FR2995415A1 - Procede et systeme de gestion automatique de l'espacement d'au moins un aeronef referent derriere au moins un aeronef cible. - Google Patents

Abstract

- Procédé et un système de gestion automatique de l'espacement d'au moins un aéronef référent derrière au moins un aéronef cible. - Le système (1) comporte des moyens pour déterminer la distance à l'instant courant de l'aéronef cible (B) par rapport au point de ralliement (PO) selon sa trajectoire (TB), cette distance étant transmise à des moyens de calcul pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont ensuite appliqués à l'aéronef référent (A) afin qu'il réalise l'acquisition de l'espacement audit point de ralliement (PO).

Description

La présente invention concerne un procédé et un système de gestion automatique de l'espacement d'au moins un aéronef, dit aéronef référent, derrière au moins un autre aéronef, dit aéronef cible, qui le précède. Pour maintenir un espacement, on applique à l'aéronef référent (ou aéronef suiveur) des ordres de commande de vitesse qui sont tels qu'ils permettent audit aéronef référent d'avoir la même position, la même vitesse, et la même accélération qu'avait l'aéronef cible (ou aéronef suivi) N secondes avant l'instant courant (ou instant présent), N secondes correspondant à une durée prédéterminée.

La présente invention peut être appliquée à une phase de croisière, en particulier pour faire voler une flotte d'aéronefs, par exemple des avions de transport, les uns derrière les autres. Elle peut également être appliquée à une phase de descente ou à une phase d'approche en vue d'un atterrissage, en particulier sur une piste d'aéroport.

Concernant une telle approche, on sait qu'en raison de l'accroissement constant du trafic aérien, on recherche de nouvelles méthodes pour éviter la saturation des plates-formes aéroportuaires les plus chargées. L'une de ces méthodes consiste à déléguer à un aéronef (aéronef suiveur), en particulier un avion de transport, la réalisation automatique d'une manoeuvre d'espacement par rapport à un autre aéronef (aéronef suivi) qui vole devant lui, dans les zones terminales du contrôle aérien. Pour la mise en oeuvre d'une telle méthode, un contrôleur aérien indique à l'aéronef suiveur, à l'aide d'un système de radiocommunication usuel, quel aéronef il doit suivre, le type de manoeuvre à réaliser, et la valeur de l'espacement à respecter. La réalisation d'une telle manoeuvre d'espacement automatique permet d'augmenter les capacités d'atterrissage et de décollage des pistes d'un aéroport, en optimisant les distances entre les aéronefs (à l'atterrissage et au décollage). Par le document FR-2 925 711, on connaît un procédé et un dispositif de guidage automatique, lors d'une procédure d'atterrissage, d'un aéronef suiveur qui suit un aéronef suivi, avec un espacement particulier conformément à une manoeuvre d'espacement. Ce procédé et ce dispositif permettent d'empêcher des remises de gaz intempestives, en contrôlant automatiquement, durant toute la manoeuvre d'espacement, l'état énergétique actuel de l'aéronef suiveur, afin qu'il reste compatible avec l'exécution d'une procédure d'approche en vue d'un atterrissage (avec si nécessaire une limitation des ordres de guidage relatifs à la vitesse). En outre, par le document FR-2 968 440, on connaît un système de gestion automatique de l'espacement d'un aéronef référent derrière au moins un aéronef cible, qui comprend un dispositif pour mettre en oeuvre une fonction d'acquisition qui permet d'acquérir automatiquement un espacement donné entre cet aéronef référent et l'aéronef cible à un point de ralliement et une fonction de maintien qui permet de maintenir automatiquement cet espacement après son acquisition. Ce dispositif comprend des moyens de calcul relatifs à ladite fonction d'acquisition qui déterminent des ordres de commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent afin qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement. Un tel dispositif utilise une information relative à la distance de l'aéronef cible par rapport au point de ralliement pour déterminer lesdits ordres de commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent.

