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CA 02746580 2011-07-12
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Procédé et dispositif de recalage d'une altitude cible pour une descente
d'urgence d'un
aéronef.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de
recalage d'une altitude cible destinée à une descente d'urgence d'un aéronef,
en particulier d'un avion de transport.
On sait que les avions de transport civils doivent être pressurisés, car
en vol de croisière, un avion évolue à une altitude qui est souvent supérieure
à 30000 pieds (environ 9000 mètres), pour laquelle l'air extérieur est trop
pauvre en oxygène (et également trop froid et trop sec) pour être compatible
avec la vie. Aussi, des systèmes de pressurisation équipent les avions afin de
garder à bord une atmosphère respirable. En particulier, la réglementation
aéronautique internationale impose que tout avion de transport public qui vole
à une altitude supérieure à 20000 pieds (environ 6000 mètres) soit pressurisé
et qu'il établisse dans la cabine une altitude équivalente qui n'excède pas
8000 pieds (environ 2400 mètres) en vol normal.
Il peut cependant arriver, suite à une panne ou un incident, que la
pressurisation de l'avion ne puisse plus être maintenue à un niveau accep-
table. Une procédure réglementaire oblige alors le pilote à faire descendre
l'avion, aussi rapidement que possible, à une altitude respirable de 10000
pieds (environ 3000 mètres) ou à l'altitude de sécurité courante s'il n'est
pas
possible de descendre jusqu'à 10000 pieds en raison du relief. Cette
procédure est appelée descente d'urgence.
Dans ce cas, l'équipage est responsable des différentes tâches liées
à l'initiation de la descente, ainsi qu'a l'ajustement des paramètres de la
descente (vitesse, altitude cible, trajectoire latérale, ...), et ceci jusqu'à
la mise
en palier de l'avion à basse altitude.
Il peut arriver toutefois, bien que très rarement, que l'équipage ne soit
plus à même d'appliquer la procédure décrite ci-dessus, par exemple dans le
cas d'une panne de pressurisation qui a fait perdre conscience à l'équipage.
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L'avion est dans ce cas livré à lui-même, alors qu'il est absolument
nécessaire d'effectuer une descente d'urgence. Si, dans une telle situation,
le
pilote automatique est enclenché, le vol est poursuivi automatiquement
jusqu'à l'épuisement total des réserves en carburant.
Pour éviter une telle situation, on connaît un système de pilotage
automatique qui, lorsqu'il est engagé, permet de réaliser la descente
d'urgence de façon automatique, c'est-à-dire sans nécessiter l'aide d'un
pilote. De plus, l'engagement d'une telle descente d'urgence automatique
peut être réalisé, soit manuellement par le pilote, soit également de façon
automatique.
En particulier, par le document FR ¨ 2 928 465, on connaît un
procédé spécifique de contrôle automatique d'une descente d'urgence d'un
aéronef. Selon ce procédé, lorsqu'une fonction automatique de descente
d'urgence est engagée, on réalise les opérations successives suivantes :
a) on détermine automatiquement un ensemble de consignes verticales
comprenant :
- une altitude cible qui représente une altitude à atteindre par l'aéronef
à la fin de la descente d'urgence ; et
- une vitesse cible qui représente une vitesse que l'aéronef doit
respecter lors de la descente d'urgence ;
b) on détermine automatiquement un ensemble de consignes latérales, qui
représente une manoeuvre latérale à réaliser lors de la descente d'urgence ;
et
c) on guide automatiquement l'aéronef de sorte qu'il respecte simultanément
ledit ensemble de consignes verticales et ledit ensemble de consignes
latérales jusqu'à atteindre ladite altitude cible qu'il maintient ensuite,
ledit
guidage automatique pouvant être interrompu par une action d'un pilote de
l'aéronef.
De plus, ce procédé connu prévoit des moyens particuliers pour
engager automatiquement la fonction de descente d'urgence, en tenant
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compte de la variation d'altitude de la cabine, c'est-à-dire de la variation
de la
pression à l'intérieur de la cabine.
