 remplacent le cercle issu du calcul du rayon de la trajectoire par une suite de points successifs P1, P2, P3, ..., Pp, ... Pn, qui sont reliés entre eux par des segments rectilignes S1, S2, S3, ..., Sp, ..., Sn-1, comme repré- 1 0 senté sur la figure 3. Dans ce cas, n est un entier supérieur à 1 et p est tel que 1 <_p<_n. Le nombre n de points P1 à Pn dépend de la capacité de calcul des moyens 4 et de la résolution souhaitée pour l'affichage qui est mis en oeuvre sur l'écran de visualisation 11. Une fois le nombre n de points fixé, il 15 est nécessaire d'appliquer sur chacun des points P1 à Pn une déformée Tp représentative de l'impact du vent en ce point Pp, qui est calculée (de préférence par le second élément des moyens 4) à l'aide de l'expression suivante : Tp = (W / Vtas). R. (p / n) 20 dans laquelle : W est le vecteur vitesse du vent, mesuré à l'aide de moyens appropriés faisant partie de l'ensemble 3 ; Vtas est la vitesse vraie de l'avion, mesurée à l'aide de moyens appropriés faisant partie de l'ensemble 3 ; 25 R est le rayon du virage, calculé comme précisé ci-dessus par le premier élément des moyens 4 ; et p est le numéro du point considéré.

L'information relative au vent est prise au niveau de l'avion et est extrapolée sur toute la trajectoire. Les coordonnées Xp et Yp qui en résultent des différents points Pp de la trajectoire Tp, dans un repère avion (qui comprend des axes OX et OY, O étant par exemple le centre de gravité de l'avion, OX étant parallèle à l'axe longitudinal de l'avion, et OY étant perpendiculaire à l'axe OX et passant par le plan formé par les ailes de l'avion) sont définies par : Xp = X1 + Y1 Yp = X2 + Y2 où X1 et Y1 représentent un demi-cercle parfait et X2 et Y2 représentent l'effet du vent et un facteur de pondération. Ces valeurs vérifient les ex-pressions suivantes : X1 = R.[1ù cos(t.p / n)] X2 = R. sin(ic.p In) Y1 = R.(tc.p / n).(Wsp / Vtas). cos(Wdir ù Hdg) Y2 = R.(t.p / n).(Wsp / Vtas). sin(Wdir ù Hdg) Dans ce mode de réalisation préféré, la trajectoire prédite Tp comprend donc un nombre n de points P1 à Pn, et chacun des points Pp de cette trajectoire prédite Tp présente les coordonnées Xp et Yp suivantes dans ledit repère avion : fXP = R.[1ù cos(n.p / n)] + R.(n.p / n).(Wsp / Vtas). cos(Wdir ù Hdg) lYp = R. sin(7t.p / n) + R.(n.p / n).(Wsp / Vtas). sin(Wdir ù Hdg) dans lesquelles expressions : ù R est le rayon de ladite première trajectoire ; ù Wsp est la force du vent, qui est mesurée par des moyens appropriés de l'ensemble 3 ; ù Vtas est la vitesse vraie de l'avion, qui est mesurée par des moyens appropriés de l'ensemble 3 ; Wdir est la direction du vent, qui est mesurée par des moyens appropriés de l'ensemble 3 et qui est projetée dans le repère avion ; et Hdg est le cap de l'avion, qui est mesuré par des moyens appropriés de l'ensemble 3.

A la suite,. la trajectoire Tp est remise à jour en fonction de l'ac-tualisation des paramètres mesurés (vitesse, vent, roulis, ...). La segmentation de la trajectoire prédite Tp, telle que précitée, simplifie notamment les calculs réalisés par les moyens 4. Cette segmentation se caractérise en particulier par : une décomposition en une (première) trajectoire sans vent (trigonomé- trie de base) ; la superposition d'un vent constant (dérive constante) ; l'affichage de la trajectoire en n-1 segments consécutifs ; et une trajectoire Tp (qui en découle) qui est suffisamment précise et continue pour apporter une aide au pilotage lors du vol de l'avion. Par ailleurs, on notera que le taux de roulis maximal peut être utilisé pour limiter la trajectoire prédite. Structurellement, l'avion ne peut pas dépasser un certain taux de roulis. Actuellement, le pilote est en mesure de sélectionner tous les taux de roulis entre 0 et le taux maximal autorisé par l'avion. Cependant, dans certains cas, ce taux peut être plus limité (en cas de panne moteur, il est, par exemple, limité à 25 ). Dans ce cas précis, il ne faut pas, si le pilote sélectionne un taux de roulis plus élevé (30 par exemple), induire le pilote en erreur en lui présentant une trajectoire correspondant à ce taux de roulis, alors qu'en fait les automa- tismes de l'avion vont le limiter à une trajectoire correspondant à 25 .

