Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02772516 2012-03-23
1
Dispositif et procédé d'évaluation des capacités opérationnelles d'un aéronef
La présente invention concerne un dispositif d'évaluation des capacités
opérationnelles d'un aéronef destiné à renseigner un utilisateur sur les
capacités de
l'aéronef à réaliser une mission, l'aéronef comprenant une pluralité
d'équipements, le
dispositif d'évaluation comprenant des moyens de détection de
dysfonctionnements des
équipements de l'aéronef, les moyens de détection étant adaptés pour
fonctionner
pendant la réalisation de la mission.
De façon connue, un aéronef comprend une pluralité de systèmes permettant à
celui-ci de remplir des missions, telles que des missions de transport, dans
lesquelles
l'aéronef doit rallier une destination depuis un point de départ au sol, en
toute sécurité
pour ses membres d'équipage et ses éventuels passagers. Ces systèmes
regroupent
aussi bien des systèmes mécaniques, comme les trains d'atterrissage, les
moteurs, les
ailes, que des systèmes hydrauliques, comme la commande de la gouverne ou des
freins,
que des systèmes électriques, comme les ventilateurs, que des systèmes
électroniques,
comme les systèmes dits embarqués . Chaque système comprend typiquement une
pluralité d'équipements.
Ces équipements doivent être entretenus, et chaque équipement est susceptible
de ne plus fonctionner correctement ou de faire défaut à un moment ou un autre
de la vie
de l'aéronef. Ces dysfonctionnements peuvent être plus ou moins graves du
point de vue
du fonctionnement global de l'aéronef, dans la mesure où des redondances et
des
équipements de secours sont prévus pour faire face aux dysfonctionnements de
certains
équipements.
Les dysfonctionnements des équipements de l'aéronef induisent des limitations
opérationnelles affectant l'opérabilité de l'aéronef, telles que des
limitations portant sur la
vitesse maximale de l'aéronef, l'altitude maximale à laquelle peut voler
l'aéronef, ou la
distance d'atterrissage minimale de l'aéronef.
Chaque limitation opérationnelle est généralement le résultat de la
conjonction
d'une pluralité de dysfonctionnements. Typiquement, le dysfonctionnement d'une
pompe
d'alimentation en carburant d'un moteur de l'aéronef n'induit pas de
limitation
opérationnelle, dans la mesure où une pompe de secours existe, mais les
dysfonctionnements conjugués des deux pompes d'alimentation d'un même moteur
induit
des limitations opérationnelles (rayon d'action de l'aéronef réduit, vitesse
limitée, etc.).
Les limitations opérationnelles ont ainsi une influence sur un niveau de
faisabilité
de la mission. En effet, on conçoit aisément que si, par exemple, l'altitude
maximale de
vol de l'aéronef est réduite, le rayon d'action de l'aéronef est réduit en
conséquence, et
CA 02772516 2012-03-23
2
qu'il existe alors un risque que la destination visée se retrouve en-dehors du
rayon
d'action et que, par conséquent, la mission ne soit plus réalisable.
De façon connue, l'aéronef comprend, le plus souvent, un système d'aide à la
gestion de l'aéronef et à son pilotage, destiné à renseigner les membres
d'équipage sur
des dysfonctionnements détectés des équipements de l'aéronef. Ce système est
généralement adapté pour indiquer aux membres d'équipage des manoeuvres
d'urgence
à effectuer pour assurer la viabilité de l'aéronef suite à la détection d'un
dysfonctionnement, ainsi que les limitations opérationnelles induites par ce
dysfonctionnement.
Les systèmes d'aide au pilotage connus comprennent généralement un premier
écran d'affichage comportant une pluralité de pictogrammes, chaque pictogramme
représentant un équipement de l'aéronef. Ce premier écran est destiné à
fournir aux
membres d'équipage une vue d'ensemble des dysfonctionnements d'équipements
détectés.
Un exemple de premier écran d'affichage d'un système d'aide au pilotage connu
est représenté sur la Figure 1. Ce premier écran d'affichage 10 présente un
synoptique
des équipements d'un système de prélèvement d'air d'un aéronef. Chaque
équipement
observé y est présenté par un pictogramme 11, 12, 13, 14, 15, 16 représentant
l'équipement. Ainsi, le pictogramme 11 représente le réacteur gauche de
l'aéronef, le
pictogramme 12 représente le réacteur droit, le pictogramme 13 représente le
réacteur
central, le pictogramme 14 représente les ailes, le pictogramme 15 représente
l'unité
auxiliaire de puissance (en anglais Auxiliary Power Unit ), et le
pictogramme 16
représente un service externe d'alimentation en énergie.
Des rectangles 18 représentent les espaces de l'aéronef aérés au moyen du
système de prélèvement d'air, typiquement le cockpit et la cabine passagers de
l'aéronef.
Des disques barrés 20 représentent schématiquement des vannes d'un circuit de
conduite de l'air prélevé au niveau des équipements vers les espaces aérés.
Selon son
orientation, chaque disque barré 20 illustre le fait que la vanne associée est
en
configuration ouverte ou fermée.
L'écran d'affichage 10 est destiné à fournir à un utilisateur une vue
d'ensemble de
dysfonctionnements détectés au niveau des équipements du système de
prélèvement
d'air. A cet effet, chaque pictogramme 11, 12, 13, 14, 15, 16 est adapté pour
traduire soit
le bon fonctionnement de l'équipement associé, soit un dysfonctionnement dudit
équipement : typiquement, le pictogramme 11, 12, 13, 14, 15, 16 est vert
lorsque
l'équipement associé ne présente pas de dysfonctionnement, rouge lorsqu'un
CA 02772516 2012-03-23
3
dysfonctionnement de l'équipement associé est détecté, et blanc lorsque
l'équipement
associé est désactivé.