Concernant la détermination d'une altitude cible dans le cadre d'une
descente d'urgence automatisée, on connaît :
- par le document US ¨4 314 341, une descente d'urgence automatisée vers
une altitude de sécurité, dont la valeur est fixée forfaitairement à 12000
pieds
(environ 3600 m). Cette valeur correspond à une altitude respirable et
satisfaisante d'un point de vue physiologique, mais elle présente le risque
d'être inférieure aux terrains les plus élevés (Alpes, Himalaya, Andes,
Rocheuses...). Elle ne suffit donc pas à garantir une fin de man uvre
sécurisée dans le cas d'un équipage inconscient (possible collision avec le
terrain) ;
- par le document US ¨ 6 507 776 B1, un couplage entre un pilote
automatique et un système GPS qui possède une base de données dans
laquelle sont stockées les valeurs d'altitude pour l'ensemble des reliefs,
dont
l'altitude est supérieure ou égale à une valeur maximale fixée. Ce système
GPS est muni d'un dispositif d'identification du relief le long de la
trajectoire
courante. Ce dispositif permet de fournir au pilote automatique une altitude
cible de sécurité la plus basse possible, accessible en ajustant le cap de
l'aéronef si besoin, pour contourner le terrain. Ce dispositif présente
l'inconvénient de diriger potentiellement l'aéronef en dehors de la zone
couverte par le couloir aérien emprunté initialement. Le risque associé est
d'accroître la charge de travail de l'équipage au moment où il reprend
connaissance, car l'aéronef pourrait alors se trouver loin du plan de vol
initialement suivi et, de plus, ne plus disposer de suffisamment de carburant
pour rejoindre l'aéroport de déroutement le plus proche. De plus, ce
dispositif
inclut une marge de seulement 1000 pieds vis-à-vis du terrain, qui n'est pas
suffisante pour couvrir toutes les fluctuations possibles de la pression
barométrique le long de la descente d'urgence ; et
- par le document US - 2007/0043482, un autre dispositif intégré au pilote
automatique capable d'effectuer automatiquement une descente d'urgence
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4
=
vers une altitude de sécurité dont le calcul est basé sur des altitudes
minimales de sécurité de type MSA ( Minimum Safe Altitude en anglais).
Plus exactement, une base de données contenant les altitudes MSA est
utilisée pour déterminer l'altitude de sécurité associée, soit au plan de vol
courant, soit, si elle existe, à la trajectoire de déroutement fournie par la
compagnie. Lorsque l'avion est en dehors du plan de vol ou en dehors d'une
quelconque voie de déroutement, l'altitude de sécurité est calculée à partir
de
la base de données terrain en prenant comme valeur l'altitude maximale sur
une trajectoire maintenant le cap courant, à laquelle est ajoutée une marge de
sécurité de 1000 pieds ou 2000 pieds (dans le cas d'une région
montagneuse). Cependant, cette marge de sécurité vis-à-vis du terrain peut
être amenée à diminuer fortement si aucun recalage de l'altitude cible n'est
effectué pour tenir compte du référentiel de pression barométrique.
On sait que la pression atmosphérique locale est sujette à des
variations non négligeables sur une distance telle que la distance couverte
lors d'une descente d'urgence, par exemple environ 40 NM.
De plus, les valeurs des altitudes de sécurité (MSA ou MORA) issues
des bases de données connues et accessibles par le système de gestion de
=
vol FMS ( Flight Management System en anglais) sont des valeurs
d'altitude barométriques, référencées par rapport au niveau de la mer (MSL
pour Mean Sea Level en anglais).
En outre, en vol de croisière, la référence barométrique des
instruments de bord des avions est généralement une référence standard
(STD), qui correspond à une pression nominale de 1013.25 hPa. Cette
référence est utilisée par l'ensemble des avions en phase de croisière ainsi
que par le contrôle aérien, et permet d'avoir une cohérence entre les
informations d'altitude échangées. On prend en compte des niveaux de vol
( Flight Level en anglais) . Lorsqu'un avion vole à un niveau de vol FL350
par exemple, cela signifie qu'il évolue à une altitude de 35000 pieds,
référencée à 1013.25 hPa / 15 C (modèle ISA standard). Comme la pression
atmosphérique locale évolue constamment lorsque l'avion traverse différentes
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masses d'air, l'avion change en réalité d'élévation par rapport au niveau de
la mer
en suivant le même niveau de vol. La référence étant la même pour l'ensemble
du
trafic aérien, ceci ne pose pas de problème au contrôle aérien pour connaître
précisément les altitudes relatives de chacun des avions et assurer un niveau
de
5 sécurité satisfaisant.
En prenant en compte l'ensemble de ces contraintes, on comprend que si la
référence barométrique de l'avion est la référence standard et connaissant
l'altitude
de sécurité référencée MSL, il est nécessaire de connaître la pression QNH
locale
du point survolé, c'est-à-dire la pression ramenée au niveau de la mer, pour
recaler
précisément l'altitude cible sur la référence locale tout en conservant le
réglage
barométrique des instruments de bord (STD). Ce dernier point est important,
car il
est souhaitable de ne pas modifier les réglages barométriques du poste de
pilotage
pour deux raisons principales :
- conserver une cohérence avec la référence barométrique usuellement utilisée
en
croisière par l'ensemble du trafic et par le contrôle aérien ; et
- permettre au pilote de retrouver rapidement ses repères, dans le cas où il
aurait
perdu puis repris connaissance suite à une dépressurisation à l'origine de la
descente d'urgence automatique.
On sait que la pression QNH est fournie par des stations au sol qui sont
localisées à proximité des aéroports, mais il n'existe pas de moyen simple
permettant d'obtenir la pression QNH locale de façon automatique.
Aussi, en l'absence de recalage de l'altitude cible pour tenir compte des
différences de référence de pression, on risque de réduire considérablement
les
marges de sécurité vis-à-vis du terrain.
La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités.
