| JP2000147114 | DEVICE FOR CONTROLLING RADAR COVERAGE AREA |
| WO/2001/015119 | AIR TRAFFIC CONTROL SYSTEM |
| WO/2012/011825 | IMPROVED TRACKING SYSTEM, DEVICE AND METHOD |
Fontaine, Sylvain (7 rue Voltaire, Villeneuve Tolosane, F-31270, FR)
Marty, Nicolas (8 Impasse Pigot, Castelginest, F-31780, FR)
Salmon, Philippe (14 Allée de la Gatine, Colomiers, F-31770, FR)
Fabre, Bernard (4 rue des Florentines, Fonsorbes, F-31470, FR)
Fontaine, Sylvain (7 rue Voltaire, Villeneuve Tolosane, F-31270, FR)
Marty, Nicolas (8 Impasse Pigot, Castelginest, F-31780, FR)
Salmon, Philippe (14 Allée de la Gatine, Colomiers, F-31770, FR)
| 1. | Procédé d'alertes et d'alarmes pour signaler les zones de circulation à risque dans une infrastructure aéroportuaire, à l'équipage d'un aéronef pourvu d'instruments de vol (2) renseignant sur la phase de vol dans laquelle est l'aéronef, d'un dispositif de localisation géographique (3) et d'un ou plusieurs émetteurs (4, 5) d'alertes ou alarmes sonores ou visuelles, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes : sélection (110), à partir des informations fournies par les instruments de vol (2) et, éventuellement, par un équipement de surveillance de collision avec le sol GCAM (6), d'un type de phase de vol parmi un choix limité et préétabli de types prédéfinis de phase de vol, sélection (1 11 ), à partir du type retenu de phase de vol, d'un ou plusieurs scenarii d'incursion de piste parmi un ensemble prédéfini de types de scenarii d'incursion de piste, analyse (1 12) de la vraisemblance du ou des scenarii d'incursion de piste retenus à partir de la localisation de l'aéronef fournie par le dispositif de localisation (3), par rapport aux structures aéroportuaires répertoriées dans une base des données aéroports (10), et détermination (1 13), à partir des scenarii d'incursion de piste considérés comme vraisemblables, des alertes et alarmes à faire émettre par les émetteurs d'alertes et alarmes (4, 5). |
| 2. | Dispositif de mise en œuvre du procédé selon la revendication 1 , embarqué à bord d'un aéronef pourvu d'instruments de vol (2) fournissant des informations de vol et d'un dispositif de localisation géographique (3), engendrant des alertes et alarmes signalant des zones de circulation à risque dans une infrastructure aéroportuaire et comportant : une banque de données cartographiques d'aéroports (10), renfermant un plan de l'infrastructure aéroportuaire et les restrictions de circulation associées, un émetteur (4, 5) d'alertes ou alarmes sonores ou visuelles, et un calculateur (1 1 ) localisant l'aéronef dans l'infrastructure aéroportuaire mémorisé dans la banque de données aéroports (10) à partir d'informations de position délivrées par le dispositif de localisation (3), analysant les risques d'incursion de piste liés à la position de l'aéronef et, éventuellement à son mouvement, et, en cas de détection d'un risque ou d'une intrusion de piste, déterminant l'alerte ou l'alarme convenable et déclenchant son émission par l'émetteur (4, 5) d'alertes et alarmes ; caractérisé en ce que son calculateur (1 1 ) analyse les risques d'incursion de piste en recherchant si la position actuelle de l'aéronef et éventuellement son mouvement répond à un nombre limité de situations spécifiques et prédéfinies d'incursion de piste ou de risque d'incursion de piste au sens large, dites scénarii, choisies en fonction d'un type de phase de vol sélectionné parmi un choix limité et préétabli de types prédéfinis de phase de vol, à partir d'informations de vol fournies par les instruments de vol (2) de l'aéronef. |
| 3. | Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les types prédéfinis de phase de vol pris en compte sont : l'atterrissage, le déplacement au sol, en roulant, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage, la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation. |
| 4. | Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les scénarii d'incursion de piste ou de risque d'incursion de piste pris en compte sont : l'entrée au roulage sur un début de piste, l'entrée au roulage en fin de piste en vue d'un décollage à l'opposé de la piste, l'entrée au roulage sur une piste, à un niveau intermédiaire, l'approche au roulage, d'un début de piste, l'approche au roulage, de la partie intermédiaire d'une piste, l'approche au roulage, d'un croisement de pistes, l'approche au roulage, d'une fin de piste, l'approche au roulage, d'une porte d'embarquement, une vitesse de roulage trop élevée (tentative de décollage en dehors d'une piste). |
| 5. | Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les scénarii pris en compte pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à l'atterrissage sont l'approche au roulage, d'un croisement de pistes et l'approche au roulage, d'une fin de piste. |
| 6. | Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les scénarii pris en compte pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation sont l'approche au roulage, d'un croisement de pistes et l'approche au roulage, d'une fin de piste. |
| 7. | Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que, les scénarii pris en compte pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à un déplacement au roulage, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage sont : l'entrée au roulage en début de piste, l'entrée au roulage en fin de piste en vue d'un décollage à l'opposé de la piste, l'entrée au roulage, sur une piste, à un niveau intermédiaire, l'approche au roulage, d'un début de piste, l'approche au roulage, d'une partie intermédiaire de piste, l'approche au roulage, d'un croisement de pistes, l'approche au roulage, d'une porte d'embarquement, et une vitesse de roulage trop élevée. |
| 8. | Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lorsque aucun type prédéfini de phase de vol n'est reconnu, il n'est tenu compte d'aucun scénario d'incursion de piste et aucune alerte ou alarme n'est émise. |
| 9. | Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'aéronef est considéré présent sur une piste (ON RWY=I) d'une infrastructure aéroportuaire lorsque la composante DRWγ normale à l'axe de la piste considérée, d'un vecteur joignant l'aéronef au début de l'une des pistes de l'infrastructure aéroportuaire considérée, composante dite distance axiale de l'aéronef par rapport à la piste considérée, est inférieure, en module, à la somme d'une marge d'erreur de position EPE admise pour le dispositif de localisation (3), de la distance ALR longitudinale séparant l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures, par le dispositif de localisation (3), et de la moitié de la largeur de la piste RWRWY considérée, et lorsque la composante LRWγ parallèle à l'axe de la piste considérée du même vecteur, composante dite distance longitudinale de l'aéronef par rapport à la piste considérée, est comprise entre l'opposée de la marge d'erreur EPE et la somme de la marge d'erreur de position EPE et de la longueur de piste RLRWγ. DRWY < EPE + ALR + 0,5RW} RWY et EPE < LRWY < EPE + RLRWY . |
| 10. | Procédé selon les revendications 3 et 9, caractérisé en ce que le type prédéfini de phase de vol correspondant à la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation est sélectionné lorsque les informations provenant des instruments de vol (2) de l'aéronef indiquent : que l'aéronef est au sol, que sa vitesse sol est supérieure à un maximum de vitesse TSL autorisé pour un trajet au roulage entre une aire de parking et une piste d'atterrissage ou de décollage, qu'il est en accélération, que ses volets sont sortis, et lorsqu'une première analyse de la localisation et du cap de l'aéronef par rapport à l'infrastructure aéroportuaire montre : que l'aéronef est sur une piste (ON RWY=I ), et que son cap correspond à celui de la piste où il se trouve. |
| 11. | Procédé selon les revendications 3 et 9, caractérisé en ce que le type prédéfini de phase de vol correspondant à un atterrissage est sélectionné lorsque les informations provenant des instruments de vol (2) de l'aéronef indiquent : qu'il est au sol, que sa vitesse est supérieure à un maximum TSL de vitesse autorisé pour un trajet entre une aire de parking et une piste d'atterrissage ou de décollage, qu'il est en décélération, et lorsqu'une première analyse de la localisation et du cap de l'aéronef par rapport à l'infrastructure aéroportuaire montre que : que l'aéronef est sur une piste (On RWY=I ), et que son cap correspond à celui de la piste où il se trouve. |