En outre, les systèmes d'aide au pilotage connus comprennent généralement un
deuxième écran d'affichage, prévu pour afficher un listing des limitations
opérationnelles
de l'aéronef induites par les dysfonctionnements détectés.
Cependant, les systèmes d'aide connus ne donnent pas entière satisfaction. En
effet, ils se limitent à présenter aux membres d'équipage les
dysfonctionnements détectés
et les limitations opérationnelles découlant de ces dysfonctionnements. Les
membres
d'équipage doivent ainsi se faire par eux-mêmes une idée du niveau de
faisabilité de la
mission, à partir de la pluralité de dysfonctionnements détectés et de la
pluralité de
limitations opérationnelles qui leur sont présentées.
Or les aéronefs deviennent de plus en plus complexes, le nombre d'équipements
embarqués à leur bord augmente, du fait notamment du renforcement continu de
la
réglementation aérienne, et les membres d'équipage sont ainsi souvent
sollicités par des
affichages de dysfonctionnements mineurs. En outre, les équipements d'aéronef
sont
toujours plus interconnectés, ce qui rend les conséquences d'un
dysfonctionnement de
l'un d'entre eux difficilement appréciables. De plus, les équipements étant
souvent
automatisés, certaines données techniques des équipements sont dissimulées à
l'équipage. Pour ces raisons, il est difficile pour les membres d'équipage de
se faire une
idée correcte du niveau de faisabilité de la mission, ce qui peut mener à des
erreurs dans
l'appréciation de la situation et entraîner de mauvaises prises de décision de
la part de
l'équipage (l'équipage pouvant, par exemple, renoncer à réaliser la mission en
cours alors
que les capacités opérationnelles de l'aéronef permettraient, malgré le
dysfonctionnement
survenu, de la mener à son terme).
Un objectif de l'invention est ainsi de proposer un dispositif d'évaluation
des
capacités opérationnelles d'un aéronef selon un objectif de mission à
réaliser, adapté
pour simplifier la prise de décision des membres d'équipage.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'évaluation du type
précité,
caractérisé en ce que le dispositif d'évaluation comprend en outre :
- des moyens d'acquisition d'informations sur la mission,
- des moyens de calcul, en fonction d'au moins un dysfonctionnement détecté et
des informations acquises sur la mission de l'aéronef, d'un niveau de
faisabilité
observée de la mission, et
- des moyens de présentation d'un indicateur réactif synthétique,
représentatif
du niveau de faisabilité observée de la mission à au moins un instant donné de
la mission,
CA 02772516 2012-03-23
4
les moyens d'acquisition, de calcul et de présentation étant adaptés pour
fonctionner pendant la réalisation de la mission, de façon à informer
l'utilisateur de
l'évolution du niveau de faisabilité observée de la mission en fonction de la
détection de
nouveaux dysfonctionnements, et/ou de modifications de la mission en cours de
mission.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif d'évaluation
selon
l'invention comprend également l'une ou plusieurs des caractéristiques
suivantes, prises
isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- le dispositif d'évaluation comprend des moyens d'acquisition d'informations
sur
l'environnement opérationnel de l'aéronef, les moyens de calcul étant adaptés
pour
calculer le niveau de faisabilité observée de la mission en fonction des
informations
acquises sur l'environnement opérationnel de l'aéronef, lesdits moyens
d'acquisition étant
adaptés pour fonctionner pendant la réalisation de la mission, de façon à
informer
l'utilisateur de l'évolution du niveau de faisabilité observée de la mission
en fonction de
l'évolution de l'environnement opérationnel de l'aéronef ;
- les moyens de calcul comprennent :
o des moyens de détermination d'au moins une limitation opérationnelle
induite par le ou chaque dysfonctionnement détecté,
o des moyens de contrôle de l'adéquation de chaque limitation
opérationnelle avec la mission et, éventuellement, avec
l'environnement opérationnel de l'aéronef, les moyens de contrôle étant
adaptés pour déterminer, pour chaque limitation opérationnelle, un
niveau d'adéquation de la limitation opérationnelle avec la mission et,
éventuellement, avec l'environnement opérationnel, de l'aéronef, et
o des moyens de déduction du niveau de faisabilité observée à partir du
ou de chaque niveau d'adéquation déterminé ;
- le dispositif d'évaluation comprend des moyens de détermination d'un
dysfonctionnement futur probable d'un équipement de l'aéronef et des moyens
d'établissement d'un niveau de faisabilité prévisionnelle de la mission en cas
de survenue
du dysfonctionnement futur probable, les moyens de présentation étant adaptés
pour
présenter un indicateur prédictif synthétique représentatif du niveau de
faisabilité
prévisionnelle ;
- le niveau de faisabilité prévisionnelle est fonction des informations
acquises sur
la mission, et éventuellement sur l'environnement opérationnel, de l'aéronef ;
- le niveau de faisabilité prévisionnelle est fonction du ou de chaque
dysfonctionnement détecté ;
CA 02772516 2012-03-23
- le niveau de faisabilité observée et/ou le niveau de faisabilité
prévisionnelle de la
mission est adapté pour prendre au moins trois valeurs différentes les unes
des autres,
l'indicateur réactif et/ou l'indicateur prédictif étant adapté pour
représenter chacune
desdites valeurs ;
5 - le dispositif d'évaluation comprend des moyens d'acquisition de paramètres
de
l'aéronef, les moyens de calcul et, éventuellement, les moyens d'établissement
étant
adaptés pour calculer, respectivement établir, le niveau de faisabilité
observée,
respectivement le niveau de faisabilité prévisionnelle, à partir des
paramètres de l'aéronef
acquis.