Elle concerne un procédé pour recaler une altitude cible destinée à une
descente
d'urgence d'un aéronef, ladite altitude cible représentant l'altitude à
atteindre par
l'aéronef à la fin de la descente d'urgence.
,
,
5a
La présente invention vise un procédé de recalage d'une altitude cible pour
une descente d'urgence d'un aéronef avec un dispositif de recalage à bord
l'aéronef, l'altitude cible représentant l'altitude à atteindre par l'aéronef
à la fin de la
descente d'urgence, le procédé selon lequel :
a) on détermine, avec un dispositif de détermination d'une altitude cible de
sécurité
compris dans le dispositif de recalage, une altitude cible de sécurité en
fonction de
la descente d'urgence, en réalisant, de façon automatique et répétitive, à
partir d'un
activation de la descente d'urgence, et sur une distance horizontale de
référence à
l'avant de l'aéronef par rapport à une position initiale dudit aéronef à
l'activation de
la descente d'urgence, les opérations suivantes :
- on calcul une distance horizontale restante, qui représente une distance
horizontale qui reste à parcourir par l'aéronef à partir de sa position
courante
jusqu'à une position située à ladite distance horizontale de référence à
l'avant
de ladite position initiale ;
- on détermine une altitude de sécurité représentative de ladite distance
horizontale restante ;
- on compare cette altitude de sécurité à une altitude de seuil ; et
- on sélectionne comme altitude cible de sécurité la valeur la plus élevée
entre ladite altitude de sécurité et ladite altitude de seuil, l'altitude
cible de
sécurité étant mesurée en unités de mesure choisies parmi les pieds et les
mètres ;
b) on calcul, avec un dispositif de calcul d'une valeur de correction compris
dans le
dispositif de recalage, une valeur de correction tenant compte de variations
de
pression barométrique apparaissant lors de la descente d'urgence, la valeur de
correction étant mesuré dans les mêmes unités de mesure que l'altitude cible
de
sécurité et la valeur de correction correspondant à une erreur potentielle
entre une
altitude courante réelle de l'aéronef et une altitude barométrique mesurée qui
est
basée sur une pression de référence standard affectée par une pression QNH
locale de la position courante ; et
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5b
c) on calcule, avec un dispositif de calcul de recalage d'une altitude cible
compris
dans le dispositif de recalage, la somme de ladite altitude cible de sécurité
et de
ladite valeur de correction pour obtenir une altitude cible recalée qui
remplace
l'altitude cible devant être atteinte à la fin de la descente d'urgence,
l'altitude cible
recalée étant corrigée d'un risque de collision potentiel causé par l'erreur
potentielle
entre l'altitude courante réelle et l'altitude barométrique calculée; et
d) on transmet l'altitude cible recalée à un système de commande automatique
de
l'aéronef pour conduire automatiquement la descente d'urgence en utilisant
l'altitude cible recalée.
Des modes préférentiels du procédé sont décrits ci-dessous.
A cet effet, selon l'invention, ledit procédé est remarquable en ce en ce que:
/
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a) on détermine une altitude cible de sécurité en fonction de la descente
d'urgence ;
b) on détermine une valeur de correction tenant compte de variations de
pression barométrique apparaissant lors de la descente d'urgence ; et
c) on calcule la somme de ladite altitude cible de sécurité et de ladite
valeur
de correction pour obtenir une altitude cible recalée qui est susceptible de
remplacer une altitude cible devant être atteinte à la fin de la descente
d'urgence
Ainsi, grâce à l'invention, on détermine une altitude cible recalée qui
tient compte de variations de pression barométrique apparaissant lors de la
descente d'urgence et qui est susceptible de remplacer une altitude cible
devant être atteinte à la fin de la descente d'urgence.
Le procédé conforme à l'invention permet ainsi de s'affranchir d'une
diminution potentiellement significative de la marge de sécurité prise en
compte dans les bases de données communément utilisées.
Dans un premier mode de réalisation, à l'étape b), pour déterminer
la valeur de correction :
- on prend en compte la pression atmosphérique la plus faible et la
pression
atmosphérique la plus élevée, rencontrées ce jour ;
- on détermine des première et seconde différences entre une référence
barométrique et, respectivement, ladite pression atmosphérique la plus faible
et ladite pression atmosphérique la plus élevée ; et
- on transpose la différence la plus élevée en valeur absolue, entre ces
première et seconde différences, en une valeur de hauteur qui représente
ladite valeur de correction
En outre, dans un second mode de réalisation, à l'étape b), pour
déterminer la valeur de correction, on réalise de façon automatique et
répétitive, les opérations suivantes :
- on détermine l'altitude barométrique courante de l'aéronef ;
- on détermine la hauteur courante de l'aéronef par rapport au niveau de la
mer, à l'aide de moyens autres que des moyens de mesure barométrique ; et
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7
- on soustrait ladite hauteur courante à ladite altitude barométrique
courante
de manière à obtenir ladite valeur de correction.
