FR3023368A1 - Procede et dispositif d'aide a l'atterrissage d'un aeronef. - Google Patents

Abstract

- Le dispositif comporte une unité pour calculer automatiquement de façon répétitive, lors d'une approche finale de l'aéronef (AC) en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage (2), à l'aide au moins d'une vitesse sol de l'aéronef (AC), d'une hauteur (Z) de l'aéronef (AC) par rapport au sol (S), et d'une vitesse verticale cible représentant une vitesse verticale souhaitée au contact (8) de la piste d'atterrissage (2), un angle de pente d'une trajectoire de vol (TV) permettant à l'aéronef (AC) de mettre en œuvre un arrondi vérifiant au moins ladite vitesse verticale cible au contact de la piste d'atterrissage (2), et une unité pour afficher automatiquement, sur au moins un écran du poste de pilotage de l'aéronef (AC), un premier symbole illustrant l'angle de pente courant de l'aéronef (AC) et un second symbole illustrant ledit angle de pente calculé.

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif d'aide à l'atterrissage d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport. La présente invention s'applique à un dispositif d'aide à l'atterrissage destiné à fournir une assistance au guidage de l'aéronef, pour aider le pilote à réaliser manuellement l'arrondi (« flare » en anglais), lors d'un atterrissage, juste avant de toucher la piste d'atterrissage ou le terrain pour un atterrissage d'urgence. On sait que, vers la fin de l'approche finale en vue de l'atterrissage, l'aéronef se trouve normalement dans une descente stabilisée. Après le passage d'une hauteur de déclenchement de l'arrondi, le pilote doit réduire la vitesse verticale avant le toucher au sol pour assurer le confort des passagers et empêcher tout endommagement de la structure de l'aéronef. La mise en oeuvre de cette manoeuvre est difficile en raison de sa courte durée, généralement de l'ordre de cinq secondes pour des avions de transport, durant laquelle une manoeuvre dynamique à proximité du sol doit donc être réalisée. Une erreur de manoeuvre peut conduire à un atterrissage dur ou à une distance d'atterrissage trop longue. La gestion de l'arrondi à l'aide d'un écran tête haute, de type HUD (« Head Up Display » en anglais), permet de réduire ce risque. Dans ce cas, le pilote guide manuellement l'aéronef pour que le vecteur vitesse de l'aéronef affiché sur l'écran suive une cible de guidage d'arrondi également affichée sur l'écran. On notera, en outre, qu'en raison de l'existence sur les aéroports de pistes d'atterrissage non horizontales, c'est-à-dire qui présentent des pentes non nulles, la manoeuvre d'arrondi doit pouvoir être adaptée à de telles pistes d'atterrissage. Par le document FR-1159602, on connaît un dispositif d'atterrissage automatique d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport, permettant de réaliser un atterrissage automatique sur une piste d'atterrissage présentant une forte valeur de pente. Toutefois, ce dispositif automatique n'est pas utilisable dans toutes les circonstances.

De même, la prise en compte d'un signal de guidage de manoeuvre d'arrondi basé sur des informations issues d'un tel dispositif d'atterrissage automatique n'est pas optimale. En effet, la cible de guidage d'arrondi (conforme à un tel signal de guidage) se déplace typiquement sur l'écran en minimisant la déviation de l'aéronef par rapport à une trajectoire d'arrondi de référence. En raison de cette minimisation, le système n'assure pas une convergence de la cible de guidage vers une pente correspondant à une vitesse verticale souhaitée au contact de la piste d'atterrissage. L'utilisation d'un tel symbole de guidage issue d'un pilotage automatique, pour aider le pilote à réaliser manuellement l'arrondi, n'est donc pas optimale. La présente invention concerne un procédé d'aide à l'atterrissage d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport, permettant de remédier à cet inconvénient.

