FR3092429A1 - Pilotage device intended to be integrated into a pre-existing aircraft - Google Patents

Abstract

Dispositif de pilotage agencé pour être intégré dans un aéronef préexistant qui comporte des systèmes d’origine comprenant un système de commandes de vol et un système de pilotage automatique, le dispositif de pilotage étant distinct et autonome par rapport aux systèmes d’origine et comprenant une unité de positionnement (27) et une unité de commande (28), l’unité de positionnement (27) étant agencée pour produire des données de positionnement de l’aéronef préexistant, l’unité de commande (28) étant agencée pour mettre en œuvre une fonction de géorepérage (70) à partir des données de positionnement produites par l’unité de positionnement (27) et pour produire une consigne de pilotage alternative (Cpa) de l’aéronef préexistant, la consigne de pilotage alternative (Cpa) étant adaptée à suppléer une consigne de pilotage manuelle produite par un pilote de l’aéronef préexistant via le système de commande de vol et une consigne de pilotage automatique produite par le système de pilotage automatique. FIGURE DE L’ABREGE : [Fig. 3]Piloting device arranged to be integrated into a pre-existing aircraft which comprises original systems comprising a flight control system and an automatic piloting system, the piloting device being separate and autonomous from the original systems and comprising a positioning unit (27) and a control unit (28), the positioning unit (27) being arranged to produce positioning data of the pre-existing aircraft, the control unit (28) being arranged to put in implements a geofencing function (70) from the positioning data produced by the positioning unit (27) and to produce an alternative piloting instruction (Cpa) of the pre-existing aircraft, the alternative piloting instruction (Cpa) being adapted to supplement a manual piloting instruction produced by a pilot of the pre-existing aircraft via the flight control system and an automatic piloting instruction produced by the autopilot system matic. ABREGE FIGURE: [Fig. 3]

Description

Dispositif de pilotage destiné à être intégré dans un aéronef préexistantPiloting device intended to be integrated into a pre-existing aircraft

L’invention concerne le domaine des dispositifs de pilotage destinés à être intégrés dans des aéronefs préexistants.The invention relates to the field of piloting devices intended to be integrated into pre-existing aircraft.

ARRIERE PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION

Les avions de ligne modernes sont généralement pilotés par un équipage d’au moins deux pilotes comprenant un commandant de bord et un copilote.Modern airliners are usually flown by a crew of at least two pilots comprising a captain and a co-pilot.

On envisage de faire voler certains de ces avions de ligne avec un seul pilote pour des applications bien particulières, et notamment pour transporter des marchandises. Il est ainsi prévu de convertir un avion de ligne de type Airbus A321 en un avion-cargo pouvant être piloté par un seul pilote.It is planned to fly some of these airliners with a single pilot for very specific applications, and in particular to transport goods. It is thus planned to convert an Airbus A321 type airliner into a cargo plane that can be piloted by a single pilot.

Cette reconfiguration de l’avion de ligne présente de nombreux avantages.This reconfiguration of the airliner has many advantages.

En transformant un avion de ligne préexistant qui vole depuis plusieurs années en un avion-cargo, on dispose d’un avion-cargo éprouvé, fiable, sans qu’il soit nécessaire de financer un nouveau programme complet de développement d’avion. On améliore de plus la rentabilité du programme initial grâce à cette nouvelle application.By transforming a pre-existing airliner that has been flying for several years into a cargo plane, we have a proven, reliable cargo plane, without the need to finance a complete new aircraft development program. We also improve the profitability of the initial program thanks to this new application.

Comme un avion-cargo ne transporte pas de passager, contrairement à un avion de ligne, la réduction du nombre de pilotes semble être une première étape plus facile à accepter pour le grand public. Bien évidemment, il ne s’agit pas d’accepter une quelconque baisse de la sécurité des vols, qui ne doit pas être dégradée mais plutôt renforcée par cette reconfiguration.Since a cargo plane does not carry passengers, unlike an airliner, reducing the number of pilots seems to be an easier first step for the general public to accept. Obviously, it is not a question of accepting any reduction in flight safety, which should not be degraded but rather reinforced by this reconfiguration.

En réduisant le nombre de pilotes, on réduit bien sûr aussi le coût global de chaque vol.By reducing the number of pilots, of course, the overall cost of each flight is also reduced.

Par ailleurs, un certain nombre de solutions ont émergé permettant d’assister le pilote dans ses tâches, allant jusqu’à l’amélioration de la sécurité via la possibilité d’analyser une quantité de données importante en temps réel.In addition, a certain number of solutions have emerged to assist the pilot in his tasks, going as far as improving safety through the possibility of analyzing a large amount of data in real time.

Cependant, cette reconfiguration de l’avion de ligne se heurte aussi à un certain nombre de difficultés.However, this reconfiguration of the airliner also comes up against a number of difficulties.

L’architecture actuelle de nombreux avions de transport est en effet bâtie sur l’hypothèse d’un équipage à deux pilotes. Un équipage à deux pilotes permet de palier la défaillance de l’un des pilotes dans les phases de vol critiques.The current architecture of many transport aircraft is indeed built on the assumption of a two-pilot crew. A crew of two pilots makes it possible to compensate for the failure of one of the pilots in the critical flight phases.

De plus, les systèmes de pilotage automatique classiques ne couvrent pas toutes les phases de vol. Au cours de certaines phases de vol, l’avion doit être commandé manuellement par un pilote. Ainsi, avec un seul pilote, une défaillance du pilote durant ces phases de vol devient une panne simple conduisant à un évènement catastrophique, ce qui n’est pas acceptable.In addition, conventional autopilot systems do not cover all flight phases. During certain phases of flight, the aircraft must be manually controlled by a pilot. Thus, with a single pilot, a pilot failure during these phases of flight becomes a simple failure leading to a catastrophic event, which is not acceptable.

La réduction du nombre de pilotes oblige donc à développer et à intégrer dans l’avion un certain nombre de fonctions de sécurité additionnelles.The reduction in the number of pilots therefore makes it necessary to develop and integrate into the aircraft a certain number of additional safety functions.

Les fonctions de sécurité additionnelles visent notamment à assurer que le pilotage de l’avion demeure parfaitement sûr même en cas de défaillance du système de pilotage automatique ou en cas d’incapacité de l’unique pilote à piloter l’avion manuellement. Les fonctions de sécurité additionnelles doivent aussi permettre d’empêcher ou tout au moins de limiter les conséquences d’un acte malveillant réalisé par le pilote, comme par exemple un crash volontaire de l’avion sur des infrastructures ou sur des zones habitées.The additional safety features aim in particular to ensure that the piloting of the aircraft remains perfectly safe even in the event of failure of the autopilot system or in the event of the inability of the single pilot to pilot the aircraft manually. The additional safety functions must also make it possible to prevent or at least limit the consequences of a malevolent act carried out by the pilot, such as for example a deliberate crash of the aircraft on infrastructures or on inhabited areas.

Bien sûr, pour que la conversion d’un avion de ligne préexistant en un avion-cargo soit intéressante d’un point de vue économique, ces fonctions de sécurité additionnelles doivent être intégrées sur les avions préexistants en requérant des activités de certification additionnelles limitées.Of course, for the conversion of a pre-existing airliner into a cargo plane to be economically attractive, these additional safety features must be integrated on pre-existing aircraft by requiring limited additional certification activities.

OBJET DE L’INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION

L’invention a pour objet de convertir de manière sûre et peu coûteuse un avion préexistant traditionnel en un avion pouvant être piloté par un seul pilote.The object of the invention is to convert, in a safe and inexpensive manner, a traditional pre-existing aircraft into an aircraft which can be flown by a single pilot.

En vue de la réalisation de ce but, on propose un dispositif de pilotage agencé pour être intégré dans un aéronef préexistant qui comporte des systèmes d’origine comprenant un système de commandes de vol et un système de pilotage automatique, le dispositif de pilotage étant distinct et autonome par rapport aux systèmes d’origine et comprenant une unité de positionnement et une unité de commande, l’unité de positionnement étant agencée pour produire des données de positionnement de l’aéronef préexistant, l’unité de commande étant agencée pour mettre en œuvre une fonction de géorepérage à partir des données de positionnement produites par l’unité de positionnement et pour produire une consigne de pilotage alternative de l’aéronef préexistant, la consigne de pilotage alternative étant adaptée à suppléer une consigne de pilotage manuelle produite par un pilote de l’aéronef préexistant via le système de commande de vol et une consigne de pilotage automatique produite par le système de pilotage automatique.With a view to achieving this object, a piloting device is proposed arranged to be integrated into a pre-existing aircraft which comprises original systems comprising a flight control system and an automatic piloting system, the piloting device being distinct and autonomous with respect to the original systems and comprising a positioning unit and a control unit, the positioning unit being arranged to produce positioning data of the pre-existing aircraft, the control unit being arranged to implement implements a geofencing function from the positioning data produced by the positioning unit and to produce an alternative piloting instruction of the pre-existing aircraft, the alternative piloting instruction being adapted to supplement a manual piloting instruction produced by a pilot of the pre-existing aircraft via the flight control system and an autopilot instruction produced by the pilot system automatic age.

Le dispositif de pilotage selon l’invention est donc destiné à être intégré dans un aéronef préexistant. En cas de défaillance du pilote ou du système de pilotage automatique, la consigne de pilotage alternative peut être utilisée pour piloter l’aéronef. L’aéronef peut donc être piloté de manière sûre par un unique pilote. Par ailleurs, comme le dispositif de pilotage est, par rapport aux systèmes d’origine, indépendant et dissimilaire dans les technologies mises en œuvre ou dans l’implémentation dans l’aéronef, le dispositif de pilotage ne peut pas être impacté par une panne touchant ces systèmes d’origine. On assure donc notamment que l’unité de positionnement est en mesure de produire des données de positionnement de l’aéronef même lorsque les systèmes de positionnement d’origine (par exemple les centrales inertielles de l’aéronef préexistant) sont défaillants.The piloting device according to the invention is therefore intended to be integrated into a pre-existing aircraft. In the event of failure of the pilot or of the autopilot system, the alternative piloting instruction can be used to pilot the aircraft. The aircraft can therefore be piloted in a safe manner by a single pilot. Moreover, as the piloting device is, with respect to the original systems, independent and dissimilar in the technologies implemented or in the implementation in the aircraft, the piloting device cannot be impacted by a failure affecting these original systems. It is therefore ensured in particular that the positioning unit is able to produce positioning data of the aircraft even when the original positioning systems (for example the inertial units of the pre-existing aircraft) are faulty.

Le dispositif de pilotage selon l’invention met aussi en œuvre une fonction de goéorepérage, qui permet de produire une consigne de pilotage alternative permettant d’assurer que l’aéronef préexistant ne pénètre pas dans une zone interdite prédéfinie.The piloting device according to the invention also implements a geofencing function, which makes it possible to produce an alternative piloting instruction making it possible to ensure that the pre-existing aircraft does not enter a predefined prohibited zone.