L'invention a également pour objet un procédé d'évaluation des capacités
opérationnelles d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes
suivantes
- détection d'au moins un dysfonctionnement,
- acquisition d'informations sur la mission de l'aéronef,
- calcul, en fonction du ou de chaque dysfonctionnement détecté et des
informations acquises sur la mission de l'aéronef, d'un niveau de faisabilité
observée de la mission, et
- présentation d'un indicateur réactif synthétique, représentatif du niveau de
faisabilité observée,
les étapes précédentes étant répétées à plusieurs reprises au cours de la
réalisation de la mission, de façon à informer l'utilisateur de l'évolution du
niveau de
faisabilité observée de la mission en fonction de la détection de nouveaux
dysfonctionnements, et/ou de modifications de la mission en cours de mission.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé d'évaluation
comprend également les étapes suivantes :
- détermination d'un dysfonctionnement futur probable,
- établissement d'un niveau de faisabilité prévisionnelle de la mission, en
cas de
survenue du dysfonctionnement futur probable, et
- présentation d'un indicateur prédictif synthétique, représentatif du niveau
de
faisabilité prévisionnelle.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la
lecture de la
description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se
référant aux
dessins annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue d'un écran d'affichage d'un système d'aide au
pilotage
de l'état de la technique,
- la Figure 2 est un schéma présentant un dispositif d'évaluation selon
l'invention,
CA 02772516 2012-03-23
6
- la Figure 3 est une matrice illustrant des données stockées dans une
première
base de données du dispositif d'évaluation de la Figure 2,
- la Figure 4 est une matrice illustrant des données stockées dans une
deuxième
base de données du dispositif d'évaluation de la Figure 2,
- la Figure 5 est un diagramme en blocs illustrant un procédé d'évaluation
d'un
niveau de faisabilité observée de la mission, mis en oeuvre par le dispositif
d'évaluation de la Figure 2, et
- la Figure 6 est un diagramme en blocs illustrant un procédé d'évaluation
d'un
niveau de faisabilité prévisionnelle de la mission, mis en oeuvre par le
dispositif
d'évaluation de la Figure 2.
Le dispositif 100 d'évaluation des capacités opérationnelles d'un aéronef,
présenté
sur la Figure 2, est adapté pour équiper un aéronef, typiquement un avion,
dont des
équipements 102, 104, 106, 108 sont représentés sur la Figure 2. Ces
équipements sont
les ailes 102 de l'aéronef, un équipement hydraulique 104, un réseau
électrique 106, et
un système informatique 108. On comprendra que ces équipements sont donnés
uniquement à titre d'exemple et que l'aéronef comprend également d'autres
équipements
qui, par souci de simplification, n'ont pas été représentés.
Le dispositif d'évaluation 100 comprend un nombre n de moyens 110 de détection
de dysfonctionnements D; (i étant un entier compris entre 1 et r, r étant le
nombre de
dysfonctionnements détectés, r étant inférieur ou égal à n) des équipements
102, 104,
106, 108. Ces moyens de détection 110 sont typiquement des capteurs de
tension,
d'intensité, de pression ou autres, placés sur ou à proximité des équipements
de
l'aéronef.
Le dispositif d'évaluation 100 comprend également des moyens 112 d'acquisition
d'informations M sur la mission de l'aéronef, des moyens 114 d'acquisition
d'informations
EO sur l'environnement opérationnel de l'aéronef, des moyens 116 d'acquisition
d'informations PA sur les paramètres de l'aéronef (tels que le volume de
carburant
embarqué restant, la masse de l'aéronef, le volume d'oxygène embarqué, la
liste des
équipements temporairement indisponibles, etc.), des moyens 118 de calcul d'un
niveau
Fo de faisabilité observée de la mission, des moyens 120 d'établissement d'un
niveau Fp
de faisabilité prévisionnelle de la mission, et des moyens 122 de présentation
d'indicateurs 124, 126 représentatifs des niveaux de faisabilité observé Fo et
prévisionnel
F.
Chacun des moyens d'acquisition 112, 114, 116, des moyens de calcul 118, des
moyens d'établissement 120, et des moyens de présentation 122 est adapté pour
fonctionner en cours de vol. En particulier, chacun des moyens d'acquisition
112, 114,
CA 02772516 2012-03-23
7
116, des moyens de calcul 118, des moyens d'établissement 120, et des moyens
de
présentation 122 est adapté pour fonctionner continûment pendant la
réalisation de la
mission, de façon à tenir l'utilisateur informé en continu des évolutions des
niveaux de
faisabilité observée Fo et de faisabilité prévisionnelle Fp, en fonction de la
détection de
nouveaux dysfonctionnements, de modifications de la mission, de l'évolution de
l'environnement opérationnel, et/ou de l'évolution des paramètres de
l'aéronef.
Chacun des moyens d'acquisition 112, 114, 116 est typiquement constitué par un
module électronique comprenant une mémoire interne, un processeur et des ports
de
communication externe.
