FR2991094A1 - Dispositif de gestion de vol d'un aeronef adapte a la maitrise de contraintes de temps multiples et procede correspondant - Google Patents

Abstract

Dispositif et procédé de gestion de vol d'un aéronef le long d'un plan de vol comprenant une pluralité de points de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4) comprenant un calcul des prédictions temporelles (330) déterminant la situation temporelle de l'aéronef pour chaque point de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4) du plan de vol, une situation temporelle de l'aéronef étant définie par au moins un ensemble d'informations parmi le groupe comprenant l'heure cible de passage à chaque point de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4), les heures estimées d'arrivée minimale et maximale à chaque point de cheminement, l'heure estimée de passage au point de cheminement, et un formatage et affichage (340), présentant simultanément les situations temporelles de ladite pluralité de points de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4).

Description

DISPOSITIF DE GESTION DE VOL D'UN AERONEF ADAPTE A LA MAITRISE DE CONTRAINTES DE TEMPS MULTIPLES ET PROCEDE CORRESPONDANT La présente invention concerne les systèmes embarqués d'aide à la navigation tels que les librairies électroniques embarquées, communément désignées par le sigle EFB correspondant à la terminologie anglaise « Electronic Flight Bag », ou les systèmes de gestion de vol des aéronefs, communément désignés par le sigle « FMS » correspondant à la terminologie anglaise « Flight Management System », ou de préparation de mission. Elle s'applique plus particulièrement aux dispositifs d'affichage de plans de vol, et concerne la gestion de contraintes de temps multiples.

Typiquement, les organismes de contrôle du trafic aérien peuvent imposer aux aéronefs des passages à des points donnés de l'espace aérien, à des heures données, ou RTA selon le sigle de l'expression anglo-saxonne "Requested Time of Arrivai" pour une contrainte de temps planifiée ou CTA, selon le sigle de l'expression anglo-saxonne « Controlled Time of Arrivai » pour une contrainte de temps activée par le contrôleur aérien. Dans la suite, ces deux types de contraintes seront désignés RTA sans distinction. Lors de la préparation d'un vol ou lors d'un déroutement, l'équipage procède à la saisie de différentes informations relatives au déroulement du vol, typiquement en utilisant un dispositif de gestion de vol d'un aéronef, communément désigné par l'acronyme FMS, correspondant à l'expression anglaise « Flight Management System ». Un FMS comprend des moyens de saisie et des moyens d'affichage, ainsi que des moyens de calcul, et un opérateur, par exemple le pilote ou le copilote, peut saisir via les moyens de saisie des informations telles que des RTA, associés à des points de cheminement, ou « waypoints », c'est-à-dire des points à la verticale desquels l'aéronef doit passer. Les moyens de calcul permettent notamment de calculer, à partir du plan de vol défini, c'est-à-dire à partir de la liste des waypoints, la trajectoire 35 de l'aéronef, en fonction de la géométrie entre les waypoints et/ou les conditions d'altitude et de vitesse, utilisées notamment pour le calcul des rayons de virage. Sur la trajectoire latérale ainsi déterminée, les moyens de calcul sont également configurés pour optimiser une trajectoire verticale, moyennant des contraintes éventuelles d'altitude, de vitesse et de temps. La saisie des informations, et l'affichage des informations saisies ou 5 calculées par les moyens d'affichage, constituent une interface homme-machine ou « IHM ». Avec des dispositifs de type FMS connus, lorsque l'opérateur saisit un point de cheminement, il le fait via un affichage dédié affiché par les moyens d'affichage. Cet affichage peut éventuellement également afficher des 10 informations relatives à la situation temporelle de l'aéronef vis-à-vis du point de cheminement considéré. L'opérateur peut alors saisir et visualiser une contrainte de temps posée pour ce point de cheminement. Un exemple d'affichage des informations relatives à un point de cheminement, dans un dispositif connu de l'état de la technique, est illustré par la figure 2, décrite en 15 détails ci-après. Toutefois, les vols peuvent impliquer des RTA multiples, c'est-à-dire que plusieurs points de cheminement peuvent être associés à différentes contraintes temporelles. Avec les dispositifs de type FMS connus, la gestion de contraintes de type RTA multiples est délicate voire impossible : si il est 20 parfois possible d'insérer plusieurs contraintes temporelles dans un plan de vol, l'opérateur peut saisir et visualiser les informations relatives à un unique point de cheminement, et doit requérir l'affichage de différents écrans pour visualiser et saisir le cas échéant les informations propres à autant de points de cheminement différents. Des modifications apportées aux contraintes 25 relatives à un point de cheminement donné n'impactent pas les situations temporelles propres aux autres points de cheminement du plan de vol, et il est nécessaire pour le pilote de se livrer à une gymnastique fastidieuse et chronophage en permutant manuellement l'affichage des différents écrans propres aux différents points de cheminement du plan de vol considéré, et en 30 déterminant mentalement ou à l'aide de dispositifs de calcul déportés, quelles peuvent être les implications de modifications de contraintes sur un point de cheminement donné, vis-à-vis des autres points de cheminement du plan de vol.