Le dispositif de pilotage alternatif peut être intégré dans l’aéronef préexistant sans modification des systèmes d’origine. Il n’est donc pas nécessaire d’effectuer à nouveau les activités de certification des systèmes d’origine, ce qui réduit le coût de l’intégration. De plus, le principe d’intégration proposé repose sur le principe de la ségrégation des nouvelles fonctions via un dispositif d’interface à haute intégrité.The alternative piloting device can be integrated into the pre-existing aircraft without modifying the original systems. It is therefore not necessary to perform the certification activities of the original systems again, which reduces the cost of integration. Moreover, the proposed integration principle is based on the principle of the segregation of new functions via a high integrity interface device.

On propose aussi un aéronef comprenant un dispositif de pilotage tel que celui qui vient d’être décrit.An aircraft comprising a piloting device such as that which has just been described is also proposed.

L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d’un mode de mise en œuvre particulier non limitatif de l’invention.The invention will be better understood in the light of the following description of a particular non-limiting mode of implementation of the invention.

Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :Reference will be made to the attached drawings, among which:

la figure 1 représente un système de pilotage alternatif, ainsi qu’une pluralité de systèmes d’origine d’un aéronef préexistant ; FIG. 1 represents an alternative piloting system, as well as a plurality of original systems of a pre-existing aircraft;

la figure 2 représente le dispositif de pilotage selon l’invention, un dispositif d’acquisition et d’analyse et un dispositif d’interface qui appartiennent au système de pilotage alternatif, ainsi que des commandes pilote et des calculateurs qui appartiennent aux systèmes d’origine ; FIG. 2 represents the piloting device according to the invention, an acquisition and analysis device and an interface device which belong to the alternative piloting system, as well as pilot controls and computers which belong to the systems of origin;

la figure 3 représente le dispositif de pilotage selon l’invention, le dispositif d’acquisition et d’analyse, le dispositif d’interface et un bus principal ; FIG. 3 represents the control device according to the invention, the acquisition and analysis device, the interface device and a main bus;

la figure 4 représente des fonctions mises en œuvre par le dispositif d’acquisition et d’analyse ; FIG. 4 represents functions implemented by the acquisition and analysis device;

la figure 5 représente des séquences d’actions mises en œuvre au cours d’un décollage par le pilote à bord et par un copilote virtuel ; FIG. 5 represents sequences of actions implemented during takeoff by the pilot on board and by a virtual copilot;

la figure 6 représente le fonctionnement du dispositif d’acquisition et d’analyse au cours de la mise en œuvre des séquences d’actions de la figure 5. FIG. 6 represents the operation of the acquisition and analysis device during the implementation of the action sequences of FIG. 5.

En référence à la figure 1, un système de pilotage alternatif 1 est destiné à être intégré dans un aéronef préexistant. Par « aéronef préexistant », on entend que, lorsque l’aéronef a été conçu, il n’était pas prévu d’équiper celui-ci du système de pilotage alternatif 1. En d’autres termes, l’aéronef, au moment de sa conception, ne comporte pas d’interfaces particulières destinées à l’intégration du système de pilotage alternatif.Referring to Figure 1, an alternative piloting system 1 is intended to be integrated into a pre-existing aircraft. By “pre-existing aircraft”, it is meant that, when the aircraft was designed, it was not planned to equip it with the alternative piloting system 1. In other words, the aircraft, at the time of its design does not include any particular interfaces intended for the integration of the alternative control system.

L’aéronef est un avion de ligne qui est destiné à être converti en un avion-cargo susceptible d’être piloté par un unique pilote. Le système de pilotage alternatif 1 est intégré dans l’avion pour que celui-ci puisse être piloté par cet unique pilote tout en étant conforme aux exigences de sécurité et de sûreté applicables à un avion-cargo classique piloté par plusieurs pilotes.The aircraft is an airliner which is intended to be converted into a cargo aircraft capable of being piloted by a single pilot. The alternative piloting system 1 is integrated into the airplane so that it can be piloted by this single pilot while complying with the safety and security requirements applicable to a conventional cargo plane piloted by several pilots.

L’avion comprend un certain nombre de systèmes d’origine, c’est à dire de systèmes présents au moment de la conception de l’avion.The aircraft includes a certain number of original systems, i.e. systems present at the time of the design of the aircraft.

Parmi ces systèmes d’origine, on trouve un système de commandes de vol 2, un système de train d’atterrissage 3, un système d’éclairage 4, un système de communication 5, un système de pilotage automatique 6, un système de navigation 7. Le système de train d’atterrissage 3 comprend un système de commande de l’orientation d’au moins un atterrisseur du train d’atterrissage, permettant de commander la direction de l’avion lorsqu’il se déplace au sol, ainsi qu’un système de freinage.Among these original systems are a flight control system 2, a landing gear system 3, a lighting system 4, a communication system 5, an autopilot system 6, a navigation system 7. The landing gear system 3 comprises a system for controlling the orientation of at least one undercarriage of the landing gear, making it possible to control the direction of the airplane when it is moving on the ground, as well as a braking system.

Les systèmes d’origine comprennent bien évidemment d’autres systèmes qui ne sont pas évoqués ici.The original systems obviously include other systems that are not mentioned here.

Tous les systèmes d’origine comprennent des équipements qui sont possiblement redondés voire tripliqués.All original systems include equipment that is possibly redundant or even triplicated.

Le système de commandes de vol 2 comprend des commandes pilote, positionnées dans le cockpit et pouvant être actionnées par le pilote, et comportant une manette des gaz 21, des palonniers 8, un volant de commande de compensateur 9, des manches 17 de type SSU (pourSide -Stick Unit, ou mini-manche actif).The flight control system 2 comprises pilot controls, positioned in the cockpit and operable by the pilot, and comprising a throttle 21, rudder pedals 8, a trim control wheel 9, sticks 17 of the SSU type (for Side -Stick Unit , or active side-stick).

Le système de commande de vol 2 comprend de plus des calculateurs de commandes de vol comprenant un ou des calculateurs ELAC 10 (pourElevator Aileron Computer), un ou des calculateurs SEC 11 (pourSpoiler Elevator Computer), un ou des calculateurs FAC 12 (pourForward Air Controller), un ou des calculateurs SFCC 13 (pourSlat Flap Control Computer) et un ou des calculateurs THS 14 (pourTrimmable Horizontal Stabilizer).The flight control system 2 further comprises flight control computers comprising one or more ELAC 10 computers (for Elevator Aileron Computer ), one or more SEC 11 computers (for Spoiler Elevator Computer ), one or more FAC 12 computers (for for Forward Air Controller ), one or more SFCC 13 computers (for Slat Flap Control Computer ) and one or more THS 14 computers (for Trimmable Horizontal Stabilizer ).

Le système de train d’atterrissage 3 comporte une unité de contrôle BSCU 15 (pourBraking and Steering Control Unit).The landing gear system 3 comprises a control unit BSCU 15 (for Braking and Steering Control Unit ).

Le système d’éclairage 4 comporte des phares 16 et des moyens de commande des phares.The lighting system 4 comprises headlights 16 and headlight control means.

Le système de communication 5 comporte des moyens de communication dans la bande VHF 18 (pourVery High Frequency), des moyens de communication dans la bande HF 19 (pourHigh Frequency), ainsi que des moyens de communication par satellite 20 (SATCOM).The communication system 5 comprises means of communication in the VHF band 18 (for Very High Frequency ), means of communication in the HF band 19 (for High Frequency ), as well as means of communication by satellite 20 ( SATCOM ).

Le système de pilotage automatique 6 comporte un ou des calculateurs FMGC 22 (pourFlight Management Guidance Computer) et un ou des calculateurs FADEC 23 (pourFull Authority Digital Engine Control).The automatic piloting system 6 comprises one or more computers FMGC 22 (for Flight Management Guidance Computer ) and one or more computers FADEC 23 (for Full Authority Digital Engine Control ).

Le système de navigation 7 comporte un système ADIRS 24 (pourAir Data Inertial Reference System).The navigation system 7 comprises an ADIRS 24 system (for Air Data Inertial Reference System ).

Le système de pilotage alternatif 1 coopère avec ces systèmes d’origine et avec l’avionique d’origine, mais est complètement séparé, distinct de ces systèmes d’origine et de l’avionique d’origine.Alternate Pilot System 1 cooperates with these original systems and with the original avionics, but is completely separate, distinct from these original systems and the original avionics.

Par « distinct », on entend que les systèmes d’origine et l’avionique d’origine, d’une part, et le système de pilotage alternatif 1, d’autre part, ne comprennent aucun équipement en commun.By “separate”, it is meant that the original systems and the original avionics, on the one hand, and the alternative piloting system 1, on the other hand, do not include any equipment in common.

La séparation est mécanique, logicielle et matérielle. Ainsi, une panne ou une défaillance (provoquées par exemple par unhacking) du système de pilotage alternatif 1 n’ont pas d’impact significatif sur les systèmes d’origine et sur l’avionique d’origine.The separation is mechanical, software and hardware. Thus, a breakdown or failure (caused for example by hacking ) of the alternative piloting system 1 does not have a significant impact on the original systems and on the original avionics.

Le système de pilotage alternatif 1 comporte une pluralité de dispositifs et un bus principal 25, qui est ici un bus de données ARINC 664, sur lequel peuvent circuler des commandes et des données.The alternative piloting system 1 comprises a plurality of devices and a main bus 25, which here is an ARINC 664 data bus, on which commands and data can circulate.

Les différents dispositifs du système de pilotage alternatif 1 communiquent entre eux via le bus principal 25. Tous les dispositifs du système de pilotage alternatif 1 sont équipés de moyens de protection adaptés (firewall, contrôle virus, etc.) permettant de sécuriser ces communications.The different devices of the alternative control system 1 communicate with each other via the main bus 25. All the devices of the alternative control system 1 are equipped with suitable protection means ( firewall , virus control, etc.) making it possible to secure these communications.

Les dispositifs du système de pilotage alternatif 1 comportent tout d’abord un dispositif de pilotage selon l’invention 26. Le dispositif de pilotage selon l’invention 26 est uniquement connecté au bus principal 25. Le dispositif de pilotage selon l’invention 26 est ainsi totalement indépendant des systèmes d’origine de l’avion. Le dispositif de pilotage selon l’invention 26 est uniquement connecté au dispositif d’interface 34 qui sera décrit plus bas, et est donc presque complètement autonome.The devices of the alternative control system 1 first of all comprise a control device according to the invention 26. The control device according to the invention 26 is only connected to the main bus 25. The control device according to the invention 26 is thus completely independent of the aircraft's original systems. The control device according to the invention 26 is only connected to the interface device 34 which will be described below, and is therefore almost completely autonomous.