Selon l'invention, ledit procédé comprend des étapes consistant, de façon automatique et répétitive, lors d'une approche finale d'un aéronef en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage : a) à recevoir les valeurs courantes d'une pluralité de paramètres, dont une vitesse sol de l'aéronef et une hauteur de l'aéronef par rapport au sol ; b) à calculer un angle de pente d'une trajectoire de vol de l'aéronef, à l'aide au moins de ces valeurs courantes et au moins d'une vitesse verticale cible, la vitesse verticale cible représentant une vitesse verticale souhaitée au contact de la piste d'atterrissage, cette trajectoire de vol permettant à l'aéronef de mettre en oeuvre un arrondi vérifiant au moins ladite vitesse verticale cible au contact de la piste d'atterrissage ; et c) à afficher, sur au moins un écran du poste de pilotage de l'aéronef, un premier symbole illustrant l'angle de pente courant de l'aéronef et un second symbole illustrant l'angle de pente de la trajectoire de vol, calculé à l'étape b). Ainsi, grâce à l'invention, on guide le pilote pour qu'il fasse suivre à l'aéronef (par pilotage manuel) une trajectoire de vol qui permet à l'aéronef d'atteindre le point de contact à la vitesse verticale cible. Comme précisé ci-dessous, le second symbole (illustrant l'angle de pente calculé de la trajectoire de vol) converge régulièrement vers une pente correspondant à une vitesse verticale souhaitée au contact de la piste d'atterrissage, ce qui permet de remédier à l'inconvénient précité. Par ailleurs, avantageusement, l'étape a) comprend une sous-étape consistant à déterminer une valeur de pente de la piste d'atterrissage, et l'étape b) consiste à calculer l'angle de pente de la trajectoire de vol à l'aide de cette valeur de pente de la piste d'atterrissage. Dans ce cas, de préférence, cette sous-étape de l'étape a) prend en compte au moins l'une des valeurs de pente suivantes : - une valeur de pente saisie par un membre d'équipage de l'aéronef ; - une valeur de pente correspondant à celle de la piste d'atterrissage utilisée pour l'atterrissage, cette valeur de pente était extraite automatiquement d'une base de données embarquée ; et - une valeur de pente mesurée à l'aide d'au moins un dispositif de mesure embarqué. En outre, de façon avantageuse, le procédé comprend une étape supplémentaire consistant à surveiller ladite valeur de pente de la piste d'atterrissage, déterminée à l'étape a), de manière à pouvoir détecter une valeur de pente erronée.

De plus, avantageusement, ledit procédé comprend une étape supplémentaire consistant, en cas de détection d'une valeur de pente erronée, à mettre en oeuvre automatiquement au moins l'une des opérations suivantes : - à émettre un signal d'alarme dans le poste de pilotage de l'aéronef ; - à corriger la valeur de pente erronée ; - à utiliser une valeur de pente par défaut à l'étape b) ; - à désactiver au moins l'affichage dudit second symbole ; - à fournir à l'équipage des informations sur l'origine d'une panne ayant conduit à la valeur de pente erronée et sur des actions à entreprendre.

Par ailleurs, ledit procédé présente au moins certaines des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - le procédé comprend une étape de génération d'un paramètre de réglage apte à modifier la forme de la trajectoire de vol, ce paramètre de réglage étant utilisé dans l'étape b) pour calculer l'angle de pente ; - l'étape a) consiste également à recevoir une accélération verticale cible représentant une accélération verticale souhaitée au contact de la piste d'atterrissage, et l'étape b) consiste à calculer l'angle de pente de trajectoire de vol à l'aide également de cette accélération verticale cible. La présente invention concerne également un dispositif d'aide à l'atterrissage d'un aéronef.

Selon l'invention, ce dispositif comporte : - au moins une unité de réception de données configurée pour recevoir automatiquement, lors d'une approche finale de l'aéronef en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage, les valeurs courantes d'une pluralité de paramètres, dont une vitesse sol de l'aéronef et une hauteur de l'aéronef par rapport au sol, ainsi qu'au moins une vitesse verticale cible représentant une vitesse verticale souhaitée au contact de la piste d'atterrissage ; - une unité de calcul configurée pour calculer automatiquement, au moins à l'aide de ces valeurs courantes et de la vitesse verticale cible, un angle de pente d'une trajectoire de vol, cette trajectoire de vol permettant à l'aéronef de mettre en oeuvre un arrondi vérifiant au moins ladite vitesse verticale cible au contact de la piste d'atterrissage ; et - une unité d'affichage configurée pour afficher automatiquement, sur au moins un écran du poste de pilotage de l'aéronef, un premier symbole illustrant l'angle de pente courant de l'aéronef et un second symbole illustrant l'angle de pente de la trajectoire de vol, calculé par l'unité de calcul. Par ailleurs, avantageusement, ledit dispositif comporte de plus : - au moins une première unité supplémentaire configurée pour déterminer une valeur de pente de la piste d'atterrissage, l'unité de calcul étant configurée pour calculer l'angle de pente de la trajectoire de vol à l'aide de cette valeur de pente de la piste d'atterrissage ; - au moins une seconde unité supplémentaire configurée pour surveiller automatiquement la valeur de pente de la piste d'atterrissage, de manière à pouvoir détecter une valeur de pente erronée ; - des moyens pour mettre en oeuvre automatiquement au moins l'une des opérations suivantes, en cas de détection d'une valeur de pente erronée : - émettre un signal d'alarme dans le poste de pilotage de l'aéronef ; - corriger la valeur de pente erronée ; - utiliser une valeur de pente par défaut ; - désactiver au moins l'affichage dudit second symbole ; - fournir à l'équipage des informations sur l'origine de la panne ayant conduit à la valeur de pente erronée et sur des actions à entreprendre. La présente invention concerne également un aéronef, en particulier un avion de transport, qui comprend un dispositif tel que celui précité. Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif d'aide à l'atterrissage illustrant l'invention. La figure 2 illustre schématiquement un atterrissage d'un aéronef avec une phase d'arrondi. La figure 3 montre schématiquement un exemple d'affichage tête haute, d'un dispositif d'aide à l'atterrissage. La figure 4 est un schéma illustrant différents paramètres de vitesse d'un aéronef.