| 12. | Procédé selon les revendications 3 et 9, caractérisé en ce que le type prédéfini de phase de vol correspondant à un déplacement au sol, en roulant, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage est sélectionné lorsque les informations provenant des instruments de vol (2) de l'aéronef indiquent : qu'il est au sol, et que sa vitesse est inférieure à un maximum TSL de vitesse autorisé pour un trajet entre un parking et une piste d'atterrissage ou de décollage. |
| 13. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario d'incursion au roulage, sur un début de piste, est considéré comme vraisemblable lorsque la distance axiale, prise en valeur absolue, de l'aéronef par rapport l'une des pistes de l'infrastructure aéroportuaire est inférieure à la somme de : la marge d'erreur de position EPE du dispositif de localisation (3), du maximum de la distance ALR séparant longitudinalement l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures par le dispositif de localisation (3) et de l'envergure AWS de l'aéronef, et de la moitié de la largeur RW de la piste considérée, et lorsque la distance longitudinale, en valeur absolue, de l'aéronef par rapport à cette même piste, est inférieure à la somme de la marge d'erreur EPE et de la distance ALR séparant longitudinalement l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures par le dispositif de localisation (3) : DRWY I < EPE + Max(ALR, AWS) + 0,5R W et . |
| 14. | Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario d'incursion au roulage, sur un début de piste, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alerte d'incursion en début de piste, qui est maintenue tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie : > RPL/2 OU ^RWY > RTD /2 ou GS < 33 % xTSL ou GS > 133% x TSL RPL étant une valeur par défaut, de distance extérieure de protection de la piste dans le sens de sa longueur, RTD étant une valeur par défaut, d'un espacement de protection minimum entre une piste et une bretelle d'accès la longeant, GS étant la vitesse de roulage au sol, TSL étant la vitesse maximale de roulage autorisée en dehors d'un décollage ou d'un atterrissage sur un délai minimum d'acquittement. |
| 15. | Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation est de 1 seconde et le délai minimum d'acquittement de 2 secondes. |
| 16. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario d'incursion au roulage, sur une fin de piste avec une mauvaise orientation au décollage est considéré comme vraisemblable lorsque les conditions du scénario au roulage sur un début de piste sont respectées, le module de la distance axiale de l'aéronef par rapport l'une des pistes de l'infrastructure aéroportuaire étant inférieure à la somme de : la marge d'erreur de position EPE du dispositif de localisation (3), du maximum de la distance ALR séparant l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures par le dispositif de localisation (3) et de l'envergure AWS de l'aéronef, et de la moitié de la largeur RW de la piste considérée et le module de la distance longitudinale de l'aéronef par rapport à cette même piste, étant inférieure à la somme de la marge d'erreur de position EPE de le dispositif de localisation (3) et de la distance ALR séparant longitudinalement l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures par le dispositif de localisation (3) : DRWY | < EPE + ALR + 0,5R W et et lorsque que le cap délivré par les instruments de vol (2) de l'aéronef diffère de plus de 120 degrés de celui de la piste considérée. |
| 17. | Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario d'incursion au roulage, sur une fin de piste avec une mauvaise orientation au décollage, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alerte de mauvaise orientation au décollage, qui est maintenue tant que tant que le cap vrai de l'aéronef diffère de plus de 60 degrés de celui de la piste considérée pendant un délai minimum d'acquittement. |
| 18. | Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation est de 1 seconde et le délai minimum d'acquittement de 2 secondes. |
| 19. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario d'incursion, au roulage, sur la partie intermédiaire d'une piste est considéré comme vraisemblable lorsque la distance axiale, prise en valeur absolue, \ de l'aéronef par rapport à une piste de l'infrastructure aéroportuaire est inférieure à la somme de : la marge d'erreur de position EPE du dispositif de localisation (3), de la distance ALR séparant l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures par le dispositif de localisation (3), et de la moitié de la largeur de la piste RWRWγ considérée et lorsque la distance longitudinale LRWγ de l'aéronef par rapport à la piste considérée est comprise entre l'opposé EPE de la marge d'erreur du dispositif de localisation (3) et la somme de la marge d'erreur de position EPE et de la longueur de piste RLRWγ. DRWY < EPE + ALR + 0,5RW} RWY et EPE < LRWY < EPE + RLRWY . |
| 20. | Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario d'incursion au roulage, sur la partie intermédiaire d'une piste, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alerte d'incursion en partie intermédiaire de piste, qui est maintenue tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie : RWY ^* ^^RWY ~^~ "L +1 1 2 OU LRWY < RPL/2 ou ou GS < 33% xTSL ou GS > \33% xTSL RPL étant une valeur par défaut, de distance extérieure de protection de la piste dans le sens de sa longueur, RTD étant une valeur par défaut, d'un espacement de protection minimum entre une piste et une bretelle d'accès la longeant, GS étant la vitesse de roulage au sol, TSL étant la vitesse maximale de roulage autorisée en dehors d'un décollage ou d'un atterrissage sur un délai minimum d'acquittement. |
| 21. | Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation est de 1 seconde et le délai minimum d'acquittement de 2 secondes. |
| 22. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une entrée de piste est considéré comme vraisemblable lorsque la distance axiale DRWγ et la distance longitudinale LRWγ de l'aéronef par rapport à une piste vérifient les inégalités : DRWY | < EPE + Max{RTD 12; ARD x GS ^ ) + ALR + 0,5R W et LRWY | < EPE + Max{RPL 12; ARD x GS m ) dans lesquelles : RDT est une valeur par défaut d'une distance d'espacement entre la piste et une bretelle d'accès la longeant, ADT est un délai défini par la relation : ARD = Max(RTD; RPL)I TSL + ARM RPL étant une distance extérieure de protection de la piste, TSL étant une limite supérieure de vitesse autorisée de roulage, et ARM un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef, GSχE est la composante de vitesse au roulage de l'aéronef perpendiculaire à l'axe de la piste, et GSχR est la composante de vitesse au roulage de l'aéronef parallèle à l'axe de la piste. |
| 23. | Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une entrée de piste, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alerte d'approche d'entrée de piste, qui est maintenue tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie : ou GS < 33% xTSL ou GS > \33% xTSL RPL étant une valeur par défaut, de distance extérieure de protection de la piste dans le sens de sa longueur, RTD étant une valeur par défaut, d'un espacement de protection minimum entre une piste et une bretelle d'accès la longeant, GS étant la vitesse de roulage au sol, TSL étant la vitesse maximale de roulage autorisée en dehors d'un décollage ou d'un atterrissage sur un délai minimum d'acquittement. |
| 24. | Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation est de 1 seconde et le délai minimum d'acquittement de 2 secondes. |
| 25. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une partie intermédiaire d'une piste est considéré comme vraisemblable lorsque la distance axiale DRWγ et la distance axiale LRWγ de l'aéronef par rapport à une piste vérifient les inégalités : DRWY | < EPE + Max(RTD / 2 ; AIDx GS^ ) + ALR + 0,5R W et EPE < LRWY < RL dans lesquelles : AID est un délai défini par la relation : AID = RTD I TSL + AIM AIM étant un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef. |
| 26. | Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une partie intermédiaire d'une piste, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alerte d'approche de partie intermédiaire de piste, qui est maintenue tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie : RWY ^* ^^RWY ~^~ "* '" ~^~ RPL OU RWY ^ — RPL — EPE ou ou GS < 33% xTSL ou GS > \33%xTSL RPL étant une valeur par défaut, de distance extérieure de protection de la piste dans le sens de sa longueur, RTD étant une valeur par défaut, d'un espacement de protection minimum entre une piste et une bretelle d'accès la longeant, GS étant la vitesse de roulage au sol, TSL étant la vitesse maximale de roulage autorisée en dehors d'un décollage ou d'un atterrissage sur un délai minimum d'acquittement. |
