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Procédé d'assistance au pilotage d'un aéronef avec restriction des
possibilités de
réglage des paramètres de pilotage en fonction du contexte, et dispositif
correspondant
La présente invention concerne un procédé d'assistance au pilotage d'un
aéronef,
du type comprenant un système de pilotage automatique avec une pluralité de
modes de
pilotage préprogrammés, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- paramétrage d'au moins un mode de pilotage de manière à former un mode de
pilotage paramétré, ledit paramétrage comprenant :
o la sélection, par un utilisateur, d'un mode de pilotage sélectionné parmi
au moins un mode de pilotage disponible pris parmi les modes de
pilotage préprogrammés, et
o le renseignement d'au moins une consigne de pilotage associée audit
mode de pilotage sélectionné,
- présentation à l'utilisateur du ou de chaque mode de pilotage paramétré
et de
la consigne de pilotage associée,
- engagement d'au moins un mode de pilotage paramétré, ledit mode de
pilotage
paramétré devenant un mode de pilotage engagé, et
- pilotage de l'aéronef par le système de pilotage automatique en fonction
de la
consigne de pilotage du ou de chaque mode de pilotage engagé,
L'invention concerne également un dispositif d'assistance au pilotage d'un
aéronef,
du type comprenant :
- une mémoire dans laquelle est enregistrée une pluralité de modes de
pilotage
préprogrammés,
- un système de paramétrage de mode pour le paramétrage d'au moins un mode
de pilotage, de manière à former un mode de pilotage paramétré, ladite
interface de commande comprenant :
o un sélecteur de mode de pilotage, pour la sélection, par un utilisateur,
d'un mode de pilotage sélectionné parmi au moins un mode de pilotage
disponible pris parmi les modes de pilotage préprogrammés, et
o un organe d'entrée de consigne pour le renseignement, par un utilisateur
ou par un système avionique, d'au moins une consigne de pilotage
associée audit mode de pilotage sélectionné,
- un organe de présentation pour la présentation à l'utilisateur du ou de
chaque
mode de pilotage paramétré et de la consigne de pilotage associée,
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- un système d'engagement de mode pour engager au moins un mode de
pilotage paramétré, ledit mode de pilotage paramétré devenant un mode de
pilotage engagé, et
- un système de pilotage automatique de l'aéronef, configuré pour piloter
l'aéronef en fonction de la consigne de pilotage du ou de chaque mode de
pilotage engagé.
Il est connu de piloter un aéronef avec l'assistance d'un système de pilotage
automatique de l'aéronef. Ce système de pilotage automatique se décompose
généralement en un premier module, appelé autopilote , destiné au pilotage
de la
trajectoire de l'aéronef, et un deuxième module, appelé automanette ,
destiné au
pilotage de la vitesse de l'aéronef.
Le système de pilotage automatique pilote l'aéronef en fonction de paramètres
de
pilotage, parmi lesquels des modes de pilotage sélectionnés par le pilote et
des consignes
de pilotage associées auxdits modes de pilotage. Les modes de pilotage sont
généralement
sélectionnés par le pilote au travers d'un boîtier de commande spécifique
appelé panneau
de guidage ( guidance panel en anglais). Les consignes de pilotage sont
quant à elles
renseignées soit par le pilote, qui les saisit alors au moyen du panneau de
guidage, soit par
un système automatique tel que le système global de gestion du vol (ou FMS
pour
Flight Management System en anglais) qui élabore ces consignes lui-même
avant de
les transmettre au système de pilotage automatique ou fournit une consigne par
défaut.
Une fois qu'un mode de pilotage a été sélectionné par le pilote et que la
consigne de
pilotage associée a été renseignée, ce mode de pilotage est dit paramétré .
Un mode
de pilotage paramétré peut ensuite être engagé par le pilote, de manière à ce
que le
système de pilotage automatique pilote l'aéronef en fonction de la consigne de
pilotage
associée audit mode de pilotage. On distingue des modes de pilotage paramétrés
dits
actifs , qui sont prêts à être engagés directement par le pilote, et des
modes de pilotage
paramétrés dits armés , qui sont en attente que des conditions d'activation
soient
satisfaites pour pouvoir être activés.
On connaît des modes de pilotage à renseignement manuel, dits modes
basiques , ces modes de pilotage comprenant :
- un mode roulis , un mode cap et un mode route (respectivement,
roll mode heading mode et track mode en anglais) pour le pilotage
de la trajectoire horizontale de l'aéronef,
- un
mode pente , un mode vitesse verticale , un mode montée , un
mode descente , un mode capture d'altitude et un mode tenue
d'altitude (respectivement Path mode , VS mode , CLB mode ,
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DESC mode , ASEL mode et ALT mode en anglais) pour le pilotage
de la trajectoire verticale de l'aéronef (liste pouvant varier d'un aéronef à
l'autre), et
- un
mode vitesse et un mode Mach (respectivement speed mode et
Mach mode en anglais) pour le pilotage de la vitesse de l'aéronef.
Les consignes de pilotage associées à ces modes de pilotage sont choisies par
le
pilote au moyen du panneau de guidage.
On connaît également des modes de pilotage dits supérieurs qui permettent
le
séquencement automatique de consignes de pilotage élaborées et renseignées
automatiquement par le FMS : ces modes supérieurs comprennent un mode dit
Lateral
Navigation (ou LNAV) pour le pilotage de la trajectoire horizontale de
l'aéronef, un mode
dit Vertical Navigation (ou VNAV) pour le pilotage de la trajectoire
verticale de l'aéronef,
et un mode dit Speed Navigation (ou SNAV) pour le pilotage de la vitesse
de l'aéronef.