La figure 5 est une courbe montrant l'évolution en fonction du temps d'un angle de pente calculé. La figure 6 illustre schématiquement deux parties de trajectoire d'atterrissage, définies respectivement à partir de paramètres de réglage différents.

La figure 7 montre schématiquement une mesure de distance d'une piste d'atterrissage, à l'avant de l'aéronef.

La figure 8 est le schéma synoptique de moyens de calcul particuliers du dispositif de la figure 1. Le dispositif 1 représenté schématiquement sur la figure 1 et permettant d'illustrer l'invention est un dispositif d'aide à l'atterrissage d'un aéronef AC, en particulier d'un avion de transport. Ce dispositif 1 est destiné, notamment, à aider un pilote à commander manuellement une manoeuvre d'arrondi (« flare » en anglais) lors d'un atterrissage, juste avant de toucher la piste d'atterrissage 2, comme illustré sur la figure 2. Ledit dispositif 1 comporte : - une unité 3 pour générer, de façon automatique et répétitive, les valeurs courantes d'une pluralité de paramètres de l'aéronef AC, dont une vitesse sol Vgnd de l'aéronef AC et une hauteur Z de l'aéronef AC par rapport au sol S (figure 2) ; et - une interface homme/machine 4, par exemple un écran tactile, un clavier, un dispositif de pointage ou tout autre moyen usuel, qui permet à un opérateur d'entrer des données dans le dispositif 1, et au moins une vitesse verticale cible Vtgt représentant une vitesse verticale souhaitée pour l'aéronef AC au moment du contact (ou toucher) de la piste d'atterrissage 2 (à un point 8 sur la figure 2).

Selon l'invention, ledit dispositif 1 comporte également : - une unité de calcul 5 qui est reliée par l'intermédiaire de liaisons 6 et 7 (faisant partie d'une unité de réception de données), respectivement, à l'unité 3 et à l'interface 4, et qui est formée de manière à calculer, de façon automatique et répétitive, au moins à l'aide des valeurs courantes reçues de l'unité 3 et de la vitesse verticale cible Vtgt reçue de l'interface 4, un angle de pente yc d'une trajectoire de vol TV. Cette trajectoire de vol TV (à savoir une trajectoire d'atterrissage) est définie de manière à permettre à l'aéronef AC de mettre en oeuvre un arrondi vérifiant au moins ladite vitesse verticale cible Vtgt au contact de la piste d'atterrissage 2, comme précisé ci-dessous ; et - une unité d'affichage 9 qui est reliée par l'intermédiaire d'une liaison 10 à l'unité de calcul 5 et qui est formée de manière à afficher, sur au moins un écran 11, 12 du poste de pilotage de l'aéronef AC, un symbole 51 illustrant l'angle de pente courant y de l'aéronef AC et un symbole S2 illustrant l'angle de pente yc de la trajectoire de vol TV, calculé par l'unité de calcul 5, comme représenté sur la figure 3. Pour ce faire, l'angle de pente courant y de l'aéronef AC est également reçu de moyens usuels faisant partie de l'unité 3. Pour réaliser l'affichage, le dispositif 1 comprend au moins l'un des écrans suivants : - un écran d'affichage 11 tête haute, de type HUD (« Head Up Display » en anglais), pour réaliser un affichage en conformité avec l'environnement extérieur vu au travers de cet écran d'affichage 11, comme représenté sur la figure 3 ; - un écran d'affichage 12 tête basse, en particulier un écran de visualisation de paramètres primaires de vol, de type PFD (« Primary Flight Display » en anglais).

L'écran d'affichage 11 tête haute, représenté à titre d'exemple sur la figure 3, comprend de façon usuelle, les éléments suivants non décrits davantage : - une échelle d'altitude 32 usuelle ; - une échelle de vitesse 31 usuelle ; - une échelle de roulis 33 usuelle ; et - une ligne 34 représentant l'horizon. De plus, dans l'exemple de la figure 3, on voit sur l'écran d'affichage 11 la piste d'atterrissage 2 utilisée lors de l'atterrissage en cours. Sur cet écran d'affichage 11 sont également représentés le symbole 51 illustrant l'angle de pente courant y de l'aéronef AC et le symbole S2 illustrant l'angle de pente yc de la trajectoire de vol TV, calculé par l'unité de calcul 5 (et reçu via la liaison 10). L'angle de pente courant y de l'aéronef AC est l'angle entre le vecteur vitesse courant T7 de l'aéronef AC, qui est formé du vecteur vitesse sol T7g-nd et du vecteur vitesse verticale T7z , et l'horizontale (dont la direction est indiquée par le vecteur vitesse sol T7g-nd ), comme montré sur la figure 4.