Un but de la présente invention est de pallier au moins les inconvénients précités, en proposant un dispositif de gestion de vol, ainsi qu'un procédé y associé, assurant une gestion efficace et intuitive de contraintes temporelles multiples liées à un plan de vol.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de gestion de vol d'un aéronef, comprenant : - au moins des moyens d'affichage d'informations relatives à un plan de vol défini par au moins une pluralité de points de cheminement, et par exemple des caractéristiques de routes telles que la distance, le nom de la route ou procédure, l'angle de route entre des points successifs, - des moyens de calcul, - des moyens de saisie de contraintes et données temporelles de vol par un opérateur, caractérisé en ce que, une situation temporelle de l'aéronef étant définie par au moins un ensemble d'informations parmi le groupe comprenant l'heure cible de passage à chaque point de cheminement, les heures estimées d'arrivée minimale et maximale à chaque point de cheminement déterminées par les moyens de calcul, les contraintes temporelles minimale et/ou maximale à chaque point de cheminement disposant d'une contrainte de temps telle que saisie dans le plan de vol, l'heure estimée de passage à chaque point de cheminement déterminée par les moyens de calcul, les moyens de saisie sont adaptés pour sélectionner et modifier les paramètres des contraintes temporelles relatives à un point de cheminement, les moyens de calcul étant configurés pour déterminer la situation temporelle relative aux autres points de cheminement en conséquence de la modification, les moyens d'affichage étant configurés pour afficher simultanément l'ensemble des situations temporelles de l'aéronef vis-à-vis d'une pluralité de points de cheminement. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'affichage peuvent être configurés pour présenter les situations temporelles de l'aéronef relatives aux points de cheminement du plan de vol sur une pluralité de lignes temporelles, chaque ligne temporelle comprenant une particularisation d'au moins l'heure estimée de passage de l'aéronef et les heures estimées d'arrivée minimale et maximale au point de cheminement correspondant. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'affichage peuvent être configurés pour particulariser un caractère actif ou inactif d'une 5 contrainte temporelle, une contrainte temporelle étant active si le vol de l'aéronef est asservi sur cette contrainte temporelle. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de saisie de données de vol peuvent être configurés pour permettre la modification ou l'affichage simultané d'une ou plusieurs contraintes temporelles d'un ou 10 plusieurs points de cheminement choisis. Dans un mode de réalisation de l'invention, une contrainte temporelle associée à un point de cheminement est comprise dans le groupe comprenant une contrainte temporelle de type « AT » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement à un instant déterminé, une 15 contrainte temporelle de type « AT OR BEFORE » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement jusqu'à un instant déterminé, une contrainte temporelle de type « AT OR AFTER » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement à partir d'un instant déterminé, et une contrainte temporelle de type « WINDOW » suivant laquelle l'aéronef doit 20 parvenir au point de cheminement pendant une fenêtre temporelle comprise entre deux instants déterminés. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de saisie peuvent être configurés pour permettre la sélection d'une stratégie de 25 convergence des prédictions de vol de l'aéronef vers une ou plusieurs contraintes temporelles, une stratégie comprenant au moins le choix de la prise en compte des différentes contraintes temporelles et l'ordre de prise en compte des contraintes temporelles le long du plan de vol. La présente invention a également pour objet un procédé de gestion 30 de vol d'un aéronef le long d'un plan de vol comprenant une pluralité de points de cheminement caractérisé en ce qu'il comprend au moins : - une étape de calcul des prédictions temporelles déterminant la situation temporelle de l'aéronef pour chaque point de cheminement du plan de vol, une situation temporelle de 35 l'aéronef étant définie par au moins un ensemble d'informations parmi le groupe comprenant l'heure cible de passage à chaque point de cheminement, les heures estimées d'arrivée minimale et maximale à chaque point de cheminement, l'heure estimée de passage au point de cheminement, - une étape de formatage et d'affichage, présentant simultanément les situations temporelles de ladite pluralité de points de cheminement. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape de formatage et d'affichage peut présenter les situations temporelles de l'aéronef relatives aux points de cheminement du plan de vol sur une pluralité de lignes temporelles, chaque ligne temporelle comprenant une particularisation d'au moins l'heure estimée de passage de l'aéronef et les heures estimées d'arrivée minimale et maximale au point de cheminement correspondant.

Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape de formatage et d'affichage peut particulariser un caractère actif ou inactif d'une contrainte temporelle, une contrainte temporelle étant active si le vol de l'aéronef est asservi sur cette contrainte temporelle. Dans un mode de réalisation de l'invention, le procédé de gestion de 20 vol peut comprendre en outre une étape de modification d'un paramètre permettant la modification d'une heure cible d'un point de cheminement choisi associé à une contrainte temporelle. Dans un mode de réalisation de l'invention, une contrainte temporelle associée à un point de cheminement peut être comprise dans le groupe 25 comprenant une contrainte temporelle de type « AT » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement à un instant déterminé, une contrainte temporelle de type « AT OR BEFORE » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement jusqu'à un instant déterminé, une contrainte temporelle de type « AT OR AFTER » suivant laquelle l'aéronef 30 doit parvenir au point de cheminement à partir d'un instant déterminé, et une contrainte temporelle de type « WINDOW » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement pendant une fenêtre temporelle comprise entre deux instants déterminés. Dans un mode de réalisation de l'invention, le procédé de gestion de 35 vol peut comprendre en outre une étape préalable de définition des stratégies permettant la sélection d'une stratégie de convergence du vol de l'aéronef vers une contrainte temporelle, une stratégie comprenant au moins le choix de la prise en compte des différentes contraintes temporelles et l'ordre de prise en compte des contraintes temporelles le long du plan de vol.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, donnée à titre d'exemple, faite en regard des dessins annexés qui représentent : la figure 1, par un synoptique, la structure d'un système de gestion de vol de type FMS, connu de l'état de la technique, la figure 2, un exemple d'affichage d'informations relatives à un point de cheminement, par un dispositif de type FMS connu, la figure 3, un logigramme illustrant un procédé de gestion de vol, dans un exemple de réalisation de la présente invention, les figures 4A et 4B, des exemples d'affichage d'informations relatives à une pluralité de points de cheminement, selon un exemple de réalisation de l'invention, les figures 5A et 5B, des exemples d'affichage d'informations relatives à une pluralité de points de cheminement, selon un autre exemple de réalisation de l'invention ; la figure 6, un exemple d'affichage d'informations relatives à une pluralité de points de cheminement, selon un autre exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 présente, par un synoptique, la structure d'un système embarqué de gestion de vol de type FMS, connu de l'état de la technique. Un système de type SMS 100 dispose d'une interface homme-machine 120 comprenant des moyens de saisie, par exemple formés par un clavier, et des moyens d'affichage, par exemple formés par un écran d'affichage, ou bien simplement un écran d'affichage tactile, ainsi qu'au moins les fonctions suivantes, décrites dans la norme ARINC 702, « Advanced Flight Management Computer System », de décembre 1996 : - Navigation (LOCNAV) 101, pour effectuer la localisation optimale de l'aéronef en fonction des moyens de géo-localisation 130 tels que le géo-positionnement par satellite ou GPS, GALILEO, les balises de radionavigation VHF, les centrales inertielles. Ce module communique avec les dispositifs de géo-localisation précités ; - Plan de vol (FPLN) 102, pour saisir les éléments géographiques constituant le squelette de la route à suivre, tels que les points imposés par les procédures de départ et d'arrivée, les points de cheminement, les couloirs aériens, communément désignés « airways » selon la terminologie anglaise ; - Base de données de navigation (NAVDB) 103, pour construire des routes géographiques et des procédures à partir de données incluses dans les bases relatives aux points, balises, legs d'interception ou d'altitude... ; - Base de données de performance, (PERFDB) 104, contenant les paramètres aérodynamiques et moteurs de l'appareil ; - Trajectoire latérale (TRAJ) 105, pour construire une trajectoire continue à partir des points du plan de vol, respectant les performances de l'aéronef et les contraintes de confinement (RNP) ; - Prédictions (PRED) 106, pour construire un profil vertical optimisé sur la trajectoire latérale et verticale et donnant les estimations de distance, heure, altitude, vitesse, carburant et vent notamment sur chaque point, à chaque changement de paramètre de pilotage et à destination, qui seront affichées à l'équipage. Les fonctions faisant l'objet de la présente invention affectent cette partie du calculateur ; - Guidage (GUID) 107, pour guider dans les plans latéraux et verticaux l'aéronef sur sa trajectoire tridimensionnelle, tout en optimisant sa vitesse, à l'aide des informations calculées par la fonction Prédictions 106. Dans un aéronef équipé d'un dispositif de pilotage automatique 110, ce dernier peut échanger des informations avec le module de guidage 107 ; - Liaison de données numériques (DATALINK) 108 pour échanger des informations de vol entre les fonctions Plan de vol/Prédictions et les centres de contrôle ou les autres aéronefs 109.

La figure 2 présente un exemple d'affichage d'informations relatives à un point de cheminement, par un dispositif de type FMS connu. D'une manière typique, la visualisation et la saisie de données relatives à un point de passage déterminé sont réalisées par l'intermédiaire d'une page d'affichage dédiée, telle qu'illustrée par la figure 2.

Une telle page présente notamment l'identification du point de cheminement, dénommé « BAMES » dans l'exemple illustré par la figure, la contrainte de temps « RTA » saisie, 15 h 45 dans l'exemple illustré par la figure, l'heure prédite « ETA » d'arrivée au point de cheminement considéré, 15 h 45 dans l'exemple illustré par la figure, correspondant à une situation dans laquelle la stratégie de vitesse adoptée permet de converger vers la contrainte temporelle saisie, ainsi que l'heure de décollage, désignée par l'acronyme « ETT » correspondant à la terminologie anglaise « Estimated Take-off Time » : 14 h 53 min 11 s dans l'exemple illustré par la figure 2. Ainsi que cela est décrit précédemment, sur la base d'un tel affichage, l'opérateur, par exemple le pilote, ne peut saisir et visualiser que des informations temporelles propres à un unique point de cheminement, sans pouvoir visualiser les informations relatives aux autres points de cheminement du plan de vol.

La figure 3 présente un logigramme illustrant un procédé de gestion de vol, dans un exemple de réalisation de la présente invention. Un procédé de gestion de vol peut comprendre une étape préalable 310 de définition des stratégies. L'étape de définition des stratégies 310 permet de définir les stratégies choisies pour asservir le vol de l'aéronef de façon à ce que les contraintes de temps soient respectées. Elle permet ainsi de définir les relations entre les éléments des points contraints en temps, par exemple les relations entre les bornes minimale et maximale temporelles et l'heure-cible. Elle permet également de définir le type de convergence recherché.

