FR3043224A1 - Procede et systeme de determination d'un etat de fonctionnement ameliore pour un aeronef - Google Patents

Procede et systeme de determination d'un etat de fonctionnement ameliore pour un aeronef Download PDF

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Abstract

Procédé pour déterminer un état de fonctionnement pour un aéronef comprenant l'accès (202) par un ou plusieurs dispositifs informatiques situés sur un aéronef, à une base de données de paramètres de fonctionnement pré-calculés associés à une compensation d'aéronef déterminés dans un processus à priori, la réception (206) d'une mesure en temps réel d'un ou plusieurs paramètres dynamiques associés à l'aéronef, la détermination (204) d'un paramètre de compensation d'aéronef à partir des paramètres de fonctionnement pré-calculés indépendamment des mesures en temps réel et la détermination (208) d'un état de fonctionnement amélioré pour l'aéronef en fonction au moins en partie du paramètre de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel des un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques.

Description

Procédé et système de détermination d’un état de fonctionnement amélioré pour un aéronef
La présente invention concerne généralement la détermination d'un état de fonctionnement d'un aéronef.
Des systèmes aéronautiques situés sur un aéronef peuvent être utilisés pour déterminer des états de fonctionnement optimaux ou améliorés de l'aéronef en fonction de diverses conditions de fonctionnement et d'autres paramètres. Par exemple, des données indicatives des modes de fonctionnement des moteurs, des informations de trajectoire de vol, des paramètres de moteurs (par exemple, réglage des gaz, débit de carburant, etc.), l'altitude, les conditions de compensation, le poids, et autres paramètres de fonctionnement peuvent être utilisés pour déterminer des variables d'état de fonctionnement, comme la vitesse et/ou l'altitude d'un aéronef, pour réduire le coût du pilotage d'un aéronef. Le coût d'un vol peut être défini, par exemple, en termes de consommation de carburant et/ou de temps pour obtenir un rayon d'action associé au vol. L'aéronef peut être commandé en fonction des variables de fonctionnement déterminées pour augmenter son efficacité.
Du fait de la complexité des algorithmes d'optimisation utilisés pour déterminer les états de fonctionnement améliorés de l'aéronef, il peut être difficile de réaliser les calculs en temps réel en utilisant un système informatique situé à bord d'un aéronef. Par exemple, un exemple d'algorithme d'optimisation peut inclure de réduire une fonction objective par un processus itératif. Chaque itération peut nécessiter une évaluation de fonction. Dans certains cas, il peut être nécessaire de résoudre l'état de compensation de l'aéronef pour réaliser l'optimisation. Résoudre l'état de compensation de l'aéronef peut en lui-même être un calcul itératif qui est très coûteux informatiquement. Emboîter les itérations pour résoudre la compensation d'aéronef et pour réaliser l'optimisation peut augmenter le temps de calcul de plusieurs ordres de grandeur et peut être peu pratique à réaliser en utilisant des systèmes aéronautiques embarqués.
Certaines approches de l'optimisation de performance d'aéronef incluent de réaliser les calculs à priori dans un environnement de calcul hors ligne (pas dans le système aéronautique embarqué) et de placer les résultats dans un tableau. Pendant le vol, le système aéronautique peut accéder aux résultats du tableau et consulter un état de fonctionnement souhaité (par exemple, la vitesse et l'altitude) en fonction d'un point de fonctionnement de l'aéronef (par exemple, en fonction d'une altitude courante et du poids de l'aéronef). Un désavantage de cette approche est que des hypothèses doivent être faites pour certains paramètres de fonctionnement, comme des paramètres de moteurs et des paramètres de trajectoire de vol, contrairement aux mesures en temps réel de paramètres de fonctionnement réels pendant le vol. Cela peut causer des imprécisions potentielles dans l'état de fonctionnement déterminé par l'algorithme d'optimisation, provoquant des coûts de vol augmentés (par exemple, en termes de consommation de carburant et/ou de temps de vol).
Un aspect de la présente invention vise un procédé, mis en œuvre informatiquement, de détermination d'un état de fonctionnement pour un aéronef. Le procédé inclut d'accéder, par un ou plusieurs dispositifs informatiques situés sur un aéronef, à une base de données de paramètres de fonctionnement pré-calculés associés à la compensation d'aéronef. Les paramètres de fonctionnement pré-calculés peuvent être déterminés dans un processus à priori. Le procédé peut en outre inclure de recevoir, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques, une mesure en temps réel d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques associés à l'aéronef.
Le procédé peut en outre inclure de déterminer, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques, un paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef à partir des paramètres de fonctionnement pré-calculés en fonction de données indicatives d'un point de fonctionnement de l'aéronef. Les paramètres de fonctionnement de compensation d'aéronef peuvent être déterminés indépendamment de la mesure en temps réel des un ou plusieurs paramètres dynamiques. Le procédé peut en outre inclure de déterminer, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques, un état de fonctionnement pour l'aéronef pendant le vol de l'aéronef en fonction au moins en partie des paramètres de fonctionnement de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel des un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques.