Le dispositif de pilotage 26 comprend une unité de positionnement 27 et une unité de commande 28 (ou FSS, pourFlight Stability System).The piloting device 26 comprises a positioning unit 27 and a control unit 28 (or FSS, for Flight Stability System ).

L’unité de positionnement 27 comporte une unité de mesures inertielles, un dispositif de positionnement par satellite (ou GNSS, pourGlobal Navigation Satellite System) comprenant une ou plusieurs antennes, et une centrale anémobarométrique.The positioning unit 27 includes an inertial measurement unit, a satellite positioning device (or GNSS, for Global Navigation Satellite System ) comprising one or more antennas, and an anemobarometric unit.

L’unité de positionnement 27 produit des données de positionnement de l’avion. Les données de positionnement comprennent des données de localisation et des données d’orientation de l’avion.The positioning unit 27 produces aircraft positioning data. The positioning data includes location data and aircraft orientation data.

L’unité de positionnement 27 est indépendante et autonome par rapport aux équipements de positionnement d’origine de l’avion, et est différente dans sa conception. On introduit ainsi une dissimilarité entre l’unité de positionnement 27 et les équipements de positionnement d’origine de l’avion, ce qui permet notamment d’éviter qu’une panne de mode commun n’entraîne une défaillance simultanée des équipements de positionnement d’origine de l’avion et de l’unité de positionnement 27.The positioning unit 27 is independent and autonomous with respect to the original positioning equipment of the aircraft, and is different in its design. A dissimilarity is thus introduced between the positioning unit 27 and the original positioning equipment of the aircraft, which makes it possible in particular to prevent a common mode failure from causing a simultaneous failure of the positioning equipment of origin of the aircraft and the positioning unit 27.

L’unité de commande 28 est un calculateur de commande de vol développé selon un niveau de DAL A (DAL pourDevelopment Assurance Level).The control unit 28 is a flight control computer developed according to a level of DAL A (DAL for Development Assurance Level ).

L’unité de commande 28 comprend deux voies de calcul dissimilaires 28a, 28b. On évite ainsi qu’une panne de mode commun n’entraîne une défaillance simultanée des deux voies de calcul 28a, 28b et donc de l’unité de commande 28.The control unit 28 comprises two dissimilar calculation channels 28a, 28b. This prevents a common mode failure from causing a simultaneous failure of the two calculation channels 28a, 28b and therefore of the control unit 28.

Chaque voie de calcul 28a, 28b présente une architecture de type COM/MON et comprend un module de commande et un module de surveillance.Each calculation channel 28a, 28b has a COM/MON type architecture and includes a command module and a monitoring module.

L’unité de commande 28 permet d’assurer le pilotage durant les phases de taxiage, de décollage, de croisière et d’atterrissage lorsque l’avion est piloté par un seul pilote.The control unit 28 ensures piloting during the taxiing, takeoff, cruising and landing phases when the airplane is piloted by a single pilot.

L’unité de commande 28 est ainsi agencée pour produire une consigne de pilotage alternative de l’avion.The control unit 28 is thus arranged to produce an alternative piloting instruction for the aircraft.

Cette consigne de pilotage alternative est utilisée pour piloter l’avion lorsque l’avion se trouve dans une situation d’urgence appartenant à une liste prédéfinie de situations d’urgence. La liste prédéfinie de situations d’urgence comprend une panne quelconque survenant sur l’avion, une panne du système de pilotage automatique 6 de l’avion, une défaillance du pilote de l’avion, une situation dans laquelle l’avion se dirige vers une zone interdite prédéfinie, une perte de communication avec la station au sol lorsque l’avion est piloté par un copilote au sol présent dans une station au sol.This alternative piloting instruction is used to pilot the airplane when the airplane is in an emergency situation belonging to a predefined list of emergency situations. The predefined list of emergency situations includes any failure occurring on the aircraft, failure of the aircraft's autopilot system 6, failure of the aircraft pilot, a situation in which the aircraft is heading towards a predefined prohibited zone, a loss of communication with the ground station when the aircraft is piloted by a co-pilot on the ground present in a ground station.

En particulier, l’unité de commande 28 héberge des lois de pilotage de secours, qui sont mises en œuvre en cas de panne du système de pilotage automatique de l’avion. Les lois de pilotage de secours permettent de stabiliser l’avion et de maintenir sa vitesse.In particular, the control unit 28 hosts emergency piloting laws, which are implemented in the event of failure of the automatic piloting system of the aircraft. The emergency piloting laws make it possible to stabilize the aircraft and maintain its speed.

L’unité de commande 28 héberge aussi des lois de pilotage en mode dégradé.The control unit 28 also hosts control laws in degraded mode.

Parmi les lois de pilotage en mode dégradé, on trouve une loi qui permet de pallier une défaillance du pilote au cours du décollage de l’avion. La défaillance du pilote résulte par exemple d’une mort brusque du pilote ou bien d’une incapacité physique ou psychologique de nature quelconque se produisant au cours du vol.Among the piloting laws in degraded mode, there is a law that makes it possible to compensate for a failure of the pilot during takeoff of the aircraft. The failure of the pilot results for example from a sudden death of the pilot or from a physical or psychological incapacity of any kind occurring during the flight.

Lors du décollage de l’avion, si le pilote est défaillant, il est encore possible d’interrompre le décollage tant que la vitesse de l’avion est inférieure à une vitesse déterminée V1. Lorsque la vitesse de l’avion dépasse la vitesse déterminée V1, le décollage ne peut plus être interrompu car le freinage au sol de l’avion à vitesse élevée est trop risqué, et il est alors obligatoire de faire décoller l’avion.During takeoff of the aircraft, if the pilot fails, it is still possible to abort the takeoff as long as the speed of the aircraft is below a determined speed V1. When the speed of the airplane exceeds the determined speed V1, takeoff can no longer be aborted because braking the airplane on the ground at high speed is too risky, and it is then mandatory to take off the airplane.

Entre le moment où l’avion dépasse la vitesse déterminée V1 et le moment où l’avion dépasse une altitude déterminée, par exemple égale à 200 pieds, c’est le pilote qui, normalement, pilote l’avion en mode manuel : le système de pilotage automatique 6 n’est pas utilisé au cours de cette phase particulière.Between the moment when the airplane exceeds the determined speed V1 and the moment when the airplane exceeds a determined altitude, for example equal to 200 feet, it is the pilot who normally pilots the airplane in manual mode: the system autopilot 6 is not used during this particular phase.

Ainsi, lorsqu’une défaillance du pilote est détectée au cours de cette période qui dure quelques secondes, typiquement six secondes, c’est le système de pilotage alternatif 1 qui prend le relais du pilote et qui gère le décollage. Puis, le système de pilotage automatique 6 prend le relais du système de pilotage alternatif 1.Thus, when a pilot failure is detected during this period which lasts a few seconds, typically six seconds, it is the alternative piloting system 1 which takes over from the pilot and which manages the takeoff. Then, the automatic pilot system 6 takes over from the alternative pilot system 1.

En cas de défaillance du pilote, l’unité de commande 28 héberge aussi des plans de vol de secours. Ainsi, si le pilote est défaillant, le système de pilotage alternatif 1 dirige l’avion vers un aéroport où il peut se poser.In the event of pilot failure, the control unit 28 also houses backup flight plans. Thus, if the pilot fails, the alternative piloting system 1 directs the airplane to an airport where it can land.

L’unité de commande 28 peut aussi produire la consigne de pilotage alternative de manière à éviter que l’avion ne pénètre dans des zones interdites prédéfinies. Les coordonnées géographiques des zones interdites prédéfinies sont stockées dans l’unité de commande 28.The control unit 28 can also produce the alternative piloting instruction so as to prevent the aircraft from entering predefined prohibited zones. The geographical coordinates of the predefined prohibited areas are stored in the control unit 28.

La consigne de pilotage alternative permet de conférer à l’avion une trajectoire ne conduisant plus à une entrée de l’avion dans les zones interdites prédéfinies. Une zone interdite prédéfinie est par exemple une zone comprenant des infrastructures particulières (par exemple une centrale nucléaire), une zone avec une forte densité de population, etc.The alternative piloting instruction makes it possible to give the aircraft a trajectory no longer leading to entry of the aircraft into the predefined prohibited zones. A predefined prohibited area is for example an area comprising particular infrastructures (for example a nuclear power plant), an area with a high population density, etc.

L’unité de commande 28 calcule en permanence la trajectoire future de l’avion en utilisant les données de positionnement produites par l’unité de positionnement 27, et estime si la trajectoire future interfère avec une zone interdite prédéfinie. Dans le cas où le pilote se dirige vers une zone interdite prédéfinie, soit parce qu’il est défaillant, soit dans le but de faire s’écraser l’avion volontairement, la consigne de pilotage alternative produite par le système de pilotage alternatif 1 est utilisée pour piloter l’avion et pour empêcher celui-ci de pénétrer dans la zone interdite prédéfinie. On met ainsi un œuvre une fonction de géorepérage (ougeofencing) : on surveille la position de l’avion en temps réel et, si celui-ci se dirige vers une zone interdite prédéfinie, on agit activement sur sa trajectoire pour éviter que l’avion ne pénètre dans la zone interdite prédéfinie.The control unit 28 continuously calculates the future trajectory of the airplane using the positioning data produced by the positioning unit 27, and estimates whether the future trajectory interferes with a predefined forbidden zone. In the case where the pilot is heading towards a predefined prohibited zone, either because he is faulty, or with the aim of causing the airplane to crash voluntarily, the alternative piloting setpoint produced by the alternative piloting system 1 is used to fly the aircraft and to prevent it from entering the predefined prohibited area. We thus implement a geofencing function (or geofencing ): we monitor the position of the plane in real time and, if it is heading towards a predefined forbidden zone, we act actively on its trajectory to prevent the aircraft enters the predefined prohibited area.

Il existe des situations catastrophiques, dans lesquelles les capacités de manœuvrabilité de l’avion sont fortement limitées sans être totalement nulles, et dans lesquelles le crash de l’avion est inévitable.There are catastrophic situations, in which the maneuverability capabilities of the aircraft are severely limited without being completely zero, and in which the crash of the aircraft is inevitable.

Un premier exemple d’une telle situation catastrophique est une situation dans laquelle les deux moteurs de l’avion ne sont plus fonctionnels et dans laquelle aucun terrain d’atterrissage n’est atteignable par l’avion sans ses moteurs. Un deuxième exemple est une situation dans laquelle une incapacité du pilote à bord survient alors que l’avion subit une panne critique. Un troisième exemple est une situation dans laquelle l’avion ne peut plus être piloté depuis l’avion lui-même et dans laquelle toutes les liaisons de télé-pilotage sont perdues. Un quatrième exemple est une situation dans laquelle un pilote à bord malveillant souhaite faire s’écraser l’avion.A first example of such a catastrophic situation is a situation in which the two engines of the aircraft are no longer functional and in which no landing field is reachable by the aircraft without its engines. A second example is a situation where an incapacitation of the pilot on board occurs while the aircraft experiences a critical failure. A third example is a situation where the aircraft can no longer be flown from the aircraft itself and all remote pilot links are lost. A fourth example is a situation where a malevolent pilot on board wishes to crash the plane.