| 27. | Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation est de 1 seconde et le délai minimum d'acquittement de 2 secondes. |
| 28. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage d'une intersection de pistes est considéré comme vraisemblable lorsque la distance DIN de l'aéronef par rapport à une intersection de pistes vérifie les inégalités : DRWY | < EPE + ALR + 0,5R W et EPE < LRWY < EPE + RL et D1N < GS x RID GS étant la vitesse de l'aéronef au roulage, et RID un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef. |
| 29. | Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une intersection de pistes, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alerte d'approche d'intersection de pistes, qui est maintenue tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie : DRWY > EPE + ALR + 0,5 x RWRWY ou LRWY < EPE ou LRWY > EPE + RLRWY ou D1N > 2 X GS X RID ou GS < 33%x TSL ou GS > \33%x TSL RPL étant une valeur par défaut, de distance extérieure de protection de la piste dans le sens de sa longueur, RTD étant une valeur par défaut, d'un espacement de protection minimum entre une piste et une bretelle d'accès la longeant, GS étant la vitesse de roulage au sol, TSL étant la vitesse maximale de roulage autorisée en dehors d'un décollage ou d'un atterrissage sur un délai minimum d'acquittement. |
| 30. | Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation est de 1 seconde et le délai minimum d'acquittement de 1 seconde. |
| 31. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage d'une fin de piste est considéré comme vraisemblable lorsque les critères suivants sont vérifiés : un premier critère de présence sur piste signifiant que l'aéronef est sur la piste, constitué des conditions suivantes : et EPE < LRWY < EPE + RL un deuxième critère de parcours de piste consistant à ne retenir parmi les pistes satisfaisant au critère de présence sur piste que celle dont l'orientation est la plus proche du cap vrai de l'aéronef, le cap vrai et l'orientation de la piste sélectionnée ne devant pas différer de plus ± 60 degrés, et un alternat de deux critères : soit un critère de décélération insuffisante consistant dans la satisfaction du jeu de conditions : GS > \33%TSL μ < 0 μ étant l'accélération du roulage au sol de l'aéronef, et dβ une distance de freinage répondant à la relation de définition : les sens des vitesses étant comptés négativement du fait que le vecteur piste est orienté à l'inverse de l'habitude avec pour origine la fin de piste (figure 14), MB étant une marge de distance de freinage correspondant à la distance qui est estimée nécessaire à l'aéronef pour s'arrêter lorsqu'il roule à la vitesse maximum de roulage autorisée TSL. soit un critère de roulage sur une piste constitué de deux jeux de conditions dont l'un au moins doit être satisfait, un premier jeu de conditions signifiant que l'aéronef est à une distance de la fin de piste inférieure à la marge de freinage MB : GS < \33%TSL "RWY < EPE + M OU un deuxième jeu de conditions signifiant que l'aéronef est au roulage en accélération bien que proche de la fin de piste : GS < \33%TSL LRwr < EPE + 2M1 . |
| 32. | Procédé selon la revendication 31 , caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une fin de piste, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alarme de fin de piste, qui est maintenue pendant un délai minimum d'acquittement au cours duquel les critères de vraisemblance ne doivent plus être vérifiés. |
| 33. | Procédé selon la revendication 32, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation et le délai minimum d'acquittement sont de 3 secondes. |
| 34. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une porte d'embarquement est considéré comme vraisemblable lorsque les critères suivants sont vérifiés : un premier critère signifiant que l'aéronef n'est pas sur une aire de piste de l'infrastructure aéroportuaire, constitué du jeu de conditions dont l'une d'entre elles ne doit pas être respectée : LRWY < RL + RPL ou RPL étant une marge de protection en longueur de la piste considérée, et un deuxième critère signifiant que l'aéronef est à portée des portes d'embarquement sans les avoir accoster, constitué de la condition : DGARP < 500m DGARP étant la distance à l'aéronef de l'une quelconque des portes d'embarquement. |
| 35. | Procédé selon la revendication 34, caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une porte d'embarquement, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alerte d'approche de porte d'embarquement, qui est maintenue tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie : 33% x TSL < GS < 133% x TSL ou DGxSP < EPE + 2 x ALR + 30m ou DGx^, > 500m GS étant la vitesse de roulage au sol, TSL étant la vitesse maximale de roulage autorisée en dehors d'un décollage ou d'un atterrissage sur un délai minimum d'acquittement. |
| 36. | Procédé selon la revendication 35, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation est de 1 seconde et le délai minimum d'acquittement de 3 secondes. |
| 37. | Procédé selon la revendication 34, caractérisé en ce que lorsqu'un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une porte d'embarquement est considéré comme vraisemblable, la direction de la porte d'embarquement la plus proche est située par rapport à des secteurs angulaires découpés dans la rosé des caps de l'aéronef et en ce que le secteur concerné est mentionné dans l'alerte de proximité de porte d'embarquement. |
| 38. | Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un scénario de risque d'incursion de piste par tentative de décollage en dehors d'une piste est considéré comme vraisemblable lorsque les critères suivants sont vérifiés : un critère signifiant que l'aéronef se prépare au décollage : information régime moteur décollage donnée par les instruments de vol 2, et information volets sortis donnée par les instruments de vol 2, et un critère signifiant que l'aéronef n'est pas sur une piste, constitué du jeu de conditions dont l'une d'entre elles ne doit pas être respectée : OU L < RPL RWY OU RPL étant une marge de protection en longueur de la piste considérée. |
| 39. | Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que la vraisemblance d'un scénario d'incursion de piste par tentative de décollage en dehors d'une piste, avérée sur un délai minimum de confirmation, conduit à l'émission d'une alarme de vitesse excessive, qui est maintenue pendant un délai minimum d'acquittement au cours duquel les critères de vraisemblance ne doivent plus être vérifiés. |
| 40. | Procédé selon la revendication 39, caractérisé en ce que le délai minimum de confirmation et le délai minimum d'acquittement sont de 3 secondes. |
| 41. | Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les différentes alertes et alarmes adaptées aux différents scénarii d'incursion de piste sont associées à des niveaux de priorités permettant, lors de la détection simultanée de plusieurs scénarii d'incursion ou de risque d'incursion méritant plusieurs alarmes, de ne faire émettre par l'émetteur d'alertes ou d'alarmes (4, 5) que l'alerte ou l'alarme considérée comme la plus importante. |
| 42. | Dispositif selon la revendication 2, embarqué à bord d'un aéronef équipé d'un équipement GCAM de prévention de collision avec le sol surveillant la trajectoire en vol de l'aéronef pour signaler à l'équipage de l'aéronef tout écart par rapport aux trajectoires autorisées pour accéder aux pistes d'une infrastructure aéroportuaire dans un mode de fonctionnement tunnel multiple ou par rapport aux trajectoires autorisées pour accéder à une piste déterminée d'une infrastructure aéroportuaire dans un mode de fonctionnement tunnel unique, caractérisé en ce que son calculateur (11 ) déclenche l'émission, par l'émetteur (4, 5) d'alertes et d'alarmes, d'une alerte de proximité d'aéroport lorsque l'équipement de prévention des collisions avec le sol est en mode de fonctionnement tunnel multiple et d'une alerte de proximité de piste lorsque l'équipement de prévention des collisions avec le sol est en mode de fonctionnement tunnel unique. |
D'INCURSION DE PISTE
La présente invention est relative à la prévention des collisions dans une infrastructure aéroportuaire, par des alertes et alarmes attirant l'attention d'un équipage d'aéronef sur l'approche ou le franchissement normal (alerte) ou anormal (alarme), au cours d'une manœuvre au sol ou en vol, d'une zone de circulation à risque de collision (piste de décollage ou d'atterrissage, bretelle d'accès piste, aire de parking, aire d'accès à des portes d'embarquement, etc.).