Le procédé peut en outre inclure de sortir, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques, l'état de fonctionnement pour la commande de l'aéronef.
Dans un mode de réalisation, les paramètres de fonctionnement pré-calculés comprennent des poussées requises pour faire fonctionner l'aéronef à un ou plusieurs points de fonctionnement.
Dans un mode de réalisation, les poussées requises sont mises dans un tableau de consultation ou définies comme une fonction de l'état de fonctionnement.
Dans un mode de réalisation, le paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef comprend une poussée requise pour faire fonctionner l'aéronef au point de fonctionnement.
Dans un mode de réalisation, les données indicatives du point de fonctionnement comprennent des données indicatives d'une altitude, un poids, une température ambiante, ou une vitesse associées à l'aéronef.
Dans un mode de réalisation, la détermination, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques, d’un état de fonctionnement amélioré pour l'aéronef en fonction au moins en partie du paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel des un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques comprend l’accès, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques, à un modèle corrélant un attribut de performance associé à l'aéronef avec le paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et les un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques; et la détermination, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques, de l'état de fonctionnement amélioré qui réduit un paramètre de coût déterminé en fonction de l'attribut de performance associé à l'aéronef.
Dans un mode de réalisation, l'attribut de performance comprend des données indicatives du débit de carburant associé à l'aéronef.
Dans un mode de réalisation, la sortie, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques, de l'état de fonctionnement amélioré pour la commande de l'aéronef comprend de fournir l'état de fonctionnement pour affichage sur un ou plusieurs dispositifs d'affichage.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend la commande de l'aéronef avec un ordinateur de commande de vol en fonction de l'état de fonctionnement.
Selon un second aspect, l’invention concerne un système aéronautique pour déterminer un état de fonctionnement pour un aéronef, le système aéronautique comprenant un ou plusieurs processeurs et un ou plusieurs dispositifs de mémoire situés sur un aéronef, les un ou plusieurs dispositifs de mémoire stockant des instructions qui quand elles sont exécutées par les un ou plusieurs processeurs font que les un ou plusieurs processeurs réalisent des opérations, les opérations comprenant l’accès à une base de données de paramètres de fonctionnement précalculés associés à une compensation d'aéronef, les paramètres de fonctionnement pré-calculés étant déterminés dans un processus à priori; la réception d’une mesure en temps réel d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques associés à l'aéronef; la détermination d’un paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef associé à la compensation d'aéronef à partir des paramètres de fonctionnement pré-calculés en fonction de données indicatives d'un point de fonctionnement de l'aéronef, le paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef étant déterminé indépendamment de la mesure en temps réel des un ou plusieurs seconds paramètres de fonctionnement; la détermination d’un état de fonctionnement amélioré pour l'aéronef en fonction au moins en partie du paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel des un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques; et la sortie de l'état de fonctionnement amélioré pour la commande de l'aéronef. D'autres aspects de la présente invention visent des systèmes, procédés, aéronefs, systèmes aéronautiques, dispositifs, supports non-transitoires lisibles informatiquement pour déterminer un état de fonctionnement amélioré pour un aéronef. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La Figure 1 représente une vue générale d'un système selon un mode de réalisation de la présente invention ;
La Figure 2 représente des composants d’un système mis en œuvre à bord d'un aéronef selon un mode de réalisation de la présente invention ;
La Figure 3 représente un diagramme schématique d'un procédé selon un mode de réalisation de la présente invention ;
La Figure 4 représente une partie d'un procédé d'amélioration d'état de fonctionnement selon un mode de réalisation de la présente invention ; et
La Figure 5 représente une partie embarquée d'un processus d'amélioration d'état de fonctionnement selon un mode de réalisation de la présente invention.
La présente invention concerne des systèmes et procédés pour déterminer un état de fonctionnement amélioré d'un aéronef, par exemple, pour augmenter la performance d'un aéronef (par exemple, réduire les coûts) pendant un vol. Des systèmes aéronautiques modernes réalisent l'optimisation des états de fonctionnement par des approches pré-calculées qui font des hypothèses sur certains états de fonctionnement d'aéronef et paramètres de fonctionnement dynamiques afin de limiter les ressources en mémoire et en calcul nécessaires pour déterminer l'état de fonctionnement amélioré. Line approche pré-calculée peut être nécessaire dans certains cas pour se conformer à des besoins de temps dans des systèmes aéronautiques.
Les systèmes et procédés selon la présente invention peuvent découpler le processus pour déterminer un état de fonctionnement amélioré en une partie à priori et une partie de traitement embarquée. Une partie dite « à priori » est une partie qui peut être réalisée sans nécessiter de mesures en temps réel, par exemple, avant le fonctionnement de l'aéronef. Dans certains modes de réalisation, la partie à priori peut être réalisée hors ligne par un système informatique distant du système informatique embarqué associé à l'aéronef. La partie de traitement embarquée peut être réalisée en réponse à la mesure en temps réel de paramètres de fonctionnement dynamiques pendant le fonctionnement de l'aéronef (par exemple, pendant le vol).