Dans ce type de situation catastrophique, il est prioritaire de limiter les conséquences du crash de l’avion et de réduire autant que possible les dégâts collatéraux du crash.In this type of catastrophic situation, it is a priority to limit the consequences of the plane crash and to reduce the collateral damage of the crash as much as possible.

Le dispositif de pilotage 26 génère alors une consigne de crash contrôlé visant à limiter les conséquences du crash.The control device 26 then generates a controlled crash instruction aimed at limiting the consequences of the crash.

Le dispositif de pilotage 26 détermine tout d’abord une zone de crash optimisée qui dépend de la position de l’avion. La consigne de crash contrôlé va faire s’écraser l’avion dans la zone de crash optimisée.The piloting device 26 first determines an optimized crash zone which depends on the position of the aircraft. The controlled crash instruction will cause the aircraft to crash into the optimized crash zone.

Le dispositif de pilotage 26 utilise pour cela des bases de données cartographiques. Les bases de données cartographiques sont stockées dans le dispositif de pilotage 26. Les bases de données cartographiques permettent d’identifier localement les zones les moins habitées et les surfaces les plus appropriées pour un crash. Les bases de données cartographiques comprennent notamment la position des champs par rapport à celles des villages, la position des lacs, des forêts, des réserves naturelles, etc.The control device 26 uses cartographic databases for this purpose. The cartographic databases are stored in the control device 26. The cartographic databases make it possible to locally identify the least inhabited zones and the most appropriate surfaces for a crash. Cartographic databases include the position of fields in relation to those of villages, the position of lakes, forests, nature reserves, etc.

Des cartes de densité de population sont aussi stockées dans le dispositif de pilotage 26.Population density maps are also stored in the control device 26.

Des informations relatives à la fois aux lieux et aux saisons sont aussi prises en compte, par exemple le risque d’incendie dans certaines régions en été.Information relating to both location and season is also taken into account, for example the risk of fire in certain regions in summer.

Le dispositif de pilotage 26 stocke aussi des résultats de mesures de densités de téléphones mobiles, permettant de détecter des rassemblements de personnes non référencés : fêtes de village, festival dans un champ, etc.The control device 26 also stores the results of mobile phone density measurements, making it possible to detect unreferenced gatherings of people: village festivals, festival in a field, etc.

Le dispositif de pilotage 26 évalue aussi certaines caractéristiques de l’avion, parmi lesquelles la précision de sa navigation ainsi que les capacités de manœuvrabilité de l’avion, qui dépendent de la situation catastrophique dans laquelle se trouve l’avion.The piloting device 26 also evaluates certain characteristics of the aeroplane, among which the precision of its navigation as well as the maneuverability capacities of the aeroplane, which depend on the catastrophic situation in which the airplane finds itself.

Le dispositif de pilotage 26 croise alors toutes ou certaines de ces informations les unes avec les autres pour définir la zone de crash optimisée.The control device 26 then crosses all or some of this information with each other to define the optimized crash zone.

Puis, le dispositif de pilotage 26 définit une trajectoire optimisée permettant d’assurer que l’avion atteigne et s’écrase dans la zone de crash optimisée. La trajectoire optimisée est définie par des paramètres comprenant par exemple un cap, une vitesse, une pente.Then, the piloting device 26 defines an optimized trajectory making it possible to ensure that the aircraft reaches and crashes in the optimized crash zone. The optimized trajectory is defined by parameters comprising for example a heading, a speed, a slope.

L’unité de commande 28 met ainsi en œuvre des lois de guidage en crash contrôlé ainsi qu’un algorithme de détection de perte de la fonction de géorepérage.The control unit 28 thus implements guidance laws in controlled crash as well as an algorithm for detecting the loss of the geofencing function.

Le système de pilotage alternatif 1 comporte aussi un dispositif d’acquisition et d’analyse 30. Le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 est connecté au bus principal 25, mais aussi au système de commandes de vol 2, au système de train d’atterrissage 3, au système d’éclairage 4, au système de communication 5, et au système de pilotage automatique 6, via des bus secondaires 31 qui sont ici des bus A429.The alternative piloting system 1 also includes an acquisition and analysis device 30. The acquisition and analysis device 30 is connected to the main bus 25, but also to the flight control system 2, to the undercarriage system landing 3, to the lighting system 4, to the communication system 5, and to the automatic pilot system 6, via secondary buses 31 which here are A429 buses.

Le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 comporte des moyens d’acquisition 32 et des moyens d’analyse 33.The acquisition and analysis device 30 comprises acquisition means 32 and analysis means 33.

Les moyens d’acquisition 32 comprennent une pluralité d’interfaces avec les systèmes d’origine et une pluralité d’interfaces avec le bus principal 25.The acquisition means 32 comprise a plurality of interfaces with the original systems and a plurality of interfaces with the main bus 25.

Les moyens d’acquisition 32 acquièrent des paramètres comprenant des données produites par les systèmes d’origine de l’avion ainsi que les données de positionnement et la consigne de pilotage alternative produites par le dispositif de pilotage 26.The acquisition means 32 acquire parameters comprising data produced by the aircraft's original systems as well as the positioning data and the alternative piloting instruction produced by the piloting device 26.

Les données produites par les systèmes d’origine de l’avion et acquises par les moyens d’acquisition 32 comprennent des données de position de l’avion, des données d’attitudes, des paramètres produits par le système de pilotage automatique 6, des paramètres produits par le système de commandes de vol 2, des paramètres moteurs, des données de navigation, des données de pannes, etc.The data produced by the aircraft's original systems and acquired by the acquisition means 32 comprise aircraft position data, attitude data, parameters produced by the automatic pilot system 6, parameters produced by the flight control system 2, engine parameters, navigation data, fault data, etc.

Les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 réalisent des traitements et des analyses sur l’ensemble de ces paramètres. Les moyens d’analyse 33 détectent d’éventuelles incohérences entre ces paramètres.The analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30 perform processing and analyzes on all of these parameters. The analysis means 33 detect any inconsistencies between these parameters.

Les moyens d’analyse 33 traitent les paramètres pour les transformer en paramètres avion (tri, mise en forme, etc.) pouvant être transmis au reste du système de pilotage alternatif 1, au sol, etc.The analysis means 33 process the parameters to transform them into aircraft parameters (sorting, shaping, etc.) that can be transmitted to the rest of the alternative piloting system 1, on the ground, etc.

Les moyens d’analyse 33 hébergent également des machines d’état qui permettent de supporter le pilote (vérifications croisées, actions complémentaires pilote), mais aussi de déclencher des procédures d’urgence, ou bien d’autoriser la prise en compte des commandes issues du dispositif de pilotage 26. Ces machines d’état seront décrites plus bas plus en détail.The analysis means 33 also host state machines which make it possible to support the pilot (cross-checks, additional pilot actions), but also to trigger emergency procedures, or else to authorize the taking into account of the commands issued of the control device 26. These state machines will be described in more detail below.

Le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 décide, à partir de toutes ces données, à partir de la consigne de pilotage alternative, et à partir des résultats de ses traitements et analyses, si la consigne de pilotage alternative doit être utilisée ou non pour piloter l’avion.The acquisition and analysis device 30 decides, on the basis of all these data, on the basis of the alternative control setpoint, and on the basis of the results of its processing and analyses, whether the alternative control setpoint must be used or not. to fly the plane.

Un premier exemple d’analyse a déjà été évoqué plus tôt dans cette description. Au moment du décollage de l’avion, il existe une courte période au cours de laquelle l’avion est normalement piloté manuellement par le pilote. Si une défaillance du pilote est détectée, les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 décident que la consigne de pilotage alternative produite par le système de pilotage alternatif 1 doit être utilisée pour piloter l’aéronef. Puis, suite à cette courte période, les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 décident que la consigne de pilotage alternative ne doit plus être utilisée pour piloter l’avion. Le système de pilotage automatique 6 prend ainsi le relais du système de pilotage alternatif 1 pour poser l’avion en toute sécurité.A first example of analysis has already been mentioned earlier in this description. When the aircraft takes off, there is a short period during which the aircraft is normally flown manually by the pilot. If a pilot failure is detected, the analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30 decide that the alternative piloting instruction produced by the alternative piloting system 1 must be used to pilot the aircraft. Then, following this short period, the analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30 decide that the alternative piloting instruction should no longer be used to pilot the aircraft. The automatic pilot system 6 thus takes over from the alternative pilot system 1 to land the airplane in complete safety.

Un deuxième exemple de sélection de la consigne prioritaire est le suivant.A second example of selection of the priority setpoint is as follows.

Si une consigne de pilotage manuelle, produite par le pilote, tend à diriger l’aéronef vers une zone interdite prédéfinie, les moyens d’analyse du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 décident que la consigne de pilotage alternative produite par le système de pilotage alternatif 1 est utilisée pour piloter l’avion. L’avion effectue alors une manœuvre lui permettant de ne pas pénétrer dans la zone interdite.If a manual piloting instruction, produced by the pilot, tends to direct the aircraft towards a predefined forbidden zone, the analysis means of the acquisition and analysis device 30 decide that the alternative piloting instruction produced by the system Alternate Pilot 1 is used to fly the aircraft. The aircraft then performs a maneuver allowing it not to enter the prohibited zone.

Puis, suite à cette manœuvre, les moyens d’analyse 33 décident que la consigne de pilotage alternative ne doit plus être utilisée pour piloter l’avion : le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 redonne la main au système de pilotage automatique 6 après que le système de pilotage alternatif 1 ait réalisé la manœuvre.Then, following this manoeuvre, the analysis means 33 decide that the alternative piloting instruction should no longer be used to pilot the aircraft: the acquisition and analysis device 30 gives control back to the automatic pilot system 6 after the alternative piloting system 1 has performed the maneuver.

Un troisième exemple de sélection de la consigne prioritaire est le suivant.A third example of selection of the priority setpoint is as follows.

Grâce aux analyses des paramètres avion (et par exemple aux analyses des consignes moteur et des consignes gouverne), le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 est aussi capable de détecter une situation de panne impactant l’avion. Si l’avion est piloté par le système de pilotage automatique 6 et que cette panne est susceptible d’impacter le système de pilotage automatique 6, le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 décide que la consigne de pilotage alternative doit être utilisée pour piloter l’avion et engage un mode de pilotage de secours.Thanks to the analyzes of the aircraft parameters (and for example to the analyzes of the engine instructions and the steering instructions), the acquisition and analysis device 30 is also capable of detecting a failure situation impacting the aircraft. If the airplane is piloted by the autopilot system 6 and this failure is likely to impact the autopilot system 6, the acquisition and analysis device 30 decides that the alternative pilot instruction must be used to pilot the aircraft and engages an emergency pilot mode.