Le symbole S2 est affiché avant l'initiation de l'arrondi sous le symbole S1 comme représenté sur la figure 3, et il augmente vers un angle de pente cible yctgt à l'impact (en se déplaçant vers le haut sur l'affichage). L'arrondi doit être initié lorsque le symbole S2 (qui s'approche donc du symbole S1) arrive au niveau dudit symbole S1. La tache du pilote est ensuite de suivre le symbole S2 avec le symbole S1, par des commandes appropriées d'un manche de commande usuel de l'aéronef AC. La trajectoire TV est recalculée en continu, à la différence par exemple d'un pilote automatique où une seule trajectoire fixe est conservée jusqu'à l'impact. La trajectoire TV fournit ainsi une référence valide jusqu'à l'impact, même si l'aéronef AC a déjà passé le point d'impact initialement prévu. Le dispositif 1 utilise ainsi juste une simple trajectoire de vol TV qui guide l'aéronef AC de façon fiable vers une cible de vitesse verticale prédéfinie (Vtgt) et, en fonction du type de trajectoire, également une cible d'accélération verticale (atgt), comme précisé ci-dessous. La trajectoire de guidage TV représentée sur la figure 2 est calculée par l'unité de calcul 5, à partir des conditions d'impact ciblées au point d'impact 8 (données par la vitesse verticale cible et, éventuellement, par l'accélération verticale cible), vers l'arrière vers l'aéronef AC. On précise ci- après différents modes de calcul de l'angle de pente yc . Ainsi, la commande de l'angle de pente yc (qui est déterminée pour la hauteur courante Z de l'aéronef AC) garantit le guidage vers les conditions d'impact ciblées. Comme on peut le voir sur la figure 2, avant d'atteindre la hauteur ZO d'initiation de l'arrondi (où la trajectoire TV est tangente à une descente stable le long d'un axe TO représenté en traits interrompus, établie par le pilote), l'angle de pente de la trajectoire TV est plus pentue que l'angle de pente 7GS , par exemple 3°, de cet axe TO, entré par le pilote. Ensuite, l'angle de pente yc converge doucement vers l'angle de pente cible yctgt, comme représenté également sur la figure 5, tO étant l'instant de déclenchement de l'arrondi (au point PO de la figure 2).

L'observation du déplacement du symbole S2 sur l'écran 11 et/ou sur l'écran 12 permet ainsi au pilote : - de mieux anticiper le moment d'initiation de l'arrondi, en estimant le moment où le symbole S2 atteindra le symbole S1 ; - de savoir de combien il doit tirer sur le manche de commande à l'initiation de l'arrondi ; et - d'obtenir une indication visuelle pour l'atterrissage, lors d'un affichage tête haute. Le dispositif 1 permet donc une réduction de la charge de travail du pilote et lui fournit une conscience accrue de la situation. Le dispositif 1 tel que décrit ci-dessus présente de nombreux autres avantages. En particulier : - il est facilement implémentable dans un système d'affichage, notamment de type HUD ; - il fonctionne pour tous les angles de pente et toutes les vitesses sol, sans nécessiter d'adaptations complexes ; - il est robuste contre des pannes de système, en raison de son nombre réduit d'entrées ; et - il est adaptable à tout type aéronef, en raison du nombre réduit de paramètres caractéristiques utilisés. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif 1 comprend également un moyen de génération d'un paramètre de réglage i . Il peut s'agir, notamment, de l'interface 4 qui permet à un pilote d'entrer un paramètre de réglage i . Ce paramètre de réglage i est utilisé par l'unité de calcul 5 pour calculer l'angle de pente yc, comme précisé ci-dessous. Ce paramètre de réglage i est apte à modifier la forme de la trajectoire de vol, comme représenté sur la figure 6 pour deux trajectoires TV1 et TV2 définies à partir de deux paramètres de réglage différents. Dans un mode de réalisation particulier, l'interface 4 permet également de fournir une accélération verticale cible atgt représentant une accélération verticale souhaitée de l'aéronef AC au contact de la piste d'atterrissage 2. Dans ce mode de réalisation particulier, l'unité de calcul 5 calcule l'angle de pente yc de la trajectoire de vol TV à l'aide également de cette accélération verticale cible atgt , comme précisé ci-dessous. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, le dispositif 1 comporte de plus, comme représenté sur la figure 1, un ensemble (ou unité) 13 qui détermine la valeur de pente de la piste d'atterrissage 2 (c'est-à-dire l'angle que fait la piste 2 avec l'horizontale), au moins pour la partie de la piste 2 au niveau de laquelle doit être réalisé l'arrondi (typiquement entre 60 mètres en aval du seuil de la piste 2, et la zone maximale de l'impact des roues, généralement à 823 mètres en aval du seuil). Cette valeur de pente est transmise automatiquement à l'unité de calcul 5. L'unité de calcul 5 est configurée pour calculer l'angle de pente yc de la trajectoire de vol TV à l'aide de cette valeur de pente de la piste d'atterrissage 2. Ce mode de réalisation préféré prévoit ainsi une compensation pour des pentes de piste non nulles, et notamment des pentes sévères.