Les mesures en temps réel obtenues pendant la partie de traitement embarquée peuvent supprimer les hypothèses sur les modes de fonctionnements et les efficacités venant de la partie pré-calculée. Remplacer ces hypothèses par des données réelles ou mesurées permet une solution plus précise, menant à des solutions potentiellement plus optimales et un coût de fonctionnement direct réduit. Réaliser une partie du processus d'amélioration d'une manière « à priori » peut maintenir une solution faisable informatiquement.
Selon l’invention, des problèmes complexes informatiquement associés à l'aérodynamique de l'aéronef, comme résoudre les paramètres de compensation d'aéronef, peuvent être mis en œuvre dans un processus à priori. Les paramètres de compensation d'aéronef peuvent être des poussées requises pour l'aéronef pour vaincre les conditions de traînée aérodynamique pour maintenir le vol de l'aéronef en divers points de fonctionnement de l'aéronef. Les divers points de fonctionnement de l'aéronef peuvent être définis en fonction de l'altitude, du poids, de la température ambiante et/ou de la vitesse de l'aéronef. Les paramètres de compensation d'aéronef pour les divers points de fonctionnement peuvent être mis en tableau et fournis à un système informatique embarqué sous la forme d'un tableau (par exemple, comme un tableau de consultation) ou d'une fonction. Résoudre les paramètres de compensation d'aéronef peut être informatiquement intensif mais peut aussi être réalisé indépendamment de la mesure en temps réel des paramètres dynamiques qui peuvent changer pendant le vol de l'aéronef. Par exemple, la poussée requise pour maintenir l'équilibre avec la traînée aérodynamique peut être calculée indépendamment de la santé des moteurs, du régime des moteurs, des gaz, ou d'autres paramètres dynamiques. Π en résulte que résoudre les paramètres de compensation d'aéronef dans un processus « à priori » peut préserver les ressources de calcul nécessaires pour déterminer un état de fonctionnement amélioré de l'aéronef et/ou d'autres fonctions de vol.
Selon la présente invention, des mesures en temps réel d'entrées dynamiques mesurées pendant le vol, comme des paramètres moteurs, des données de trajectoire de vol, etc... peuvent être utilisées pour déterminer un état de fonctionnement optimal ou amélioré pour l'aéronef. Plus particulièrement, les mesures en temps réel peuvent être utilisées en conjonction avec les paramètres de compensation d'aéronef déterminés dans le processus à priori pour déterminer un état de fonctionnement amélioré pour l'aéronef en utilisant une routine d'optimisation.
Par exemple, la(les) poussée(s) requise(s) déterminée(s) à partir des paramètres de compensation d'aéronef pré-calculés mis en tableau peuvent être fournies à un modèle de moteur. De plus, des données mesurées en temps réel comme divers paramètres de moteurs (par exemple, le réglage des gaz, le débit courant de carburant, les données de santé des moteurs, les données atmosphériques, les données de régime moteur) et des données de trajectoire de vol peuvent être fournies au modèle de moteur. Le modèle de moteur peut être utilisé pour déterminer le débit de carburant pour l'aéronef. Un état de fonctionnement amélioré pour l'aéronef peut être déterminé en utilisant une routine d'optimisation qui réduit un paramètre de coût déterminé, par exemple, en fonction du débit de carburant. Tel qu'utilisé ici, un état de fonctionnement amélioré est un état de fonctionnement déterminé en utilisant des aspects exemplaires de la présente invention. Par exemple, un état de fonctionnement amélioré peut être un état de fonctionnement qui réduit un coût de fonctionnement de l'aéronef relativement à un état de fonctionnement précédent. L'état de fonctionnement amélioré peut inclure une ou plusieurs variables d'état de fonctionnement, comme une vitesse et/ou une altitude souhaitée pour faire voler l'aéronef qui réduit les coûts (par exemple, réduit le débit de carburant). L'aéronef peut ensuite être commandé selon l'état de fonctionnement amélioré. De cette manière, des mesures en temps réel obtenues pendant le vol peuvent être utilisées pour déterminer un état de fonctionnement amélioré pour l'aéronef, ce qui mène potentiellement à une efficacité améliorée et un coût de fonctionnement réduit.
De cette manière, les systèmes et procédés selon la présente invention peuvent avoir un effet technique de prise en compte des paramètres de fonctionnement mesurés en temps réel, comme des paramètres de plan de vol et de moteurs mesurés, pour individualiser un processus d'amélioration d'état de fonctionnement pour un vol individuel d'un aéronef. En utilisant des valeurs mesurées au lieu de valeurs supposées pour les paramètres dynamiques, comme cela serait le cas dans un processus entièrement hors ligne, le processus d'amélioration d'état de fonctionnement peut être adapté à des vols individuels et peut ainsi être plus précis. Cela peut mener à des coûts réduits par des économies de carburant, des économies de temps, et d'autres paramètres. De plus, en séparant le processus d'amélioration en un processus à priori pour la compensation d'aéronefs et d'autres problèmes aérodynamiques et un processus embarqué pour la mesure en temps réel de paramètres de fonctionnement, une solution pratique est fournie pour déterminer un état de fonctionnement amélioré en utilisant des ressources informatiques disponibles dans des systèmes aéronautiques.