Le système de pilotage alternatif 1 comporte de plus un dispositif d’interface 34 comprenant deux unités d’interface 34a, 34b redondées.The alternative control system 1 further includes an interface device 34 comprising two redundant interface units 34a, 34b.

Le dispositif d’interface 34 est connecté au bus principal 25, mais aussi au système de commandes de vol 2, au système de train d’atterrissage 3, au système d’éclairage 4, au système de communication 5 et au système de pilotage automatique 6, via des bus secondaires 35 qui sont ici des bus A429.The interface device 34 is connected to the main bus 25, but also to the flight control system 2, to the landing gear system 3, to the lighting system 4, to the communication system 5 and to the automatic pilot system 6, via secondary buses 35 which here are A429 buses.

Le dispositif d’interface 34 comprend des moyens d’aiguillage comprenant un système de relais à très haute intégrité.The interface device 34 comprises routing means comprising a very high integrity relay system.

Les relais sont pilotés par les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30. Lorsque les moyens d’analyse 33 décident que la consigne de pilotage alternative doit être utilisée pour piloter l’avion, les moyens d’analyse 33 commandent les relais pour que ceux-ci relient une sortie du dispositif de pilotage 26 au système de commande de vol 2.The relays are controlled by the analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30. When the analysis means 33 decide that the alternative piloting instruction must be used to pilot the aircraft, the analysis means 33 control the relays so that these connect an output of the piloting device 26 to the flight control system 2.

Le dispositif d’interface 34 applique ainsi la consigne de pilotage alternative produite par le dispositif de pilotage 26 lorsque le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 décide que la consigne de pilotage alternative doit être utilisée.The interface device 34 thus applies the alternative control setpoint produced by the control device 26 when the acquisition and analysis device 30 decides that the alternative control setpoint must be used.

Le dispositif d’interface 34 réalise l’interface physique en activation des commandes avion et émule les commandes avion : commandes de vol, trains, volets,breakers, etc…Le système de pilotage alternatif 1 comporte de plus un dispositif de communication 37 qui comprend un module SDM 38 (pourSecured Data Module), un module ADT 39 (pourAir Data Terminal) et un module C2link 40.The interface device 34 performs the physical interface in activation of the aircraft controls and emulates the aircraft controls: flight controls, gears, flaps, breakers , etc. The alternative piloting system 1 further comprises a communication device 37 which comprises an SDM 38 module (for Secured Data Module ), an ADT 39 module (for Air Data Terminal ) and a C2link 40 module.

Ces modules forment des moyens d’interface avec un système de télépilotage, des moyens de communication avec contrôle à distance, ainsi que des moyens de sécurisation des données permettant d’assurer l’intégrité des informations enregistrées. L’intégrité repose notamment sur la sécurisation des données enregistrée et des commandes suivant les principes mis en œuvre dans unSafety Checker.These modules form means of interface with a remote control system, means of communication with remote control, as well as means of securing data making it possible to ensure the integrity of the information recorded. Integrity is based in particular on the securing of recorded data and commands according to the principles implemented in a Safety Checker .

Le dispositif de communication 37 est connecté au bus principal 25 via le module ADT 39, mais aussi au système de communication 5 via des bus secondaires 41 qui sont ici des bus A429. Le dispositif de communication 37 est connecté au dispositif d’acquisition et d’analyse 30 par un lien série.The communication device 37 is connected to the main bus 25 via the ADT module 39, but also to the communication system 5 via secondary buses 41 which here are A429 buses. The communication device 37 is connected to the acquisition and analysis device 30 by a serial link.

Le dispositif de communication 37 permet d’effectuer une opération à distance (de typeRemotely Control l ed) sur l’avion. Le dispositif de communication 37 permet en particulier d’établir une communication avec le sol, de sorte que le système de pilotage alternatif 1 puisse être commandé depuis le sol. Ainsi, en cas de défaillance du pilote par exemple, les communications radio et la commande des trajectoires de l’avion peuvent être gérées depuis le sol.The communication device 37 makes it possible to perform a remote operation (of the Remotely Controlled type ) on the aircraft. The communication device 37 makes it possible in particular to establish communication with the ground, so that the alternative piloting system 1 can be controlled from the ground. Thus, in the event of failure of the pilot for example, the radio communications and the control of the trajectories of the airplane can be managed from the ground.

Les communications mises en œuvre par le dispositif de communication 37 entre l’avion et le sol peuvent être réalisées via des liaisons radio directes (line of sight) ou bien satellite, ou encore à l'aide d'infrastructure de radiocommunication sol (par exemple via des réseaux de téléphonie mobile de type 4G ou 5G).The communications implemented by the communication device 37 between the aircraft and the ground can be carried out via direct radio links ( line of sight ) or else satellite, or even using ground radiocommunication infrastructure (for example via 4G or 5G type mobile telephone networks).

Le système de pilotage alternatif 1 comporte aussi un dispositif de commande de taxiage 45 qui comprend un module TAS 46 (pourTaxi Assistance System), un dispositif de guidage 47 pouvant utiliser une ou des caméras et effectuer des traitements d’image, et un dispositif d’anticollision 48 mettant en œuvre par exemple un radar mais aussi, potentiellement, un dispositif d’imagerie par caméras (jour, LWIR).The alternative piloting system 1 also includes a taxiing control device 45 which includes a TAS module 46 (for Taxi Assistance System ), a guidance device 47 able to use one or more cameras and perform image processing, and a device anti-collision 48 implementing for example a radar but also, potentially, a camera imaging device (day, LWIR).

Le dispositif de commande de taxiage 45 est connecté uniquement au bus principal 25.The taxiage control device 45 is connected only to the main bus 25.

Le dispositif de commande de taxiage 45 est apte à produire une consigne de pilotage de l’avion au sol. Le dispositif de commande de taxiage 45 est apte à assurer le freinage de l’avion en cas d’incapacité du pilote avant que l’avion n’atteigne la vitesse déterminée V1 au décollage (voir plus tôt dans cette description), et permet aussi de maintenir l’axe de piste dans ces conditions. Le dispositif de commande de taxiage pourrait aussi réaliser le taxiage à la place du pilote.The taxiage control device 45 is capable of producing an instruction for piloting the aircraft on the ground. The taxiing control device 45 is capable of ensuring the braking of the aircraft in the event of the pilot's incapacitation before the aircraft reaches the determined speed V1 on takeoff (see earlier in this description), and also allows to maintain the runway axis under these conditions. The taxiing control device could also carry out the taxiing in place of the pilot.

Le système de pilotage alternatif 1 comporte de plus un dispositif d’alimentation 49 comprenant une alimentation sans interruption. Le dispositif d’alimentation 49 est un dispositif autonome et indépendant, qui alimente le système de pilotage alternatif 1 même en cas de panne impactant les systèmes de génération de puissance de l’avion. Le dispositif d’alimentation 49 est relié aux autres dispositifs du système de pilotage alternatif 1 par des bus de puissance indépendants.The alternative control system 1 further comprises a power supply device 49 comprising an uninterruptible power supply. The power supply device 49 is an autonomous and independent device, which supplies the alternative piloting system 1 even in the event of a breakdown impacting the power generation systems of the airplane. The power supply device 49 is connected to the other devices of the alternative control system 1 by independent power buses.

Le système de pilotage alternatif 1 comporte aussi un dispositif de surveillance de l’avion 50.The alternative piloting system 1 also includes an aircraft monitoring device 50.

Le dispositif de surveillance de l’avion 50 comprend un écran positionné dans le cockpit.The aircraft monitoring device 50 includes a screen positioned in the cockpit.

Le dispositif de surveillance de l’avion 50 est connecté au bus principal 25.The aircraft monitoring device 50 is connected to the main bus 25.

Le système de pilotage alternatif 1 comporte en outre un dispositif de surveillance du pilote 51. Le dispositif de surveillance du pilote 51 est utilisé pour détecter que l’avion se trouve dans la situation d’urgence correspondant à une défaillance du pilote.The alternative piloting system 1 further comprises a pilot monitoring device 51. The pilot monitoring device 51 is used to detect that the airplane is in the emergency situation corresponding to a failure of the pilot.

Le dispositif de surveillance du pilote 51 comprend une caméra qui acquiert des images du visage, et en particulier des yeux du pilote.The pilot monitoring device 51 comprises a camera which acquires images of the face, and in particular of the pilot's eyes.

Le dispositif de surveillance du pilote 51 comprend aussi un système de détection capable de détecter, en moins de 2 secondes, une incapacité pilote, grâce à des capteurs biométriques et des capteurs spécifiques. Le système de détection demande au pilote de réaliser une action continue et délibérée pendant la phase critique du décollage. Les capteurs spécifiques utilisés à cet effet par le système de détection peuvent être des poussoirs disposés sur le manche et la manette des gaz et devant être écrasés durant le décollage, ou bien des capteurs optiques permettant de vérifier que le pilote a bien les mains sur les commandes.The pilot monitoring device 51 also comprises a detection system capable of detecting, in less than 2 seconds, a pilot incapacity, thanks to biometric sensors and specific sensors. The detection system requires the pilot to perform a continuous and deliberate action during the critical phase of takeoff. The specific sensors used for this purpose by the detection system may be push-buttons placed on the stick and the throttle and which must be crushed during take-off, or optical sensors making it possible to check that the pilot has his hands on the orders.

Le dispositif de surveillance du pilote 51 est connecté au bus principal 25.The pilot monitoring device 51 is connected to the main bus 25.

Le système de pilotage alternatif 1 comporte aussi un dispositif de copilote virtuel 52. Le dispositif de copilote virtuel 52 a pour but d’anticiper des situations à risque et d’avertir le pilote dans le cas où de telles situations sont susceptibles de se produire. Le dispositif de copilote virtuel 52 a aussi (et surtout) pour but de procéder à des vérifications croisées entre des données et des actions critiques, et aussi de réaliser des tâches de façon automatique. Il dispose aussi d’une interface vocale avec le pilote, et d’une interface visuelle. Il génère également des messages audio. Il est composé d’une partie machine d’état, d’un module de traitement, et d’une partie d’Interface Homme-Machine (IHM).The alternative piloting system 1 also includes a virtual copilot device 52. The purpose of the virtual copilot device 52 is to anticipate risky situations and to warn the pilot in the event that such situations are likely to occur. The purpose of the virtual co-pilot device 52 is also (and above all) to carry out cross-checks between data and critical actions, and also to carry out tasks automatically. It also has a voice interface with the pilot, and a visual interface. It also generates audio messages. It is composed of a state machine part, a processing module, and a Human-Machine Interface (HMI) part.