Les informations M sur la mission de l'aéronef comprennent des informations
sur
le plan de vol, la destination devant être ralliée, ainsi que sur les
différentes étapes de
transit où il est prévu que l'aéronef se pose avant de rejoindre sa
destination. Les
informations M comprennent également des informations concernant les pentes
d'approche prévues pour chaque atterrissage ainsi que des informations sur les
caractéristiques de chacune des pistes sur lesquelles ces atterrissages sont
prévus
(longueur, largeur, élévation et revêtement de la piste, présence de système
de guidage
et/ou de service de maintenance pour l'aéroport concerné, etc.). Les moyens
d'acquisition
112 sont typiquement adaptés pour acquérir ces informations M auprès d'autres
systèmes
embarqués de l'aéronef, tels que le système de gestion de vol. On notera que
les
données de plan de vol sont enregistrées dans lesdits systèmes par le pilote
préalablement au lancement de la mission.
Par environnement opérationnel , on entend aussi bien l'environnement
physique environnant l'aéronef à chaque instant que l'environnement physique
prévu pour
environner l'aéronef plus tard si celui-ci suit son plan de vol. Les moyens
d'acquisition 112
sont typiquement adaptés pour acquérir les informations EO relatives à
l'environnement
opérationnel de l'aéronef auprès d'autres systèmes embarqués de l'aéronef,
tels qu'une
sonde de pression, une sonde de température extérieure, et/ou un radar météo.
Les moyens d'acquisition 116 sont typiquement adaptés pour acquérir les
informations PA sur les paramètres de l'aéronef tels que notamment le niveau
de
carburant embarqué restant auprès d'une jauge de carburant de l'aéronef et la
masse de
l'aéronef auprès d'un capteur de mesure ou bien par consultation du système de
gestion
de vol dans lequel la masse de l'aéronef a été préalablement renseignée par le
pilote.
Les moyens de calcul 118 comprennent des moyens 130 de détermination de
limitations opérationnelles LOk (k étant un entier compris entre 1 et m, m
étant le nombre
de limitations opérationnelles) causées par les dysfonctionnements détectés
D;, des
moyens 132 de contrôle de l'adéquation de chaque limitation opérationnelle LOk
avec la
CA 02772516 2012-03-23
r 8
mission de l'aéronef, et des moyens 134 de déduction du niveau de faisabilité
observée
Fo de la mission.
Les moyens de détermination 130 comprennent typiquement une première base
de données 136, qui est représentée sur la Figure 3. Comme visible sur cette
Figure, la
base de données 136 associe à chaque combinaison de dysfonctionnements
possibles D,
(I étant un entier compris entre 1 et q, q étant le nombre de
dysfonctionnements possibles
D,) au moins une limitation opérationnelle LOk. Ainsi, les moyens de
détermination 130
sont adaptés pour déterminer, à partir du ou de chaque dysfonctionnement
détecté D;, les
limitations opérationnelles LOk induites sur l'opérabilité de l'aéronef.
Les moyens de contrôle 132 sont adaptés pour contrôler l'adéquation des
limitations opérationnelles LOk avec la mission de l'aéronef, l'environnement
opérationnel
de l'aéronef, et les paramètres de l'aéronef. A cet effet, les moyens de
contrôle 132 sont
adaptés pour établir un niveau Ak d'adéquation de chaque limitation
opérationnelle LOk en
fonction des informations M, EO et PA acquises par les moyens d'acquisition
112, 114,
116.
L'homme du métier saura sans peine réaliser ces moyens de contrôle en faisant
appel par exemple à la logique déductive, aux méthodes statistiques, aux
solveurs
d'équations/contraintes, aux réseaux de neurones, etc.
Le niveau d'adéquation Ak est adapté pour prendre j+1 valeurs différentes,
typiquement des valeurs numériques entières comprises entre 0 et j, 0
représentant une
adéquation nulle entre la limitation opérationnelle LOk et les informations
considérées
(mission, environnement opérationnel, paramètres de l'aéronef), et j
représentant une
adéquation complète entre la limitation opérationnelle LOk et les informations
considérées. Ainsi, lorsque le niveau d'adéquation Ak est égal à 0, la mission
ne peut pas
être réalisée du fait de la limitation opérationnelle LOk, car celle-ci n'est
pas en adéquation
avec la suite de la mission, et lorsque le niveau d'adéquation Ak est égal à
j, la mission
peut être continuée malgré la limitation opérationnelle LOk, celle-ci ne
risquant pas
d'entraver la suite de la mission.
Lorsque le niveau d'adéquation Ak est strictement compris entre 0 et j, la
limitation
opérationnelle LOk est partiellement compatible avec la mission, c'est-à-dire
que la
limitation opérationnelle LOk entrave le bon déroulement de la mission,
typiquement en
induisant un retard à l'arrivée, ou en nécessitant une modification du plan de
vol, la
destination restant atteignable. Plus la limitation opérationnelle LOk induit
de retard et de
modifications du plan de vol, plus le niveau d'adéquation Ak est proche de 0.
Le niveau
d'adéquation Ak associé à une limitation opérationnelle LOk n'induisant pas de
modifications de plan de vol pour rejoindre la prochaine étape de transit est
supérieur au
CA 02772516 2012-03-23
9
niveau d'adéquation Ak associé à une limitation opérationnelle LOk induisant
de telles
modifications de plan de vol. De façon générale, plus le niveau d'adéquation
Ak est élevé,
moins la limitation opérationnelle LOk associée entrave le bon déroulement de
la mission.
De préférence, j est au moins égal à 2, c'est-à-dire que le niveau
d'adéquation Ak
est adapté pour prendre au moins trois valeurs différentes.
Le niveau d'adéquation Ak est établi au moyen d'un algorithme approprié,
développé spécifiquement pour chaque limitation opérationnelle LOk. Des
exemples de
ces algorithmes vont être donnés ci-dessous.