Quatre types de manoeuvres d'acquisition sont notamment possibles : - une manoeuvre de suivi (« Remain Behind » en anglais) : les deux aéronefs suivent la même route, l'acquisition devant être réalisée dans un délai raisonnable (contrainte temporelle) ; - une manoeuvre de convergence (« Merge then Remain Behind » en anglais) : les deux aéronefs présentant un plan de vol commun après un point de ralliement (ou de convergence), l'acquisition doit être réalisée au plus tard à ce point de ralliement (contrainte spatiale). L'aéronef cible est supposé voler directement vers le point de ralliement ; - une manoeuvre d'éloignement et de convergence («Vector then Merge Behind » en anglais) : l'aéronef référent (ou aéronef suiveur) suivant initialement un cap donné, un système de gestion de vol calcule une trajectoire d'éloignement pour cet aéronef référent, suivi d'une convergence à un point de ralliement, l'acquisition devant être réalisée au plus tard à ce point de ralliement. L'aéronef cible est supposé voler directement vers le point de ralliement ; et - une manoeuvre de maintien et de convergence (« Follow route then Merge Behind » en anglais) : l'aéronef référent suivant sa route planifiée, un système de gestion du vol calcule une trajectoire comprenant un tronçon direct vers le point de ralliement à partir d'un point qui est correctement positionné le long du plan de vol pour réaliser l'acquisition audit point de ralliement. L'aéronef cible est supposé voler directement vers le point de ralliement Dans toutes ces manoeuvres, on suppose que l'aéronef cible vole directement vers le point de ralliement. Cette hypothèse de vol direct (c'est-à-dire suivant un tronçon rectiligne entre la position courante de l'aéronef cible et la position du point de ralliement) ne permet toutefois pas une acquisition correcte et satisfaisante de l'espacement dès que la trajectoire de l'aéronef cible est significativement différente d'une trajectoire directe vers le point de ralliement. En effet, dans une telle situation, l'aéronef cible pendra significativement plus de temps pour atteindre le point de ralliement que prédit. De plus, pour des trajectoires de vol présentant des géométries complexes particulières, la distance directe peut même, au cours du temps, arrêter de baisser et ré-augmenter localement. L'effet sur le guidage de l'aéronef suiveur peut consister en une accélération inutile au début de l'acquisition, suivie par une forte décélération à la fin de l'acquisition, ce qui peut entraîner une dégradation du confort et éventuellement une incapacité de réaliser une acquisition correcte entraînant une annulation de la manoeuvre. Comme une telle situation n'est pas rare, elle entraîne une limitation significative de la possibilité d'utiliser la fonction d'acquisition usuelle.

La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Elle concerne un procédé destiné à gérer automatiquement l'espacement d'un aéronef, dit aéronef référent, derrière au moins un autre aéronef, dit aéronef cible, qui le précède, ledit procédé permettant de gérer (de façon particulièrement efficace) tout type d'acquisition et ceci quelle que soit la trajectoire suivie par l'aéronef cible en direction du point de ralliement. A cet effet, selon l'invention, ledit procédé de gestion automatique de l'espacement d'un aéronef dit aéronef référent derrière au moins un autre aéronef dit aéronef cible, procédé selon lequel on met en oeuvre une fonction d'acquisition qui permet d'acquérir automatiquement un espacement donné entre cet aéronef référent et l'aéronef cible à un point de ralliement et une fonction de maintien qui permet de maintenir automatiquement cet espacement après son acquisition, ladite fonction d'acquisition utilisant la distance de l'aéronef cible par rapport au point de ralliement pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent afin qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement, est remarquable en ce que, à bord de l'aéronef référent : a) on reçoit une première valeur de distance qui est émise par un contrôleur aérien, ladite première valeur de distance indiquant la distance à un instant donné, dit instant initial, de l'aéronef cible par rapport au point de ralliement le long de son plan de vol ; b) on reçoit, de façon automatique et répétitive, les valeurs courantes de paramètres de vol de l'aéronef cible à l'instant courant ; c) on calcule, de façon automatique et répétitive, à l'aide desdites valeurs courantes, la distance parcourue par l'aéronef cible à partir dudit instant initial jusqu'à l'instant courant, cette distance représentant une seconde valeur de distance ; d) on soustrait, de façon automatique et répétitive, ladite seconde valeur de distance à ladite première valeur de distance de manière à obtenir une distance auxiliaire ; et e) on détermine, de façon automatique et répétitive, à l'aide de cette distance auxiliaire, une distance restante représentant la distance à l'instant courant de l'aéronef cible par rapport audit point de ralliement, cette distance restante étant ensuite utilisée pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent pour qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement. Ainsi, grâce à l'invention, on détermine, de façon répétitive, la distance restante effective (courante) de l'aéronef cible (ou aéronef suivi) par rapport au point de ralliement le long de son plan de vol. Cette distance restante effective courante est ensuite utilisée pour calculer (de façon usuelle) les ordres de commande de vitesse à appliquer à l'aéronef référent (ou aéronef suiveur) pour réaliser l'acquisition. Ainsi, en déterminant et en prenant en compte la distance restante courante que l'aéronef cible va effectivement parcourir et non pas une distance directe (qui est approximative), on est en mesure de calculer des ordres de commande de vitesse qui sont adaptés à la situation réelle (à savoir au vol effectivement réalisé par l'aéronef cible vers le point de ralliement) de manière à pouvoir réaliser une acquisition exactement audit point de ralliement, sans avoir les problèmes de variation d'accélération et d'inconfort pouvant apparaître avec la prise en compte d'une distance directe. Ceci permet de remédier aux inconvénients précités. On obtient ainsi un guidage précis ou tout au moins satisfaisant même lorsque le plan de vol de l'aéronef cible présente une géométrie très complexe, et très différente d'un vol direct.

Dans le cadre de la présente invention, pour déterminer la distance restante courante, on utilise la distance (de l'aéronef cible au point de ralliement le long de son plan de vol) à un instant donné (dit instant initial dans la présente description), qui est transmise par le contrôleur aérien à l'aéronef référent.