Par ailleurs, dans une première variante de mise en uvre, à l'étape
c), on remplace l'altitude cible par l'altitude cible recalée, de façon
répétitive à
chaque détermination d'une nouvelle altitude cible recalée, et ceci de
préférence jusqu'à la capture de l'altitude cible.
En outre, dans une deuxième variante de mise en oeuvre, à l'étape c),
on remplace l'altitude cible par l'altitude cible recalée, uniquement si
l'altitude
cible recalée est supérieure à ladite altitude cible. Cette deuxième variante
de
mise en oeuvre permet d'éviter à l'aéronef de descendre sous une altitude
cible de sécurité.
De plus, dans une troisième variante de mise en uvre, ladite altitude
cible recalée et l'altitude cible étant calculées de façon répétitive par pas
de
calcul, à l'étape c) :
- on calcule la différence entre l'altitude cible pour un pas N-1, N étant un
entier, et l'altitude cible recalée pour un pas N ;
- on compare la valeur absolue de cette différence à une valeur de seuil ;
et
- on remplace l'altitude cible pour un pas N par l'altitude cible recalée
pour ce
pas N, uniquement si la valeur absolue de ladite différence est supérieure ou
égale à ladite valeur de seuil.
Cette troisième variante de mise en oeuvre permet d'éviter de
rafraîchir trop souvent l'altitude cible dans le cas où la différence
d'altitude
entre deux mises à jour n'est pas significative, ce qui pourrait paraître
inopportun et même perturbant pour l'équipage dans le cas où il est resté
conscient.
Dans un mode de réalisation préféré, à l'étape a), pour déterminer
une altitude cible de sécurité en fonction de la descente d'urgence, on
réalise,
de façon automatique et répétitive, à partir de l'activation de la descente
d'urgence, et sur une distance horizontale de référence à l'avant de l'aéronef
par rapport à une position initiale dudit aéronef à l'activation de la
descente
d'urgence, les opérations suivantes :
8
- on détermine une distance horizontale restante, qui représente une
distance
horizontale qui reste à parcourir par l'aéronef à partir de sa position
courante jusqu'à
une position située à ladite distance horizontale de référence à l'avant de
ladite
position initiale ;
- on détermine une altitude de sécurité représentative de ladite distance
horizontale
restante ;
- on compare cette altitude de sécurité à une altitude de seuil ; et
- on sélectionne comme altitude cible de sécurité la valeur la plus élevée
entre
ladite altitude de sécurité et ladite altitude de seuil.
Le procédé conforme à l'invention, tel que précité, pour recaler une altitude
cible optimale pour une descente d'urgence d'un aéronef, est adapté à tout
type de
méthode de descente d'urgence, partiellement ou totalement automatisée.
Toutefois dans une application préférée, ce procédé est utilisé pour
recaler une altitude cible dans une méthode de contrôle automatique d'une
descente d'urgence d'un aéronef, méthode selon laquelle on réalise les
opérations
successives suivantes:
a) on détermine automatiquement un ensemble de consignes verticales
comprenant l'altitude cible recalée qui représente l'altitude à atteindre par
l'aéronef
à la fin de la descente d'urgence et une vitesse cible qui représente une
vitesse que
l'aéronef doit respecter lors de la descente d'urgence ;
b) on détermine automatiquement un ensemble de consignes latérales, qui
représente une manoeuvre latérale à réaliser lors de la descente d'urgence; et
c) on guide automatiquement l'aéronef (AC) de sorte qu'il respecte
simultanément ledit ensemble de consignes verticales et ledit ensemble de
consignes latérales jusqu'à atteindre ladite altitude cible,
selon lequel, à l'étape a), on recale ladite altitude cible selon le procédé
décrit
ci-dessous.
La présente invention vise un dispositif de recalage d'une altitude cible
destinée à une descente d'urgence d'un aéronef, cette altitude cible
représentant
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une altitude à atteindre par l'aéronef à la fin de la descente d'urgence,
ledit
dispositif comportant :
- un dispositif de détermination d'une altitude cible de sécurité qui
détermine de
façon automatique et répétitive une altitude cible de sécurité en fonction de
la
descente d'urgence, à partir de l'activation de la descente d'urgence, et sur
une
distance horizontale de référence à l'avant de l'aéronef par rapport à une
position
initiale dudit aéronef à l'activation de la descente d'urgence, ledit
dispositif de
détermination d'altitude cible de sécurité comprenant :
= un premier élément pour déterminer une distance horizontale restante, qui
représente une distance horizontale qui reste à parcourir par l'aéronef à
partir
de sa position courante jusqu'à une position située à ladite distance
horizontale de référence à l'avant de ladite position initiale;
= un deuxième élément pour déterminer une altitude de sécurité
représentative
de ladite distance horizontale restante ;
= un troisième élément pour comparer cette altitude de sécurité à une altitude
de seuil ; et
= un quatrième élément pour sélectionner comme altitude cible de sécurité
une
valeur la plus élevée entre ladite altitude de sécurité et ladite altitude de
seuil;
- un dispositif de calcul d'une valeur de correction qui calcul une valeur de
correction tenant compte de variations de pression barométrique apparaissant
lors
de la descente d'urgence, la valeur de correction étant mesurée dans les mêmes
unités de mesure que l'altitude cible de sécurité et la valeur de correction
correspondante à une erreur potentielle entre une altitude courante réelle de
l'aéronef et une altitude barométrique mesurée qui est basée sur une pression
de
référence standard affectée par une pression QNH locale de la position
courante ;
et
- un dispositif de calcul d'une altitude cible recalée qui calcul une somme de
ladite
altitude cible de sécurité et de ladite valeur de correction pour obtenir une
altitude
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9a
cible recalée qui remplace une altitude cible devant être atteinte à la fin de
la
descente d'urgence, l'altitude cible recalée étant corrigée d'un risque de
collision
potentiel causé par l'erreur potentielle entre l'altitude courante réelle et
l'altitude
barométrique calculée,
selon lequel le dispositif de recalage transmet l'altitude cible recalée à un
système de commande automatique de l'aéronef pour conduire automatiquement la
descente d'urgence en utilisant l'altitude cible recalée.