Le dispositif de copilote virtuel 52 est connecté au bus principal 25.The virtual copilot device 52 is connected to the main bus 25.

On illustre, grâce aux figures 2 et 3, le fonctionnement du dispositif de pilotage selon l’invention 26, du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 et du dispositif d’interface 34.Figures 2 and 3 illustrate the operation of the control device according to the invention 26, of the acquisition and analysis device 30 and of the interface device 34.

En référence à la figure 2, comme on l’a vu, l’unité de commande 28 du dispositif de pilotage 26 comprend deux voies de calcul 28a, 28b qui chacune comprennent un module de commande 60 et un module de surveillance 61.With reference to FIG. 2, as we have seen, the control unit 28 of the control device 26 comprises two calculation channels 28a, 28b which each comprise a control module 60 and a monitoring module 61.

Des sorties de la voie de calcul 28a sont reliées à des entrées de l’unité d’interface 34a. Des sorties de la voie de calcul 28b sont reliées à des entrées de l’unité d’interface 34b.Outputs of calculation channel 28a are connected to inputs of interface unit 34a. Outputs of the calculation channel 28b are connected to inputs of the interface unit 34b.

Le premier manche 17a, le deuxième manche 17b, un palonnier 8 et une manette de gaz 21 sont reliés à des entrées de chacune des unités d’interface 34a, 34b.The first stick 17a, the second stick 17b, a pedal 8 and a throttle 21 are connected to inputs of each of the interface units 34a, 34b.

Des sorties de l’unité d’interface 34a sont reliées à des entrées d’un premier calculateur ELAC 10a et d’un calculateur FADEC 23. Des sorties de l’unité d’interface 34b sont reliées à des entrées d’un deuxième calculateur ELAC 10b, d’un premier calculateur THS 14a et d’un deuxième calculateur THS 14b.Outputs of interface unit 34a are connected to inputs of a first ELAC computer 10a and of a FADEC computer 23. Outputs of interface unit 34b are connected to inputs of a second computer ELAC 10b, a first THS computer 14a and a second THS computer 14b.

L’unité d’interface 34a comporte quatre ensembles de relais 62a, 62b, 62c, 62d comprenant chacun trois relais 63 distincts.The interface unit 34a comprises four sets of relays 62a, 62b, 62c, 62d each comprising three separate relays 63.

Trois sorties analogiques de la voie de calcul 28a sont chacune reliées à une première entrée d’un relais 63 distinct appartenant au premier ensemble de relais 62a. Trois sorties analogiques du premier manche 17a sont chacune reliées à une deuxième entrée d’un relais 63 distinct appartenant au premier ensemble de relais 62a. Les sorties des trois relais 63 du premier ensemble de relais 62a sont reliées au premier calculateur ELAC 10a.Three analog outputs of the calculation channel 28a are each connected to a first input of a separate relay 63 belonging to the first set of relays 62a. Three analog outputs of the first handle 17a are each connected to a second input of a separate relay 63 belonging to the first set of relays 62a. The outputs of the three relays 63 of the first set of relays 62a are connected to the first ELAC computer 10a.

Trois sorties analogiques de la voie de calcul 28a sont chacune reliées à une première entrée d’un relais 63 distinct appartenant au deuxième ensemble de relais 62b. Trois sorties analogiques du palonnier 8 sont chacune reliées à une deuxième entrée d’un relais 63 distinct appartenant au deuxième ensemble de relais 62b. Les sorties des trois relais 63 du deuxième ensemble de relais 62b sont reliées au premier calculateur ELAC 10a.Three analog outputs of the calculation channel 28a are each connected to a first input of a separate relay 63 belonging to the second set of relays 62b. Three analog outputs of the rudder 8 are each connected to a second input of a separate relay 63 belonging to the second set of relays 62b. The outputs of the three relays 63 of the second set of relays 62b are connected to the first ELAC computer 10a.

Trois sorties analogiques de la voie de calcul 28a sont chacune reliées à une première entrée d’un relais 63 distinct appartenant au troisième ensemble de relais 62c. Trois sorties analogiques du deuxième manche 17b sont chacune reliées à une deuxième entrée d’un relais 63 distinct appartenant au troisième ensemble de relais 62c. Les sorties des trois relais 63 du troisième ensemble de relais 62c sont reliées au premier calculateur ELAC 10a.Three analog outputs of the calculation channel 28a are each connected to a first input of a separate relay 63 belonging to the third set of relays 62c. Three analog outputs of the second sleeve 17b are each connected to a second input of a separate relay 63 belonging to the third set of relays 62c. The outputs of the three relays 63 of the third set of relays 62c are connected to the first ELAC computer 10a.

Trois sorties analogiques de la voie de calcul 28a sont chacune reliées à une première entrée d’un relais 63 distinct appartenant au quatrième ensemble de relais 62d. Trois sorties analogiques de la manette de gaz 21 sont chacune reliées à une deuxième entrée d’un relais 63 distinct appartenant au quatrième ensemble de relais 62d. Les sorties des trois relais 63 du quatrième ensemble de relais 62d sont reliées au calculateur FADEC 23.Three analog outputs of the calculation channel 28a are each connected to a first input of a separate relay 63 belonging to the fourth set of relays 62d. Three analog outputs of the throttle 21 are each connected to a second input of a separate relay 63 belonging to the fourth set of relays 62d. The outputs of the three relays 63 of the fourth set of relays 62d are connected to the FADEC computer 23.

Le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 est reliés à des troisièmes entrées de chaque relais 63. La troisième entrée d’un relais 63 permet de commander le relais 63 pour sélectivement aiguiller l’une des première entrée et deuxième entrée sur la sortie dudit relais 63.The acquisition and analysis device 30 is connected to third inputs of each relay 63. The third input of a relay 63 makes it possible to control the relay 63 to selectively route one of the first input and second input to the output said relay 63.

La voie de calcul 28b, l’unité d’interface 34b, le dispositif d’acquisition et d’analyse 30, le deuxième calculateur ELAC 10b, le premier calculateur THS 14a et le deuxième calculateur THS 14b sont reliés d’une manière similaire.The calculation channel 28b, the interface unit 34b, the acquisition and analysis device 30, the second ELAC computer 10b, the first THS computer 14a and the second THS computer 14b are connected in a similar manner.

Lorsque les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 décident que la consigne de pilotage alternative doit être utilisée pour piloter l’avion, les moyens d’analyse 33 produisent une commande d’aiguillage qui aiguille la première entrée de chaque relais 63 sur la sortie dudit relais 63 : les calculateurs 10a, 10b, 14a, 14b, 23 sont bien commandés par la consigne de pilotage alternative.When the analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30 decide that the alternative piloting instruction must be used to pilot the aircraft, the analysis means 33 produce a switching command which switches the first input of each relay 63 on the output of said relay 63: the computers 10a, 10b, 14a, 14b, 23 are indeed controlled by the alternative control setpoint.

Au contraire, lorsque les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 décident que la consigne de pilotage alternative ne doit pas être utilisée pour piloter l’avion, les moyens d’analyse 33 produisent une commande de relais qui aiguille la deuxième entrée de chaque relais 63 sur la sortie dudit relais 63 : les calculateurs 10a, 10b, 14a, 14b, 23 sont alors pilotés par une consigne de pilotage manuelle produite par le pilote via les commandes pilote du cockpit.On the contrary, when the analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30 decide that the alternative piloting instruction should not be used to pilot the aircraft, the analysis means 33 produce a relay command which switches the second input of each relay 63 to the output of said relay 63: the computers 10a, 10b, 14a, 14b, 23 are then controlled by a manual control setpoint produced by the pilot via the pilot controls from the cockpit.

En référence à la figure 3, on voit que l’unité de commande 28 du dispositif de pilotage 26 (qui comprend aussi l’unité de positionnement 27), le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 et le dispositif d’interface 34 sont reliés au bus principal 25.Referring to Figure 3, we see that the control unit 28 of the piloting device 26 (which also includes the positioning unit 27), the acquisition and analysis device 30 and the interface device 34 are connected to the main bus 25.

L’unité de commande 28 acquiert sur le bus principal 25 des paramètres avion Pa, des commandes sol Csol produites par la station au sol, et la phase de vol courante Pv dans laquelle se trouve l’avion. L’unité de commande 28 met en œuvre une fonction de géorepérage 70. Si l’avion se dirige vers une zone interdite prédéfinie, l’unité de commande 28 émet sur le bus principal 25 une alerte de géorepérage Ag, et une consigne de pilotage alternative Cpa visant à éviter que l’avion ne pénètre dans ladite zone interdite prédéfinie.The control unit 28 acquires on the main bus 25 aircraft parameters Pa, ground commands Csol produced by the ground station, and the current flight phase Pv in which the aircraft is located. The control unit 28 implements a geofencing function 70. If the aircraft is heading towards a predefined prohibited zone, the control unit 28 transmits on the main bus 25 a geofencing alert Ag, and a piloting instruction alternative Cpa aimed at preventing the aircraft from entering said predefined prohibited zone.

L’unité de commande 28 met en œuvre une fonction de pilotage 71 pour produire une consigne de pilotage alternative permettant par exemple de finaliser un décollage et de stabiliser l’avion après le décollage.The control unit 28 implements a piloting function 71 to produce an alternative piloting instruction making it possible, for example, to finalize a takeoff and to stabilize the aircraft after takeoff.

Le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 reçoit l’alerte de géorepérage Ag et le dispositif d’interface 34 reçoit la consigne de pilotage alternative Cpa. Le dispositif d’interface 34 met en œuvre une fonction d’acquisition 72 pour acquérir la consigne de pilotage alternative Cpa ainsi que la consigne de pilotage manuelle Cpm générée par le pilote via les commandes pilote 21, 8, 9, 17.The acquisition and analysis device 30 receives the geofencing alert Ag and the interface device 34 receives the alternative control instruction Cpa. The interface device 34 implements an acquisition function 72 to acquire the alternative control setpoint Cpa as well as the manual control setpoint Cpm generated by the pilot via the pilot commands 21, 8, 9, 17.

Le dispositif d’acquisition et d’analyse 30 produit une commande d’aiguillage Ca visant à piloter les relais du dispositif d’interface 34 pour inhiber la consigne de pilotage manuelle Cpm générée par le pilote et pour activer la consigne de pilotage alternative Cpa. Le dispositif d’interface 34 met en œuvre une fonction de conversion 73 qui transforme la consigne de pilotage alternative Cpa en une consigne permettant de commander les calculateurs des commandes de vol et de contrôler les moteurs pour piloter l’avion et éviter que celui-ci ne pénètre dans les zones interdites prédéfinies.The acquisition and analysis device 30 produces a routing command Ca aimed at controlling the relays of the interface device 34 to inhibit the manual control setpoint Cpm generated by the pilot and to activate the alternative control setpoint Cpa. The interface device 34 implements a conversion function 73 which transforms the alternative piloting setpoint Cpa into a setpoint making it possible to control the flight control computers and to control the engines to pilot the aircraft and prevent it from does not enter the predefined prohibited areas.