Dans un premier cas, la limitation opérationnelle LOk considérée est une
réduction
de l'altitude maximale de l'aéronef au cours du vol, le dysfonctionnement
détecté D; à
l'origine de cette limitation opérationnelle LOk étant par exemple une panne
d'étanchéité
sur une vanne de pressurisation. L'algorithme de détermination du niveau
d'adéquation Ak
associé est adapté pour :
- calculer, en fonction de la nouvelle altitude maximale. autorisée et des
paramètres de l'aéronef PA (notamment le niveau de carburant restant), un
rayon d'action de l'aéronef,
- évaluer, à partir des informations M sur la mission, la distance restant à
parcourir
pour atteindre la destination,
- déterminer si la destination est dans le rayon d'action de l'aéronef et, le
cas
échéant, calculer le retard estimé, et
- attribuer une valeur au niveau d'adéquation Ak, telle que :
o la valeur est strictement comprise entre 0 et j si la destination est dans
le rayon d'action l'aéronef, cette valeur étant dépendante du niveau de
retard calculé, et
o la valeur est égale à 0 si la destination est hors du rayon d'action de
l'aéronef ou si le retard empêche l'accès à l'aéroport (aéroport fermé à
l'heure d'arrivée prévue).
Dans un deuxième cas, la limitation opérationnelle LOk considérée est une
interdiction de voler dans des zones non couvertes par des moyens de
communication à
ondes courtes, le dysfonctionnement détecté Di à l'origine de cette limitation
opérationnelle LOk étant par exemple une panne de la radio hautes fréquences
(communément dénommée radio HF). L'algorithme de détermination du niveau
d'adéquation Ak associé est adapté pour :
- déterminer, au moyen des informations M sur la mission, les zones traversées
par l'aéronef pour rejoindre sa destination,
CA 02772516 2012-03-23
- déterminer, au moyen des informations EO sur l'environnement opérationnel de
l'aéronef, si les zones traversées sont couvertes ou non par des moyens de
communication à ondes courtes, et
- attribuer une valeur au niveau d'adéquation Ak, telle que :
5 o la valeur est égale à j si toutes les zones traversées sont couvertes par
des moyens de communication à ondes courtes,
o la valeur est strictement comprise entre 0 et j s'il est prévu que l'aéronef
traverse des zones non couvertes par des moyens de communication à
ondes courtes, mais qu'il est possible pour l'aéronef soit de contourner
10 ces zones, au prix d'un temps de vol plus long, soit d'être réparé lors
d'une étape de transit précédant ces zones à traverser, et
o la valeur est égale à 0 si l'aéronef doit traverser une zone non couverte
par des moyens de communication à ondes courtes pour rejoindre sa
destination, et qu'il n'existe pas de solution de contournement de cette
zone ou de réparation possible au cours d'une étape de transit
précédant ces zones à traverser.
L'homme du métier saura sans peine définir des algorithmes de détermination de
niveaux d'adéquation Ak associés à d'autres limitations opérationnelles LOk.
En variante, les moyens de contrôle 132 sont adaptés pour déterminer chaque
niveau d'adéquation Ak à partir des seules informations M, ou à partir des
seules
informations M et EO, ou à partir des seules informations M et PA.
Les moyens de déduction 134 sont adaptés pour déduire le niveau de faisabilité
observée Fo à partir du ou des niveau(x) d'adéquation Ak déterminé(s) par les
moyens de
contrôle 132. L'homme du métier saura sans peine réaliser ces moyens de
déduction en
faisant appel par exemple à la logique déductive, aux méthodes statistiques,
aux solveurs
d'équations/contraintes, aux réseaux de neurones, etc.
Le niveau de faisabilité Fo est typiquement adapté pour prendre une pluralité
de
valeurs numériques entre 0 et j, j illustrant le fait que la mission est
réalisable sans
difficultés particulières et 0 illustrant une impossibilité de mener la
mission à son terme.
Les valeurs intermédiaires, strictement comprises entre 0 et j, illustrent le
fait que la
mission est réalisable, mais avec certaines complications. Plus la valeur du
niveau de
faisabilité observée Fo est élevé, plus la mission est facilement réalisable.
Les moyens de déduction 134 sont adaptés pour déduire le niveau de faisabilité
Fo
comme étant égal au niveau d'adéquation Ak le plus proche de 0.
De retour à la Figure 2, les moyens d'établissement 120 comprennent une
deuxième base de données 140, des moyens 142 de détermination d'un
CA 02772516 2012-03-23
11
dysfonctionnement futur probable Df, des moyens 144 de détermination de
limitations
opérationnelle futures LOfk en cas de survenue du dysfonctionnement futur
probable Df,
des moyens 146 de contrôle de l'adéquation de chaque limitation opérationnelle
future
LOfk avec la mission, des moyens 147 d'évaluation d'un niveau Ff de
faisabilité future de
la mission en cas de survenue du dysfonctionnement futur probable Df, et des
moyens
148 de déduction du niveau de faisabilité prévisionnelle Fp.
La deuxième base de données 140 est représentée sur la Figure 4. Comme
illustré sur cette Figure, la base données 140 stocke une pluralité de
dysfonctionnements
possibles D, et, pour chaque dysfonctionnement possible D,, une probabilité
associée P,
de survenue dudit dysfonctionnement possible D,. De préférence, la probabilité
de
survenue P, d'au moins un dysfonctionnement possible D, est fonction des
dysfonctionnements détectés D.
Les moyens de détermination 142 sont adaptés pour déterminer, à partir des
dysfonctionnements détectés D; et de la base de données 140, le
dysfonctionnement futur
probable Df comme étant le dysfonctionnement possible D,, non encore détecté,
ayant la
probabilité de survenue P, associée la plus élevée.