Des modes de réalisations préférentiels du dispositif sont décrits ci-dessous.
La présente invention concerne également un système de contrôle automatique
d'une descente d'urgence d'un aéronef, comportant :
- un dispositif de détermination de consignes verticales pour déterminer
automatiquement un ensemble de consignes verticales comprenant l'altitude
cible
recalée qui représente l'altitude à atteindre par l'aéronef à la fin de la
descente
d'urgence et déterminée par le dispositif de recalage, ledit dispositif de
recalage
étant compris dans le dispositif de détermination de consignes verticales; et
l'ensemble de consignes verticales comprenant une vitesse cible qui représente
une vitesse que l'aéronef doit respecter lors de la descente d'urgence ;
- un dispositif de détermination de consignes latérales pour déterminer
automatiquement un ensemble de consignes latérales, qui représente une
manoeuvre latérale à réaliser lors de la descente d'urgence ; et
- un système de guidage pour guider automatiquement l'aéronef de sorte qu'il
respecte simultanément ledit ensemble de consignes verticales et ledit
ensemble de
consignes latérales jusqu'à atteindre ladite altitude cible.
Ce dispositif permet donc de recaler l'altitude cible visée lors d'une
descente
d'urgence automatique, notamment, en s'affranchissant de la pression locale
QNH.
La présente invention concerne, en outre, un système de contrôle
automatique d'une descente d'urgence d'un aéronef, du type comportant :
- des premiers moyens pour déterminer automatiquement un ensemble de
consignes verticales comprenant :
- une altitude cible qui représente une altitude à atteindre par l'aéronef à
la fin
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9b
de la descente d'urgence ; et
- une vitesse cible qui représente une vitesse que l'aéronef doit respecter
lors
de la descente d'urgence ;
- des deuxièmes moyens pour déterminer automatiquement un ensemble de
consignes latérales, qui représente une manoeuvre latérale à réaliser lors de
la
descente d'urgence ; et
- des troisièmes moyens pour guider automatiquement l'aéronef de sorte qu'il
respecte simultanément ledit ensemble de consignes verticales et ledit
ensemble de
consignes latérales jusqu'à atteindre ladite altitude cible, dans lequel
lesdits
premiers moyens comportent le dispositif précité pour recaler ladite altitude
cible.
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La présente invention concerne également un aéronef, en particulier
un avion de transport, qui est pourvu d'un dispositif et/ou d'un système, tels
que ceux précités.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment
5 l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références
identiques
désignent des éléments semblables.
La figure 1 est le schéma synoptique d'un dispositif conforme à
l'invention.
La figure 2 est un graphique permettant d'expliquer le recalage réalisé
10 conformément à la présente invention.
La figure 3 est le schéma synoptique d'un système de contrôle
automatique d'une descente d'urgence d'un aéronef, comportant un dispositif
conforme à l'invention.
Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement
sur la figure 1 est destiné à recaler, automatiquement, une altitude cible
pour
une descente d'urgence d'un aéronef AC, en particulier d'un avion de
transport, ladite altitude cible représentant l'altitude à atteindre par
l'aéronef
AC à la fin de la descente d'urgence.
Ledit dispositif 1 comporte :
- des moyens 2 pour déterminer une altitude cible de sécurité ZS en fonction
de la descente d'urgence ;
- des moyens 3 qui sont formés de manière à déterminer une valeur de
correction ZC tenant compte de variations de pression barométrique
apparaissant lors de la descente d'urgence ; et
- des moyens 4 qui sont reliés par l'intermédiaire de liaisons 5 et 6
respectivement auxdits moyens 2 et 3 et qui sont formés de manière à
calculer la somme de ladite altitude cible de sécurité ZS et de ladite valeur
de
correction ZC pour obtenir une altitude cible recalée ZR qui est susceptible
de
remplacer une altitude cible devant être atteinte à la fin de la descente
d'urgence.