Le contrôleur aérien détermine cette distance de façon usuelle. Il la transmet ensuite au pilote, soit de manière vocale, soit par une liaison de transmission de données. L'avantage principal de cette caractéristique (information communiquée par le contrôleur aérien) est que cette information est précise même dans le cas où l'aéronef cible ne suit pas son plan de vol et est guidé par le contrôleur aérien. Dans un premier mode de réalisation, à l'étape a), un opérateur entre ladite première valeur de distance, qu'il a reçue du contrôleur aérien, à l'aide de moyens de saisie usuels (boule de commande, bouton rotatif, clavier...). En outre, dans un second mode de réalisation, à l'étape a), on entre automatiquement ladite première valeur, qui est reçue dudit contrôleur aérien par l'intermédiaire d'une liaison de transmission de données, après validation par un opérateur, ce qui permet notamment de réduire la charge de travail de l'opérateur. Dans le cadre de la présente invention, on peut mettre en oeuvre différentes méthodes pour calculer la seconde valeur de distance à l'étape c). Dans une première variante de réalisation simplifiée, avantageusement, à l'étape c), on calcule ladite seconde valeur de distance d2A(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : d2A(t)- fv(t)dt to dans laquelle : - tO est ledit instant initial ; - t est l'instant courant ; et - v(t) est la vitesse de l'aéronef cible (à l'instant t), reçue à l'étape b). En outre, dans une seconde variante de réalisation, de façon avantageuse, à l'étape c), on calcule ladite seconde valeur de distance d2B(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : d2B(t) = f -2\1(Ax(t))2 +(Ay(t)2 dt to dans laquelle : - Ax est la variation d'une première coordonnée de l'aéronef dans le plan latéral entre deux positions successives, reçues à l'étape b) ; et - 4y est la variation d'une seconde coordonnée de l'aéronef dans le plan latéral entre deux positions successives, reçues à l'étape b). Cette seconde variante de réalisation permet de tenir compte de l'effet du vent et de la température, et la conversion CAS/TAS est mieux prise en compte, CAS (pour « Calibrated Air Speed » en anglais) étant la vitesse corrigée (c'est-à-dire la vitesse indiquée sur l'anémomètre, corrigée des erreurs de position et des erreurs de l'instrument) et TAS (pour « True Air Speed » en anglais) étant la vitesse vraie (c'est-à-dire la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air non perturbé). Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation simplifié, ladite distance restante (représentant la distance à l'instant courant de l'aéronef cible par rapport au point de ralliement) correspond à ladite distance auxiliaire calculée à l'étape d). En outre, dans un second mode de réalisation préféré, avantageusement, à l'étape e), on calcule ladite distance restante D(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : D(t)= Kl(D).D1+ K2(D).D2 dans laquelle : - Dl est ladite distance auxiliaire calculée à l'étape d) ; - D2 est une distance directe courante, représentant la distance directe entre l'aéronef cible et le point de ralliement, qui est calculée ; - K1 et K2 sont deux facteurs de pondération qui sont variables en fonction de la distance restante (et dépendent soit de la distance restante D calculée au pas de calcul précédent, soit de la distance directe), Ki et K2 étant tels que : - K1+K2=1 ; - à l'instant initial, K1=1 ; et - à l'instant où l'aéronef cible atteint ledit point de ralliement, K2=1. La variation des facteurs de pondération K1 et K2 peut être linéaire ou plus complexe (exponentielle ou polynomiale). Ce mode de réalisation préféré permet de tenir compte du fait que : - la distance Dl est très précise à proximité de la distance initiale (première valeur de distance), mais sa précision décroît à l'approche du point de ralliement ; et - la précision de la distance directe D2 croît avec l'approche de la position de ralliement. Dans ce mode de réalisation préféré, on calcule ladite distance directe courante D2, à partir de la position dudit point de ralliement et de la position courante de l'aéronef cible, reçue à l'étape b). La présente invention concerne également un système de gestion 15 automatique de l'espacement d'au moins un aéronef référent derrière au moins un aéronef cible. Selon l'invention, ce système qui est embarqué sur l'aéronef référent et qui comprend au moins un dispositif pour mettre en oeuvre une fonction d'acquisition qui permet d'acquérir automatiquement un espacement donné 20 entre cet aéronef référent et l'aéronef cible à un point de ralliement et une fonction de maintien qui permet de maintenir automatiquement cet espacement après son acquisition, ledit dispositif comprenant des moyens de calcul relatifs à ladite fonction d'acquisition qui utilisent la distance de l'aéronef cible par rapport au point de ralliement pour déterminer les ordres de 25 commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent afin qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement, est remarquable en ce que ledit dispositif comprend : - des premiers moyens pour recevoir une première valeur de distance qui est fournie par un contrôleur aérien, ladite première valeur de distance indiquant 30 la distance à un instant donné, dit instant initial, de l'aéronef cible par rapport au point de ralliement le long de son plan de vol ; - des deuxièmes moyens pour recevoir, de façon automatique et répétitive, les valeurs courantes de paramètres de vol de l'aéronef cible ; - des troisièmes moyens pour calculer, de façon automatique et répétitive, à l'aide desdites valeurs courantes, la distance parcourue par l'aéronef cible à partir dudit instant initial jusqu'à l'instant courant, cette distance représentant une seconde valeur de distance ; - des quatrièmes moyens pour soustraire, de façon automatique et répétitive, ladite seconde valeur de distance à ladite première valeur de distance de manière à obtenir une distance auxiliaire ; et - des cinquièmes moyens pour déterminer, de façon automatique et répétitive, à l'aide de cette distance auxiliaire, une distance restante représentant la distance à l'instant courant de l'aéronef cible par rapport au point de ralliement, ladite distance restante étant transmise auxdits moyens de calcul pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont ensuite appliqués à l'aéronef référent afin qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, ledit système de gestion automatique comporte, de plus : - des moyens pour entrer dans ledit dispositif ladite première valeur de distance qui est fournie par un contrôleur aérien ; et/ou - des moyens pour recevoir à bord de l'aéronef référent les valeurs courantes de paramètres de vol de l'aéronef cible, et des moyens pour les entrer dans ledit dispositif. En outre, dans un mode de réalisation simplifié, lesdits cinquièmes moyens déterminent, comme distance restante, ladite distance auxiliaire. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, lesdits cinquièmes moyens comprennent : - des moyens pour calculer une distance directe courante, à partir de la position dudit point de ralliement et de la position courante de l'aéronef cible ; 30 et - des moyens pour calculer ladite distance restante à l'instant courant, à l'aide de ladite distance auxiliaire et de ladite distance directe courante. La présente invention concerne également un aéronef, en particulier un avion de transport, qui est muni d'un système de gestion automatique, tel que celui précité. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est le schéma synoptique d'un système conforme à l'invention. Les figures 2A, 2B et 2C illustrent schématiquement différents instants successifs d'une procédure d'acquisition d'un espacement. La figure 3 illustre schématiquement une phase d'acquisition d'un espacement entre deux aéronefs.