On connaît enfin des modes de pilotage qui permettent le pilotage de l'aéronef
à la
fois en trajectoire et en vitesse. C'est le cas notamment du mode Approche ,
qui permet
de fixer des consignes de pilotage à la fois en trajectoire verticale et en
trajectoire
horizontale. Les consignes de pilotage associées à ce mode de pilotage sont
généralement
déterminées par le FMS.
Quels que soient les paramètres de pilotage (modes et consignes) entrés dans
le
système de pilotage automatique, le pilote peut choisir d'engager ou non le
suivi
automatique de ces paramètres en engageant l'autopilote et/ou l'automanette.
S'il n'engage
pas l'autopilote, il devra, au travers du manche, assurer la bonne tenue de la
trajectoire. Et
s'il n'engage pas l'automanette il devra, au travers des manettes de gaz,
assurer la bonne
tenue de la vitesse.
Un panneau de guidage 10 d'un dispositif d'assistance au pilotage d'un aéronef
de
l'état de la technique est représenté sur la Figure 1. Comme visible sur cette
Figure, le
panneau de guidage est divisé en trois zones 12, 14, 16 destinées chacune au
réglage d'un
axe de pilotage : une première zone 12 est ainsi destinée principalement à la
sélection du
mode de pilotage en vitesse et au réglage de la consigne de pilotage associée,
une
deuxième zone 14 est destinée principalement à la sélection du mode de
pilotage en
trajectoire horizontale et au réglage de la consigne de pilotage associée, et
une troisième
zone 16 est destinée principalement à la sélection du mode de pilotage en
trajectoire
verticale et au réglage de la consigne de pilotage associée.
La première zone 12 comprend un rotacteur double 20 pour la sélection d'un
mode
parmi les modes Vitesse et Mach, le choix de l'origine de la consigne entre
une consigne
élaborée par le FMS et une consigne sélectionnée par le pilote, et le réglage
de la consigne
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de pilotage associée, un afficheur 22 affichant la consigne réglée au moyen du
rotacteur
double 20, et un bouton 26 d'engagement/désengagement de l'automanette. La
deuxième
zone 14 comprend un rotacteur double 30 pour la sélection du mode cap ou route
et le
réglage de la consigne associée, un afficheur 32 affichant la consigne de
pilotage réglée
au moyen du rotacteur double 30, et un bouton 36 permettant la
sélection/désélection du
mode supérieur de pilotage en trajectoire horizontale (LNAV). La troisième
zone 16
comprend un bouton 40 de sélection d'un mode parmi les modes pente et vitesse
verticale,
un bouton 42 permettant la sélection du mode tenue d'altitude , un bouton
44 permettant
la sélection du mode montée , une molette 46 de réglage d'une consigne
associée au
mode sélectionné via le bouton 40 (mode VS ou Path), et un bouton 48
permettant la
sélection du mode supérieur de pilotage en trajectoire verticale (VNAV). Cette
zone 16
comprend également un rotacteur double 49 permettant la sélection de
l'altitude de sécurité
(ASEL).
Le panneau de guidage 10 comprend également une quatrième zone 18, intercalée
entre les deuxième et troisième zones 14, 16. Cette quatrième zone 18 comprend
un
premier bouton 37 d'engagement/désengagement de l'autopilote, et un deuxième
bouton
38 de sélection d'un axe de pilotage prioritaire dans le pilotage de l'aéronef
entre, d'un côté,
le pilotage en trajectoire verticale et, d'un autre côté, le pilotage en
vitesse et en trajectoire
horizontale.
Le réglage des paramètres de pilotage est généralement présenté sur un écran
distinct du panneau de guidage et appelé annonciateur de mode de vol
(mieux connu
sous l'acronyme anglais de FMA pour Flight Mode Annunciation ).
La Figure 2 présente ainsi un FMA 50 appartenant au même dispositif
d'assistance
au pilotage que le panneau de guidage 10. Ce FMA présente une région 52
d'indication du
statut engagé ou désengagé de l'automanette, enrichi du mode de pilotage actif
pour le
pilotage de l'aéronef en vitesse, une région 56 de présentation du mode de
pilotage actif
pour le pilotage de l'aéronef en trajectoire horizontale, une région 54 de
présentation de la
consigne associée à ce mode horizontal actif, une région 58 de présentation du
mode de
pilotage actif pour le pilotage de l'aéronef en trajectoire verticale, une
région 59 de
présentation de la consigne associée à ce mode vertical actif, une région 60
de présentation
du statut engagé ou désengagé de l'autopilote, enrichi de l'information sur
l'axe de pilotage
prioritaire, et enfin des régions 62 et 64 de présentation respectivement du
mode armé de
pilotage de l'aéronef en trajectoire horizontale et du mode armé de pilotage
de l'aéronef en
trajectoire verticale. .0n peut ainsi constater que, dans l'exemple
représenté, l'automanette
et l'autopilote sont tous les deux engagés, et que les modes de pilotage
actifs sont les
modes vitesse, cap et vitesse verticale, alors que les modes d'approche (le
mode LOC
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capturant le faisceau électrique sur l'axe latéral et le mode GS capturant le
faisceau
électrique sur l'axe vertical) sont armés.
Les dispositifs d'assistance au pilotage connus présentent toutefois de
nombreux
inconvénients. Tout d'abord, la dissociation existant entre le réglage des
paramètres de
5 pilotage
via le panneau de guidage et l'affichage de ce réglage sur le FMA. Ensuite, le
fait
que toutes les commandes de réglages des modes et consignes de pilotage sont
accessibles à chaque instant. Ceci complique la tâche du pilote dans le
réglage des
paramètres de pilotage et facilite les erreurs humaines. Enfin, le dispositif
qui permet de
prévenir des erreurs humaines (par des annonces de type CHECK ASEL
demandant
au pilote de vérifier des consignes, par exemple celle de l'altitude de
sécurité) est très limité
et ne couvre pas le spectre des erreurs possibles, ce qui peut conduire le
pilote dans des
situations dangereuses dans lesquelles il lui sera difficile d'identifier
l'erreur en cause et de
la corriger.