Les moyens 144 de détermination des limitations opérationnelles futures LOfk
sont
similaires aux moyens de détermination 130. lis comprennent de préférence la
même
base de données que la base de données 136.
Les moyens de contrôle 146 sont similaires aux moyens de contrôle 132. Ils
sont
en particulier adaptés pour déterminer un niveau d'adéquation future Afk de
chaque
limitation opérationnelle future LOfk en fonction des informations M, EO et PA
acquises
par les moyens d'acquisition 112, 114, 116, au moyen des mêmes algorithmes que
ceux
mis en oeuvre par les moyens de contrôle 132.
Le niveau de faisabilité future Ff est adapté pour prendre les mêmes valeurs
que le
niveau de faisabilité observée Fo. Les moyens d'évaluation 147 sont adaptés
pour évaluer
le niveau de faisabilité future Ff comme étant égal au niveau d'adéquation
future Afk le
plus proche de 0.
Les moyens de déduction 148 sont adaptés pour déduire le niveau de faisabilité
prévisionnelle Fp comme étant égal au niveau de faisabilité future Ff.
En variante, les moyens d'évaluation 147 sont adaptés pour évaluer, pour
chaque
dysfonctionnement possible D,, un niveau de faisabilité future Ff associé, les
moyens de
déduction 148 étant alors adaptés pour sélectionner, parmi la pluralité de
niveaux de
faisabilité future Ff évalués, le niveau de faisabilité future Ff associé au
dysfonctionnement
possible D, ayant la plus grande probabilité de survenue P,, et pour déduire
le niveau de
CA 02772516 2012-03-23
12
faisabilité prévisionnelle Fp comme étant égal audit niveau de faisabilité
future Ff
sélectionné.
Les moyens de présentation 122 sont adaptés pour présenter un unique
indicateur
réactif synthétique 124, représentatif du niveau de faisabilité observée Fo,
et un unique
indicateur prédictif synthétique 126, représentatif du niveau de faisabilité
prévisionnelle Fp.
Par synthétique , on comprend que chaque indicateur, respectivement 124,
126, est
adapté pour présenter une synthèse du niveau de faisabilité observée FO,
respectivement
du niveau de faisabilité prévisionnelle Fp. Ainsi, l'utilisateur du dispositif
d'évaluation 100
dispose d'informations condensées, facilement accessibles, lui permettant de
prendre
rapidement une décision sur la suite de la mission.
Dans l'exemple représenté, les moyens de présentation 122 sont des moyens
d'affichage et les indicateurs réactif 124 et prédictif 126 sont regroupés en
un unique
graphique 150 représentant un demi-disque découpé en quartiers, une flèche
placée
entre deux quartiers constituant l'indicateur réactif 124, et un bandeau
s'étendant en
périphérie du demi-disque, depuis la flèche jusqu'à un quartier qui n'est pas
au contact de
la flèche, constituant l'indicateur prédictif 126.
En variante (non représentée), l'unique graphique 150 est une échelle de
perroquet dont les différents barreaux sont chacun représentatifs d'un niveau
de faisabilité
de la mission, l'indicateur réactif 124 étant une flèche disposée sur ou en
regard d'un
barreau, l'indicateur prédictif 126 étant un bandeau s'étendant entre deux
barreaux de
l'échelle.
Ces modes de réalisation des indicateurs 124, 126, sous forme d'un unique
graphique regroupant ces indicateurs 124, 126, permettent une compréhension
intuitive
des indicateurs 124, 126 par l'utilisateur du dispositif d'évaluation 100.
Un premier procédé 200 d'évaluation du niveau de faisabilité observée F0, mis
en
oeuvre par le dispositif d'évaluation 100, va maintenant être décrit, en
regard de la Figure
5.
Le premier procédé 200 comprend une première étape 210 de détermination d'au
moins un dysfonctionnement D; d'au moins un équipement de l'aéronef,
accompagnée
d'une étape 220 d'acquisition des informations M sur la mission de l'aéronef
et, de
préférence, d'une étape 230 d'acquisition des informations EO sur
l'environnement
opérationnel de l'aéronef, et/ou d'une étape 240 d'acquisition des paramètres
de l'aéronef
PA (notamment le volume de carburant embarqué restant). La première étape 210
est
suivie d'une deuxième étape 250 de calcul du niveau de faisabilité observée
F0, puis
d'une troisième étape 260 de présentation de l'indicateur réactif 124.
CA 02772516 2012-03-23
13
Au cours de la première étape 210, les moyens de détection 110 détectent un
éventuel dysfonctionnement D; d'un équipement 102, 104, 106, 108. Puis ils
informent les
moyens de calcul 118 du ou de chaque dysfonctionnement détecté D;.
Au cours de l'étape 220, les moyens d'acquisition 112 lisent les informations
M sur
la mission de l'aéronef, typiquement des données de navigation et de
localisation, à partir
d'une mémoire stockant le plan de vol de l'aéronef et d'un système de
géolocalisation, et
transfèrent ces informations M aux moyens de calcul 118.
Au cours de l'étape 230, les moyens d'acquisition 114 recueillent les
informations
EO sur l'environnement opérationnel de l'aéronef, typiquement des données
météo, à
partir d'autres systèmes embarqués de l'aéronef, et transfèrent ces
informations EO aux
moyens de calcul 118.
Au cours de l'étape 240, les moyens d'acquisition 116 recueillent les
paramètres
de l'aéronef PA et transfèrent ces informations M aux moyens de calcul 118.