Le système 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement sur la figure 1 est destiné à gérer automatiquement en vol l'espacement d'un aéronef A, dit aéronef référent (ou aéronef suiveur), par rapport à au moins un autre aéronef B, dit aéronef cible (ou aéronef suivi), qui le précède. Ce système de gestion automatique 1 qui est embarqué sur l'aéronef référent A, en particulier un avion de transport, civil ou militaire, est notamment destiné à guider ce dernier afin qu'il réalise le suivi avec un espacement particulier. Pour ce faire, ledit système 1 comporte un dispositif 2 et un système 4 précisés ci-dessous, qui permettent de mettre en oeuvre automatiquement une fonction principale. Cette fonction principale comprend une fonction d'acquisition et une fonction de maintien qui permettent d'acquérir et de maintenir automatiquement un espacement entre l'aéronef référent A et l'aéronef cible B, par exemple également un avion de transport, civil ou militaire. Plus précisément, ledit dispositif 2 comporte des moyens 3 usuels, qui 30 sont destinés à déterminer automatiquement des ordres de commande de vitesse qui sont ensuite transmis (via une liaison 5) à un système de pilotage automatique 4 qui les applique automatiquement, de façon usuelle, à l'aéronef référent A. Il est également envisageable que ces ordres de commande de vitesse (calculés par les moyens 3), soient utilisés pour réaliser un affichage destiné à aider le pilote, lors d'un pilotage manuel de l'aéronef référent A.

Plus précisément, ledit dispositif 2 est destiné à déterminer automatiquement des ordres de commande de vitesse qui permettent : - si ce n'est pas encore le cas, d'acquérir un espacement temporel particulier T de N secondes, qui est requis par la manoeuvre d'espacement ; et - dès que cette acquisition est réalisée, de maintenir cet espacement temporel particulier T. Les ordres de commande de vitesse sont alors tels qu'ils permettent à l'aéronef référent A (ou aéronef suiveur) d'avoir la même position, la même vitesse et la même accélération qu'avait l'aéronef cible B (ou aéronef suivi) N secondes avant l'instant courant (ou instant présent), N secondes correspondant audit espacement temporel T.

Sur les figures 2A, 2B et 2C, on a représenté différents instants successifs d'une procédure d'acquisition d'un espacement temporel T, par l'aéronef référent A par rapport à l'aéronef cible B (le long d'une trajectoire TR). Ces instants successifs sont séparés d'une même durée. Pour réaliser l'acquisition, l'aéronef référent A doit se trouver à l'instant courant à un point de référence R (qui est mobile et illustre un aéronef de référence), à une marge d'erreur prédéterminée près. L'aéronef de référence R correspond à un aéronef fictif qui a la même position, la même vitesse et la même accélération qu'avait l'aéronef cible B, N secondes (durée T) avant le temps présent. Cet aéronef de référence R sert donc de base pour la commande de vitesse.