Les autorités du contrôle du trafic aérien ont été préoccupées de tout temps par la prévention des collisions sur les aires de circulations dans les infrastructures aéroportuaires. Pour répondre à cette préoccupation, divers systèmes automatiques de surveillance ont été proposés, tous basés sur la détection et la localisation des mobiles (aéronefs, véhicules de service, personnels) stationnant ou se déplaçant sur les aires de circulation, par rapport à un plan mémorisé de la structure aéroportuaire avec ses édifices et ses aires de circulation et les restrictions de circulation qui leur sont associées. Les premiers systèmes de surveillance employaient un ou plusieurs radars sol pour la localisation des mobiles et nécessitaient des calculateurs encombrants pour l'exploitation des signaux radar de sorte qu'ils étaient réservés au personnel de la tour de contrôle, les alertes et alarmes étant transmises aux mobiles concernés par radio ou par des haut-parleurs de piste, soit d'une façon automatique, soit par l'intermédiaire du personnel de la tour de contrôle qui effectue par ailleurs, une veille visuelle.
Avec l'apparition des systèmes de positionnement par satellites permettant un guidage individuel des mobiles dans un enchevêtrement de voies de circulation et l'évolution des calculateurs, des bases de données et des équipements de transmission numérique vers une diminution de leurs encombrements et une augmentation de leurs performances, les systèmes automatiques de surveillance de zone aéroportuaire ont migré à bord des mobiles.
Un exemple parmi d'autres, de système automatique de surveillance du trafic sur les aires de circulation d'une infrastructure aéroportuaire pouvant avoir des terminaux embarqués sur des mobiles
assurant une fonction complète de détection de risque de collision et d'alerte est décrit dans le brevet américain US 6,182,005 (colonnes 147, 148). Ces terminaux sont des équipements qui assurent un guidage au sol en fonction d'un trajet préétabli tout à fait analogue au guidage d'un véhicule ou d'un piéton réalisé par un récepteur de positionnement par satellites après programmation du point de destination et éventuellement de points de passage obligés et qui n'engendrent des alertes et alarmes que si le non suivi de leurs consignes a pour conséquence un risque de franchissement ou un franchissement d'une zone protégée répertoriée sur un plan mémorisé de l'infrastructure aéroportuaire. Ils ont l'inconvénient de réclamer une programmation du trajet à suivre faute de quoi, ils engendrent des fausses alarmes qui ont plus pour effet de déconcentrer le pilote du mobile ou le piéton que d'assurer sa sécurité.
Un autre exemple de système automatique de surveillance du trafic sur les aires de circulation d'une infrastructure aéroportuaire, fonctionnant à l'aide d'un système de positionnement par satellites et d'un plan mémorisé des voies et de leurs restrictions de circulation, avec des terminaux embarqués à bord de mobile émettant des alertes et alarmes à chaque fois que le mobile équipé approche ou franchit au sol, une zone protégée d'une infrastructure d'aéroport est décrit dans le brevet américain US 6,606,563. Ici encore, il se pose le problème des fausses alertes et alarmes intervenant lorsque le mobile équipé approche ou pénètre de bon droit dans une zone protégée.
Pour un aéronef, le problème des fausses alertes et alarmes d'approche ou de pénétration des zones à circulation protégée est partiellement traité dans les systèmes de la technique antérieure par une prise en compte du fait qu'il est sur le sol au roulage ou en vol. Malgré cela, les fausses alertes et alarmes restent une source importante de perturbations qui limite la confiance accordée par les équipages à ces systèmes.
La présente invention a pour but un dispositif engendrant des alertes et alarmes signalant à l'équipage de l'aéronef se déplaçant dans une zone aéroportuaire, les zones de circulation à risques lorsqu'il en rencontre, avec le moins possible de fausses alertes et alarmes.
Elle a pour objet un procédé d'alertes et d'alarmes pour signaler les zones de circulation à risque dans une infrastructure aéroportuaire, à l'équipage d'un aéronef pourvu d'instruments de vol renseignant sur la phase de vol dans laquelle est l'aéronef, d'un dispositif de localisation géographique et d'un ou plusieurs émetteurs d'alertes ou alarmes sonores ou visuelles, ce procédé comportant les étapes successives suivantes :
- sélection, à partir des informations fournies par les instruments de vol et, éventuellement, par un équipement de prévention de collision avec le sol, d'un type de phase de vol parmi un choix limité et préétabli de types prédéfinis de phase de vol,
- sélection à partir du type retenu de phase de vol, d'un ou plusieurs scenarii d'incursion de piste parmi un ensemble prédéfini de types de scenarii d'incursion de piste, - analyse de la vraisemblance du ou des scenarii d'incursion de piste retenus à partir de la localisation de l'aéronef fournie par le dispositif de localisation, par rapport aux structures aéroportuaires répertoriées dans une base des données aéroports, et
- détermination à partir des scenarii d'incursion de piste considérés comme vraisemblables, des alertes et alarmes à faire émettre par les émetteurs d'alertes et alarmes.
Elle a également pour objet, un dispositif, embarqué à bord d'un aéronef pourvu d'instruments de vol fournissant des informations de vol et d'un dispositif de localisation géographique, engendrant des alertes et alarmes signalant des zones de circulation à risque dans une infrastructure aéroportuaire et comportant :
- une banque de données cartographiques d'aéroports, renfermant un plan de l'infrastructure aéroportuaire et les restrictions de circulation associées,
- un émetteur d'alertes ou alarmes sonores ou visuelles, et
- un calculateur localisant l'aéronef dans l'infrastructure aéroportuaire mémorisé dans la banque de données aéroports à partir d'informations de position délivrées par le dispositif de localisation, analysant les risques d'incursion de piste liés à la position de l'aéronef et,
éventuellement à son mouvement, et, en cas de détection d'un risque ou d'une intrusion de piste, déterminant l'alerte ou l'alarme convenable et déclenchant son émission par l'émetteur d'alertes et alarmes. Ce dispositif est remarquable en ce que son calculateur analyse les risques d'incursion de piste en recherchant si la position actuelle de l'aéronef et éventuellement son mouvement répond à un nombre limité de situations spécifiques et prédéfinies d'incursion de piste ou de risque d'incursion de piste au sens large, dites scénarii, choisies en fonction d'un type de phase de vol sélectionné parmi un choix limité et préétabli de types prédéfinis de phase de vol, à partir d'informations de vol fournies par les instruments de vol de l'aéronef.