Le dispositif 1 est ainsi en mesure de fournir un guidage d'arrondi basé sur la trajectoire de vol TV pour des pistes présentant tout type de pente. Le dispositif 1 reçoit une valeur numérique pour la pente de la piste à la position d'impact ciblée, et il corrige la commande de l'angle de pente yc de la trajectoire de vol TV en conséquence, pour fournir un guidage visuel qui prend même en compte des pentes sévères de piste. Cette valeur de pente est disponible avant l'initiation de l'arrondi et reste constante ou au moins stable jusqu'à l'impact. Dans le cadre de la présente invention, ledit ensemble 13 peut comporter différents moyens pour déterminer la valeur de pente.

Dans un premier mode de réalisation, ledit ensemble 13 peut comporter une interface, notamment une interface existant déjà sur l'aéronef AC, par exemple l'interface 4, qui permet à un pilote de saisir manuellement la pente moyenne de la piste 2 (dans la portion de piste où se déroule l'arrondi). Cette donnée est disponible sur certaines cartes d'approche ou, à défaut, peut être préparée à l'avance pour les terrains sur lesquels l'aéronef AC est susceptible d'être exploité.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif 1 contient, via un système de gestion de vol de type FMS (« Flight Management System » en anglais) ou tout autre système équivalent, une base de données qui associe à chaque piste 2 une valeur de pente. Dans ce mode de réalisation, lorsque le pilote choisit dans le système FMS la piste sur laquelle il souhaite se poser, le système FMS fournit automatiquement la valeur de pente nécessaire et aucune intervention supplémentaire de l'équipage n'est requise, réduisant ainsi la charge de travail de l'équipage par rapport au premier mode de réalisation précité.