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'aide au pilotage d'un avion, caractérisé en ce que : a) on engendre une consigne de roulis de l'avion ; b) on mesure les valeurs courantes de caractéristiques de vol de l'avion et les valeurs courantes de caractéristiques du vent existant à l'extérieur de l'avion ; c) à l'aide de ladite consigne de roulis et desdites valeurs courantes mesurées : cl) on calcule une première trajectoire qui présente un angle de roulis constant correspondant à ladite consigne de roulis, mais qui ne tient pas compte de l'effet du vent ; et c2) on intègre dans cette première trajectoire l'effet du vent de manière à obtenir une trajectoire prédite (Tp) qui est à angle de roulis cons- tant et qui tient compte de l'effet du vent ; et d) on utilise cette trajectoire prédite (Tp) pour aider au pilotage de l'avion.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape d), on affiche ladite trajectoire prédite (Tp) sur un écran de navigation (Il) de l'avion.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'étape d), on transmet ladite trajectoire prédite (Tp) à un dispositif de pilotage automatique (20) de l'avion, qui pilote alors automatiquement ledit avion selon ladite trajectoire prédite (Tp), c'est-à-dire avec un roulis égal à ladite consigne de roulis.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'à l'étape cl), on détermine, comme première trajectoire, une trajectoire circulaire à rayon R constant, et on calcule ledit rayon R à l'aide de l'expression suivante : R = (Vtas2/g) / tgcpdans laquelle : ù Vtas est la vitesse mesurée de l'avion ; - g est l'accélération de la pesanteur ; ù tg est la tangente ; et ù (p est ladite consigne de roulis.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape c), on engendre ladite trajectoire prédite (Tp) sous forme d'une suite de points (P1 à Pn) qui sont reliés entre eux par des segments rectilignes (Si à Sn-1).

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite trajectoire prédite (Tp) comprend un nombre n de points P1 à Pn,, et en ce que chacun des points Pp de cette trajectoire prédite, avec 1 p < n, présente les coordonnées Xp et Yp suivantes dans un repère avion : Xp = R.[1ù cos(7t.p / n)] + R.(t.p / n).(Wsp / Vtas). cos(Wdir ù Hdg) 15 Yp = R. sin(n.p In) + R.(n.p / n).(Wsp / Vtas). sin(Wdir ù Hdg) dans lesquelles expressions : R est le rayon de ladite première trajectoire ; Wsp est la force mesurée du vent ; Vtas est la vitesse mesurée de l'avion ; 20 Wdir est la direction du vent, mesurée et projetée dans le repère avion ; et Hdg est le cap mesuré de l'avion.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape c2), on tient compte d'un effet dû à une 25 mise en virage de l'avion suivant ladite consigne de roulis, pour déterminer ladite trajectoire prédite (Tp).

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on réalise au moins les étapes b), c) et d) de façon automatique et répétitive.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à la fin de l'étape c), on réalise de façon répétitive les opérations a et f3 suivantes : a) on détermine une nouvelle consigne de roulis permettant d'obtenir une nouvelle trajectoire prédite qui s'approche d'un point particulier ; et 13) on calcule cette trajectoire prédite en tenant compte de cette nouvelle consigne de roulis, lesdites opérations a et R étant répétées jusqu'à ce que la trajectoire pré-dite (Tp) obtenue rejoigne ledit point particulier (P0).

10. Disposait d'aide au pilotage d'un avion, caractérisé en ce qu'il comporte : des premiers moyens (2) pour engendrer une consigne de roulis de l'avion ; des deuxièmes moyens (3) pour mesurer les valeurs courantes de caractéristiques de vol de l'avion et les valeurs courantes de caractéristiques du vent existant à l'extérieur de l'avion ; des troisièmes moyens (4) pour calculer, à l'aide de ladite consigne de roulis et desdites valeurs courantes mesurées, une trajectoire prédite (Tp) qui est une trajectoire de vol à angle de roulis constant, tenant compte de l'effet du vent, lesdits troisièmes moyens (4) comprenant : • un élément pour calculer une première trajectoire qui présente un angle de roulis constant correspondant à ladite consigne de roulis, mais qui ne tient pas compte de l'effet du vent ; et • un élément pour intégrer dans cette première trajectoire l'effet du vent de manière à obtenir ladite trajectoire prédite (Tp) ; etdes quatrièmes moyens (7) qui utilisent cette trajectoire prédite (Tp) pour aider au pilotage de l'avion.