Avantageusement, les types prédéfinis de phase de vol pris en compte sont :
- l'atterrissage, - le déplacement au sol, en roulant, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage,
- la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation.
Avantageusement, les scénarii d'incursion de piste ou de risque d'incursion de piste pris en compte sont :
- l'entrée au roulage sur le début de piste,
- l'entrée au roulage en fin de piste en vue d'un décollage à l'opposé de la piste,
- l'entrée au roulage sur une piste, à un niveau intermédiaire, - l'approche au roulage, d'un début de piste,
- l'approche au roulage, de la partie intermédiaire d'une piste,
- l'approche au roulage, d'un croisement de pistes,
- l'approche au roulage, d'une fin de piste,
- l'approche au roulage, d'une porte d'embarquement, - une vitesse de roulage trop élevée (tentative de décollage en dehors d'une piste).
Avantageusement, pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à l'atterrissage, les scénarii pris en compte sont l'approche au roulage, d'un croisement de pistes et l'approche au roulage, d'une fin de piste.
Avantageusement, pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation, les scénarii pris en compte sont l'approche au roulage, d'un croisement de piste et l'approche au roulage, d'une fin de piste.
Avantageusement, pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à un déplacement au roulage, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage, les scénarii pris en compte sont :
- l'entrée au roulage en début de piste, - l'entrée au roulage en fin de piste en vue d'un décollage à l'opposé de la piste,
- l'entrée au roulage, sur une piste, à un niveau intermédiaire,
- l'approche au roulage, d'un début de piste,
- l'approche au roulage, d'une partie intermédiaire de piste, - l'approche au roulage, d'un croisement de pistes,
- l'approche au roulage, d'une porte d'embarquement, et
- une vitesse de roulage trop élevée.
Avantageusement, lorsque aucun type prédéfini de phase de vol n'est reconnu, le dispositif ne tient compte d'aucun scénario et n'émet aucune alerte ou alarme
Avantageusement, le dispositif considère que l'aéronef est sur une piste lorsque la composante D RW γ normale à l'axe de la piste considérée, d'un vecteur joignant l'aéronef au début de la piste considérée, composante dite distance axiale de l'aéronef par rapport à la piste considérée, est inférieure, en module, à la somme d'une marge d'erreur de position EPE admise pour le dispositif de localisation, de la distance ALR longitudinale séparant l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures, par le dispositif de localisation, et de la moitié de la largeur de la piste RW RW γ considérée, et lorsque la composante L RW γ parallèle à l'axe de la piste considérée du même vecteur, composante dite distance longitudinale de l'aéronef par rapport à la piste considérée, est comprise entre l'opposée de la marge d'erreur -EPE et la somme de la marge d'erreur de position EPE et de la longueur de piste RL RW γ :
D RWY < EPE + ALR + 0,5RW 1 RWY et El E < L gçyγ < Er E + RL j ^ yγ
Avantageusement, le dispositif assimile le type prédéfini de phase de vol correspondant à la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation au fait que les informations provenant des instruments de vol de l'aéronef indiquent :
- que l'aéronef est au sol,
- que sa vitesse sol est supérieure à un maximum de vitesse autorisé pour un trajet au roulage entre une aire de parking et une piste d'atterrissage ou de décollage,
- qu'il est en accélération,
- que ses volets sont sortis et lorsqu'une première analyse de la localisation et du cap de l'aéronef par rapport à l'infrastructure aéroportuaire montre : - que l'aéronef est sur une piste, et
- que son cap correspond à celui de la piste où il se trouve, Avantageusement, le dispositif assimile le type prédéfini de phase de vol correspondant à un atterrissage au fait que les informations provenant des instruments de vol de l'aéronef indiquent : - qu'il est au sol,
- que sa vitesse est supérieure à un maximum de vitesse autorisé pour un trajet entre un parking et une piste d'atterrissage ou de décollage,
- qu'il est en décélération. et lorsqu'une première analyse de la localisation et du cap de l'aéronef par rapport à l'infrastructure aéroportuaire montre que :
- que l'aéronef est sur une piste, et
- que son cap correspond à celui de la piste où il se trouve, Avantageusement, le dispositif assimile le type prédéfini de phase de vol correspondant à un déplacement au sol, en roulant, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage au fait que les informations provenant des instruments de vol de l'aéronef indiquent :
- qu'il est au sol, et
- que sa vitesse est inférieure à un maximum de vitesse autorisé pour un trajet entre une aire de parking et une piste d'atterrissage ou de décollage.
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario d'incursion au roulage, sur un début de piste, lorsque la distance axiale, prise en valeur absolue, \ de l'aéronef par rapport l'une des pistes de l'infrastructure aéroportuaire est inférieure à la somme de :
- la marge d'erreur de position EPE du dispositif de localisation géographique de l'aéronef, - du maximum de la distance ALR séparant l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures par le dispositif de localisation géographique de l'aéronef et de l'envergure AWS de l'aéronef,
- de la moitié de la largeur de la piste RW considérée et lorsque la distance longitudinale, en valeur absolue, \ de l'aéronef par rapport à cette même piste, est inférieure à la somme de la marge d'erreur EPE et de la distance ALR séparant longitudinalement l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures par le dispositif de localisation géographique.
D RWY | < EPE + Max(ALR, AWS) + 0,5R W et
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario d'incursion au roulage, sur une fin de piste avec une mauvaise orientation au décollage, lorsque les conditions précédentes du scénario au roulage sur un début de piste sont respectées
D RWY | < EPE + ALR + 0,5R W et
et lorsque que le cap délivré par les instruments de vol de l'aéronef diffère de plus de 120 degrés de celui de la piste considérée.
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario d'incursion, au roulage, sur la partie intermédiaire d'une piste lorsque la distance axiale, prise en valeur absolue, de l'aéronef par rapport à une piste de l'infrastructure aéroportuaire, est inférieure à la somme de : - la marge d'erreur de position EPE du dispositif de localisation géographique de l'aéronef,
- de la distance ALR séparant l'extrémité avant de l'aéronef du point de référence avion utilisé pour ses mesures par le dispositif de localisation, et - de la moitié de la largeur de la piste RW RW γ considérée et lorsque la distance longitudinale L RW γ de l'aéronef par rapport à la piste considérée est comprise entre l'opposé -EPE de la marge d'erreur du dispositif de localisation et la somme de la marge d'erreur de position EPE et de la longueur de piste RL RW γ :
D RWY < EPE + ALR + 0,5RW } RWY et
-EPE < L RWY < EPE + RL RWY
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une entrée de piste, lorsque la distance axiale D RW γ et la distance longitudinale L RW γ de l'aéronef par rapport à une piste vérifient les inégalités :
D R R W WY Y < EPE + Max{RTD 12; ARD x GS ^ ) + ALR + 0,5R W RWY et
L RWY < EPE + Max{RPL 12; ARD x GS m )
dans lesquelles :
RDT est une valeur par défaut d'une distance d'espacement entre la piste et une bretelle d'accès la longeant, ADT est un délai défini par la relation :
ARD = Max(RTD; RPL)I TSL + ARM
RPL étant une distance extérieure de protection de la piste, TSL étant une limite supérieure de vitesse autorisée de roulage, et ARM un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef, GSχ E est la composante de vitesse au roulage de l'aéronef perpendiculaire à l'axe de la piste, et
GSχ R est la composante de vitesse au roulage de l'aéronef parallèle à l'axe de la piste,
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une partie intermédiaire d'une piste, lorsque la distance axiale D RW γ et la distance axiale L RW γ de l'aéronef par rapport à une piste vérifient les inégalités :
D RWY | < EPE + Max{RTD 12 ; AID x GS m ) + ALR + 0,5R W et hlPhl < Lgçyγ < RLl
dans lesquelles :
AID est un délai défini par la relation :
AID = RTD I TSL + AIM
AIM étant un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef.