Dans une variante de ce dernier mode de réalisation, la base de données peut contenir le profil de toute la piste 2 (et non pas la pente moyenne de la piste dans la portion de piste où se déroule l'arrondi). Dans ce cas, la valeur de pente nécessaire pour l'unité de calcul 5 (à savoir la pente moyenne dans la partie de mise en oeuvre de l'arrondi) est simplement extraite de l'information contenue dans cette base de données. Cette variante permet d'obtenir une valeur de pente précise. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ledit ensemble 13 comporte au moins un capteur spécifique qui est monté à bord de l'aéronef AC, par exemple dans le train d'atterrissage avant, et qui est destiné à mesurer la valeur de pente de la piste 2. Ce capteur (qui fait par exemple partie de l'unité 3) peut être de type «radar» fonctionnant dans le domaine radioélectrique, ou de type «Lidar» basé sur des mesures laser, ou bien il peut correspondre à un télémètre laser. Ce capteur réalise des mesures de distance à l'avant de l'aéronef AC, comme représenté sur la figure 7 par des faisceaux rectilignes 30 qui sont émis par le capteur et réfléchis par la piste 2 de sorte que leur distance peut être déterminée. En connaissant l'angle entre les deux faisceaux 30, la valeur de pente de la piste 2 peut être calculée. Dans ce mode de réalisation, aucune intervention de l'équipage n'est nécessaire, et l'ensemble 13 peut fonctionner même sur une piste qui n'est pas présente dans la base de données précitée du système FMS, ou en cas de panne de ce dernier.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'ensemble 13 comprend plusieurs des modes de réalisation décrits ci-dessus, ce qui permet de fournir une valeur de pente à l'unité de calcul 5, quels que soit les cas de panne (notamment du système FMS), y compris pour des pistes non référencées dans les bases de données du système FMS, ou pour des pistes pour lesquelles l'information recherchée n'est pas disponible sur les cartes d'approche. Dans tous les modes de réalisation de l'invention permettant de déterminer et fournir à l'unité de calcul 5 une valeur de pente de la piste 2, il existe un risque que l'information fournie soit erronée. Par «erronée», on entend une information disponible qui est différente de la valeur réelle, et ceci quelles que soient les raisons ayant conduit à cette situation. Pour remédier à cet inconvénient, le dispositif 1 comprend un ensemble (ou unité) 14 de surveillance. Cet ensemble 14 comprend des moyens (non représentés) destinés à réaliser une surveillance de manière à pouvoir détecter une valeur erronée pour ladite valeur de pente reçue (via une liaison 15) de l'ensemble 13, avant de la transmettre le cas échéant à l'unité de calcul 5 (via une liaison 16). Dans un premier mode de réalisation, l'ensemble 14 comprend des moyens pour détecter, pendant au moins une durée prédéterminée, un écart entre la valeur de pente prévue pour l'unité de calcul 5 et une valeur de pente mesurée directement ou déterminée à l'aide de mesures. Dans ce cas, l'ensemble 14 comprend des moyens 21 représentés sur la figure 8, pour réaliser une estimation de la pente réelle de la piste, qui est basée sur la comparaison entre la valeur fournie par un radioaltimètre de l'aéronef AC et une vitesse verticale inertielle de l'aéronef AC, qui sont obtenues de façon usuelle de moyens de l'unité 3. Ces moyens 21 permettent de calculer la vitesse verticale par rapport à la piste. Comme représenté sur la figure 8, ces moyens 21 : - reçoivent une valeur de hauteur fournie par le radioaltimètre via une liaison 22 et une vitesse verticale inertielle fournie par une centrale inertielle via une liaison 23 ; - soumettent la valeur de hauteur à un filtre passe-haut 24 et la vitesse verticale inertielle à un filtre passe-bas 25 ; et - calculent à l'aide d'un élément de calcul 26 la différence entre les résultats des filtres 24 et 25 reçus respectivement par des liaisons 27 et 28 et fournissent le résultat, à savoir la vitesse verticale due à la pente de la piste, par l'intermédiaire d'une liaison 29. A partir de cette donnée, des moyens de l'ensemble 14 calculent, de façon usuelle, la valeur de pente équivalente, en utilisant la vitesse sol de l'aéronef AC. Cette valeur de pente équivalente est ensuite comparée à ladite valeur de pente à surveiller. Dans un autre mode de réalisation, des moyens de l'ensemble 14 réalisent une corrélation entre le profil de terrain survolé, déterminé par le radioaltimètre, et un profil de terrain stocké dans une base de données notamment du système FMS. Ce mode de réalisation est plus robuste que le mode de réalisation précédent par rapport aux profils de piste ayant des changements de pente significatifs dans la zone d'arrondi. Dans un autre mode de réalisation, l'ensemble 14 comprend des moyens pour réaliser une comparaison entre la valeur de pente disponible et une valeur de pente issue d'un capteur permettant une mesure directe de celle-ci, comme indiqué ci-dessus en référence à la figure 7. Cette solution permet de détecter une incohérence assez tôt avant le survol du seuil de la piste 2. Par ailleurs, dans un dernier mode de réalisation de l'invention, on peut combiner au sein de l'ensemble 14 plusieurs des modes de réalisation décrits ci-dessus. En outre, si une valeur de pente erronée est détectée par l'ensemble 14, ledit dispositif 1 réalise au moins l'une des opérations suivantes : - il émet une alarme de type sonore et/ou de type visuel dans le poste de pilotage, à l'aide de moyens d'alarme 17 (qui sont par exemple reliés par une liaison 18 à l'ensemble 14), pour prévenir les pilotes ; - il fournit à l'équipage, de préférence via des moyens d'affichage 19, qui font par exemple partie de l'unité d'affichage 9, des informations (reçues via une liaison 20) sur l'origine de la panne et sur des actions à entreprendre. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif 1 peut également comprendre des moyens (non représentés, faisant par exemple partie de l'unité 5) pour, en cas de détection par l'ensemble 14 d'une valeur de pente erronée, mettre en oeuvre automatiquement l'une des opérations suivantes : - corriger la valeur de pente erronée ou utiliser une valeur de pente par défaut, de sorte que l'affichage du guidage reste opérationnel ; ou - désactiver l'affichage au moins du symbole S2. On précise ci-après les calculs susceptibles d'être mis en oeuvre par l'unité de calcul 5 pour déterminer l'angle de pente yc . Le calcul de cet angle de pente yc destiné au guidage d'arrondi peut être réalisé de différentes manières.

Dans le mode de réalisation le plus simple, le calcul de l'angle de pente yc est réalisé uniquement à partir des paramètres suivants : - la vitesse sol Vgnd de l'aéronef AC ; - la hauteur Z de l'aéronef AC par rapport au sol S ; et - la vitesse verticale cible Vtgt .