Un objectif de l'invention est ainsi de réduire les erreurs des pilotes
d'aéronefs. Un
autre objectif est d'alléger leur charge de travail.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, comprenant
également une étape de collecte d'au moins un paramètre avionique
représentatif d'un
contexte de pilotage, et une étape de restriction des possibilités de
paramétrage des modes
de pilotage en fonction du ou de chaque paramètre avionique collecté.
Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le procédé
d'assistance
au pilotage présente également l'une ou plusieurs des caractéristiques
suivantes, prise(s)
isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- l'étape de restriction des possibilités de paramétrage comprend les sous-
étapes
suivantes :
o identification d'au moins un paramètre de pilotage compatible ou
incompatible avec le ou de chaque paramètre avionique collecté, et
o instauration de contraintes pour empêcher la sélection d'un mode de
pilotage et/ou le renseignement d'une consigne de pilotage qui n'est pas
un paramètre de pilotage compatible ;
- l'instauration de contraintes comprend la restriction des modes de pilotage
disponibles aux seuls paramètres de pilotage compatibles ;
- le renseignement de la ou chaque consigne de pilotage associée au mode de
pilotage sélectionné comprend la sélection de ladite consigne de pilotage à
l'intérieur d'une
plage de consignes de pilotage autorisées, et l'instauration de contraintes
comprend la
restriction de la plage de consignes de pilotage autorisées aux seuls
paramètres de pilotage
compatibles ;
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- la présentation du ou de chaque mode de pilotage paramétré comprend
l'affichage
dudit mode de pilotage paramétré et de la consigne de pilotage associée sur un
écran ;
- pour sélectionner le mode de pilotage sélectionné, l'utilisateur
interagit avec un
système de paramétrage, ledit système de paramétrage étant formé par l'écran
ou par un
système d'interface dédié ;
- les modes de pilotage préprogrammés comprennent au moins un mode de
pilotage parmi les modes suivants : mode roulis , mode cap , mode
route , mode
pente , mode vitesse verticale , mode de montée , mode descente ,
mode
tenue d'altitude , mode vitesse , mode Mach , mode approche , mode
LNAV , mode VNAV et mode SNAV ;et
- le ou les paramètre(s) avionique(s) collecté(s) comprend (comprennent) au
moins
un paramètre avionique parmi : une configuration de l'aéronef, un état de
l'aéronef, un
contexte de mission de l'aéronef, des données d'environnement de l'aéronef,
une altitude
courante de l'aéronef et une phase de vol courante de l'aéronef.
L'invention a également pour objet un dispositif d'assistance au pilotage d'un
aéronef, du type précité, comprenant également un collecteur de paramètre
avionique pour
collecter au moins un paramètre avionique de l'aéronef, et un limiteur de
commande pour
restreindre les possibilités de paramétrage de modes de pilotage en fonction
du ou de
chaque paramètre avionique collecté.
Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le dispositif
d'assistance
au pilotage présente également l'une ou plusieurs des caractéristiques
suivantes, prise(s)
isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- le limiteur de commande comprend un vérificateur de compatibilité pour
identifier
au moins un paramètre de pilotage compatible ou incompatible avec le ou chaque
paramètre avionique collecté, et un instaurateur de contraintes configuré pour
instaurer des
contraintes adaptées pour empêcher la sélection d'un mode de pilotage et/ou le
renseignement d'une consigne de pilotage qui n'est pas un paramètre de
pilotage
compatible ;
- l'instaurateur de contraintes est configuré pour restreindre les modes de
pilotage
disponibles aux seuls paramètres de pilotage compatibles ;
- l'organe d'entrée est adapté pour permettre la sélection de la consigne
de pilotage
associée au mode de pilotage sélectionné à l'intérieur d'une plage de
consignes de pilotage
autorisées, et l'instaurateur de contraintes est configuré pour restreindre la
plage de
consignes de pilotage autorisées aux seuls paramètres de pilotage compatibles
;
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- l'organe de présentation comprend un écran et un module de commande
configuré pour commander l'affichage, sur l'écran, du ou de chaque mode de
pilotage
paramétré et de la consigne de pilotage associée ;
- le système de paramétrage de mode est formé par l'écran ou par un système
d'interface dédié ;
- les modes de pilotage préprogrammés comprennent au moins un mode de
pilotage
parmi les modes suivants : mode roulis , mode cap , mode route , mode
pente ,
mode vitesse verticale , mode de montée , mode descente , mode
tenue
d'altitude , mode vitesse , mode Mach , mode approche , mode LNAV
, mode
VNAV et mode SNAV ; et
- le ou les paramètre(s) avionique(s) collecté(s) comprend (comprennent) au
moins
un paramètre avionique parmi : une configuration de l'aéronef, un état de
l'aéronef, un
contexte de mission de l'aéronef, des données d'environnement de l'aéronef,
une altitude
courante de l'aéronef et une phase de vol courante de l'aéronef.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la
lecture de la
description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant
aux dessins
annexés, dans lesquels :
- la Figure 1 est une vue de face d'un panneau de guidage d'un dispositif
d'assistance au pilotage de l'état de la technique,
- la Figure 2 est une vue de face d'un annonciateur de mode de vol du
dispositif
d'assistance au pilotage de la Figure 1,
- la Figure 3 est une vue schématique d'un dispositif d'assistance au
pilotage
selon l'invention,
- la Figure 4 est une illustration d'un vérificateur de compatibilité du
dispositif
d'assistance au pilotage de la Figure 3, et
- la Figure 5 est un diagramme illustrant un procédé mis en uvre par le
dispositif
d'assistance au pilotage de la Figure 3.