L'étape de définition des stratégies 310 permet également d'initialiser le procédé de gestion de vol, en définissant une stratégie par défaut.

Par exemple, la stratégie peut être choisie parmi : une première stratégie par rapport à chaque contrainte de temps, consistant par exemple à centrer l'heure-cible au milieu des bornes minimale et maximale pour une contrainte de type fenêtre temporelle, communément désignée par le terme anglais « WINDOW », c'est-à-dire pour laquelle l'aéronef dois passer en un point de cheminement à un instant temporel compris entre deux valeurs limites définissant une fenêtre temporelle, à placer l'heure-cible sur sa borne minimale pour une contrainte de type « AT OR AFTER », c'est-à-dire pour laquelle l'aéronef doit passer en un point de cheminement après un instant déterminé, ou sur sa borne maximale pour une contrainte de type « AT OR BEFORE », c'est-à-dire pour laquelle l'aéronef doit passer en un point de cheminement avant un instant déterminé ; une seconde stratégie de prise en compte de l'ensemble des contraintes, par exemple : o une stratégie respectant et contrôlant les contraintes de temps dans l'ordre des points de cheminement au devant de l'aéronef, la résolution d'une contrainte n+1 partant de l'horaire établi sur la contrainte précédente n, o une stratégie minimisant les erreurs de temps sur l'ensemble des contraintes, par exemple en réalisant une moyenne quadratique des erreurs, o une stratégie dite « à rebours », donnant la priorité à la satisfaction de la dernière contrainte, puis la satisfaction de la contrainte précédente et ainsi de suite jusqu'à la première contrainte devant l'aéronef. Une telle stratégie est plus particulièrement adaptée aux contraintes ou créneaux horaires d'atterrissage, communément désignés suivant le terme anglais « slots », ces contraintes étant souvent liées à l'encombrement et aux capacités de l'aéroport et aux nécessités de correspondance. L'étape de définition des stratégies 310 peut également permettre 5 de personnaliser les options de calcul et/ou d'affichage, comme par exemple : autoriser plus d'une contrainte temporelle active, recentrer l'heure prédite sur l'heure-cible pour calculer les bornes minimale et maximale possibles des futurs points de 10 cheminement contraints, centrer les échelles temporelles autour des bornes minimale et maximale atteignables, choisir une échelle absolue en temps, par exemple basée sur le Temps Universel Coordonné, communément désigné par le 15 sigle « UTC », ou bien une échelle relative par rapport à l'avion, par exemple basée sur le temps écoulé estimé, communément désigné par le sigle « ETE », la valeur de l'incertitude de météo, essentiellement vent et température, exprimée sous forme d'une vitesse de vent équivalente à 20 la moyenne quadratique de l'erreur moyenne de vent et de l'erreur moyenne de température, habituellement exprimée en noeuds, typiquement avec une valeur par défaut de 15 noeuds. Les différentes stratégies précitées sont indiquées à titre 25 d'exemples non limitatifs de la présente invention, un dispositif de gestion de vol pouvant adopter d'autres stratégies suivant ses spécifications propres. L'étape préalable de définition des stratégies 310 peut être figée sur un dispositif de gestion de vol, par exemple avec une stratégie déterminée choisie par le constructeur, ou bien modifiable par un opérateur, 30 typiquement le pilote. Dans ce dernier cas, les moyens d'affichage du dispositif peuvent par exemple être configurés pour afficher une page de définition des stratégies, présentant les différentes stratégies possibles et permettant à l'opérateur une sélection via les moyens de saisie.