On peut également prévoir un paramètre de réglage T qui permet d'adapter la trajectoire de vol TV, par exemple pour obtenir une hauteur d'initiation d'arrondi différente ou une distance totale d'atterrissage différente. On peut ainsi prévoir un ou plusieurs paramètres de réglage. Dans un premier mode de réalisation, l'angle de pente yc peut être calculé en utilisant une trajectoire exponentielle, à partir de l'équation Eq1 suivante : 7c. = arctan(( Vtgt I Vgnd) - (11(c .Vgnd )).Z) Une trajectoire exponentielle de la forme Z = +b fournit la hauteur Z comme une fonction du temps t depuis l'initiation de l'arrondi. Sa forme peut être adaptée avec les constantes a, b, et T . a et b sont fonction de T , ainsi que de la vitesse verticale à l'initiation de l'arrondi Vz0 et de la vitesse verticale cible vtgt , respectivement. La trajectoire exponentielle dépend finalement du temps t depuis l'initiation de l'arrondi, du paramètre de réglage et des conditions limites (Vz0 et vtgt ). La figure 6 montre l'effet de la variation du paramètre de réglage i (le paramètre de réglage i1 pour la trajectoire TV1 est plus grand que le paramètre de réglage T2 pour la trajectoire TV2) pour les mêmes conditions limites Vz0 et vtgt . Au début et à la fin de la manoeuvre d'arrondi, le gradient de la trajectoire (qui correspond à la vitesse verticale) est identique, mais la durée d'arrondi totale, la distance d'atterrissage et la hauteur d'initiation de l'arrondi ont été réduites pour la trajectoire TV2. Inversement, l'accélération verticale à l'impact est plus élevée pour la trajectoire TV2. Le calcul de l'angle de pente yc peut être réalisé, dans un autre mode de réalisation, en utilisant une trajectoire basée sur la conservation de l'énergie, à partir de l'équation Eq2 suivante : yc = arctan(-(1 /Vgnd)..etgt 2 +2.atgt.Z) Dans ce mode de réallisation, la condition d'impact peut être définie en utilisant, en plus de la vitesse verticale cible vtgt , également l'accélération verticale cible atgt à l'impact. Alternativement à l'accélération verticale cible atgt, le taux de variation d'angle de pente ltgt à l'impact peut être donné en utilisant l'approximation suivante : atgt = '};tgt.Vgnd L'effet désiré pour suivre yc est représenté schématiquement sur la figure 5 prenant en compte une vitesse sol Vgnd constante. Avant d'atteindre la hauteur ZO d'initiation de l'arrondi à l'instant tO, le taux de variation de l'angle de pente yc en fonction du temps t doit être linéaire de sorte qu'il est possible au pilote de déduire mentalement l'amplitude de la déflexion du manche de commande nécessaire pour initier l'arrondi. Juste après l'initiation de l'arrondi, le taux de variation de l'angle de pente yc ne doit pas changer significativement. Il converge régulièrement vers la valeur cible yctgt assurant le contact au sol avec la vitesse verticale cible Vtgt (et le cas échéant également avec l'accélération verticale cible atgt). Comme indiqué ci-dessus, dans un mode de réalisation préféré, la trajectoire de descente peut être adaptée à des pistes montantes ou descendantes, des pistes descendantes réduisant le facteur de charge à l'impact et des pistes montantes augmentant le facteur de charge à l'impact. Si le pilote est en mesure de suivre exactement la commande de l'arrondi, le profil de référence du guidage de l'arrondi doit avoir pour conséquence que l'aéronef AC présente une nouvelle vitesse verticale cible vtgti appropriée à l'impact. Cette vitesse verticale cible vtgti prend en compte les variations de facteur de charge dues à la valeur de pente de la piste. La valeur Vtgt 1 remplace alors la valeur Vtgt pour la vitesse verticale cible dans les équations Eql et Eq2 précitées.