Le dispositif d'assistance au pilotage 100 représenté sur la Figure 3 est
embarqué
à bord d'un aéronef (non représenté). Ce dispositif 100 comprend un système
104 de
pilotage automatique de l'aéronef, configuré pour piloter automatiquement
l'aéronef en
fonction de paramètres de pilotage communiqués audit système de pilotage 104,
une
interface de commande 102 pour le réglage par un pilote de l'aéronef desdits
paramètres
de pilotage, un système 103 de gestion de vol, mieux connu sous l'acronyme
anglais de
FMS (pour Flight Management System ), pour le calcul automatique de
paramètres de
pilotage variables dans le temps adaptés au suivi d'un plan de vol parannétré
par le pilote,
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et un organe de présentation 105 pour la présentation au pilote du réglage des
paramètres
de pilotage.
Le système de pilotage automatique 104 est adapté pour piloter l'aéronef
suivant
trois axes de pilotage, lesdits axes de pilotage étant constitués par: la
trajectoire
horizontale de l'aéronef, la trajectoire verticale de l'aéronef, et la vitesse
de l'aéronef. A cet
effet, le système de pilotage automatique 104 comprend, de façon connue, une
automanette 106, pour le pilotage de l'aéronef en vitesse, et un autopilote
108, pour le
pilotage de l'aéronef en trajectoire horizontale et verticale. Les paramètres
de pilotage en
fonction desquels le système de pilotage automatique 104 pilote l'aéronef
comprennent des
modes de pilotage actifs, sélectionnés parmi des modes de pilotage
préprogrammés et
stockés dans une mémoire 110 du dispositif d'assistance au pilotage 100, et
des consignes
de pilotage associées auxdits modes de pilotage actifs et sélectionnées à
l'intérieur de
plages de variation de ces consignes.
Les modes de pilotage préprogrammés comprennent typiquement les modes de
pilotage connus suivants :
- les modes roulis , cap , route et LNAV , destinés
exclusivement au
pilotage de la trajectoire horizontale de l'aéronef,
- les modes pente , vitesse verticale , montée , descente ,
capture
d'altitude , tenue d'altitude et VNAV , destinés exclusivement au
pilotage de la trajectoire verticale de l'aéronef, (liste non exhaustive)
- les modes vitesse , Mach et SNAV , destinés exclusivement au
pilotage de la vitesse de l'aéronef, et
- le mode approche , destiné au pilotage de l'aéronef suivant les axes de
pilotage en trajectoire horizontale et en trajectoire verticale
Les consignes de pilotage associées auxdits modes de pilotage sont, pour les
modes basiques roulis , cap , route , pente , vitesse verticale ,
montée ,
descente , capture d'altitude , tenue d'altitude , vitesse et Mach
,
renseignées soit manuellement par le pilote à travers l'interface de commande
102, soit
automatiquement par un autre système avionique, par exemple le système de
communication de données contrôle-pilote (mieux connu sous l'acronyme anglais
CPDLC
pour Controller-Pilot Data Link Communication ). Pour les modes LNAV ,
VNAV
et SNAV , qui constituent des modes de pilotage supérieurs, les consignes
de pilotage
sont renseignées automatiquement par le FMS.
L'organe de présentation 105 est configuré pour présenter au pilote d'une part
des
modes de pilotage paramétrés, que ceux-ci soient actifs ou simplement armés,
ainsi que
les consignes de pilotage associées auxdits modes de pilotage paramétrés, et
d'autre part
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l'état d'engagement ou non de l'autopilote 108 et de l'automanette 106. A cet
effet, l'organe
de présentation 105 comprend, dans l'exemple représenté, un écran 112, en
particulier un
écran tactile, et un module d'affichage 114 pour commander l'affichage sur
l'écran 112 des
modes de pilotage paramétrés, des consignes de pilotage associées auxdits
modes, et
d'une information représentative de l'état engagé ou désengagé de l'autopilote
108 et de
l'automanette 106.
Le module d'affichage 114 est en particulier configuré pour commander
l'affichage :
- du statut engagé ou désengagé de l'automanette 106 dans une première
région
116 de l'écran 112, le statut engagé étant symbolisé par l'affichage de la
mention AT sur un fond d'une première couleur, par exemple vert, et le
statut désengagé étant symbolisé par l'affichage de la même mention AT
sur un fond d'une deuxième couleur, par exemple noir,
- du statut engagé ou désengagé de l'autopilote 108 dans une
deuxième région
118 de l'écran 112, le statut engagé étant symbolisé par l'affichage de la
mention AP sur un fond d'une première couleur, par exemple vert, et le
statut désengagé étant symbolisé par l'affichage de la même mention AP
sur un fond d'une deuxième couleur, par exemple noir,
- dans une troisième région 120 de l'écran 112, des modes de pilotage
paramétrés destinés exclusivement au pilotage de la trajectoire horizontale de
l'aéronef, avec leurs consignes de pilotage respectives,
- dans une quatrième région 122 de l'écran 112, des modes de pilotage
paramétrés destinés exclusivement au pilotage de la trajectoire verticale de
l'aéronef, avec leurs consignes de pilotage respectives, et
- dans une cinquième région 124 de l'écran 112, des modes de
pilotage
paramétrés destinés exclusivement au pilotage de la vitesse de l'aéronef, avec
leurs consignes de pilotage respectives,
Chacune des troisième, quatrième et cinquième régions 120, 122, 124 est
divisée
en deux sous-régions 126, 127. Le module d'affichage 114 est configuré pour
afficher :
- dans une première 126 desdites sous-régions, un premier mode de pilotage
paramétré par le pilote, actif, avec la consigne de pilotage associée, et
- dans une deuxième 127 desdites sous-régions, un éventuel deuxième mode de
pilotage, paramétré par le pilote, armé, avec la consigne de pilotage
associée.