La FIG. 1 représente un exemple de système 100 pour déterminer un état de fonctionnement amélioré pour un aéronef 102 selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel qu’illustré, le système 100 inclut un système informatique embarqué 110 qui est situé sur l'aéronef 102. Le système 100 peut aussi inclure un système informatique 150. En variante, le système informatique 150 peut être utilisé pour réaliser une partie « à priori » d'un processus d'amélioration d'état de fonctionnement.
Comme montré sur la FIG. 1, le système informatique embarqué 110 inclut un ou plusieurs dispositifs informatiques 104 qui peuvent être associés avec, par exemple, un système aéronautique. Le(s) dispositifs) informatique(s) 104 peuvent être couplés à une variété de systèmes sur l'aéronef 102 sur un réseau de communication 115. Le réseau de communication 115 peut inclure un bus de données ou une combinaison de liaisons de communication câblées ou sans fil.
Le dispositif de calcul 104 peut être en communication avec un système d'affichage 125 incluant un ou plusieurs dispositifs d'affichage qui peuvent être configurés pour afficher ou fournir d'une autre manière des informations générées ou reçues par le système 100 à des opérateurs de l'aéronef 102. Le système d'affichage 125 peut inclure un affichage de vol primaire, une unité d'affichage de commande à usages multiples, ou un autre affichage de vol convenable communément inclus dans un cockpit de l'aéronef 102. À titre d'exemple non limitatif, le système d'affichage 125 peut être utilisé pour afficher des informations de vol comme la vitesse de l'air, l'altitude, l'attitude, et le gisement de l'aéronef 102, ainsi que les informations d'état de fonctionnement amélioré et/ou de coût associées.
Le dispositif de calcul 104 peut aussi être en communication avec un ordinateur de commande de vol 130. L'ordinateur de commande de vol 130 peut, entre autres choses, automatiser les tâches de pilotage et de suivi du plan de vol de l'aéronef 102. L'ordinateur de commande de vol 130 peut inclure ou être associé avec, tout nombre convenable de microprocesseurs individuels, d'alimentations électriques, de dispositifs de stockage, de cartes d'interface, de systèmes de vol automatique, d'ordinateurs de gestion de vol, et autres composants standard. L'ordinateur de commande de vol 130 peut inclure ou coopérer avec tout nombre de programmes logiciels (par exemple, des programmes de gestion de vol) ou instructions conçus pour réaliser les divers procédés, tâches de processus, calculs, et fonctions de commande/affichage nécessaires au fonctionnement de l'aéronef 130. L'ordinateur de commande de vol 130 est illustré comme étant séparé du(des) dispositifs) informatique(s) 104. L'homme de l'art comprendra que l'ordinateur de commande de vol 130 peut aussi être inclus dans ou mis en œuvre par le(s) dispositifs) informatique(s) 104.
Le(s) dispositifs) informatique(s) 104 peuvent aussi être en communication avec divers systèmes d'aéronef 140, comme des systèmes d'aéronef 140 associés à un ou plusieurs moteurs de propulsion 120 et d'autres composants de l'aéronef 102. Les systèmes d'aéronef 140 peuvent inclure, par exemple, des systèmes de commande numériques, des systèmes de gaz, des systèmes de référence inertiels, des systèmes d'instruments de vol, des systèmes de commande de moteurs, des systèmes électriques auxiliaires, un système de contrôle de carburant, des systèmes de contrôle de vibration des moteurs, des systèmes de communication, des systèmes de commande de volets, des systèmes d'acquisition de données de vol, et d'autres systèmes. Les systèmes d'aéronef 140 peuvent fournir divers paramètres de fonctionnement au(x) dispositifs) informatique(s) 104 pour déterminer un état de fonctionnement de l'aéronef 102 selon des exemples de modes de réalisation de la présente invention.
Par exemple, un ou plusieurs des systèmes d'aéronef 120 peut fournir des données de trajectoire de vol et des données de paramètres de moteurs au dispositif de calcul 104 pour déterminer un état de fonctionnement de l'aéronef 102. Des données de trajectoire de vol peuvent inclure des informations comme, mais pas seulement, l'altitude, la vitesse, le gisement, la position et/ou toute autre information associée à une trajectoire de vol de l'aéronef. Les données de paramètres de moteurs peuvent inclure des informations comme, mais pas seulement, des données de régime des moteurs, des données de santé des moteurs, des données atmosphériques, des informations de gaz, un débit de carburant, une consommation de carburant, et d'autres informations.