Plus précisément, l'angle de pente yc peut alors être calculé : A/ en utilisant une trajectoire exponentielle, à partir de l'équation Eq3 suivante : 7c. = arctan((Vtgtl/Vgnd) - (11(c .Vgnd )).Z) B/ en utilisant une trajectoire basée sur la consevation de l'énergie, à partir de l'équation Eq4 suivante : yc = arctan( -(1 /Vgnd ).VVtgth + 2.atgt.Z ) L'impact sera plus dur avec une pente de piste 2 montante, telle que représentée sur la figure 7. Dans ce cas, la vitesse verticale cible de la fonction de guidage doit être réduite. Ceci est obtenu simplement en remplaçant la valeur Vtgt de la vitesse verticale cible par une valeur Vtgt 1 (de vitesse verticale cible) plus petite dans l'équation Eql ou Eq2 (pour obtenir l'équation Eq3 ou Eq4). Ceci permet alors de guider le pilote vers une vitesse verticale générant un facteur de charge acceptable à l'impact. A l'inverse, pour une pente de piste 2 descendante, on peut remplacer la valeur Vtgt de la vitesse verticale cible par une valeur Vtgtl (de vitesse verticale cible) plus grande dans les équations Eql et Eq2 (pour obtenir les équations Eq3 et Eq4). Le facteur de charge résultant à l'impact est difficile à calculer en raison d'une composante non linéaire due, entre autres, aux pneus, aux amortisseurs du train d'atterrissage et à la structure de l'aéronef. On sait qu'une pente de piste montante augmente la composante du vecteur vitesse perpendiculairement à la surface de la piste, et inversement pour une pente de piste descendante. On peut déterminer la vitesse verticale qui est requise pour garder constante à l'impact la composante de la vitesse verticale qui est normale à la surface de la piste au point d'impact. Des pentes montantes sévères peuvent requérir de toucher le sol avec une vitesse verticale positive (ou taux de montée) pour garder ladite composante constante. Le pilotage correspondant peut consister à positionner le point bas de la trajectoire d'arrondi un court temps avant l'impact. Une gestion appropriée de l'énergie est nécessaire à ce moment. Un guidage d'arrondi approprié peut être implémenté en utilisant une trajectoire avec un vertex.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'aide à l'atterrissage d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant, de façon automatique et répétitive, lors d'une approche finale d'un aéronef (AC) en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage (2) : a) à recevoir les valeurs courantes d'une pluralité de paramètres, dont une vitesse sol (Vgnd ) de l'aéronef (AC) et une hauteur (Z) de l'aéronef (AC) par rapport au sol (S) ; b) à calculer un angle de pente (7c) d'une trajectoire de vol (TV) de l'aéronef (AC), à l'aide au moins de ces valeurs courantes et au moins d'une vitesse verticale cible, la vitesse verticale cible représentant une vitesse verticale souhaitée au contact de la piste d'atterrissage (2), cette trajectoire de vol (TV) permettant à l'aéronef (AC) de mettre en oeuvre un arrondi vérifiant au moins ladite vitesse verticale cible au contact de la piste d'atterrissage (2) ; et c) à afficher, sur au moins un écran (11, 12) du poste de pilotage de l'aéronef (AC), un premier symbole (51) illustrant l'angle de pente courant de l'aéronef (AC) et un second symbole (S2) illustrant l'angle de pente (7c) de la trajectoire de vol (TV), calculé à l'étape b).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape a) comprend une sous-étape consistant à déterminer une valeur de pente de la piste d'atterrissage (2), et en ce que l'étape b) consiste à calculer l'angle de pente (7c) de la trajectoire de vol (TV) à l'aide de cette valeur de pente de la piste d'atterrissage (2).
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sous-étape de l'étape a) consistant à déterminer la valeur de pente (7c) de la piste d'atterrissage (TV), prend en compte au moins l'une des valeurs de pente suivantes : - une valeur de pente saisie par un membre d'équipage de l'aéronef (AC) ; - une valeur de pente correspondant à celle de la piste d'atterrissage (2) utilisée pour l'atterrissage, cette valeur de pente étant extraite automatiquement d'une base de données embarquée ; et- une valeur de pente mesurée à l'aide d'au moins un dispositif de mesure embarqué.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'elle comprend une étape supplémentaire consistant à surveiller ladite valeur de pente de la piste d'atterrissage (2), déterminée à l'étape a), de manière à pouvoir détecter une valeur de pente erronée.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant, en cas de détection d'une valeur de pente erronée, à mettre en oeuvre automatiquement au moins l'une des opérations suivantes : - à émettre un signal d'alarme dans le poste de pilotage de l'aéronef (AC) ; - à corriger la valeur de pente erronée ; - à utiliser une valeur de pente par défaut à l'étape b) ; - à désactiver au moins l'affichage dudit second symbole (S2) ; - à fournir à l'équipage des informations sur l'origine d'une panne ayant conduit à la valeur de pente erronée et sur des actions à entreprendre.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de génération d'un paramètre de réglage apte à modifier la forme de la trajectoire de vol, ce paramètre de réglage étant utilisé dans l'étape b) pour calculer l'angle de pente (7c) .
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape a) consiste également à recevoir une accélération verticale cible représentant une accélération verticale souhaitée au contact de la piste d'atterrissage, et en ce que l'étape b) consiste à calculer l'angle de pente (7c) de la trajectoire de vol (TV) à l'aide également de cette accélération verticale cible.
8. 8. Dispositif d'aide à l'atterrissage d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins une unité de réception de données configurée pour recevoir automatiquement, lors d'une approche finale de l'aéronef (AC) en vue d'un atterrissage sur une piste d'atterrissage (2), les valeurs courantes d'une pluralité de paramètres, dont une vitesse sol (Vgnd ) de l'aéronef (AC) et unehauteur (Z) de l'aéronef (AC) par rapport au sol (S), ainsi qu'au moins une vitesse verticale cible représentant une vitesse verticale souhaitée au contact de la piste d'atterrissage (2) ; - une unité de calcul (5) configurée pour calculer automatiquement, au moins à l'aide de ces valeurs courantes et de la vitesse verticale cible, un angle de pente (7c) d'une trajectoire de vol (TV), cette trajectoire de vol (TV) permettant à l'aéronef (AC) de mettre en oeuvre un arrondi vérifiant au moins ladite vitesse verticale cible au contact de la piste d'atterrissage (2) ; et - une unité d'affichage (9) configurée pour afficher automatiquement, sur au moins un écran (11, 12) du poste de pilotage de l'aéronef (AC), un premier symbole (51) illustrant l'angle de pente courant de l'aéronef (AC) et un second symbole (S2) illustrant l'angle de pente (7c) de la trajectoire de vol (TV), calculé par l'unité de calcul (5).
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une première unité supplémentaire (13) configurée pour déterminer automatiquement une valeur de pente de la piste d'atterrissage (2), et en ce que l'unité de calcul (5) est configurée pour calculer l'angle de pente (7c) de la trajectoire de vol (TV) à l'aide de cette valeur de pente de la piste d'atterrissage (2).
10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une seconde unité supplémentaire (14) configurée pour surveiller automatiquement la valeur de pente de la piste d'atterrissage (2), de manière à pouvoir détecter une valeur de pente erronée.