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11
Ainsi, le dispositif 1 conforme à l'invention détermine une altitude cible
recalée ZR qui tient compte de variations de pression barométrique
apparaissant lors de la descente d'urgence et qui est susceptible de
remplacer une altitude cible devant être atteinte à la fin de la descente
d'urgence.
Ledit dispositif 1 comporte, de plus, des moyens 7 qui sont reliés par
l'intermédiaire d'une liaison 8 auxdits moyens 4 et qui sont formés de manière
à remplacer l'altitude cible par l'altitude cible recalée ZR, généralement en
fonction de conditions particulières précisées ci-dessous, cette altitude
cible
recalée ZR pouvant être transmise par l'intermédiaire d'une liaison 9.
Ledit dispositif 1 permet ainsi de s'affranchir d'une diminution
potentiellement significative de la marge de sécurité prise en compte dans les
bases de données communément utilisées.
Dans un premier mode de réalisation, lesdits moyens 3 comportent
les éléments suivants (non représentés), pour déterminer la valeur de
correction ZC :
- un élément qui prend en compte la pression atmosphérique la plus faible
Rmin et la pression atmosphérique la plus élevée Rmax, enregistrées le
jour où est réalisé le recalage ;
- un élément qui détermine des première et seconde différences entre une
référence barométrique R et, respectivement, ladite pression atmosphérique
la plus faible Rmin et ladite pression atmosphérique la plus élevée Rmax ; et
- un élément qui transpose la différence la plus élevée en valeur absolue,
entre ces première et seconde différences, en une valeur de hauteur qui
représente ladite valeur de correction.
Par conséquent, dans ce premier mode de réalisation, la valeur de
correction ZC vérifie la relation suivante :
ZC=max(IR-Rmini ; IR-Rmaxl).28
dans laquelle :
- R, Rmin et Rmax sont exprimées en hPa ;
- ZC est exprimée en pieds ; et
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- 28 est une valeur permettant de réaliser la transposition, comme précisé
ci-
dessous.
En outre, dans un second mode de réalisation, lesdits moyens 3
comportent les éléments suivants (non représentés) pour déterminer la valeur
de correction :
- un élément qui détermine l'altitude barométrique courante Zbaro de
l'aéronef
AC, par exemple un système de référence de données anémométriques et
inertielles de type ADIRS ( Air Data lnertial Reference System en anglais)
;
- un élément qui détermine la hauteur courante Zgeo de l'aéronef AC par
rapport au niveau de la mer MSL, à l'aide de moyens autres que des moyens
de mesure barométrique, notamment à l'aide d'un système de positionnement
global de type GNSS ( Global Navigation Satellite System en anglais), par
exemple de type GPS ; et
- un élément qui soustrait ladite hauteur courante Zgeo à ladite altitude
barométrique courante Zbaro de manière à obtenir ladite valeur de correction
ZC.
Par conséquent, dans ce second mode de réalisation, la valeur de
correction ZC vérifie la relation suivante :
ZC= Zbaro - Zgeo
Par ailleurs, dans une première variante de réalisation, lesdits moyens
7 remplacent l'altitude cible AL par l'altitude cible recalée ZR, de façon
répétitive à chaque détermination d'une nouvelle altitude cible recalée ZR, et
ceci de préférence jusqu'à la capture de l'altitude cible.
En outre, dans une deuxième variante de réalisation, lesdits moyens 7
remplacent l'altitude cible AL par l'altitude cible recalée ZR, uniquement si
l'altitude cible recalée ZR est supérieure à ladite altitude cible AL. Cette
deuxième variante de réalisation permet d'éviter à l'aéronef AC de descendre
sous une altitude cible de sécurité.
De plus, dans une troisième variante de réalisation, lesdits moyens 7
comportent les éléments suivants (non représentés):
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- un élément qui calcule la différence entre l'altitude cible AL pour un pas N-
let l'altitude cible recalée ZR pour un pas N, N étant un entier, ladite
altitude
cible recalée ZR et l'altitude cible AL étant calculées de façon répétitive
par
pas de calcul ;
- un élément qui compare la valeur absolue de cette différence à une valeur
de seuil prédéterminée ; et
- un élément qui remplace l'altitude cible pour un pas N par l'altitude cible
recalée pour ce même pas N, uniquement si ladite valeur absolue de la
différence est supérieure ou égale à ladite valeur de seuil.
Cette troisième variante de mise en uvre permet d'éviter de
rafraîchir trop souvent l'altitude cible dans le cas où la différence
d'altitude
entre deux mises à jour n'est pas significative, ce qui peut être inopportun
et
même perturbant pour l'équipage, dans le cas où il reste conscient.
Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 2 pour
déterminer une altitude cible de sécurité ZS en fonction de la descente
d'urgence, comportent des éléments (non représentés) pour, de façon
automatique et répétitive, à partir de l'activation de la descente d'urgence,
et
sur une distance horizontale de référence à l'avant de l'aéronef AC par
rapport à une position initiale dudit aéronef AC à l'activation de la descente
d'urgence, réaliser les opérations suivantes :
- déterminer une distance horizontale restante, qui représente une distance
horizontale qui reste à parcourir par l'aéronef à partir de sa position
courante
jusqu'à une position située à ladite distance horizontale de référence à
l'avant
de ladite position initiale ;
- déterminer une altitude de sécurité représentative de ladite distance
horizontale restante ;
- comparer cette altitude de sécurité à une altitude de seuil ; et
- sélectionner comme altitude cible de sécurité ZS la valeur la plus élevée
entre ladite altitude de sécurité et ladite altitude de seuil,
De plus, à partir de l'activation de la descente d'urgence :
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- on détermine automatiquement une altitude cible initiale représentative
de
ladite position initiale de l'aéronef à ladite activation de la descente
d'urgence
; et
- on réalise de plus, de façon automatique et répétitive, sur ladite
distance
horizontale de référence, les opérations suivantes :
- on compare l'altitude cible de sécurité ZS (que l'on a déterminé de la
manière précitée), dite altitude cible courante, à ladite altitude cible
initiale ; et
- si ladite altitude cible courante est inférieure à ladite altitude cible
initiale, on met à jour l'altitude cible utilisée lors de la descente
d'urgence, en
o prenant en compte ladite altitude cible courante.
On peut ainsi déterminer une altitude cible de sécurité ZS optimisée
sur ladite distance horizontale restante située devant l'aéronef AC, qui
maximise la possibilité de revenir à un état nominal dans le cas d'un
équipage ou de passagers inconscients ou victimes de symptômes
hypoxiques, sans diminuer les marges de sécurité vis-à-vis du relief le long
de
la trajectoire suivie.
De préférence, ladite distance horizontale de référence correspondant
à une distance horizontale maximale que l'aéronef AC est susceptible de
parcourir lors d'une descente d'urgence à partir du niveau de vol de croisière
le plus élevé pour l'aéronef, à laquelle on peut ajouter une marge.
L'exemple de la figure 2 permet de bien mettre en évidence les
caractéristiques de la présente invention. Avant la descente d'urgence,
l'aéronef AC est phase de croisière à un niveau de vol FL350 (c'est-à- dire à
35000 pieds) avec une référence barométrique standard REFbaro, soit
1013.25 hPa/15 C (température ISA standard), lorsque survient un incident
illustré par un symbole 10. La base de données du terrain, dont est équipé
l'aéronef AC, indique une altitude sécurité maximale Z1 (de type MORA) de
12000 pieds sur la trajectoire de l'aéronef AC. Si le système de contrôle de
la
descente d'urgence se contente de prendre comme altitude cible cette valeur
d'altitude Z1 pendant toute la descente, correspondant donc au niveau de vol
FL120 (par rapport à REFbaro), la pression locale (977 hPa dans l'exemple)
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introduit un biais Zbiais (d'environ 1000 pieds, comme précisé ci-dessous)
par rapport à l'altitude ALS (au-dessus du relief 11) que l'on souhaitait
atteindre. L'aéronef AC se trouvera alors à une altitude Z2 de 11000 pieds par
rapport au niveau de la mer MSL, et non pas à une altitude Z1 de12000 pieds
5 (par rapport au niveau de la mer MSL).
Concernant le biais Zbiais, si on considère, en première
approximation, qu'un différentiel de pression atmosphérique d'un hectopascal
correspond à un différentiel d'altitude d'environ 28 pieds, on obtient :
Zbiais = AP.28
10 avec AP= 1013.25 ¨ 977 = 36.25 hPa,
d'où :
Zbiais = 1008 pieds.
Cet exemple montre que, sans recalage de l'altitude cible pour tenir
compte des différences de référence pression, on risque de réduire
15 considérablement les marges de sécurité vis-à-vis du terrain.
Le dispositif 1 comporte également un moyen d'indication 13 qui est,
par exemple, relié aux moyens 7 par l'intermédiaire d'une liaison 14. Ce
moyen d'indication 13 permet, notamment, de présenter aux pilotes de
l'aéronef AC l'altitude cible recalée, calculée par le dispositif 1, et de
vérifier
sa pertinence vis-à-vis des valeurs d'altitude de sécurité indiquées sur les
cartes de navigation, ou sur les écrans de navigation de l'aéronef AC.
Le dispositif 1 conforme à l'invention, tel que précité, pour recaler une
altitude cible pour une descente d'urgence d'un aéronef AC, est adapté à tout
système de descente d'urgence, partiellement ou totalement automatisé.
Toutefois dans une application préférée, ce dispositif 1 est utilisée
pour recaler l'altitude cible dans un système 15 de contrôle automatique d'une
descente d'urgence d'un aéronef AC.