Les stratégies choisies lors de l'étape de définition des stratégies sont alors appliquées lors des étapes suivantes du procédé de gestion de vol, décrites ci-après : une étape d'identification des contraintes temporelles 320, lors de laquelle les attributs de chaque point de cheminement contraint en temps sont déterminés. Un attribut comprend par exemple le caractère actif ou inactif d'une contrainte temporelle, une contrainte temporelle étant active si le vol de l'aéronef est asservi sur cette contrainte temporelle, les commandes d'asservissement étant déterminés lors d'une étape de calcul des prédictions temporelles 330 décrite ci-après. Les attributs peuvent être dictés par les stratégies définies dans l'étape de définition des stratégies 310 décrite précédemment ; une étape de calcul des prédictions temporelles 330 sur le plan de vol. Des algorithmes de calcul en eux-mêmes connus de l'état de la technique peuvent être mis en oeuvre lors de l'étape de calcul des prédictions temporelles 330, permettant à l'aéronef de converger vers les contraintes actives. De tels algorithmes sont par exemple décrits dans les demandes de brevets publiées respectivement sous les références FR0806232, FR0900719, FR0900832, FR 0902613, FR 0806621, du même déposant que la présente demande de brevet. A l'issu des calculs mis en oeuvre lors de l'étape de calcul des prédictions temporelles 330, il est possible de recueillir, pour chaque point de cheminement du plan de vol, et plus particulièrement pour chaque point de cheminement contraint en temps, l'heure prédite d'arrivée correspondante, ainsi que les heures minimale et maximale atteignables sur ce point de cheminement. Selon une spécificité de la présente invention, il est proposé que toutes ces informations soient affichées par les moyens d'affichage, simultanément pour une pluralité de points de cheminement : par exemple pour tous les points de cheminement, ou bien une partie d'entre eux telle que l'ensemble des seuls points de cheminement contraints en temps. Les modalités d'affichage peuvent être mises en oeuvre lors d'une étape de formatage et d'affichage 340 décrite ci-après. Des exemples d'affichages sont décrits en détails ci-après, en référence aux figures 4A et 4B une étape de formatage et d'affichage 340. Cette étape peut par exemple être mise en oeuvre par les moyens de calcul. Selon la présente invention, il est proposé de regrouper une pluralité de points de cheminement, par exemple l'ensemble des points de cheminement contraints en temps, sur une même représentation graphique. A cette fin, le plan de vol peut être parcouru, et les points de cheminement contraints en temps relevés, ainsi que les informations associées qui sont notamment : o les heures minimale et maximale d'arrivée au point de cheminement possibles, o les heures minimale et maximale dites « fiables », c'est-à-dire prenant en compte une marge correspondant aux imprécisions probables du modèle météo connu (prenant en considérations les incertitudes moyennes des forces et directions des vents ainsi que les températures), o les bornes minimale et maximale de la contrainte temporelle, et l'heure-cible, o l'heure prédite ; une étape de modification d'un paramètre 350, lors de laquelle l'opérateur peut saisir, via les moyens de saisie configurés à cette fin, la modification d'un paramètre, par exemple le choix d'un nouveau point de cheminement pour lequel l'aéronef doit être asservi sur la contrainte temporelle. Lors de l'étape de modification d'un paramètre 350, l'opérateur peut également par exemple activer ou désactiver une contrainte, par exemple en appuyant sur un bouton physique, ou un bouton virtuel coïncidant par exemple avec l'affichage de l'heure-cible y correspondant ; les moyens de saisie peuvent également permettre à l'opérateur de modifier les bornes minimale et/ou maximale d'une contrainte de temps, ou encore une heure-cible à un point de cheminement donné : les moyens de calcul peuvent alors être configurés pour recalculer les bornes minimale et maximale afin que celles-ci contiennent l'heure-cible modifiée, lorsque la modification entraîne que l'heure-cible est déplacée en dehors de bornes. Les moyens de calcul sont configurés pour réaliser un nouveau calcul des situations temporelles associées aux autres points contraints, affectées par la modification ; une étape de ré-identification des contraintes temporelles 325, par exemple, si la stratégie détermine qu'une seule contrainte peut être active, et qu'une nouvelle contrainte active est choisie lors de l'étape de modification d'un paramètre 350, c'est-à-dire un nouveau point de cheminement dont la contrainte temporelle associée est active, alors une nouvelle contrainte temporelle active peut être sélectionnée lors de l'étape de ré-identification des contraintes temporelles 325. Les figures 4A et 4B présentent des exemples d'affichage d'informations relatives à une pluralité de points de cheminement, selon un exemple de réalisation de l'invention.

Dans chacune des figures 4A et 4B, est présentée une synthèse des situations temporelles propres à par exemple quatre points de cheminement WPT1, WPT2, WPT3 et WPT4, désignés respectivement « CAR », « KAPIL », « PAR » et « ENERA » dans l'exemple illustré par les figures, et typiquement présentés en association avec la distance en Nm les séparant du point de cheminement précédent du plan de vol. Cette synthèse peut être désignée « résumé synthétique des RTA » ou « RTA summary » selon la terminologie anglaise. Pour chacun des points de cheminement considérés dans l'exemple non limitatif illustré, auxquels sont associées des contraintes temporelles, il est possible d'afficher une ligne temporelle. Dans l'exemple illustré par les figures, les lignes temporelles relatives aux quatre points de cheminement sont présentées de haut en bas de l'affichage, dans l'ordre d'apparition des points de cheminement lors du déroulement du plan de vol. Sur chaque ligne, les bornes minimale et maximale possibles (la borne minimale correspondant à la contrainte d'arrivée au plus tôt sur le point de cheminement considéré, et la borne maximale à la contrainte d'arrivée au plus tard peuvent être particularisées. La particularisation peut par exemple être représentée par l'usage de couleurs d'affichage différentes : par exemple, les extérieurs des bornes minimale et maximale, c'est-à-dire les temps de passage sur le point de cheminement considérés non atteignables en pratique, peuvent être représentées en couleur rouge (en noir sur la figure), et les intervalles situés entre ces bornes, c'est-à-dire couvrant les temps de passage au point de cheminement considérés atteignables, peuvent être représentés en couleur verte (en blanc tramé sur la figure).

L'heure prédite de passage en un point de cheminement, ou ETA, peut être représentée sur une ligne temporelle par un symbole approprié. Celle-ci est nécessairement située entre les bornes minimale et maximale précitées. Dans l'exemple illustré par les figures 4A et 4B, le symbole représentant l'heure prédite peut être formé par trois segments de droites verticaux parallèles alignés, par exemple de couleur verte. Sur chaque ligne temporelle associée à chaque point de cheminement WPT1, WPT2, WPT3, WPT4,... peut être également représentée la contrainte temporelle associée. La contrainte temporelle associée à une ligne temporelle peut par exemple être représentée par les bornes minimale et maximale de celle-ci, la borne minimale pouvant par exemple être représentée par une flèche triangulaire pointant vers la droite, et la borne maximale par une flèche triangulaire pointant vers la gauche. Les deux bornes peuvent être co-localisées lorsque la contrainte temporelle est de type « AT », c'est-à-dire lorsqu'il est requis que l'aéronef passe au niveau du point de cheminement à une heure déterminée, ainsi que cela est le cas pour le deuxième point de cheminement WPT2 dans l'exemple illustré par les figures 4A et 4B. Egalement, une seule des deux bornes peut être représentée : par exemple la borne minimale seulement lorsque la contrainte temporelle est de type « AT OR AFTER » comme c'est le cas pour le troisième point de cheminement WPT3 dans l'exemple illustré par les figures 4A et 4B, ou bien la borne maximale seulement lorsque la contrainte temporelle est de type « AT OR BEFORE ». Dans l'exemple illustré par les figures 4A et 4B, des contraintes temporelles de type « WINDOW » sont associées aux premier et quatrième points de cheminement WPT1, WPT4.