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage d'une intersection de pistes lorsque la distance D !N de l'aéronef par rapport à une intersection de pistes vérifie les inégalités :
D RWY | < EPE + ALR + 0,5R W et
- EPE < L RWY < EPE + RL et
D 1N < GS X RID
GS étant la vitesse de l'aéronef au roulage, et
RID un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef.
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage d'une fin de piste en appliquant :
- un premier critère de présence sur piste signifiant que l'aéronef est sur une piste est constitué des conditions suivantes :
et
EPE < L RWY < EPE + RL
- un deuxième critère de parcours de piste consistant à ne retenir parmi les pistes satisfaisant au critère de présence sur piste que celle dont l'orientation est la plus proche du cap vrai de l'aéronef, le cap vrai et l'orientation de la piste sélectionnée ne devant pas différer de plus ± 60 degrés, et
- un alternat de deux critères : soit un critère de décélération insuffisante consistant dans la satisfaction du jeu de conditions :
GS > \33%TSL μ < 0 μ étant l'accélération du roulage au sol de l'aéronef, et dβ une distance de freinage répondant à la relation de définition :
les sens des vitesses étant comptés négativement du fait que le vecteur piste est orienté à l'inverse de l'habitude avec pour origine la fin de piste,
M B étant une marge de distance de freinage correspondant à la distance qui est estimée nécessaire à l'aéronef pour s'arrêter lorsqu'il roule à la vitesse maximum de roulage autorisée TSL.
soit un critère de roulage sur une piste constitué de deux jeux de conditions dont l'un au moins doit être satisfait,
• un premier jeu de conditions signifiant que l'aéronef est à une distance de la fin de piste inférieure à la marge de freinage M B :
GS < \33%TSL
"RWY < EPE + M
OU un deuxième jeu de conditions signifiant que l'aéronef est au roulage en accélération bien que proche de la fin de piste :
GS < \33%TSL L Rwr < EPE + 2M 1
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une porte d'embarquement en appliquant deux critères :
- un premier critère signifiant que l'aéronef n'est pas sur une aire de piste de l'infrastructure aéroportuaire, est constitué du jeu de conditions dont l'une d'entre elles ne doit pas être respectée :
OU
LRWY < -RPL ou D RWY < RTD
RPL étant une marge de protection en longueur de la piste considérée,
- un deuxième critère signifiant que l'aéronef est à portée des portes d'embarquement sans les avoir accoster, est constitué de la condition :
DG ARP < 500m
DG ARP étant la distance à l'aéronef de l'une quelconque des portes d'embarquement.
Avantageusement, lorsque le dispositif a détecté un scénario de risque d'incursion de piste par approche au roulage, d'une porte d'embarquement, il signale l'orientation de la porte d'embarquement la plus proche en déterminant dans quel secteur angulaire de la rosé des caps de l'aéronef elle se situe.
Avantageusement, le dispositif détecte un scénario de risque d'incursion de piste par tentative de décollage en dehors d'une piste en appliquant deux critères :
- un critère signifiant que l'aéronef se prépare au décollage : - information régime moteur correspondant au décollage donné par les instruments de vol, et - information volets sortis donnée par les instruments de vol, et
- un critère signifiant que l'aéronef n'est pas sur une piste, constitué du jeu de conditions dont l'une d'entre elles ne doit pas être respectée :
L RWY < RL + RPL ou
L < -RPL
RWY OU
RPL étant une marge de protection en longueur de la piste considérée,
Avantageusement, le dispositif comporte un générateur d'alerte ou d'alarme délivrant des alertes et alarmes adaptées aux différents scénarii d'incursion ou de risque d'incursion de piste, associées à des niveaux de priorité permettant, lors de la détection simultanée de plusieurs scénarii d'incursion ou de risque d'incursion méritant plusieurs alarmes, de ne faire émettre par les émetteurs d'alarme que l'alerte ou l'alarme la plus importante.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après, d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel :
- une figure 1 est un exemple de schéma d'un dispositif embarqué d'alerte d'incursion de piste selon l'invention,
- une figure 2 est un schéma donnant un exemple de repérage d'une piste dans une base de données topographiques d'aéroports,
- une figure 3 est un schéma illustrant un calcul de distance piste- aéronef, - une figure 4 est un schéma illustrant les distances prises en considération pour mesurer l'encombrement d'un aéronef ainsi que l'emplacement du point de référence avion,
- une figure 5 est un schéma illustrant la notion de présence sur piste pour un aéronef, - une figure 6 est un tableau résumant les critères à la base de la sélection d'une phase prédéfinie de vol,
- une figure 7 est un tableau résumant les scénarii prédéfinis d'incursion de piste associés à chaque phase prédéfinie de vol,
- une figure 8 est un schéma illustrant la notion de présence en début de piste pour un aéronef,
- une figure 9 est un schéma illustrant un scénario d'incursion au roulage en fin de piste,
- une figure 10 est un schéma illustrant les notions de composantes de vitesse longitudinale et perpendiculaire à une piste, - une figure 1 1 est un schéma illustrant un scénario d'approche au roulage, d'un début de piste,
- une figure 12 est un schéma illustrant un scénario d'approche au roulage, d'une partie intermédiaire de piste,
- une figure 13 est un schéma illustrant un scénario d'approche au roulage, d'une intersection de pistes,
- une figure 14 est un schéma illustrant un scénario d'approche au roulage, d'une fin de piste,
- une figure 15 est un schéma illustrant un scénario d'approche au roulage, de portes d'embarquement de passagers,
- une figure 16 est un schéma illustrant la notion de secteurs angulaires découpés dans la rosé des caps d'un aéronef,
- une figure 17 est un schéma illustrant un scénario d'approche en l'air, d'un aéroport, - une figure 18 est un schéma illustrant un scénario d'approche en l'air d'une piste d'aéroport, et
- une figure 19 est un tableau résumant les priorités des différentes alertes et alarmes engendrées par un dispositif d'alertes et alarmes d'incursion de piste selon l'invention.
Comme montré à la figure 1 , le dispositif embarqué d'alerte ou d'alarme d'incursion de piste 1 s'insère dans les équipements embarqués d'un l'aéronef entre les instruments de vol 2 délivrant des informations sur les conditions de vol, un dispositif de localisation 3, par exemple un récepteur d'un système de positionnement par satellites GNSS (acronyme de l'expression anglo-saxonne :"Global Navigation Satellite System") tel que le GPS (acronyme de l'expression anglo-saxonne "Global Positioning System") pouvant être utilisé par ailleurs par un calculateur de gestion du vol non représenté, et des émetteurs d'alertes et alarmes placés dans le cockpit, soit de type sonore ou vocal 4 : haut-parleur, sirène, buzzer, etc., soit de type visuel 5 : voyant, écran d'affichage de carte de risques, etc.. Il comporte principalement :
- une base de données 10 renfermant des informations sur la topologie des aéroports fréquentés par l'aéronef, - un calculateur 11 exploitant les informations en provenance des instruments de vol 2, du dispositif de localisation 3 et de la base de données aéroports 10 pour produire des alertes et alarmes relayés en cockpit par les émetteurs d'alertes et alarmes 4, 5, et
- une interface homme-machine IHM 12, par exemple un MCDU (acronyme provenant de l'expression anglo-saxonne :"Multipurpose Contrai
Display Unit") permettant un paramétrage par un membre de l'équipage de l'aéronef ou d'une équipe de maintenance.