L'acquisition est réalisée dans la situation de la figure 2C. Une fois l'acquisition réalisée, le système 1 met en oeuvre une procédure de maintien de l'espacement temporel T acquis. Quatre types de manoeuvres d'acquisition sont, notamment, possibles : - une manoeuvre de suivi (« Remain Behind » en anglais) : les deux aéronefs A et B présentent initialement le même plan de vol horizontal, l'acquisition devant être réalisée dans un délai raisonnable (contrainte temporelle) ; - une manoeuvre de convergence (« Merge then Remain Behind » en anglais) : les deux aéronefs A et B présentent un plan de vol commun après un point de ralliement (ou de convergence), l'acquisition devant être réalisée au plus tard à ce point de ralliement (contrainte spatiale) ; - une manoeuvre d'éloignement et de convergence (« Vector then Merge Behind » en anglais) : un système de gestion de vol de l'aéronef référent A calcule une trajectoire d'éloignement pour cet aéronef référent A (ou aéronef suiveur) suivi d'une convergence à un point de ralliement, l'acquisition devant être réalisée au plus tard à ce point de ralliement ; et - une manoeuvre de maintien et de convergence (« Follow route then Merge Behind » en anglais) : l'aéronef référent A suivant sa route planifiée, un système de gestion du vol calcule une trajectoire comprenant un tronçon direct vers le point de ralliement à partir d'un point qui est correctement positionné le long du plan de vol, pour réaliser l'acquisition audit point de ralliement. Le dispositif 2 comporte également : - des moyens 6 qui prennent en compte les valeurs courantes réelles successives de paramètres de vol (position, vitesse) de l'aéronef cible B (à des instants successifs), qui sont reçues de moyens usuels (non représentés), notamment des moyens de transmission de données numériques, en particulier de type ADS-B (« Automatic Dependent SurveilIllance - Broadcast » en anglais), comme illustré par une liaison 7 (notamment une liaison usuelle de transmission de données) ; et - des moyens 8 qui permettent à un opérateur d'entrer des données dans le dispositif 2 via une liaison 9. Un mode de réalisation du système 1 permettant de mettre en oeuvre les fonctions usuelles est décrit dans le document FR-2 968 440 et n'est pas présenté davantage dans la présente description. Concernant la procédure prévue, l'équipage, et notamment le pilote de l'aéronef référent A, réalisent en particulier : - la sélection de l'aéronef à suivre (aéronef cible B), généralement sur instruction du contrôleur aérien, à l'aide de moyens (non représentés et qui sont par exemple liés à la liaison de transmission de données 7), notamment un système de type ATSAW (« Aircraft Traffic Situational Awareness » en anglais) ; - la réception d'une instruction de suivi de l'aéronef cible B; - la sélection de la manoeuvre à réaliser et la saisie des paramètres de la fonction (espacement demandé, cap ...), à l'aide des moyens 8, par exemple un système d'affichage et de contrôle multifonction de type MCDU (« Multi- function Control and Display Unit » en anglais) ; et - l'engagement de la manoeuvre. En outre, dans un mode de réalisation particulier (non représenté), ledit système 1 peut également comporter des moyens qui sont formés de manière à engager automatiquement la fonction d'acquisition et de maintien, si des conditions particulières sont remplies. Comme indiqué ci-dessus, dans les systèmes usuels de gestion de l'espacement on suppose que l'aéronef cible B vole directement vers le point de ralliement PO, à savoir selon la trajectoire directe TO sur l'exemple de la figure 3. Cette hypothèse de vol direct (c'est-à-dire suivant un tronçon rectiligne entre la position courante de l'aéronef cible B et la position du point de ralliement PO) ne permet toutefois pas une acquisition correcte et satisfaisante de l'espacement dès que la trajectoire TB de l'aéronef cible B est significativement différente d'une trajectoire directe TO vers ledit point de ralliement PO.

Sur cette figure 3 (illustrant une vue dans le plan latéral), on a également représenté, en plus de la trajectoire TB effectivement suivie par l'aéronef cible B vers le point de ralliement PO et de la trajectoire directe TO, la trajectoire TA effectivement suivie par l'aéronef référent A (vers ledit point de ralliement PO).