Sur chaque ligne temporelle associée à chaque point de cheminement WPT1, WPT2, WPT3, WPT4, ... il est également possible de représenter l'heure-cible, représentant la valeur sur laquelle le vol de l'aéronef est asservi (typiquement : sur laquelle le profil de vitesse de l'aéronef est asservi). Dans l'exemple illustré par les figures 4A et 4B, l'heure-cible est représentée également par un triple trait vertical, à l'instar de l'heure prédite. A des fins de différentiation, une autre couleur peut être utilisée pour l'affichage de l'heure-cible comme par exemple le jaune. Dans l'exemple illustré par les figures 4A et 4B, pour une contrainte « AT » telle que celle qui s'applique au deuxième point de cheminement WPT2, l'heure-cible est placée à l'heure de contrainte, c'est-à-dire co-localisée avec les bornes minimale et maximale de la contrainte temporelle. Dans l'exemple illustré par les figures 4A et 4B, une stratégie a été choisie, lors de l'étape de définition des stratégies 310, en référence à la figure 3 décrite précédemment, en ce qui concerne les contraintes temporelles de type « AT OR AFTER » ou « AT OR BEFORE », consistant à disposer initialement l'heure-cible au même niveau que la borne minimale ou maximale de la contrainte temporelle, respectivement. Il s'agit là d'un exemple de stratégie non limitatif de la présente invention. Egalement dans l'exemple illustré par les figures 4A et 4B, la stratégie choisie en ce qui concerne les contraintes temporelles de type « WINDOW » consiste à disposer initialement l'heure-cible au milieu des bornes minimale et maximale de la contrainte temporelle.

Avantageusement, les contraintes temporelles actives et inactives peuvent être particularisées. Par exemple, les contraintes actives aptes à être satisfaites peuvent être représentées dans une première couleur déterminée, par exemple le jaune, les contraintes actives inaptes à être satisfaites peuvent être représentées dans une deuxième couleur déterminée, par exemple l'ambre, et les contraintes inactives peuvent être représentées dans une troisième couleur déterminée, par exemple le blanc. Aux fins d'une meilleure lisibilité, ainsi que cela est illustré dans les figures 4A et 4B, la valeur de l'heure-cible peut être explicitement 5 mentionnée dans un cadre dédié disposé au-dessus du symbole la représentant. Avantageusement, ainsi que cela apparaît dans l'exemple illustré par la figure 4A, les échelles temporelles peuvent être centrées autour des heures-cibles, le centrage pouvant être réalisé lors de l'étape de formatage 10 et d'affichage 340 décrite précédemment en référence à la figure 3. Dans un exemple de réalisation alternatif illustré par la figure 4B, les échelles temporelles peuvent être centrées autour des heures estimées d'arrivée sur les points de cheminement. Il est bien sûr possible de choisir tout autre type de centrage. 15 Avantageusement encore, il est possible d'afficher explicitement les valeurs numériques d'autres paramètres temporels (par exemple les bornes minimale et maximale, les heures minimales et maximales possibles, l'heure prédite d'arrivée, la différence entre l'heure prédite d'arrivée et l'heure souhaitée, etc.), en fonction des spécificité des moyens d'affichage et des 20 besoins opérationnels. Par exemple, si les moyens d'affichage ne permettent que l'affichage d'un nombre limité de caractères textuels, les informations relatives aux situations temporelles des différents points de cheminement 25 peuvent être affichées d'une manière alternative, telle qu'illustrée dans les figures 5A et 5B décrites ci-après, et présentée à titre d'exemple non limitatif de la présente invention. L'ensemble des informations peut par exemple être affiché via deux pages illustrées respectivement par les figures 5A et 5B. Les moyens 30 d'affichage peuvent être ainsi configurés pour afficher sur une première page, illustrée par la figure 5A, par exemple intitulée « Faisabilité des RTA » ou « RTA FEASIBILITY » suivant la terminologie anglaise, les bornes minimales et maximales atteignables. Les moyens d'affichage peuvent également être configurés pour 35 afficher sur une seconde page, illustrée par la figure 5B, les informations relatives aux bornes inférieures et supérieures des contraintes RTA saisies par l'opérateur pour les différents points de cheminement, la seconde page pouvant par exemple être intitulée « Edition des RTA » ou « RTA EDIT » suivant la terminologie anglaise. Les deux pages peuvent par exemple être alternativement affichées via une pression de l'opérateur sur des boutons réels ou virtuels de type « suivant » et « précédent ». En référence à la figure 5A, la première page peut présenter par lignes, pour chaque point de cheminement WPT1, WPT2, WPT3, WPT4, WPT5,... désigné par son abréviation, en plus des informations typiques de route, de cap et de distance jusqu'au prochain point de cheminement ou depuis le point de cheminement précédent, quelles sont les bornes minimales et maximales atteignables en temps, ces informations étant dans l'exemple illustré par la figure 5A présentées sur deux colonnes intitulées « ETAmin » et « ETAmax », ainsi que l'heure prédite au passage aux points de cheminement considérés, sur une colonne intitulée « ETA ». Maintenant en référence à la figure 5B, la seconde page peut présenter par lignes, pour chaque point de cheminement WPT1, WPT2, WPT3, WPT4, WPT5,... en plus des informations typiques de route, de cap et de distance jusqu'au prochain point de cheminement suivant ou depuis le point de cheminement précédent dans le plan de vol, quelles sont les bornes des contraintes de temps lorsqu'une contrainte temporelle est définie pour le point de cheminement en question, ces informations pouvant être présentées sur deux colonnes intitulées « RTAinf » et « RTAsup », ainsi que l'heure prédite au passage aux points de cheminement considérés, sur une colonne intitulée « ETA ». D'une manière similaire à la manière décrite précédemment en référence aux figures 4A et 4B, l'usage de couleurs peut avantageusement permettre de particulariser les contraintes temporelles potentiellement faisables ou non.