La quatrième région 122 comprend en outre une troisième sous-région 129. Le
module de pilotage 114 est configuré pour afficher dans ladite troisième sous-
région 129
une altitude de sécurité de l'aéronef, renseignée par le pilote ou par un
système avionique
de l'aéronef, cette altitude de sécurité constituant une consigne de pilotage
applicable à
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chacun des modes de pilotage paramétrés destinés au pilotage de la vitesse de
la
trajectoire verticale de l'aéronef.
Le module d'affichage 114 est également configuré pour changer la couleur du
fond
sur lequel les modes de pilotage sont affichés en fonction du statut armé,
activé et
5 désengagé ou activé et engagé desdits modes de pilotage.
Le module d'affichage 114 est de préférence réalisé sous forme d'un logiciel
stocké
dans une mémoire (non représentée) et apte à être exécuté par un processeur
(non
représenté), associé à ladite mémoire, le processeur et la mémoire formant
ensemble une
unité de traitement d'informations incluse dans l'organe de présentation 105.
En variante,
10 le module
d'affichage 114, est réalisé au moins partiellement sous forme d'un composant
logique programmable, ou encore sous forme d'un circuit intégré dédié, inclus
dans l'organe
de présentation 105.
L'organe de présentation 105 donne ainsi au pilote un retour clair sur l'état
(engagé
ou désengagé) du pilote automatique et de l'automanette, et sur l'état des
modes actifs et
armés ainsi que sur les consignes de pilotage associées à ces modes.
L'interface de commande 102 comprend un système 130 de paramétrage de mode,
pour le paramétrage par le pilote, pour chaque axe de pilotage de l'aéronef
(trajectoire
horizontale, trajectoire verticale et vitesse), de modes de pilotage, pris
parmi les modes de
pilotage préprogrammés, destinés au pilotage de l'aéronef suivant ledit axe de
pilotage.
L'interface de commande 102 comprend également un système 131 d'activation de
mode,
pour l'activation des modes de pilotage armés, un système 132 d'engagement de
mode,
pour l'engagement des modes de pilotage actifs, et un système 134
d'engagement/désengagement du système de pilotage automatique 104.
Le système 130 comprend, pour chacun des axes de pilotage de l'aéronef :
- un sélecteur de
sous-région 140, pour sélectionner la première ou la deuxième
sous-région 126, 127 de la région 120, 122, 124 de l'écran 112 associée audit
axe de pilotage,
- un sélecteur de mode 142, pour sélectionner un mode de pilotage parmi
au
moins un mode de pilotage disponible pris parmi les modes de pilotage
préprogrammés destinés exclusivement au pilotage de l'aéronef suivant ledit
axe de pilotage, et
- un organe d'entrée 144, pour le renseignement d'une consigne de
pilotage
associée audit mode de pilotage sélectionné, cette consigne étant sélectionnée
à l'intérieur d'une plage de consignes de pilotage autorisées.
Dans l'exemple représenté, le système 130 est formé par un système d'interface
dédié 146 positionné en-dessous de l'écran 112. En variante, ce système
d'interface dédié
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146 est positionné à un autre emplacement du cockpit de l'aéronef. En variante
encore, le
système 130 est formé au moins pour partie par l'écran 112, ou par un système
à
commande vocale.
Le système d'interface dédié 146 comprend, pour chaque axe de pilotage de
l'aéronef, un premier bouton 150, constituant le sélecteur de sous-région 140,
un deuxième
bouton 152, constituant le sélecteur de mode 142, et une molette 154,
constituant l'organe
d'entrée 144. Ces boutons 150, 152 et molette 154 sont, dans l'exemple
représenté,
disposés en-dessous de la région 120, 122, 124 de l'écran 112 associée audit
axe de
pilotage de l'aéronef.
Le premier bouton 150 est adapté pour que chaque pression sur celui-ci change
la
sélection des première et deuxième sous-régions 126, 127 de la région 120,
122, 124 de
l'écran 112 associée à l'axe de pilotage.
Le deuxième bouton 152 est adapté pour que chaque pression sur celui-ci
provoque
la sélection d'un mode de pilotage sélectionné parmi le ou chaque mode de
pilotage
disponible pour l'axe de pilotage.
La molette 154 est adaptée pour que la rotation de celle-ci provoque la
sélection
d'une consigne de pilotage sélectionnée à l'intérieur de la plage de consignes
de pilotage
autorisées associée au mode de pilotage sélectionné.
De manière à présenter au pilote laquelle des première et deuxième sous-
régions
126, 127 de chacune des régions 120, 122, 124 de l'écran 112 est sélectionnée,
le module
d'affichage 114 est de préférence configuré pour afficher sur l'écran 112 une
information
représentative de cette sélection ; cette information représentative consiste
typiquement en
un cadre, par exemple de couleur cyan, encadrant la sous-région 126 ou 127
sélectionnée.