On décrit maintenant plus en détail, en référence à la figure 4, le fonctionnement du dispositif d’acquisition et d’analyse 30.We will now describe in more detail, with reference to FIG. 4, the operation of the acquisition and analysis device 30.

Les moyens d’acquisition 32 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 mettent tout d’abord en œuvre une fonction d’acquisition 80. La fonction d’acquisition 80 acquiert sur les bus secondaires (qui sont ici des bus A429) des paramètres P produits par les systèmes d’origine 81 de l’avion.The acquisition means 32 of the acquisition and analysis device 30 first implement an acquisition function 80. The acquisition function 80 acquires on the secondary buses (which are here A429 buses) P parameters produced by the original systems 81 of the aircraft.

La fonction d’acquisition 80 produit, à partir des paramètres P, des paramètres avion Pa, et transmet les paramètres avion Pa sur le bus principal 25 à destination des autres dispositifs du système de pilotage alternatif 1.The acquisition function 80 produces, from the parameters P, aircraft parameters Pa, and transmits the aircraft parameters Pa on the main bus 25 to the other devices of the alternative piloting system 1.

Les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 mettent en œuvre une fonction d’évaluation 82, pour évaluer l’état de l’avion Ea et la phase de vol courante Pv dans laquelle se trouve l’avion.The analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30 implement an evaluation function 82, to evaluate the state of the aircraft Ea and the current flight phase Pv in which the aircraft is located. .

La fonction d’évaluation 82 acquiert les paramètres avion Pa ainsi que des messages d’alerte Ma produits par les autres dispositifs du système de pilotage alternatif 1, en particulier par le dispositif de pilotage 26, le dispositif de surveillance de l’avion 50 et le dispositif de surveillance du pilote 51. La fonction d’évaluation 82 évalue l’état de l’avion Ea et la phase de vol courante Pv à partir de ces données.The evaluation function 82 acquires the aircraft parameters Pa as well as alert messages Ma produced by the other devices of the alternative piloting system 1, in particular by the piloting device 26, the aircraft monitoring device 50 and the pilot monitoring device 51. The evaluation function 82 evaluates the state of the airplane Ea and the current flight phase Pv from these data.

Ainsi, la fonction d’évaluation 82 acquiert l’état du pilote (opérationnel ou non opérationnel), surveille l’état des différents bus ARINC 429 de l’avionique et acquiert les paramètres avion Pa. La fonction d’évaluation 82 analyse ces données afin d’estimer l’état de l’avion qui peut être un état normal ou anormal.Thus, the evaluation function 82 acquires the state of the pilot (operational or non-operational), monitors the state of the various ARINC 429 buses of the avionics and acquires the aircraft parameters Pa. The evaluation function 82 analyzes these data in order to estimate the state of the aircraft which can be a normal or abnormal state.

La fonction d’évaluation 82 définit la phase de vol courante Pv de l’avion en fonction des paramètres avion Pa. La phase de vol courante est ensuite utilisée pour la gestion des modes et des commandes. Elle permet d’activer la machine d’état correspondante, c’est-à-dire de dérouler les procédures et les actions devant être effectuées durant la phase de vol courante (par exemple commander la rentrée du train d’atterrissage après le décollage, commander l’envoie d’alertes au pilote, etc.).The evaluation function 82 defines the current flight phase Pv of the airplane as a function of the airplane parameters Pa. The current flight phase is then used for managing the modes and commands. It makes it possible to activate the corresponding state machine, i.e. to run the procedures and actions to be performed during the current flight phase (for example ordering the retraction of the landing gear after takeoff, order the sending of alerts to the pilot, etc.).

La fonction d’évaluation 82 transmet l’état de l’avion et la phase de vol courante à la station au sol et aux dispositifs du système de pilotage alternatif 1.The evaluation function 82 transmits the state of the airplane and the current flight phase to the ground station and to the devices of the alternative piloting system 1.

Les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 mettent aussi en œuvre une fonction de gestion 83.The analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30 also implement a management function 83.

La fonction de gestion 83 acquiert l’état de l’avion Ea et la phase de vol courante Pv, ainsi que des commandes sol produites par le copilote au sol depuis la station au sol.The management function 83 acquires the state of the airplane Ea and the current flight phase Pv, as well as ground commands produced by the copilot on the ground from the ground station.

La fonction de gestion 83 exécute une première machine d’état permettant de définir un mode avion dans lequel se trouve l’avion. Le mode avion peut être nominal ou bien dégradé. Le mode avion permet de savoir qui a le contrôle de l’avion : le pilote à bord, le copilote au sol, le système de pilotage automatique d’origine, ou bien le système de pilotage alternatif.The management function 83 executes a first state machine making it possible to define an airplane mode in which the airplane is located. Airplane mode can be nominal or degraded. Airplane mode lets you know who has control of the aircraft: the pilot on board, the co-pilot on the ground, the original autopilot system, or the alternative pilot system.

La fonction de gestion 83 définit donc, à partir de l’état et de la phase de vol courante de l’avion, une consigne de pilotage sélectionnée parmi une pluralité de consignes de pilotage comprenant la consigne de pilotage manuelle produite par le pilote à bord via les commandes pilote, une consigne de pilotage au sol produite par le copilote au sol, une consigne de pilotage automatique produite par le système de pilotage automatique, et la consigne de pilotage alternative.The management function 83 therefore defines, from the state and the current flight phase of the aircraft, a piloting instruction selected from among a plurality of piloting instructions including the manual piloting instruction produced by the pilot on board via the pilot commands, a piloting instruction on the ground produced by the co-pilot on the ground, an automatic piloting instruction produced by the automatic piloting system, and the alternative piloting instruction.

En fonction du mode avion, la fonction de gestion 83 gère la commande de modification du plan de vol, qui est définie soit par le pilote à bord, soit par le pilote au sol. La fonction de gestion gère la commutation de la gestion de trajectoire à suivre qui est définie soit par le pilote à bord, soit par le copilote au sol, soit par le système de pilotage automatique d’origine, soit par le système de pilotage alternatif.Depending on the airplane mode, the management function 83 manages the flight plan modification command, which is defined either by the pilot on board, or by the pilot on the ground. The management function manages the switching of the trajectory management to be followed which is defined either by the pilot on board, or by the co-pilot on the ground, or by the original automatic pilot system, or by the alternative pilot system.

La fonction de gestion 83 commande donc la transmission de la consigne de pilotage sélectionnée aux systèmes d’origine de l’aéronef préexistant de manière à commander les systèmes d’origine avec la consigne de pilotage sélectionnée. La fonction de gestion 83 est agencée pour produire une commande d’aiguillage destinée à piloter un ou des relais du dispositif d’interface 34 pour commander la transmission de la consigne de pilotage sélectionnée aux systèmes d’origine.The management function 83 therefore controls the transmission of the selected piloting instruction to the original systems of the pre-existing aircraft so as to control the original systems with the selected piloting instruction. The management function 83 is arranged to produce a switching command intended to control one or more relays of the interface device 34 to control the transmission of the selected control instruction to the originating systems.

La fonction de gestion 83 gère aussi l’activation automatique des ordres produits par le ou les pilotes ou par le ou les copilotes, dans le mode nominal ou dans le mode dégradé. Ces ordres sont par exemple des commandes des atterrisseurs ou des déporteurs.The management function 83 also manages the automatic activation of the orders produced by the pilot(s) or by the co-pilot(s), in nominal mode or in degraded mode. These commands are, for example, commands for the undercarriages or the spoilers.

Pour cela, la fonction de gestion 83 décode les commandes reçues de la station au sol ou du copilote virtuel. En fonction du mode avion, la fonction de gestion 83 gère la priorité des demandes reçues des différentes sources et séquence les commandes détaillées vers le dispositif d’interface 34.For this, the management function 83 decodes the commands received from the ground station or from the virtual co-pilot. Depending on the airplane mode, the management function 83 manages the priority of the requests received from the various sources and sequences the detailed commands to the interface device 34.

Les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 mettent aussi en œuvre une fonction d’exécution 84. Les moyens d’analyse 33 hébergent une deuxième machine d’état pour exécuter des ordres produits par le copilote virtuel.The analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30 also implement an execution function 84. The analysis means 33 host a second state machine for executing orders produced by the virtual co-pilot.

La deuxième machine d’état sélectionne et exécute des procédures avions en fonction de données reçues par le copilote virtuel.The second state machine selects and executes aircraft procedures based on data received by the virtual co-pilot.

Le copilote virtuel reçoit des ordres vocaux et transforme les ordres vocaux en texte. Le copilote virtuel transmet ces ordres à la fonction d’exécution 84.The virtual co-pilot receives voice commands and transforms voice commands into text. The virtual copilot transmits these orders to the execution function 84.

La fonction d’exécution 84 transforme ces ordres de haut niveau en une séquence programmée d’actions. La fonction d’exécution exécute dans le temps la séquence programmée d’actions.Execute function 84 transforms these high-level orders into a programmed sequence of actions. The execution function executes the programmed sequence of actions in time.

En fonction de l’état de l’avion (possiblement variable) au cours de la séquence, la fonction d’exécution 84 prend les décisions adéquates pour garantir le bon déroulement de la procédure par rapport à l’ordre initial. La fonction d’exécution 84 remonte au copilote virtuel les acquittements de bon déroulement et/ou les actions conservatoires et les anomalies détectées au cours de l’exécution.Depending on the state of the aircraft (possibly variable) during the sequence, the execution function 84 makes the appropriate decisions to guarantee the smooth running of the procedure with respect to the initial order. The execution function 84 sends back to the virtual co-pilot the acknowledgments of good progress and/or the precautionary actions and the anomalies detected during the execution.

En particulier, la fonction d’exécution 84 transforme les informations au bon format puis les transmet au copilote virtuel afin qu’elles soient interprétées par le copilote virtuel puis retransmises au pilote.In particular, the execution function 84 transforms the information into the correct format then transmits it to the virtual co-pilot so that it is interpreted by the virtual co-pilot then retransmitted to the pilot.

On illustre maintenant, en référence aux figures 5 et 6, le fonctionnement du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 et du copilote virtuel.We now illustrate, with reference to FIGS. 5 and 6, the operation of the acquisition and analysis device 30 and of the virtual co-pilot.

En référence à la figure 5, un décollage normal requiert la mise en œuvre, par le pilote à bord, d’une séquence d’actions.With reference to figure 5, a normal takeoff requires the implementation, by the pilot on board, of a sequence of actions.