On distingue en outre, sur la figure 1 , un équipement GCAM 6
(acronyme tiré de l'expression anglo-saxonne :"Ground Collision Awareness Module") également connu sous la dénomination TAWS (acronyme tiré de
l'expression anglo-saxonne :"Terrain Awareness Warning System"). Cet équipement GCAM assure une fonction de prévention des collisions avec le sol lorsque l'aéronef est en vol. Il situe l'aéronef par rapport à la région survolée grâce à l'information de position délivrée par le dispositif de localisation 3 et à une carte du terrain survolé extraite d'une base de données cartographiques, et veille à ce que l'aéronef ait toujours à sa disposition une échappatoire lorsque sa trajectoire prévisible à moyen ou court terme impacte le sol. Cet équipement GCAM 6, qui est facultatif, est supposé ici assurer en outre une surveillance de la trajectoire en vol de l'aéronef à l'approche d'un aéroport, soit pour un atterrissage, soit pour un décollage, cette surveillance consistant, lors d'un atterrissage ou d'un décollage, à signaler à l'équipage, par des alertes ou alarmes en cockpit, un écart de l'aéronef par rapport à un tunnel virtuel unique ou multiple contenant les trajectoires autorisées pour accéder aux pistes d'un aéroport ou les quitter. Il est mentionné ici, car l'exemple décrit de dispositif 1 d'alerte ou alarme d'incursion de piste est accessoirement utilisé pour engendrer des alertes ou alarmes qui lui sont spécifiques tout en étant proches des alertes ou alarmes d'incursion de piste comme une alerte de proximité d'aéroport ou une alerte de proximité de piste d'aéroport et qui concernent l'aéronef alors qu'il est l'air et non posé au roulage.
La base des données aéroports 10 du dispositif 1 d'alertes et alarmes d'incursion piste est une base de données topographiques renfermant, pour divers aéroports, le plan de la structure aéroportuaire, avec ses pistes d'atterrissage et de décollage, les différentes bretelles d'accès aux pistes, les voies de services, les aires de parking des aéronefs, les aires d'accès aux portes d'embarquement des passagers, les portes d'embarquement des passagers, les constructions et installations à contourner, etc., associées chacune aux restrictions de circulation qui leur sont propres. Le calculateur 1 1 est configuré pour mettre en œuvre un procédé de génération d'alertes et d'alarmes comportant les étapes successives suivantes :
- sélection, en 110, à partir des informations fournies par les instruments de vol 2, le dispositif de localisation 3, la base de données aéroports 10 et, éventuellement, lorsqu'il est présent, par l'équipement
GCAM 6, d'une phase de vol parmi un choix limité préétabli de phases de vol,
- sélection, en 111 , à partir de la phase de vol retenue, d'un ou plusieurs types de scénarii d'incursion de piste parmi un ensemble prédéfini de types de scénarii d'incursion de piste,
- analyse, en 112, de la vraisemblance des types de scénarii d'incursion de piste retenus en fonction de la localisation de l'aéronef par rapport aux structures aéroportuaires répertoriées dans la base des données aéroports 10, et - production, en 113, des alertes et alarmes associées aux types de scénarii d'incursion de piste considérés comme vraisemblables à destination des émetteurs d'alertes et alarmes 4, 5.
Les types prédéfinis de phase de vol pris en considération pour les alertes et alarmes liées aux incursions de piste sont :
- l'atterrissage ("Landing" en langage anglo-saxon),
- le déplacement au sol, en roulant, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage ("Taxi" en langage anglo-saxon),
- la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation ("RoII out" en langage anglo- saxon).
A ces types de phase de vol liés aux possibilités d'incursions de piste au sens large, c'est-à-dire génératrices de risques de collision pour un aéronef au roulage, avec un autre aéronef, un véhicule de piste ou une construction, etc. on ajoute, en raison de la présence d'un équipement GCAM 6, l'approche à l'atterrissage ("Approach" en langage anglo-saxon) alors que l'aéronef est en l'air.
La sélection d'un type de phase de vol est basée sur plusieurs informations provenant des instruments de vol 2 et, éventuellement sur des premières analyses de la localisation et du cap de l'aéronef par rapport aux pistes d'aéroport.
Les informations provenant des instruments de bord prises en compte pour la sélection d'une phase de vol sont :
- une information sur la position au sol, ou en l'air de l'aéronef, tirée soit de la charge pondérale supportée par le train d'atterrissage de
l'aéronef (pression hydraulique des amortisseurs des trains d'atterrissage) soit de la comparaison de l'altitude de l'aéronef fournie par un altimètre, un radio-altimètre ou par le dispositif de localisation avec l'altitude des pistes de l'aéroport considéré, - une information de vitesse sol supérieure ou non à la vitesse de roulage autorisée,
- le signe de l'accélération du mouvement au sol de l'aéronef,
- la position des volets de l'aéronef, et
- le signe de la vitesse verticale de l'aéronef.
Le terme de piste est pris ici, dans son acception aéronautique habituelle, c'est-à-dire désignant un ruban de terrain aménagé pour des atterrissages et des décollages, associé à un sens de parcours. Ainsi, deux pistes différentes au sens aéronautique, peuvent se partager le même ruban de terrain aménagé mais avec des sens de parcours opposés. La base de données aéroports 10 répertorie, pour chaque aéroport, l'ensemble des pistes utilisables au décollage et à l'atterrissage. Dans la suite, une piste est
— > identifiée, comme montré à la figure 2, par un vecteur R qui a pour origine un début de piste et pour extrémité une fin de piste, et qui est répertorié dans la base de données aéroports 10, par les coordonnées (X RWY , V RWY ) du début de piste, par l'orientation de la piste compte tenu de son sens ( "cap vrai" ou "true Heading" en langage anglo-saxon) et par la longueur de la piste.
Le dispositif de localisation 2, comme la base de données aéroports 10 utilisent, au niveau d'un aéroport, un même repère local de référence géographique. Celui-ci est situé au point ARP correspondant à la longitude LOΠ A RP et la latitude lat A Rp affectées à l'aéroport considéré dans le système de repérage WGS84 ("World Geodetic System" en langage anglo- saxon) utilisé par le système GPS. Il est de type direct, avec son axe des abscisses orienté parallèlement à la direction des longitudes et son axe des ordonnées orienté au nord vrai, parallèlement à la direction des latitudes. Le calcul des distances se fait avec une hypothèse de terre localement plate. Ainsi, un point A de longitude Lon A et de latitude Lat A , a pour coordonnées x a , y a dans le repère géographique local de l'aéroport :
La distance euclidienne d(A,B) séparant ce point A d'un autre point B de longitude Lon B et de Latitude Lat B , est donnée par la relation :
d{A, B) = 1852 X
La première analyse de localisation de l'aéronef par rapport aux pistes d'aéroport a pour but de déterminer si l'aéronef est présent ou non sur une piste. Elle repose, comme les analyses suivantes de localisation, sur une étude des composantes axiales D RW γ, orientées à +π/2 des axes des pistes, et des composantes longitudinales L RW γ orientées parallèlement aux axes des pistes, des vecteurs reliant les débuts ou entrées des pistes à la position de l'aéronef. Les composantes axiale D RW γ et longitudinale L RW γ du vecteur reliant l'entrée d'une piste RWY à la position de l'aéronef, peuvent, comme montré sur la figure 3, être déduites des composantes X T , yT du vecteur T reliant l'entrée M de la piste RWY à la position de l'aéronef et des composantes X R , y R du vecteur de piste R . En effet, si l'on complète les vecteurs T et R par le vecteur R' déduit du vecteur R par une rotation de π/2 et ayant pour origine la position de l'aéronef, il vient :
avec :
T.R = T.R.cos{a) et
L 1 cos{a) = "Rwr
T a étant l'angle orienté R,T
- T.R = T.R.cos(b) et
b étant l'angle orienté i?',r
de sorte que :
Y _ X T X R + y τ y R
K et
Sachant que les composantes x τ et y τ du vecteur T se déduisent des coordonnées XRWY et VRWY de son origine, tirées de la base de données aéroports 10 et des coordonnées de son extrémité, fournies par le dispositif de localisation, ces relations permettent d'estimer les distances orientées axiale D RW γ et longitudinale L RW γ de l'aéronef par rapport à une piste RWY.