Par ailleurs, de manière à indiquer au pilote quel mode de pilotage est en
cours de
sélection, le module d'affichage 114 est de préférence configuré pour afficher
sur l'écran
112, dans la sous-région 126 ou 127 sélectionnée, un texte indiquant le mode
de pilotage
sélectionné. Ce texte est avantageusement affiché dans une première couleur,
par exemple
gris, tant que le mode de pilotage sélectionné n'a pas été paramétré, et dans
une deuxième
couleur, par exemple cyan ou vert, une fois que le mode de pilotage
sélectionné a été
paramétré.
Le système d'activation de mode 131 comprend un capteur tactile 160 pour
détecter
une zone de contact sur l'écran 112, et un organe de déduction 161 pour
déduire de la zone
de contact détectée par le capteur 160 une instruction d'activation de l'un
des modes de
pilotage armés.
Le capteur tactile 160 est configuré pour détecter tout contact du pilote sur
l'écran
112 et pour identifier la zone de l'écran 112 touchée, en particulier pour
identifier si la zone
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touchée appartient à la deuxième sous-région 127 de l'une des troisième,
quatrième et
cinquième régions 120, 122, 124 de l'écran 112. L'organe de déduction 161 est
quant à lui
configuré pour déduire une instruction d'activation du mode de pilotage armé
affiché dans
la sous-région touchée.
En variante, le système d'activation de mode 131 est constitué par un système
à
commande vocale.
Le système d'engagement de mode 132 comprend lui aussi un capteur tactile 162
pour détecter une zone de contact sur l'écran 112, ce capteur tactile 162
étant de
préférence confondu avec le capteur tactile 160. Le système d'engagement de
mode 132
comprend également un organe de déduction 163 pour déduire de la zone de
contact
détectée par le capteur 162 une instruction d'engagement ou de désengagement
de l'un
des modes de pilotage actifs.
Le capteur tactile 162 est configuré pour détecter tout contact du pilote sur
l'écran
112 et pour identifier la zone de l'écran 112 touchée, en particulier pour
identifier si la zone
touchée appartient à la première sous-région 126 de l'une des troisième,
quatrième et
cinquième régions 120, 122, 124 de l'écran 112. L'organe de déduction 163 est
quant à lui
configuré pour déduire une instruction d'engagement du mode de pilotage actif
affiché dans
la sous-région touchée.
En variante, le système d'engagement de mode 132 est constitué par un système
à
commande vocale.
Le système 134 d'engagement/désengagement du système de pilotage
automatique 104 comprend lui aussi un capteur tactile 164 pour détecter une
zone de
contact sur l'écran 112, ce capteur tactile 164 étant de préférence confondu
avec le capteur
tactile 160. Le système d'engagement/désengagement 134 comprend également un
organe de détermination 166 pour déterminer à partir de la zone de contact
détectée par le
capteur 164 une instruction d'engagement ou de désengagement de l'automanette
106 ou
de l'autopilote 108.
Le capteur tactile 164 est configuré pour détecter tout contact du pilote sur
l'écran
112 et pour identifier la zone de l'écran 112 touchée, en particulier pour
identifier si la zone
touchée appartient à l'une des première et deuxième régions 116, 118 de
l'écran 112 et à
laquelle desdites régions 116, 118 la zone touchée appartient. L'organe de
détermination
166 est quant à lui configuré pour déterminer une instruction d'engagement de
l'automanette 106 lorsque l'automanette 106 est désengagée et que la première
région 116
est touchée, une instruction de désengagement de l'automanette 106 lorsque
l'automanette
106 est engagée et que la première région 116 est touchée, une instruction
d'engagement
de l'autopilote 108 lorsque l'autopilote 108 est désengagé et que la deuxième
région 118
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est touchée, et une instruction de désengagement de l'autopilote 108 lorsque
l'autopilote
108 est engagé et que la deuxième région 118 est touchée.
En variante, le système d'engagement/désengagement 134 est constitué par un
système à commande vocale.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention, les organes de déduction 161,
163 et
l'organe de détermination 166 sont réalisés sous forme de logiciels stockés
dans une
mémoire 170 et aptes à être exécutés par un processeur 172, associé à la
mémoire 170,
le processeur 172 et la mémoire 170 formant ensemble une unité de traitement
d'informations 174 incluse dans l'interface de commande 102. En variante, les
organes de
déduction 161, 163 et l'organe de détermination 166 sont réalisés au moins
partiellement
sous forme de composants logiques programmables, ou encore sous forme de
circuits
intégrés dédiés, inclus dans l'interface de commande 102.
Le dispositif 100 comprend également, selon l'invention, un collecteur 180 de
paramètres avioniques et un limiteur de commande 182.
Le collecteur 180 est adapté pour collecter des paramètres avioniques de
l'aéronef.
Par paramètres avioniques , on comprend les informations produites par les
systèmes
avioniques de l'aéronef et relatives notamment :
- à la configuration de l'aéronef, c'est-à-dire à l'état déployé ou
rétracté d'une
pluralité d'organes de l'aéronef tels que les becs, les trains d'atterrissage
et/ou
les volets,
- à l'état de l'aéronef, c'est-à-dire à l'état en fonctionnement ou en
panne de
chaque équipement de vol de l'aéronef,
- au contexte de mission, c'est-à-dire notamment au plan de vol programmé
dans
le système de gestion de vol 103,
- aux données
d'environnement, c'est-à-dire aux conditions météorologiques
rencontrées par l'aéronef, ainsi qu'aux consignes transmises à l'aéronef par
les
systèmes de contrôle aérien,
- à l'altitude courante de l'aéronef, et
- à la phase de vol courante de l'aéronef.
A cet effet, le collecteur 180 est en communication des systèmes avioniques de
l'aéronef, tels que le système de gestion de vol 103, et est adapté pour
recevoir de ces
systèmes avioniques des paramètres avioniques. Le collecteur 180 est également
configuré pour transmettre ces paramètres avioniques collectés au limiteur de
commande
182.