A la fin du décollage normal, le pilote produit ainsi un ordre Flaps 1 (action 90) en agissant sur les commandes de vol pour placer les dispositifs hypersustentateurs (becs et volets) en configuration Flaps 1. Puis, le pilote produit un ordre Flaps 0 (action 91) pour placer les dispositifs hypersustentateurs en configuration Flaps 0. Ensuite, le pilote sélectionne la vitesse de montée de l’avion (action 92).At the end of normal takeoff, the pilot thus produces a Flaps 1 command (action 90) by acting on the flight controls to place the high-lift devices (slats and flaps) in Flaps 1 configuration. Then, the pilot produces a Flaps 0 command (action 91) to place the high-lift devices in Flaps 0 configuration. Then, the pilot selects the climb speed of the airplane (action 92).

Le copilote virtuel effectue quant à lui une séquence d’actions préprogrammées associée à la séquence d’action du pilote. Suite à l’ordre Flaps 1, le copilote virtuel annonce dans le cockpit la phrase « speed checked » (action 93), puis sélectionne la configuration Flaps 1 (action 94).The virtual co-pilot performs a sequence of pre-programmed actions associated with the pilot's action sequence. Following the Flaps 1 order, the virtual co-pilot announces the phrase "speed checked" in the cockpit (action 93), then selects the Flaps 1 configuration (action 94).

On voit sur la figure 6 le fonctionnement du dispositif d’acquisition et d’analyse 30 au cours de ces séquences d’actions.We see in Figure 6 the operation of the acquisition and analysis device 30 during these sequences of actions.

La deuxième machine d’état de la fonction d’exécution 84, mise en œuvre par les moyens d’analyse 33 du dispositif d’acquisition et d’analyse 30, reçoit du copilote virtuel 52 l’ordre Flaps 1.The second state machine of the execution function 84, implemented by the analysis means 33 of the acquisition and analysis device 30, receives from the virtual co-pilot 52 the order Flaps 1.

Parallèlement, la fonction d’acquisition 80 transmet les paramètres avion Pa à la fonction d’évaluation 82 et à la deuxième machine d’état de la fonction d’exécution 84.At the same time, the acquisition function 80 transmits the aircraft parameters Pa to the evaluation function 82 and to the second state machine of the execution function 84.

La fonction d’évaluation 82 détermine l’état de l’avion Ea et la phase de vol courante Pv. En l’occurrence, l’état de l’avion est normal et la phase de vol en cours est la phase de décollage. La fonction d’évaluation 82 transmet ces informations à la deuxième machine d’état de la fonction d’exécution 84 et à la fonction de gestion 83.The evaluation function 82 determines the state of the airplane Ea and the current flight phase Pv. In this case, the state of the airplane is normal and the flight phase in progress is the take-off phase. The evaluation function 82 transmits this information to the second state machine of the execution function 84 and to the management function 83.

La deuxième machine d’état sélectionne la procédure correspondant à l’état de l’avion et la phase de vol en courante, puis exécute la séquence d’actions programmée correspondant à l’ordre Flaps 1.The second state machine selects the procedure corresponding to the state of the aircraft and the current flight phase, then executes the programmed sequence of actions corresponding to the Flaps 1 command.

En l’occurrence, la deuxième machine d’état transmet l’ordre Flaps 1 sélectionné à la fonction de gestion 83 qui décide que la consigne de pilotage alternatif produite par le système de pilotage alternatif 1 doit être utilisée. La fonction de gestion 83 envoie une commande d’aiguillage Ca au dispositif d’interface 34 pour que l’aiguillage correspondant soit mis en œuvre.In this case, the second state machine transmits the Flaps 1 command selected to the management function 83 which decides that the alternative control setpoint produced by the alternative control system 1 must be used. The management function 83 sends a routing command Ca to the interface device 34 so that the corresponding routing is implemented.

Une fois que l’ordre Flaps 1 a été correctement exécuté et que les dispositifs hypersustentateurs ont été activés conformément à cet ordre, la deuxième machine d’état reçoit un acquittement Acq de bon déroulement qu’elle transmet au copilote virtuel 52.Once the Flaps 1 order has been correctly executed and the high-lift devices have been activated in accordance with this order, the second state machine receives an acknowledgment Acq of good progress which it transmits to the virtual co-pilot 52.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications.Of course, the invention is not limited to the embodiment described but encompasses any variant falling within the scope of the invention as defined by the claims.

L’invention s’applique à tout type d’aéronef, et particulièrement aux aéronefs dans lesquels un unique pilote est susceptible de se trouver, ou bien dans les aéronefs sans pilote : avion de transport de marchandises piloté par un seul pilote, avion de transport de passagers piloté par un seul pilote, cargo dronisé (sans pilote), drone de transport logistique, taxi urbain piloté ou dronisé, etc.The invention applies to any type of aircraft, and particularly to aircraft in which a single pilot is likely to be found, or else in unmanned aircraft: freight transport aircraft piloted by a single pilot, transport aircraft of passengers piloted by a single pilot, dronized cargo (without pilot), logistics transport drone, piloted or dronized urban taxi, etc.

Claims (9)

Dispositif de pilotage agencé pour être intégré dans un aéronef préexistant qui comporte des systèmes d’origine comprenant un système de commandes de vol (2) et un système de pilotage automatique (6), le dispositif de pilotage étant distinct et autonome par rapport aux systèmes d’origine et comprenant une unité de positionnement (27) et une unité de commande (28), l’unité de positionnement (27) étant agencée pour produire des données de positionnement de l’aéronef préexistant, l’unité de commande (28) étant agencée pour mettre en œuvre une fonction de géorepérage (70) à partir des données de positionnement produites par l’unité de positionnement (27) et pour produire une consigne de pilotage alternative (Cpa) de l’aéronef préexistant, la consigne de pilotage alternative (Cpa) étant adaptée à suppléer une consigne de pilotage manuelle produite par un pilote de l’aéronef préexistant via le système de commande de vol et une consigne de pilotage automatique produite par le système de pilotage automatique (6).Piloting device designed to be integrated into a pre-existing aircraft which comprises original systems comprising a flight control system (2) and an automatic piloting system (6), the piloting device being separate and autonomous from the systems original and comprising a positioning unit (27) and a control unit (28), the positioning unit (27) being arranged to produce positioning data of the pre-existing aircraft, the control unit (28) ) being arranged to implement a geofencing function (70) from the positioning data produced by the positioning unit (27) and to produce an alternative piloting instruction (Cpa) of the pre-existing aircraft, the instruction of alternative piloting (Cpa) being adapted to supplement a manual piloting instruction produced by a pilot of the pre-existing aircraft via the flight control system and an automatic piloting instruction produced by the pilot system automatic age (6). Dispositif de pilotage selon la revendication 1, dans lequel la consigne de pilotage alternative (Cpa) est adaptée à piloter l’aéronef préexistant lorsque l’aéronef préexistant se trouve dans une situation d’urgence appartenant à une liste prédéfinie de situations d’urgence, la liste prédéfinie comprenant une panne du système de pilotage automatique, une défaillance du pilote de l’aéronef préexistant, et une situation dans laquelle l’aéronef préexistant se dirige vers une zone interdite prédéfinie.Piloting device according to Claim 1, in which the alternative piloting instruction (Cpa) is adapted to pilot the pre-existing aircraft when the pre-existing aircraft is in an emergency situation belonging to a predefined list of emergency situations, the predefined list comprising a failure of the automatic piloting system, a failure of the pilot of the pre-existing aircraft, and a situation in which the pre-existing aircraft is heading towards a predefined forbidden zone. Dispositif de pilotage selon la revendication 2, dans lequel des coordonnées géographiques de zones interdites prédéfinies sont stockées dans l’unité de commande (28), et dans lequel l’unité de commande (28) est agencée pour produire la consigne de pilotage alternative (Cpa) de manière à ce que l’aéronef préexistant suive une trajectoire permettant d’éviter que l’aéronef ne pénètre dans les zones interdites prédéfinies.Control device according to Claim 2, in which the geographical coordinates of predefined prohibited zones are stored in the control unit (28), and in which the control unit (28) is arranged to produce the alternative control instruction ( Cpa) so that the pre-existing aircraft follows a trajectory making it possible to prevent the aircraft from entering the predefined prohibited zones. Dispositif de pilotage selon la revendication 2, dans lequel l’unité de commande (28) est agencée pour produire la consigne de pilotage alternative (Cpa) de manière à piloter l’aéronef préexistant en cas d’incapacité du pilote, au cours d’un décollage de l’aéronef préexistant, lorsque la vitesse de l’aéronef préexistant est supérieure à une vitesse déterminée au-delà de laquelle le décollage ne peut plus être interrompu.A piloting device according to claim 2, in which the control unit (28) is arranged to produce the alternative piloting instruction (Cpa) so as to pilot the pre-existing aircraft in the event of the pilot's incapacity, during take-off of the pre-existing aircraft, when the speed of the pre-existing aircraft is greater than a determined speed beyond which take-off can no longer be interrupted. Dispositif de pilotage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité de commande (28) comprend deux voies dissimilaires (28a, 28b) présentant chacune une architecture de type COM/MON.Control device according to one of the preceding claims, in which the control unit (28) comprises two dissimilar channels (28a, 28b) each having a COM / MON type architecture. Dispositif de pilotage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité de positionnement (27) comporte une unité de mesures inertielles, un dispositif de positionnement par satellite comprenant une ou plusieurs antennes, et une centrale anémobarométrique.A control device according to one of the preceding claims, in which the positioning unit (27) comprises an inertial measurement unit, a satellite positioning device comprising one or more antennas, and an anemobarometric unit. Dispositif de pilotage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la consigne de pilotage alternative peut être une consigne de crash contrôlé visant à limiter les conséquences d’un crash inévitable de l’aéronef préexistant.Pilotage device according to one of the preceding claims, in which the alternative piloting instruction can be a controlled crash instruction aimed at limiting the consequences of an inevitable crash of the pre-existing aircraft. Dispositif de pilotage selon la revendication 7, le dispositif de pilotage étant agencé pour croiser des informations contenues dans des bases de données cartographiques avec des caractéristiques de l’aéronef préexistant, de manière à définir une zone de crash optimisée dans laquelle la consigne de crash contrôlé va faire s’écraser l’aéronef préexistant.Piloting device according to claim 7, the piloting device being arranged to cross-reference information contained in cartographic databases with characteristics of the pre-existing aircraft, so as to define an optimized crash zone in which the controlled crash instruction will crash the pre-existing aircraft. Aéronef préexistant comprenant un dispositif de pilotage (26) selon l’une des revendications précédentes.Pre-existing aircraft comprising a piloting device (26) according to one of the preceding claims.