La deuxième étape 250 comprend une première sous-étape 252 de détermination
d'au moins une limitation opérationnelle LOk induite par le ou chaque
dysfonctionnement
détecté D;, suivie d'une deuxième sous-étape 254 de contrôle de l'adéquation
de la ou
chaque limitation opérationnelle LOk avec la mission, elle-même suivie d'une
troisième
sous-étape 256 de déduction du niveau de faisabilité observée Fo.
Au cours de la première sous-étape 252, les moyens de détermination 130
déterminent la ou chaque limitation opérationnelle LOk induite par le ou
chaque
dysfonctionnement détecté D;, au moyen de la base de données 136.
Au cours de la deuxième sous-étape 254, les moyens de contrôle 132 déterminent
le niveau Ak d'adéquation de la ou chaque limitation opérationnelle LOk avec
la mission et,
de préférence, avec l'environnement opérationnel de l'aéronef et/ou avec les
paramètres
de l'aéronef.
Au cours de la troisième sous-étape 256, les moyens de déduction 134 déduisent
le niveau de faisabilité observée Fo à partir du ou de chaque niveau
d'adéquation Ak.
Enfin, au cours de la troisième étape 260, les moyens de présentation 122
présentent l'unique indicateur réactif 124.
Ces étapes 210, 220, 230, 240, 250, 260 sont répétées indéfiniment pendant le
fonctionnement de l'aéronef, de façon à tenir les membres d'équipage informés
de
l'évolution du niveau de faisabilité observée Fo de la mission.
Un deuxième procédé 300 d'évaluation du niveau de faisabilité prévisionnelle
Fp,
mis en oeuvre par le dispositif d'évaluation 100, va maintenant être décrit,
en regard de la
Figure 6.
CA 02772516 2012-03-23
14
Le deuxième procédé 300 comprend une première étape 310 de détermination
d'au moins un dysfonctionnement D; d'au moins un équipement de l'aéronef,
accompagnée d'une étape 320 d'acquisition des informations M sur la mission de
l'aéronef et, de préférence, d'une étape 330 d'acquisition des informations EO
sur
l'environnement opérationnel de l'aéronef, et/ou d'une étape 340 d'acquisition
des
paramètres de l'aéronef PA. Cette première étape 310 est suivie d'une deuxième
étape
350 de détermination d'un dysfonctionnement futur probable Df, suivie d'une
troisième
étape 360 d'établissement du niveau de faisabilité prévisionnelle Fp, puis
d'une quatrième
étape 370 de présentation de l'indicateur prédictif 126.
Chaque étape, respectivement 310, 320, 330, 340, est identique à l'étape,
respectivement 210, 220, 230, 240, du deuxième procédé 200. Pour la
description de ces
étapes, le lecteur est donc invité à se reporter à la description qui en a été
donnée ci-
dessus.
Au cours de la deuxième étape 350, les moyens de détermination 142 déterminent
le dysfonctionnement futur probable Df, au moyen de la base de données 140,
comme
étant le dysfonctionnement possible D,, non encore détecté, auquel est
associée la plus
grande probabilité de survenue P,. Puis les moyens de détermination 142
informent les
moyens de détermination 144 de la nature du dysfonctionnement futur probable
Df.
La troisième étape 360 comprend une première sous-étape 362 de détermination
d'au moins une limitation opérationnelle future LOfk induite par la survenue
du
dysfonctionnement futur probable Df, suivie d'une deuxième sous-étape 364 de
contrôle
de l'adéquation de la ou chaque limitation opérationnelle future LOfk avec la
mission, elle-
même suivie d'une troisième sous-étape 366 d'évaluation du niveau de
faisabilité future Ff
de la mission en cas de survenue du dysfonctionnement futur probable Df, elle-
même
suivie d'une quatrième sous-étape 368 de déduction du niveau de faisabilité
prévisionnelle Fp.
Au cours de la première sous-étape 362, les moyens de détermination 144
déterminent la ou chaque limitation opérationnelle future LOfk induite par le
dysfonctionnement futur probable Df, en cas de survenue dudit
dysfonctionnement Df, au
moyen de la base de données 136.
Au cours de la deuxième sous-étape 364, les moyens de contrôle 146 déterminent
le niveau Afk d'adéquation future de la ou chaque limitation opérationnelle
future LOfk
avec la mission et, de préférence, avec l'environnement opérationnel de
l'aéronef et/ou
avec les paramètres de l'aéronef.
Au cours de la troisième sous-étape 366, les moyens d'évaluation 147 évaluent
le
niveau de faisabilité future Ff à partir du ou de chaque niveau d'adéquation
future Afk.
CA 02772516 2012-03-23
Au cours de la quatrième sous-étape 368, les moyens de déduction 148 déduisent
le niveau de faisabilité prévisionnelle Fp du niveau de faisabilité future Ff.
Enfin, au cours de la quatrième étape 370, les moyens de présentation 122
présentent l'unique indicateur prédictif 126.
5 Ces étapes 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370 sont répétées indéfiniment
pendant
le fonctionnement de l'aéronef, de façon à tenir les membres d'équipage
informés de
l'évolution du niveau de faisabilité prévisionnelle Fp de la mission.
A titre d'exemple, supposons que les moteurs de l'aéronef disposent chacun de
deux pompes d'alimentation en carburant, et que les moyens de détection 110
détectent
10 un unique dysfonctionnement D; qui soit une panne d'une de ces pompes
d'alimentation.
Le moteur concerné par la panne disposant d'une deuxième pompe d'alimentation,
il
continue d'être alimenté en carburant, et les moyens de détermination 130
déterminent
l'absence de limitation opérationnelle LOk découlant de ce dysfonctionnement
D. Les
moyens de calcul 118 calculent donc un niveau de faisabilité observée Fo égal
à j.