Le système 1 conforme à la présente invention a pour objet de gérer (de façon particulièrement efficace) tout type d'acquisition et ceci quelle que 2 9954 15 14 soit la trajectoire réellement suivie par l'aéronef cible B en direction du point de ralliement PO. Pour ce faire, selon l'invention, ledit dispositif 2 comprend : - des moyens 13 pour recevoir une première valeur de distance dO qui est 5 fournie par un contrôleur aérien, ladite première valeur de distance dO indiquant la distance à un instant donné, dit instant initial (t0), de l'aéronef cible B par rapport au point de ralliement PO le long de son plan de vol (trajectoire TB) ; - lesdits moyens 6 pour recevoir, de façon automatique et répétitive, les 10 valeurs courantes de paramètres de vol de l'aéronef cible B, via la liaison 7; - des moyens 14 pour calculer, de façon automatique et répétitive, à l'aide desdites valeurs courantes, la distance parcourue par l'aéronef cible B à partir dudit instant initial tO jusqu'à l'instant courant, cette distance représentant une seconde valeur de distance d2 ; et 15 - des moyens 15 pour soustraire, de façon automatique et répétitive, ladite seconde valeur de distance d2 à ladite première valeur de distance dO de manière à obtenir une distance auxiliaire D1 (D1=d0-d2), et pour déterminer, de façon automatique et répétitive, à l'aide de cette distance auxiliaire D1, une distance restante D représentant la distance à l'instant courant de l'aéronef 20 cible B par rapport au point de ralliement PO. La distance restante D calculée par ces moyens 15 est ensuite transmise auxdits moyens de calcul 3 pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent A afin qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement PO. 25 Ainsi, la distance D utilisée par les moyens 3 pour calculer les ordres de commande de vitesse est la distance exacte qui sera parcourue par l'aéronef cible B même si ce dernier ne vole pas directement vers le point de ralliement PO, comme dans l'exemple de la figure 3. Les traitements mis en oeuvre par les moyens 14 et 15 sont réalisées 30 de façon répétitive à chaque réception de nouvelles valeurs courantes des paramètres de vol de l'aéronef cible B, et ceci en utilisant la même valeur dO.

Ainsi, en déterminant et en prenant en compte la distance restante courante D que l'aéronef cible B va effectivement parcourir et non pas une distance directe D2 (qui peut être approximative), le dispositif 2 est en mesure de calculer des ordres de commande de vitesse qui sont adaptés à la situation réelle (à savoir au vol effectivement réalisé par l'aéronef cible B vers le point de ralliement PO) de manière à pouvoir réaliser une acquisition exactement audit point de ralliement PO, sans avoir les problèmes de variation d'accélération et d'inconfort pouvant apparaître avec la prise en compte d'une distance directe.

On obtient ainsi un guidage précis ou tout au moins satisfaisant même lorsque le plan de vol de l'aéronef cible B présente une géométrie très complexe, et très différente d'un vol direct. Dans le cadre de la présente invention, pour déterminer la distance restante courante, le dispositif 2 utilise donc la distance dO (de l'aéronef cible B au point de ralliement PO le long de son plan de vol) à un instant donné tO (dit instant initial dans la présente description), qui est transmise par le contrôleur aérien à l'aéronef référent A. Le contrôleur aérien détermine cette distance dO de façon usuelle. Il la transmet ensuite au pilote, soit de manière vocale, soit par une liaison de 20 transmission de données. L'avantage principal de cette caractéristique (information communiquée par le contrôleur aérien) est que cette information est précise même dans le cas où l'aéronef cible B ne suit pas son plan de vol et est guidé par le contrôleur aérien. 25 Dans un premier mode de réalisation, un opérateur entre ladite valeur dO, qu'il a reçue dudit contrôleur aérien, à l'aide de moyens de saisie usuels (boule de commande, bouton rotatif, clavier...), faisant par exemple partie des moyens 8. En outre, dans un second mode de réalisation, ladite valeur dO, qui 30 est reçue dudit contrôleur aérien par l'intermédiaire d'une liaison de transmission de données, est entrée automatiquement dans le dispositif 2 (par exemple via la liaison 7) après validation par un opérateur, ce qui permet notamment de réduire la charge de travail de l'opérateur. Dans le cadre de la présente invention, les moyens 14 peuvent mettre en oeuvre différentes méthodes pour calculer ladite seconde valeur de distance d2. Dans une première variante de réalisation, lesdits moyens 14 comportent des éléments intégrés (non représentés) pour calculer ladite seconde valeur de distance d2A(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : d2A(t)- fv(t)dt to dans laquelle : - tO est ledit instant initial ; - t est l'instant courant ; et - v(t) est la vitesse de l'aéronef cible B, reçue via la liaison 7.

En outre, dans une seconde variante de réalisation, lesdits moyens 14 comportent des éléments (intégrés et non représentés) pour calculer ladite seconde valeur de distance d2B(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : d2B(t) =fV(AY(0)2 + (AY(t)2 dt to dans laquelle : - Ax est la variation d'une première coordonnée de l'aéronef cible B dans le plan latéral entre deux positions successives, reçues via la liaison 7; et - 4y est la variation d'une seconde coordonnée de l'aéronef cible B dans le plan latéral entre deux positions successives, reçues via la liaison 7.

Cette seconde variante de réalisation permet de tenir compte de l'effet du vent et de la température, et la conversion CAS/TAS est mieux prise en compte.

Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation simplifié, lesdits moyens 15 utilisent comme distance restante D (représentant la distance à l'instant courant de l'aéronef cible B par rapport au point de ralliement PO) ladite distance auxiliaire D1 qu'ils ont calculée, avec D1=d0-d2A ou D1=d0- d2B notamment. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 15 comprennent : - des premiers éléments intégrés (non représentés) pour calculer une distance directe courante D2, à partir de la position dudit point de ralliement PO et de la position courante de l'aéronef cible B; et - des seconds éléments intégrés (non représentés) pour calculer ladite distance restante D à l'instant courant, à l'aide de la distance auxiliaire D1 et de ladite distance directe courante D2. Plus précisément, lesdits seconds éléments calculent ladite distance restante D(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : D(t)= Kl(D).D1+ K2(D).D2 dans laquelle : - D1 est donc ladite distance auxiliaire calculée par les moyens 15; - D2 est donc ladite distance directe courante, représentant la distance directe entre l'aéronef cible B et le point de ralliement PO, qui est calculée par lesdits premiers éléments ; et - K1 et K2 sont deux facteurs de pondération. Les facteurs de pondération K1 et K2 sont variables en fonction de la distance restante et dépendent, soit de la distance restante D calculée au pas de calcul précédent, soit de la distance directe D2. De plus, K1 et K2 sont tels que : - K1+K2=1 ; - à l'instant initial, K1=1 ; et - à l'instant où l'aéronef cible B atteint ledit point de ralliement PO, K2=1.

La variation des facteurs de pondération K1 et K2 peut être linéaire ou plus complexe (exponentielle ou polynomiale). Ce mode de réalisation préféré permet de tenir compte du fait que : - la distance Dl est très précise à proximité de la distance initiale dO, mais sa précision décroît à l'approche du point de ralliement PO. En effet, plus le temps passe, moins la valeur calculée à partir de la position dO est précise, puisqu'elle est basée sur une valeur plus éloignée ; et - la précision de la distance directe D2 croît avec l'approche de la position de ralliement PO. De plus, la distance directe est toujours la vraie distance à proximité du point de ralliement PO. Par conséquent, loin du point de ralliement PO et à l'initialisation de la distance dO, la confiance dans la valeur dO juste entrée est très élevée et la confiance dans la distance directe D2 est faible, alors que, dans les derniers mille nautiques, la distance directe D2 devient de plus en plus précise.