La FIG. 2 représente divers composants du(des) dispositifs) informatique(s) 104 selon un mode de réalisation de la présente invention. Comme montré, le(s) dispositifs) informatique(s) 104 peuvent inclure un ou plusieurs processeurs 112 et un ou plusieurs dispositifs de mémoire 114. Les un ou plusieurs processeurs 112 peuvent inclure tout dispositif de traitement convenable, comme un microprocesseur, une microcommande, un circuit intégré, un dispositif logique, ou tout autre dispositif de traitement convenable. Les uns ou plusieurs dispositifs de mémoire 114 peuvent inclure un ou plusieurs supports lisibles informatiquement, incluant, mais pas seulement, des supports non-transitoires lisibles informatiquement, des RAM, des ROM, des pilotes matériel, des pilotes flash, ou d'autres dispositifs de mémoire.
Les un ou plusieurs dispositifs de mémoire 114 peuvent stocker des informations accessibles par les un ou plusieurs processeurs 112, incluant des instructions lisibles informatiquement 116 qui peuvent être exécutées par les un ou plusieurs processeurs 112. Les instructions 116 peuvent être toute sorte d'instructions qui quand elles sont exécutées par les un ou plusieurs processeurs 112, font que les un ou plusieurs processeurs 112 réalisent des opérations. Les instructions 116 peuvent être un logiciel écrit dans tout langage de programmation convenable, ou peuvent être mises en œuvre dans un matériel. Dans certains modes de réalisation, les instructions 116 peuvent être exécutées par les un ou plusieurs processeurs 112 pour faire que les un ou plusieurs processeurs réalisent des opérations, comme les opérations pour déterminer un état de fonctionnement pour un aéronef décrites en référence à la FIG. 3.
En se référant à la figure FIG. 2, les dispositifs de mémoire 114 peuvent, en outre, stocker des données 118 auxquelles les processeurs 112 peuvent accéder. Les données 118 peuvent inclure, par exemple, des données utilisées pour déterminer un état de fonctionnement amélioré pour un aéronef. Par exemple, les données 118 peuvent inclure des paramètres de fonctionnement pré-calculés mis en tableau (par exemple, des paramètres de compensation d'aéronef) déterminés, par exemple, par le système informatique 150 de la FIG. 1. Les données 118 peuvent aussi inclure des données associées avec des modèles utilisés pour réaliser des processus d'amélioration de performance d'aéronef selon des exemples de modes de réalisation de la présente invention.
En se référant à la figure FIG. 1, le système 100 inclut en outre un système informatique 150. Le système informatique 150 peut être situé en un emplacement distant qui est séparé et distant du système informatique embarqué 110 situé à bord de l'aéronef. Similairement au(x) dispositifs) informatique(s) 104, le système informatique 150 peut inclure un ou plusieurs processeurs 152 et un ou plusieurs dispositifs de mémoire 154. Les un ou plusieurs dispositifs de mémoire 154 peuvent stocker des instructions lisibles informatiquement 160 qui quand elles sont exécutées par les un ou plusieurs processeurs 152 font que les un ou plusieurs processeurs 152 réalisent des opérations, comme de déterminer des paramètres de fonctionnement pré-calculés (par exemple des paramètres de compensation d'aéronef) pour utiliser par le système informatique embarqué 110. Par exemple, les instructions 160 peuvent être mises en œuvre par les un ou plusieurs processeurs 154 pour exécuter un résolveur de compensation d'aéronef qui peut accéder à un modèle aérodynamique et déterminer les poussées requises pour maintenir une compensation d'aéronef pour une pluralité de points de fonctionnement pour un aéronef. Les dispositifs de mémoire 154 peuvent en outre stocker des données 162. Les données 162 peuvent inclure, par exemple, des poussées requises pour une pluralité de divers points de fonctionnement mis en tableau dans, par exemple, un tableau de consultation ou une fonction corrélant des poussées requises avec divers points de fonctionnement.
La technologie présentée ici concerne des systèmes basés sur l'informatique et des actions réalisées par et des informations envoyées à et depuis des systèmes basés sur l'informatique. L'homme de l'art reconnaîtra que la flexibilité inhérente des systèmes basés sur l'informatique permet une grande variété possible de configurations, de combinaisons, et de divisions de taches et de fonctionnalités entre et parmi les composants. Par exemple, les processus présentés ici peuvent être mis en œuvre en utilisant un seul dispositif informatique ou de multiples dispositifs informatiques travaillant en combinaison. Des bases de données, une mémoire, des instructions, et des applications peuvent être mises en œuvre sur un seul système ou distribués entre de multiples systèmes. Les composants distribués peuvent fonctionner séquentiellement ou en parallèle.
La FIG. 3 représente un diagramme schématique d'un exemple de procédé 200 de détermination d'un état de fonctionnement amélioré pour un aéronef selon des exemples de modes de réalisation de la présente invention. La FIG. 2 peut être mise en œuvre par un ou plusieurs dispositifs informatiques, comme le(s) dispositifs) informatique(s) embarqué(s) 104 représenté(s) sur la FIG. 1. De plus, la FIG. 3 représente des étapes réalisées dans un ordre particulier à des fins d'illustration et de présentation. L'homme de l'art comprendra que les diverses étapes de l'un quelconque des procédés décrits ici peuvent être modifiées, adaptées, agrandies, réagencées et/ou omises de diverses manières sans s'éloigner du domaine de la présente invention.