15 Supposons que, suite à ce dysfonctionnement détecté D;, le
dysfonctionnement
possible D, ayant la plus grande probabilité de survenue P, soit la panne
d'une pompe
d'alimentation en carburant de l'autre moteur. Les moyens de détermination 142
déterminent alors cette panne comme étant le dysfonctionnement futur probable
Df.
L'autre moteur disposant également d'une deuxième pompe d'alimentation, la
survenue
de ce dysfonctionnement Df n'entraverait pas le bon fonctionnement du moteur.
Toutefois,
compte-tenu du dysfonctionnement D; détecté sur l'autre pompe d'alimentation,
un départ
ultérieur avec une pompe de l'aéronef indisponible serait interdit. Les moyens
de
détermination 144 déterminent donc la limitation opérationnelle future LOfk
suivante :
nécessité d'une intervention de maintenance à la prochaine étape de transit.
Les moyens
d'établissement 120 établissent donc un niveau de faisabilité prévisionnel Fp
compris
strictement entre 0 et j.
Supposons maintenant que, plutôt que la panne d'une pompe d'alimentation en
carburant de l'autre moteur, le dysfonctionnement possible D, ayant la plus
grande
probabilité de survenue P, suite au dysfonctionnement détecté D; soit la panne
de l'autre
pompe d'alimentation en carburant du même moteur. Les moyens de détermination
142
déterminent alors cette panne comme étant le dysfonctionnement futur probable
Df. En
cas de survenue de ce dysfonctionnement futur probable Df, le moteur ne serait
plus
alimenté en carburant. Les moyens de détermination 144 déterminent donc une
pluralité
de limitations opérationnelles futures LOfk résultant de la perte d'un moteur
: limitation du
rayon d'action de l'aéronef, limitation de la vitesse, etc. Les moyens
d'établissement 120
établissent alors un niveau de faisabilité prévisionnel Fp égal à 0.
CA 02772516 2012-03-23
16
Ainsi, on conçoit aisément les interactions existant entre dysfonctionnements
détectés et dysfonctionnements futurs probables, et l'influence des
dysfonctionnements
détectés sur le niveau de faisabilité prévisionnel Fp.
Grâce à l'invention, les membres d'équipage appréhendent mieux les capacités
opérationnelles de l'aéronef. La prise en compte de la mission dans
l'évaluation du niveau
de faisabilité observée de la mission permet de ne faire ressortir que les
dysfonctionnements pouvant réellement compromettre la mission, ce qui évite de
surcharger les membres d'équipage.
En outre, la prise en compte de l'environnement opérationnel EO et des
paramètres PA de l'aéronef permet d'améliorer l'évaluation du niveau de
faisabilité
observée par le dispositif d'évaluation.
De plus, le fait d'intégrer un indicateur prédictif anticipant la survenue de
dysfonctionnements futurs renforce encore davantage les capacités
d'anticipation des
membres d'équipage.
Enfin, les niveaux de faisabilité observé et prévisionnel pouvant prendre une
pluralité de valeurs, ils introduisent une gradation dans l'évaluation du
niveau de faisabilité
de la mission et permettent aux membres d'équipage de suivre l'évolution des
capacités
opérationnelles de l'aéronef, évitant ainsi que les membres d'équipage ne
soient informés
trop tard de l'impossibilité d'accomplir une mission.
On notera que le dispositif selon l'invention peut parfaitement fonctionner
autrement qu'en mode continu, par exemple en réalisant à intervalles réguliers
l'acquisition des données et la mise à jour de l'affichage des indicateurs, ou
bien sur
requête de l'équipage ou bien seulement lorsqu'un nouveau dysfonctionnement
est
détecté, de façon à réduire les ressources calculateurs nécessaires à
l'exploitation d'un
tel dispositif.
On notera par ailleurs que, dans une variante préférée de l'invention, le
dispositif
d'évaluation 100 comprend une pluralité de moyens de présentation 122, chaque
moyen
de présentation 122 étant adapté pour présenter un unique indicateur réactif
124 et un
unique indicateur prédictif 126 à un utilisateur spécifique. Par exemple, le
dispositif
d'évaluation 100 comprend deux écrans d'affichage disposés dans le cockpit de
l'aéronef,
un premier écran étant destiné à présenter les indicateurs 124, 126 au pilote
de l'aéronef,
et le deuxième écran étant destiné à présenter les indicateurs 124, 126 au
copilote.
Le dispositif 100 a été décrit comme comprenant à la fois les moyens 118 de
calcul du niveau de faisabilité observée Fo et les moyens 120 d'établissement
du niveau
de faisabilité prévisionnelle Fp. Cependant, en variante, le dispositif 100
comprend les
moyens de calcul 118 ou les moyens d'établissement 120 seuls.
CA 02772516 2012-03-23
17
Aussi, l'invention a également pour objet un dispositif d'évaluation des
capacités
opérationnelles futures d'un aéronef, destiné à renseigner un utilisateur sur
les capacités
de l'aéronef à réaliser une mission, l'aéronef comprenant une pluralité
d'équipements, le
dispositif d'évaluation comprenant :
- des moyens de détermination d'un dysfonctionnement futur probable d'un
équipement de l'aéronef,
- des moyens d'établissement d'un niveau de faisabilité prévisionnelle de la
mission en cas de survenue du dysfonctionnement futur probable, et
- des moyens de présentation d'un indicateur prédictif synthétique,
représentatif
du niveau de faisabilité prévisionnelle à au moins un instant donné de la
mission.