Bien entendu, il est possible, en cours de procédure de calcul de D(t) sur la base d'une valeur dO, d'entrer dans le dispositif 2 une nouvelle valeur dO (de la manière décrite précédemment), et le calcul est alors réalisé par le dispositif 2 sur la base de cette nouvelle valeur. Ceci peut être le cas lorsque le contrôleur aérien envoie une distance dO mise à jour, entre la position de l'aéronef cible B et le point de ralliement PO, à un instant donné (qui sera le nouvel instant initial). Selon l'invention, les moyens de calcul, notamment lesdits moyens 14 et 15 (ou ledit dispositif 2), qui réalisent le calcul de la distance D peuvent être intégrés dans des unités ou systèmes existants déjà sur l'aéronef, et en particulier, dans un système de gestion de vol, un système de communication, un calculateur de trafic, un système d'affichage, ou être agencés dans un système dédié.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion automatique de l'espacement d'un aéronef (A) dit aéronef référent derrière au moins un autre aéronef (B) dit aéronef cible, procédé selon lequel on met en oeuvre une fonction d'acquisition qui permet d'acquérir automatiquement un espacement donné entre cet aéronef référent (A) et l'aéronef cible (B) à un point de ralliement (PO) et une fonction de maintien qui permet de maintenir automatiquement cet espacement après son acquisition, ladite fonction d'acquisition utilisant la distance de l'aéronef cible (B) par rapport au point de ralliement (PO) pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent (A) afin qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement (PO), caractérisé en ce que, à bord de l'aéronef référent (A) : a) on reçoit une première valeur de distance qui est émise par un contrôleur aérien, ladite première valeur de distance indiquant la distance à un instant donné, dit instant initial, de l'aéronef cible (B) par rapport au point de ralliement (PO) le long de son plan de vol ; b) on reçoit, de façon automatique et répétitive, les valeurs courantes de paramètres de vol de l'aéronef cible (B) à l'instant courant ; c) on calcule, de façon automatique et répétitive, à l'aide desdites valeurs courantes, la distance parcourue par l'aéronef cible (B) à partir dudit instant initial jusqu'à l'instant courant, cette distance représentant une seconde valeur de distance ; d) on soustrait, de façon automatique et répétitive, ladite seconde valeur de distance à ladite première valeur de distance de manière à obtenir une distance auxiliaire ; et e) on détermine, de façon automatique et répétitive, à l'aide de cette distance auxiliaire, une distance restante représentant la distance à l'instant courant de l'aéronef cible (B) par rapport audit point deralliement (PO), cette distance restante étant ensuite utilisée pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent (A) pour qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement (PO).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape a), un opérateur entre ladite première valeur de distance, qu'il a reçue dudit contrôleur aérien, à l'aide de moyens de saisie (8).
3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'étape a), on entre automatiquement ladite première valeur de distance, qui est reçue dudit contrôleur aérien par l'intermédiaire d'une liaison de transmission de données, après validation par un opérateur.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'à l'étape c), on calcule ladite seconde valeur de distance d2A(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : d2A(t) = fv(t)dt to dans laquelle : - tO est ledit instant initial ; - t est l'instant courant ; et - v(t) est la vitesse de l'aéronef cible (B), reçue à l'étape b).
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'à l'étape c), on calcule ladite seconde valeur de distance d2B(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : d2B(t) = 1-2\1(33c(t))2 +(Ay(t)2 dt to dans laquelle : - tO est ledit instant initial ; - t est l'instant courant ;- Ax est la variation d'une première coordonnée de l'aéronef cible (B) dans le plan latéral entre deux positions successives, reçues à l'étape b) ; et - Ay est la variation d'une seconde coordonnée de l'aéronef cible (B) dans le plan latéral entre deux positions successives, reçues à l'étape b).
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite distance restante représentant la distance à l'instant courant de l'aéronef cible (B) par rapport au point de ralliement (PO), correspond à ladite distance auxiliaire calculée à l'étape d).
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'à l'étape e), on calcule ladite distance restante D(t) à l'instant courant, à l'aide de l'expression suivante : D(t)= Kl(D).D1+ K2(D).D2 dans laquelle : - D1 est ladite distance auxiliaire calculée à l'étape d) ; - D2 est une distance directe courante, représentant la distance directe entre l'aéronef cible (B) et le point de ralliement (PO), qui est calculée ; - K1 et K2 sont deux facteurs de pondération qui sont variables en fonction de la distance restante et qui sont tels que : - K1+K2=1 ; - à l'instant initial, K1=1 ; et - à l'instant où l'aéronef cible (B) atteint ledit point de ralliement (PO), K2=1.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on calcule ladite distance directe courante, à partir de la position dudit point de ralliement (PO) et de la position courante de l'aéronef cible (B), reçue à l'étape b).
9. 9. Système de gestion automatique de l'espacement d'un aéronef (A) dit aéronef référent derrière au moins un autre aéronef (B) dit aéronef cible, ledit système (1) étant embarqué sur l'aéronef référent (A) et comprenant au moins un dispositif (2) pour mettre en oeuvre une fonction d'acquisition qui permet d'acquérir automatiquement un espacement donné entre cet aéronef référent (A) et l'aéronef cible (B) à un point de ralliement (PO) et une fonctionde maintien qui permet de maintenir automatiquement cet espacement après son acquisition, ledit dispositif (2) comprenant des moyens de calcul (3) relatifs à ladite fonction d'acquisition qui utilisent la distance de l'aéronef cible (B) par rapport au point de ralliement pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont appliqués à l'aéronef référent (A) afin qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement (PO), caractérisé en ce que ledit dispositif (2) comprend : - des premiers moyens (13) pour recevoir une première valeur de distance qui est fournie par un contrôleur aérien, ladite première valeur de distance indiquant la distance à un instant donné, dit instant initial, de l'aéronef cible (B) par rapport au point de ralliement (PO) le long de son plan de vol ; - des deuxièmes moyens (6) pour recevoir, de façon automatique et répétitive, les valeurs courantes de paramètres de vol de l'aéronef cible ; - des troisièmes moyens (14) pour calculer, de façon automatique et répétitive, à l'aide desdites valeurs courantes, la distance parcourue par l'aéronef cible (B) à partir dudit instant initial jusqu'à l'instant courant, cette distance représentant une seconde valeur de distance ; - des quatrièmes moyens (15) pour soustraire, de façon automatique et répétitive, ladite seconde valeur de distance à ladite première valeur de distance de manière à obtenir une distance auxiliaire ; et - des cinquièmes moyens (15) pour déterminer, de façon automatique et répétitive, à l'aide de cette distance auxiliaire, une distance restante représentant la distance à l'instant courant de l'aéronef cible (B) par rapport au point de ralliement (PO), ladite distance restante étant transmise auxdits moyens de calcul (3) pour déterminer les ordres de commande de vitesse qui sont ensuite appliqués à l'aéronef référent (A) afin qu'il réalise l'acquisition dudit espacement audit point de ralliement (PO).
10. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, des moyens (8) pour entrer dans ledit dispositif (2) ladite première valeur de distance qui est fournie par un contrôleur aérien.
11. 11. Système selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, des moyens pour recevoir à bord de l'aéronef référent les valeurs courantes de paramètres de vol de l'aéronef cible (B), et des moyens (7) pour les entrer dans ledit dispositif (2).
12. 12. Système selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que lesdits cinquièmes moyens (15) déterminent, comme distance restante, ladite distance auxiliaire.
13. 13. Système selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que lesdits cinquièmes moyens (15) comprennent : - des moyens pour calculer une distance directe courante, à partir de la position dudit point de ralliement (PO) et de la position courante de l'aéronef cible (B) ; et - des moyens pour calculer ladite distance restante à l'instant courant, à l'aide de ladite distance auxiliaire et de ladite distance directe courante.
14. 14. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système (1) de gestion automatique de l'espacement d'un aéronef (A) dit aéronef référent derrière au moins un autre aéronef (B) dit aéronef cible, tel que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 9 à 13.