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Le limiteur de commande 182 est configuré pour restreindre les possibilités de
réglage des paramètres de pilotage, en particulier de paramétrage des modes de
pilotage,
en fonction des paramètres avioniques collectés par le collecteur 180.
A cet effet, le limiteur de commande 182 comprend un vérificateur de
compatibilité
186 pour identifier des paramètres de pilotage compatibles avec les paramètres
avioniques
collectés, et un instaurateur de contraintes 188 configuré pour instaurer des
contraintes
adaptées pour empêcher l'utilisateur ou un système avionique de l'aéronef de
renseigner
un paramètre de pilotage qui n'est pas un paramètre compatible.
En référence à la Figure 4, le vérificateur de compatibilité 186 comprend
typiquement une base de données 190 indiquant, pour chaque combinaison de
paramètres
avioniques possible, E1, E,, En, les paramètres de pilotage compatibles
M1, Mp,
, Pcd,
[F1... Psi] associés, lesdits paramètres de pilotage compatibles
comprenant des modes de pilotage compatibles M1, Mp et
des plages de consignes de
pilotage compatibles [P,...Pq],
[P'1...P',1. Ainsi, dans l'exemple représenté, la base de
données 190 indique que, pour une combinaison de paramètres avioniques El,
Eõ
Er-õ les paramètres de pilotage compatibles associés sont les modes de
pilotage M1, Mp,
et les plages de consignes de pilotage [P1...
[P'1... P',,] et que, dans le cas où le
paramètre avionique E'r, s'est substitué au paramètre avionique En, le mode de
pilotage Mp
n'est plus compatible. La base de données 190 indique également que, dans le
cas où le
paramètre avionique E', s'est substitué au paramètre avionique E1, la plage de
consignes
de pilotage compatibles [Pi ... Pq] a été restreinte à [P,...Pql et que, dans
le cas où à la fois
le paramètre avionique En s'est substitué au paramètre avionique En et le
paramètre
avionique E', s'est substitué au paramètre avionique E,, non seulement le mode
de pilotage
Mp n'est plus compatible et la plage de consignes de pilotage compatibles [Pi
... Pq] a été
restreinte à [13,...Pql, mais en plus la plage de consignes de pilotage
compatibles [P'1...P'n]
a été restreinte à [P'1...P'rn].
Le vérificateur de compatibilité 186 est configuré pour identifier les
paramètres de
pilotage compatibles avec les paramètres avioniques collectés comme étant
constitué par
les paramètres compatibles associés par la base de données 190 à la
combinaison de
paramètres avioniques constituée par lesdits paramètres avioniques collectés.
De retour à la Figure 3, l'instaurateur de contraintes 188 est adapté pour
recevoir
les paramètres de pilotage compatibles identifiés par le vérificateur de
compatibilité 186. Il
est également configuré pour restreindre les modes de pilotage disponibles
sélectionnables
par le pilote via l'interface 102 au(x) seul(s) mode(s) de pilotage
compatible(s) M1. ....M
identifié(s) par le vérificateur de compatibilité 186, et pour restreindre les
plages de
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consignes de pilotage autorisées aux plages de consignes de pilotage
compatibles
[Pl ...Pq], identifiées par le vérificateur de compatibilité 186.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention, le collecteur 180 et le limiteur
de
commande 182 sont réalisés sous forme de logiciels stockés dans une mémoire
192 et
5 aptes à être exécutés par un processeur 194, associé à la mémoire 192, le
processeur 194
et la mémoire 192 formant ensemble une unité de traitement d'informations 196
incluse
dans le dispositif d'assistance 100. En variante, le collecteur 180 et le
limiteur de commande
182 sont réalisés au moins partiellement sous forme de composants logiques
programmables, ou encore sous forme de circuits intégrés dédiés, inclus dans
le dispositif
10 d'assistance 100.
Un procédé d'assistance au pilotage 200 mis en uvre par le dispositif
d'assistance
100 va maintenant être décrit, en référence à la Figure 5.
Le procédé 200 débute par une première étape 210 de collecte des paramètres
avioniques par le collecteur 180. Au cours de cette étape, le collecteur 180
reçoit des
15 systèmes avioniques des paramètres avioniques, parmi lesquels, par
exemple, l'altitude de
sécurité et l'altitude courante de l'aéronef, cette altitude courante étant
ici inférieure à
l'altitude de sécurité.
Cette première étape 210 est suivie d'une étape 220 de restriction des
possibilités
de réglage des paramètres de pilotage.
L'étape de restriction des possibilités de réglage 220 commence par une sous-
étape
222 d'identification des paramètres de pilotage compatibles par le
vérificateur de
compatibilité 186. A cet effet, le vérificateur de compatibilité 186 reçoit
les paramètres
avioniques collectés par le collecteur 180 et en déduit les paramètres de
pilotage
compatibles. Dans l'exemple décrit ici, l'altitude courante étant inférieure à
l'altitude de
sécurité, le vérificateur de compatibilité 186 identifie que, pour le pilotage
de l'aéronef en
trajectoire verticale, seuls les modes de pilotage pente , vitesse
verticale , montée
et tenue d'altitude sont compatibles avec les paramètres avioniques
collectés et que,
pour les modes pente , vitesse verticale , seules les consignes de
pilotage ayant des
valeurs positives sont compatibles avec les paramètres avioniques collectés.
La sous-étape 222 est suivie d'une sous-étape 224 d'instauration de
contraintes
adaptées pour empêcher l'utilisateur ou un système avionique de l'aéronef de
renseigner
un paramètre de pilotage qui n'est pas un paramètre compatible.