Lors de l'étape 202, le procédé peut inclure d'accéder à une base de données de paramètres de fonctionnement pré-calculés. Les paramètres de fonctionnement pré-calculés peuvent être déterminés, par exemple dans un processus à priori par un système informatique 150 de la FIG. 1 ou un autre système convenable. En variante, les paramètres de fonctionnement pré-calculés peuvent être déterminés dans un processus à priori par un système informatique embarqué 110, par exemple, avant le fonctionnement de l'aéronef et/ou le début de la partie de traitement embarquée en fonction des mesures en temps réel d'un processus d'amélioration d'état de fonctionnement. Les paramètres de fonctionnement pré-calculés peuvent être mis en tableau, par exemple, dans un tableau ou une fonction de consultation pour utiliser par le système informatique embarqué 110 pour déterminer un état de fonctionnement amélioré pour l'aéronef. Les paramètres de fonctionnement précalculés peuvent être, par exemple, des poussées requises déterminées par un résolveur de compensation d'aéronef pour une pluralité de points de fonctionnement (par exemple, définis en fonction de différents poids, altitudes, températures ambiantes et vitesses) de l'aéronef.
La FIG. 4 représente une vue générale d'une partie « à priori » 300 d'un processus d'amélioration d'état de fonctionnement selon des exemples de modes de réalisation de la présente invention qui peut être utilisée pour déterminer les paramètres de fonctionnement pré-calculés. La partie hors ligne 300 peut être mise en œuvre par le système informatique distant 150 de la FIG. 1 ou un autre système informatique convenable. En se référant à la figure FIG. 4, un résolveur de compensation d'aéronef 304 peut accéder à un modèle aérodynamique pour résoudre une poussée requise 306 pour maintenir une compensation d'aéronef (par exemple, équilibrer la traînée aérodynamique) pour chacun d'une pluralité de divers points de fonctionnement 302. Chaque point de fonctionnement 302 peut être associé avec un ou plusieurs différents d'une altitude, un poids, une température ambiante et/ou une vitesse de l'aéronef. La poussée requise 306 pour chaque point de fonctionnement 302 peut être mise en tableau dans une structure de données 310 de poussées requises mises en tableau. La structure de données 310 peut être, par exemple, un tableau ou une fonction de consultation corrélant chaque point de fonctionnement 302 avec la poussée requise correspondante 306.
En se référant à nouveau à la FIG. 3 lors de l'étape 204, le procédé peut inclure de déterminer un paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef de la pluralité de paramètres de fonctionnement pré-calculés. Par exemple, un point de fonctionnement candidat pour l'aéronef peut être utilisé pour déterminer un premier paramètre de fonctionnement correspondant au point de fonctionnement candidat parmi la pluralité de paramètres de fonctionnement pré-calculés.
Par exemple, la FIG. 5 représente une vue générale d'une partie embarquée 400 d'un processus d'amélioration d'état de fonctionnement selon des exemples de modes de réalisation de la présente invention. La partie embarquée 400 peut être mise en œuvre par le système informatique embarqué 110 situé sur l'aéronef 102 de la FIG. 1. Comme montré sur la FIG. 5, il est possible d'accéder à la structure de données 310 des poussées requises mises en tableau par un processus de consultation/interpolation 404 pour déterminer une poussée requise 406 ou un autre paramètre de compensation d'aéronef par exemple l'angle d'attaque ou d'autres données qui peuvent être converties en traînée et/ou poussée requise) pour un point de fonctionnement candidat 402.
Le point de fonctionnement candidat 402 peut être un point de fonctionnement (par exemple, défini en fonction de l'altitude, du poids, et de la vitesse) sélectionné pendant la réalisation d'un processus d'optimisation. Par exemple, le point de fonctionnement candidat 402 peut être un point de fonctionnement intermédiaire sélectionné pendant un processus d'amélioration itératif d'aéronef. Par exemple, le processus d'amélioration de performance d'aéronef peut réaliser une routine d'optimisation qui calcule itérativement des paramètres de coût pour une pluralité de différents points de fonctionnement candidats 402. Les points de fonctionnement candidats 402 peuvent être déterminés en réglant sélectivement l'altitude, le poids, et/ou la vitesse d'un précédent point de fonctionnement utilisé par la routine d'optimisation. Une variété de procédés pour sélectionner des points de fonctionnement candidats 402 peut être utilisée pendant le processus d'amélioration de performance d'aéronef sans s'éloigner du domaine de la présente invention.
En se référant à la figure FIG. 3 lors de l'étape 206, le procédé peut inclure de recevoir des mesures en temps réel d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques associés à l'aéronef. Les seconds paramètres de fonctionnement peuvent être des paramètres de fonctionnement dynamiques qui peuvent changer pendant le vol. Par exemple, les seconds paramètres de fonctionnement peuvent inclure des données de trajectoire de vol (par exemple, l'altitude, la vitesse, le gisement, la position) et des paramètres de moteurs (par exemple, le réglage des gaz, le débit de carburant courant, la consommation de carburant, etc.). Les mesures peuvent être reçues, par exemple, à partir d'un ou plusieurs systèmes d'aéronef 140 au niveau du(des) dispositif(s) informatique(s) 104 de la FIG. 1.