De préférence, ce système 15 de contrôle automatique d'une
descente d'urgence, est du type comportant, comme représenté sur la figure
3:
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- des moyens d'engagement 17 qui sont susceptibles d'engager une fonction
automatique de descente d'urgence ;
- des moyens de contrôle 18 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison
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auxdits moyens d'engagement 17 et qui sont formés de manière à mettre en
oeuvre une fonction automatique de descente d'urgence, lorsqu'elle est
engagée par lesdits moyens 17, en réalisant automatiquement un guidage
longitudinal, un guidage latéral et un contrôle de la vitesse de l'aéronef AC
; et
- des moyens de désengagement 20 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une
liaison 21 auxdits moyens de contrôle 18 et qui permettent de commander un
désengagement d'une fonction automatique de descente d'urgence en cours
d'exécution.
Cette fonction de descente d'urgence automatique permet ainsi de
ramener l'aéronef AC à une altitude respirable (altitude cible) et dans une si-
tuation stabilisée, en vue notamment de ranimer (si nécessaire) l'équipage et
les passagers et de poursuivre le vol.
Lesdits moyens de contrôle 18 comprennent :
- des moyens 22 pour déterminer, automatiquement, un ensemble de consi-
gnes verticales, comprenant notamment :
= l'altitude cible qui représente l'altitude à atteindre par
l'aéronef AC à la fin de la descente d'urgence ; et
= une vitesse cible qui représente la vitesse que l'aéronef
AC doit respecter lors de la descente d'urgence ;
- des moyens 23 pour déterminer, automatiquement, un ensemble de consi-
gnes latérales. Cet ensemble représente une manoeuvre latérale à réaliser
lors de la descente d'urgence ; et
- des moyens 24 usuels pour guider automatiquement l'aéronef, lors de
l'engagement d'une fonction automatique de descente d'urgence, de sorte
qu'il respecte simultanément ledit ensemble de consignes verticales et ledit
ensemble de consignes latérales, et ceci jusqu'à atteindre ladite altitude
cible,
altitude cible qu'il maintient dès qu'il l'a atteinte.
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Ce système 15 de contrôle automatique d'une descente d'urgence
peut, notamment, être similaire au système décrit dans le document FR-2 928
465 de la Demanderesse.
Dans ce cas, lesdits moyens 22 comportent ledit dispositif 1 pour
recaler l'altitude cible.
Ce système 15 peut présenter, de plus, notamment les
caractéristiques suivantes :
- deux types d'armement peuvent être envisagés : un armement
volontaire et un armement automatique.
Lorsque l'équipage décide d'effectuer une descente d'urgence
suite à une dépressurisation, une alerte au feu ou tout autre raison, il a
la possibilité d'armer la fonction en actionnant un bouton-poussoir dédié.
Une logique permet de valider cette condition d'armement en fonction
notamment de l'altitude courante de l'aéronef AC
L'armement automatique est lié à un évènement de
dépressurisation. Il survient lorsque certains critères faisant intervenir la
pression de l'air ou la variation de pression de l'air à l'intérieur de la
cabine sont vérifiés.
L'armement de la fonction précède toujours l'engagement de
celle-ci ;
- l'équipage conserve à tout moment la possibilité de désarmer
manuellement la fonction, quel que soit le type d'armement (volontaire
ou automatique) ;
- deux types d'engagement sont possibles en fonction du type
d'armement qui a précédé.
Suite à un armement volontaire, l'engagement n'intervient
qu'une fois les aérofreins complètement déployés par l'équipage.
En revanche, si l'armement a été automatique, l'engagement
intervient lui aussi automatiquement à la fin d'un compte-à-rebours initié
à l'armement, si l'équipage n'a pas réagi avant la fin de celui-ci.
Cependant, si par procédure l'équipage déploie complètement les
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aérofreins avant la fin du compte-à-rebours, l'engagement de la fonction
est anticipé par rapport à l'engagement automatique ;
- lorsque la fonction de descente d'urgence automatique est engagée, le
guidage et le contrôle de la vitesse de l'aéronef sont effectués dans les
plans vertical et latéral de la manière suivante :
= dans le plan vertical, la vitesse adoptée pour opérer la
descente d'urgence automatique est choisie par défaut
par l'automatisme, de façon à minimiser le temps de
descente. L'équipage peut ajuster librement cette vitesse
au cours de la manoeuvre de descente, afin de tenir
compte d'éventuels dommages structuraux, et ce sans
désengager la fonction ;
= la man uvre latérale, effectuée simultanément à la
manoeuvre longitudinale, a pour but d'écarter l'aéronef
AC de la route actuelle afin d'éviter de rencontrer
d'autres aéronefs évoluant sur la même route, mais à
des altitudes inférieures ;
- la sortie de la descente d'urgence automatique coïncide avec la
capture, puis le maintien de l'altitude ciblée durant la man uvre ; et
- durant la manoeuvre de descente d'urgence automatisée, l'équipage
peut à tout moment reprendre la main sur l'automatisme par des moyens
usuels : action manuelle sur le manche de pilotage, engagement d'un
nouveau mode de guidage de l'aéronef AC, bouton de déconnexion,
ajustement de la vitesse ou du cap,...