Cette étape 224 comprend dans l'exemple décrit une première sous-étape 226 de
restriction des modes de pilotage disponibles aux seuls paramètres de pilotage
compatibles, au cours de laquelle l'instaurateur de contraintes 188 restreint
les modes de
pilotage disponibles aux seuls modes de pilotage compatibles, de sorte que le
pilote ne
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puisse pas sélectionner un mode de pilotage incompatible. Cette première sous-
étape 226
est suivie d'une sous-étape 228 de restriction des plages de consignes
autorisées aux seuls
paramètres de pilotage compatibles, au cours de laquelle l'instaurateur de
contraintes 188
restreint les plages de consignes autorisés aux seules plages de consignes
compatibles,
de sorte que le pilote et les systèmes avioniques de l'aéronef ne puisse pas
sélectionner
une consigne de pilotage incompatible.
Dans l'exemple décrit ici, les modes de pilotage disponibles pour le pilotage
de
l'aéronef en trajectoire verticale sont ainsi restreints aux seuls modes de
pilotage pente ,
vitesse verticale , montée et tenue d'altitude , et les plages de
consignes
autorisées associées aux modes de pilotage pente et vitesse verticale sont
restreintes aux seule valeurs positives.
L'étape de restriction 220 est suivie d'une étape 230 de paramétrage de mode.
Cette
étape de paramétrage 230 comprend une première sous-étape 232 de sélection par
le
pilote, au moyen de l'un des sélecteurs de sous-région 140, de la première ou
de la
deuxième sous-région 126, 127 de l'une des régions 120, 122, 124 de l'écran
112, suivie
d'une deuxième sous-étape 234 de sélection, toujours par le pilote, au moyen
de l'un des
sélecteurs de mode 142, d'un mode de pilotage sélectionné parmi les modes de
pilotage
disponibles, elle-même suivie d'une troisième sous-étape 236 de renseignement
d'une
consigne de pilotage associée au mode de pilotage sélectionné.
Au cours de la première sous-étape 232, le pilote sélectionne la première ou
la
deuxième sous-région 126, 127 de l'une des régions 120, 122, 124 de l'écran
112, la sous-
région 126 ou 127 ainsi sélectionnée déterminant si le mode de pilotage
paramétré sera un
mode de pilotage actif ou un mode de pilotage armé. Dans l'exemple décrit ici,
le pilote
choisit la première sous-région 126 de la quatrième région 122, de sorte que
le mode de
pilotage paramétré sera un mode de pilotage actif destiné au pilotage de
l'aéronef suivant
la trajectoire verticale.
Au cours de la deuxième sous-étape 234, le pilote choisit un mode de pilotage
parmi
les modes de pilotage disponibles. Dans l'exemple décrit ici, les seuls modes
de pilotage
disponibles pour le pilotage de l'aéronef en trajectoire verticale étant les
modes pente ,
vitesse verticale , montée et tenue d'altitude , le pilote choisit
l'un de ces modes,
par exemple le mode vitesse verticale .
Au cours de la troisième sous-étape 236, le pilote sélectionne, à l'intérieur
de la
plage de consignes autorisées associée au mode de pilotage choisi, au moyen de
l'organe
d'entrée 144, une consigne de pilotage. Dans l'exemple représenté ici, la
plage de
consignes autorisées associée au mode vitesse verticale étant restreinte aux
seuls
consignes ayant une valeur positive, le pilote choisit comme consigne une
valeur de vitesse
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positive. En variante, la sélection de la consigne de pilotage à l'intérieur
de la plage de
consignes autorisées est effectuée par un système avionique de l'aéronef, par
exemple le
CPDLC.
L'étape 230 est suivie d'une étape 240 de présentation au pilote du réglage
des
paramètres de pilotage, c'est-à-dire des modes de pilotage paramétrés et de
leurs
paramétrages. Au cours de cette étape 240, les modes de pilotage paramétrés
sont affichés
dans les troisième, quatrième et cinquième régions 120, 122, 124 de l'écran
112, ainsi que
leurs consignes de pilotage respectives.
L'étape de présentation 240 est suivie d'une étape 250 d'engagement d'au moins
un des modes de pilotage actifs. Au cours de cette étape 250, le pilote engage
au moins
un mode de pilotage actif au moyen du système d'engagement de mode 132 et du
système
134 d'engagement/désengagement du système de pilotage 104.
L'étape d'engagement 250 est suivie d'une étape 260 de pilotage assisté. Au
cours
de cette étape 260, l'aéronef est guidé par le système de pilotage automatique
104 en
fonction des consignes de pilotage associées aux modes de pilotage engagés.
Grâce à l'invention décrite ci-dessus, les risques d'erreur de pilotage sont
réduits
puisque ni le pilote ni les systèmes avioniques ne peuvent entrer de paramètre
de pilotage
incompatible avec les paramètres avioniques de l'aéronef.
En outre, la charge de travail du pilote est allégée puisque celui-ci a une
vision
synthétique du réglage des paramètres de pilotage. Il en résulte là aussi une
diminution des
risques d'erreur de pilotage.
Dans l'exemple donné ci-dessus, il a été décrit que le vérificateur de
compatibilité
186 identifiait les paramètres de pilotage compatibles avec les paramètres
avioniques
collectés. On notera toutefois que l'invention ne se limite pas à ce seul mode
de réalisation
et que, en variante (non représentée), le vérificateur de compatibilité 186
identifie non pas
les paramètres de pilotage compatibles avec les paramètres avioniques
collectés mais les
paramètres de pilotage incompatibles avec les paramètres avioniques collectés.