Lors de l'étape 208, le procédé inclut de déterminer un état de fonctionnement amélioré pour l'aéronef en fonction au moins en partie du paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel des un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques. Par exemple, une routine d'optimisation peut être réalisée pour identifier un état de fonctionnement amélioré qui réduit un paramètre de coût déterminé en fonction au moins en partie du paramètre de fonctionnement dynamique de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel des un ou plusieurs seconds paramètres de fonctionnement. L'état de fonctionnement peut inclure une ou plusieurs des variables d'état de fonctionnement. Les variables d'état de fonctionnement peuvent inclure, par exemple, une altitude et/ou une vitesse de l'aéronef.
Par exemple, en se référant à la figure FIG. 5, la poussée requise 406 et les mesures reçues 408 des paramètres de moteurs et des données de trajectoire de vol peuvent être fournies à un modèle de moteurs 410. Le modèle de moteurs 410 peut corréler une valeur de performance (par exemple, un débit de carburant) de l'aéronef avec la poussée requise 406 et des paramètres moteurs et des données de trajectoire de vol. Le modèle de moteurs 410 peut être stocké sous une variété de formes convenables, comme une fonction, un tableau de consultation, une équation, un modèle statistique, ou une autre forme convenable.
Le modèle de moteur 410 peut être évalué en utilisant la poussée requise 406 et les mesures 408 pour obtenir un débit de carburant 412. Comme montré sur la FIG. 5, le débit de carburant 412 peut être fourni à une fonction de coût 414 qui peut calculer un paramètre de coût 416 en fonction du débit de carburant 412. Dans certains modes de réalisation, le paramètre de coût peut être calculé comme des coûts de fonctionnement directs comme une fonction du débit de carburant et de la vitesse au sol. En 418, il peut être déterminé si le paramètre de coût 416 est réduit relativement à un paramètre de coût précédent. Si ce n'est pas le cas, le processus peut continuer jusqu'au prochain point de fonctionnement candidat 402 où la partie embarquée 400 est répétée pour le prochain point de fonctionnement candidat 402. Quand le paramètre de coût 416 est réduit relativement à un paramètre de coût précédent le point de fonctionnement candidat peut être déterminé comme un état de fonctionnement amélioré 420 pour l'aéronef.
En se référant à la figure FIG. 3 lors de l'étape 210, une fois qu'un état de fonctionnement amélioré a été déterminé, l'état de fonctionnement amélioré peut être sorti en utilisant un dispositif de sortie convenable pour la commande de l'aéronef. Par exemple, l'état de fonctionnement peut être sorti par le(s) dispositifs) informatique(s) 104 vers le système d'affichage 125 pour affichage pour les opérateurs de l'aéronef 102 de la FIG. 1. Des notifications audibles ou autres de l'état de fonctionnement amélioré peuvent être fournies aux opérateurs de l'aéronef. En variante, l'état de fonctionnement amélioré peut être sorti vers l'ordinateur de commande de vol 130.
En se référant à la figure FIG. 3 lors de l'étape 212, le procédé peut inclure de commander l'aéronef en fonction de l'état de fonctionnement amélioré. Par exemple, dans un mode de réalisation, un opérateur de l'aéronef 102 de la FIG. 1 peut commander manuellement l'aéronef en réponse à l'état de fonctionnement amélioré présenté sur le système d'affichage 125 de l'aéronef 102 (par exemple, commander l'aéronef pour voler à l'altitude et/ou la vitesse spécifiée dans l'état de fonctionnement amélioré). Dans un autre mode de réalisation, l'ordinateur de commande de vol 130 peut commander automatiquement l'aéronef 102 (par exemple en utilisant le pilote automatique) en fonction de l'état de fonctionnement amélioré (par exemple, commander l'aéronef pour voler à l'altitude et/ou la vitesse spécifiée dans l'état de fonctionnement amélioré).
Bien que des caractéristiques spécifiques de divers modes de réalisation puissent être montrées dans certains dessins et pas dans d'autres, cela est uniquement pour des raisons pratiques. Selon les principes de la présente invention, toute caractéristique d'un dessin peut être référencée et/ou revendiquée en combinaison avec toute caractéristique de tout autre dessin.