Un caractère approprié peut avantageusement permettre de différencier une contrainte temporelle atteignable, comme c'est le cas dans l'exemple illustré par la figure 5B pour ce qui concerne le cinquième point de cheminement WPT5. Avantageusement, une page peut être affichée dans une forme 35 compacte dite « repliée », dans laquelle par exemple seuls les points de cheminement auxquels des contraintes temporelles sont associées sont présentés, ainsi que par exemple la distance les séparant, et dans une forme exhaustive dite « dépliée », dans laquelle par exemple tous les points de cheminement du plan de vol et les informations y associées sont présentés.

Avantageusement, les moyens de saisie peuvent par exemple permettre à l'opérateur de sélectionner une ligne, et de commuter l'affichage des valeurs de la ligne, de manière à ce que la colonne dans laquelle sont affichées les prédictions de temps (ETA) affiche sur demande des valeurs pouvant par exemple être des valeurs stockées lors de la dernière modification du plan de vol latéral ou vertical ou encore des valeurs de références prédéterminées, par exemple par la compagnie aérienne en charge de l'exploitation de l'aéronef. La commutation peut par exemple se faire par la pression sur un bouton réel ou virtuel, tel que le bouton virtuel « ETAREF » dans l'exemple illustré par les figures 5A et 5B.