Liste des repères 100 Système 102 Aéronef 104 Dispositifs) informatique(s) 110 Système informatique embarqué 112 Processeur(s) 114 Dispositifs) de mémoire 116 Instructions 118 Données 115 Réseau de communication 120 Moteur de propulsion 125 Système d'affichage 130 Ordinateur de commande de vol 140 Systèmes d'aéronef 150 Système informatique 152 Processeur(s) 154 Dispositifs) de mémoire 160 Instructions 162 Données 200 Procédé 202 Étape de procédé : Accéder à la base de données de paramètres de fonctionnement pré-calculés 204 Étape de procédé : Déterminer un paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef à partir des paramètres de fonctionnement pré-calculés 206 Étape de procédé : Recevoir une(des) mesure(s) en temps réel d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques 208 Étape de procédé Déterminer un état de fonctionnement pour l'aéronef en fonction du paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et d'une mesure en temps réel du paramètre de fonctionnement dynamique 210 Étape de procédé : Sortir un état de fonctionnement pour la commande de l'aéronef 212 Commander l'aéronef en fonction de l'état de fonctionnement 300 Partie 302 Point(s) de fonctionnement 304 Résolveur de compensation d'aéronef 306 Poussée requise 310 Structure de données 400 Partie embarquée 402 Point(s) de fonctionnement Candidat(s) 404 Processus de consultation/Interpolation 406 Poussée requise 408 Mesures 410 Modèle de moteurs 412 Débit de carburant 414 Fonction de coût 416 Paramètre de coût 418 Détermination 420 État de fonctionnement amélioré

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de détermination d'un état de fonctionnement (420) pour un aéronef (102), comprenant: l'accès (202), par un ou plusieurs dispositifs informatiques (104) situés sur un aéronef (102), à une base de données de paramètres de fonctionnement précalculés associés à une compensation d'aéronef, les paramètres de fonctionnement pré-calculés étant déterminés dans un processus à priori ; la réception (206), par les un ou plusieurs dispositifs informatiques (104), d’une mesure en temps réel (408) d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques associés à l'aéronef (102) ; la détermination (204), par les un ou plusieurs dispositifs informatiques (104), d’un paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef à partir des paramètres de fonctionnement pré-calculés en fonction de données indicatives d'un point de fonctionnement (302) de l'aéronef (102), le paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef étant déterminé indépendamment de la mesure en temps réel (408) des un ou plusieurs paramètres dynamiques ; la détermination (208), par les un ou plusieurs dispositifs informatiques (104), d’un état de fonctionnement amélioré (420) pour l'aéronef (102) pendant le vol de l'aéronef (102) en fonction au moins en partie du paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel (408) des un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques ; et la sortie (210), par les un ou plusieurs dispositifs informatiques (104), de l'état de fonctionnement amélioré (420) pour commande de l'aéronef (102).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les paramètres de fonctionnement pré-calculés comprennent des poussées requises (306) pour faire fonctionner l'aéronef (102) à un ou plusieurs points de fonctionnement (302).
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les poussées requises (306) sont mises dans un tableau de consultation ou définies comme une fonction de l'état de fonctionnement (420).
  4. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef comprend une poussée requise (406) pour faire fonctionner l'aéronef (102) au point de fonctionnement (302).
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les données indicatives du point de fonctionnement (302) comprennent des données indicatives d'une altitude, un poids, une température ambiante, ou une vitesse associées à l'aéronef (102).
  6. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques (104), d’un état de fonctionnement amélioré (420) pour l'aéronef (102) en fonction au moins en partie du paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel (408) des un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques comprend: l’accès, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques (104), à un modèle corrélant un attribut de performance associé à l'aéronef (102) avec le paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et les un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques ; et la détermination, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques (104), de l'état de fonctionnement amélioré (420) qui réduit un paramètre de coût (416) déterminé en fonction de l'attribut de performance associé à l'aéronef (102).
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'attribut de performance comprend des données indicatives du débit de carburant (412) associé à l'aéronef (102).
  8. 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel sortir, par les un ou plusieurs dispositifs informatiques (104), l'état de fonctionnement amélioré (420) pour la commande de l'aéronef (102) comprend de fournir l'état de fonctionnement (420) pour affichage sur un ou plusieurs dispositifs d'affichage.
  9. 9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le procédé comprend de commander l'aéronef (102) avec un ordinateur de commande de vol en fonction de l'état de fonctionnement (420).
  10. 10.Système aéronautique pour déterminer un état de fonctionnement (420) pour un aéronef (102), le système aéronautique comprenant un ou plusieurs processeurs (112) et un ou plusieurs dispositifs de mémoire (114) situés sur un aéronef (102), les un ou plusieurs dispositifs de mémoire (114) stockant des instructions (116) qui quand elles sont exécutées par les un ou plusieurs processeurs (112) font que les un ou plusieurs processeurs (112) réalisent des opérations, les opérations comprenant : l’accès à une base de données de paramètres de fonctionnement précalculés associés à une compensation d'aéronef, les paramètres de fonctionnement pré-calculés étant déterminés dans un processus à priori ; la réception d’une mesure en temps réel d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques associés à l'aéronef (102) ; la détermination d’un paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef associé à la compensation d'aéronef à partir des paramètres de fonctionnement pré-calculés en fonction de données indicatives d'un point de fonctionnement (302) de l'aéronef (102), le paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef étant déterminé indépendamment de la mesure en temps réel des un ou plusieurs seconds paramètres de fonctionnement; la détermination d’un état de fonctionnement amélioré (420) pour l'aéronef (102) en fonction au moins en partie du paramètre de fonctionnement de compensation d'aéronef et de la mesure en temps réel des un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dynamiques ; et la sortie de l'état de fonctionnement amélioré (420) pour la commande de l'aéronef (102).
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