Avantageusement, les moyens d'affichage peuvent être configurés pour présenter les différents points de cheminement dans un repère dans lequel les distances depuis l'aéronef sont portées en abscisses, et les temps de passage sont portés en ordonnées, une telle représentation graphique pouvant être qualifiée de représentation « temps-distance ». Une telle représentation permet de présenter le résultat de la logique de calcul qui a permis de parvenir à ce résultat, cette logique de calcul pouvant par exemple être telle que décrite dans le brevet FR 0902613 précité. Un avantage de l'affichage temps-distance est qu'il permet à l'opérateur de visualiser et comparer rapidement et de façon intuitive l'évolution relative de la vitesse d'une contrainte temporelle à une autre ainsi que par rapport aux vitesses minimale et maximale variables de segment en segment, la pente de ces graphiques selon une abscisse distance normé étant révélatrice de la vitesse. Ce type d'affichage permet en outre de rappeler très intuitivement la stratégie qui a été préalablement choisie, comme, ainsi que dans l'exemple illustré, la stratégie consistant à réinitialiser les temps minimal et maximal à chaque passage de contrainte temporelle au milieu pour une contrainte temporelle de type « window ». Enfin, cet affichage peut rappeller par la couleur employée pour chaque symbole le caractère satisfait ou non-satisfait de chacune des contraintes. En outre, le range de distance sera par défaut le même que le range de distance sélectionné pour l'affichage horizontal de la trajectoire ou écran de Navigation Display. Un exemple d'affichage de ce type est illustré par la figure 6. Avantageusement, les moyens de saisie peuvent permettre à 5 l'opérateur de sélectionner un mode d'affichage des informations, par exemple selon un des modes décrits précédemment. Un avantage de la présente invention est qu'elle permet un affichage synthétique d'ensemble couvrant une pluralité de points de 10 cheminement du plan de vol, voire l'intégralité de ceux-ci, tout en permettant une visualisation aisée et immédiate de la faisabilité des différentes contraintes temporelles affichées, ainsi que l'évolution entre chaque contrainte temporelle, et conférant à l'opérateur la possibilité de modifier des paramètres propres à un point de cheminement tout en visualisant 15 instantanément les impacts de la modification sur la tenue des autres contraintes temporelles imposées sur les autres points de cheminement du plan de vol. La présente invention peut être mise en oeuvre dans un dispositif de gestion de vol de type FMS, mais peut également être mise en oeuvre 20 dans des dispositifs de gestion de vol d'aéronefs disposés au sol, dans des systèmes de contrôle du trafic aérien, ou des systèmes de gestion de vol des compagnies aériennes.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1- Dispositif de gestion de vol (100) d'un aéronef, comprenant : - au moins des moyens d'affichage (120) d'informations relatives à un plan de vol défini par au moins une pluralité de points de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4), - des moyens de calcul (106), - des moyens de saisie de contraintes et données temporelles de vol par un opérateur, caractérisé en ce que, une situation temporelle de l'aéronef étant définie par au moins un ensemble d'informations parmi le groupe comprenant l'heure cible de passage à chaque point de cheminement, les heures estimées d'arrivée minimale et maximale à chaque point de cheminement déterminées par les moyens de calcul (106), les contraintes temporelles minimale et/ou maximale à chaque point de cheminement disposant d'une contrainte de temps telle que saisie dans le plan de vol, l'heure estimée de passage à chaque point de cheminement déterminée par les moyens de calcul (106), les moyens de saisie sont adaptés pour sélectionner et modifier les paramètres des contraintes temporelles relatives à un point de cheminement, les moyens de calcul étant configurés pour déterminer la situation temporelle relative aux autres points de cheminement en conséquence de la modification, les moyens d'affichage étant configurés pour afficher simultanément l'ensemble des situations temporelles de l'aéronef vis-à-vis d'une pluralité de points de cheminement.
2. 2- Dispositif de gestion de vol (100) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'affichage sont configurés pour présenter les situations temporelles de l'aéronef relatives aux points de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4) du plan de vol sur une pluralité de lignes temporelles, chaque ligne temporelle comprenant une particularisation d'au moins l'heure estimée de passage de l'aéronef et les heures estimées d'arrivée minimale et maximale au point de cheminement correspondant.
3. 3- Dispositif de gestion de vol (100) suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'affichage sont configurés pour particulariser un caractère actif ou inactif d'une contrainte temporelle, une contrainte temporelle étant active si le vol de l'aéronef est asservi sur cette contrainte temporelle.
4. 4- Dispositif de gestion de vol (100) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de saisie de données de vol sont configurés pour permettre la modification ou l'affichage simultané d'une ou plusieurs contraintes temporelles d'un ou plusieurs points de cheminement choisis.
5. 5- Dispositif de gestion de vol (100) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une contrainte temporelle associée à un point de cheminement est comprise dans le groupe comprenant une contrainte temporelle de type « AT » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement à un instant déterminé, une contrainte temporelle de type « AT OR BEFORE » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement jusqu'à un instant déterminé, une contrainte temporelle de type « AT OR AFTER » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement à partir d'un instant déterminé, et une contrainte temporelle de type « WINDOW » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement pendant une fenêtre temporelle comprise entre deux instants déterminés.
6. 6- Dispositif de gestion de vol (100) suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de saisie sont configurés pour permettre la sélection d'une stratégie de convergence des prédictions de vol de l'aéronef vers une ou plusieurs contraintes temporelles, une stratégie comprenant au moins le choix de la prise en compte des différentes contraintes temporelles et l'ordre de prise en compte des contraintes temporelles le long du plan de vol.35
7. 7- Procédé de gestion de vol d'un aéronef le long d'un plan de vol comprenant une pluralité de points de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4) caractérisé en ce qu'il comprend au moins : - une étape de calcul des prédictions temporelles (330) déterminant la situation temporelle de l'aéronef pour chaque point de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4) du plan de vol, une situation temporelle de l'aéronef étant définie par au moins un ensemble d'informations parmi le groupe comprenant l'heure cible de passage à chaque point de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4), les heures estimées d'arrivée minimale et maximale à chaque point de cheminement, l'heure estimée de passage au point de cheminement, - une étape de formatage et d'affichage (340), présentant simultanément les situations temporelles de ladite pluralité de points de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4).
8. 8- Procédé de gestion de vol (100) suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de formatage et d'affichage (340) présente les situations temporelles de l'aéronef relatives aux points de cheminement (WPT1, WPT2, WPT3, WPT4) du plan de vol sur une pluralité de lignes temporelles, chaque ligne temporelle comprenant une particularisation d'au moins l'heure estimée de passage de l'aéronef et les heures estimées d'arrivée minimale et maximale au point de cheminement correspondant.
9. 9- Procédé de gestion de vol (100) suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de formatage et d'affichage (340) particularise un caractère actif ou inactif d'une contrainte temporelle, une contrainte temporelle étant active si le vol de l'aéronef est asservi sur cette contrainte temporelle.
10. 10- Procédé de gestion de vol (100) suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de modification d'un paramètre (350) permettant la modificationd'une heure cible d'un point de cheminement choisi associé à une contrainte temporelle.
11. 11- Procédé de gestion de vol (100) suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'une contrainte temporelle associée à un point de cheminement est comprise dans le groupe comprenant une contrainte temporelle de type « AT » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement à un instant déterminé, une contrainte temporelle de type « AT OR BEFORE » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement jusqu'à un instant déterminé, une contrainte temporelle de type « AT OR AFTER » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement à partir d'un instant déterminé, et une contrainte temporelle de type « WINDOW » suivant laquelle l'aéronef doit parvenir au point de cheminement pendant une fenêtre temporelle comprise entre deux instants déterminés.
12. 12- Procédé de gestion de vol (100) suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préalable de définition des stratégies (310) permettant la sélection d'une stratégie de convergence du vol de l'aéronef vers une contrainte temporelle, une stratégie comprenant au moins le choix de la prise en compte des différentes contraintes temporelles et l'ordre de prise en compte des contraintes temporelles le long du plan de vol.25