Outre les composantes axiale D RW γ et longitudinale L RW γ du vecteur distance séparant une entrée de piste, de l'aéronef, la première analyse de localisation de l'aéronef par rapport aux pistes d'aéroport, comme les analyses suivantes de localisation prennent en compte l'encombrement de l'aéronef qui est estimé, comme le montre la figure 4, au moyen de la distance longitudinale ALR qui sépare l'extrémité avant de l'aéronef, du point de référence avion utilisé pour ses mesures, par le dispositif de localisation 3 et de l'envergure AWS de l'aéronef. La première analyse de localisation de l'aéronef par rapport aux pistes d'aéroport pour déterminer si l'aéronef est ou non sur une piste consiste à rechercher si, parmi les pistes répertoriées de l'aéroport, chaque ruban de terrain aménagé en piste pouvant apparaître deux fois dans la base de données aéroports 10, sous deux identités différentes en fonction de l'extrémité considérée comme début de piste, il en existe au moins une vérifiant le critère de présence sur piste suivant :
D RWY < EPE + ALR + 0,5 X RW, RWY et
- EPE < L RWY < EPE + RL RWY
EPE étant une marge d'erreur de position admise pour le dispositif de localisation 3, et RW RWY étant la largeur de la piste RWY considérée, et RL RWY étant la longueur de la piste considérée.
La vérification de ce critère de présence sur piste permet de s'assurer, comme le montre la figure 5, que l'aéronef est à l'intérieur d'une surface constituée de celle 20 d'une piste entourée d'une bordure 21 prenant en compte la marge d'erreur de position EPE du dispositif de localisation 3 et l'encombrement de l'aéronef estimé ici par la distance longitudinale ALR car l'aéronef n'est pas supposé longer la piste mais éventuellement la rejoindre à un niveau intermédiaire. Dans la suite, un drapeau logique "On RWY" est associé pour chaque piste RWY au critère de présence sur piste. Ce drapeau prend une valeur 1 lorsque le critère est vérifié et 0 lorsqu'il ne l'est pas.
Si en plus du critère de présence sur une piste vérifié pour une piste RWY (On RWY=I ), le cap de l'aéronef se révèle être à plus ou moins 60 degrés de la direction de cette piste RWY, l'aéronef est supposé dans une phase de vol correspondant au roulage, soit au décollage, soit à l'atterrissage.
Plus précisément, une phase prédéfinie de vol "Roll-Out" correspondant à la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation est sélectionnée lorsque les informations provenant des instruments de vol 2 de l'aéronef indiquent :
- que l'aéronef est au sol (train d'atterrissage sorti et sous charge pondérale ou altitude correspondant à celle de l'aéroport),
- que sa vitesse sol est supérieure à un maximum de vitesse autorisé pour un trajet au roulage entre une aire de parking et une piste d'atterrissage ou de décollage,
- qu'il est en accélération,
- que ses volets sont sortis,
et lorsqu'une première analyse de la localisation et du cap de l'aéronef par rapport à l'infrastructure aéroportuaire montre :
- que l'aéronef est sur une piste (On RWY=I )pour l'une des pistes, et - que son cap correspond à celui de la piste où il se trouve,
Une phase prédéfinie de vol "Landing" correspondant à un atterrissage est sélectionnée lorsque les informations provenant des instruments de vol 2 indiquent :
- que l'aéronef est au sol (trains d'atterrissage sortis et sous charge pondérale ou altitude de l'aéronef inférieure ou égale à celles des pistes de l'aéroport considéré),
- que sa vitesse est supérieure à un maximum de vitesse autorisé pour un trajet au roulage entre une aire de parking et une piste d'atterrissage ou de décollage, et - qu'il est en décélération, et lorsqu'une première analyse de la localisation et du cap de l'aéronef par rapport à l'infrastructure aéroportuaire montre :
- que l'aéronef est sur une piste (On RWY=I ), et
- que son cap correspond à celui de la piste où il se trouve. Une phase prédéfinie de vol "Taxi" correspondant à un déplacement au sol, en roulant, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage est sélectionnée lorsque les informations provenant des instruments de vol 2 indiquent :
- que l'aéronef est au sol (trains d'atterrissage sortis et sous charge pondérale ou altitude de l'aéronef inférieure ou égale à celles des pistes de l'aéroport considéré), et
- que sa vitesse est inférieure à un maximum de vitesse autorisé pour un trajet entre une aire de parking et une piste d'atterrissage ou de décollage. Une phase prédéfinie de vol "take-Off" correspondant à une fin de décollage, l'aéronef étant en l'air, est sélectionnée lorsque les instruments de vol 2 indiquent que :
- que l'aéronef est en l'air (trains d'atterrissage sans charge pondérale ou altitude de l'aéronef supérieure à celles des pistes de l'aéroport considéré), et
- que la vitesse verticale de l'aéronef est positive, et lorsque l'équipement GCAM 6 indique qu'il est en phase de surveillance de tunnel virtuel.
Une phase prédéfinie de vol "Approach" correspondant à un prochain atterrissage, l'aéronef étant en l'air, est sélectionnée lorsque les instruments de vol 2 indiquent que :
- que l'aéronef est en l'air (trains d'atterrissage sans charge pondérale ou altitude de l'aéronef supérieure à celles des pistes de l'aéroport considéré), et - que la vitesse verticale de l'aéronef est négative, et lorsque l'équipement GCAM 6 indique qu'il est en phase de surveillance de tunnel virtuel.
Enfin, une phase prédéfinie de vol dite "non-reconnue" est sélectionnée par défaut, au cas où aucune des phases de vol prédéfinies précédentes n'a pu être reconnue.
L'ensemble des critères de sélection des phases prédéfinies de vol est résumé dans le tableau de la figure 6
Les scénarii d'incursion de piste ou de risque d'incursion de piste pris en considération sont :
- l'entrée au roulage sur un début de piste ("Entering Runway" en langage anglo-saxon),
- l'entrée au roulage sur une fin de piste vue d'un décollage à l'opposé de la piste ("Wrong Heading for Take-off" en langage anglo-saxon), - l'entrée au roulage sur une piste, à un niveau intermédiaire,
("Entering Runway Intermediate" en langage anglo-saxon),
- l'approche au roulage d'un début de piste ("Approaching Runway" en langage anglo-saxon),
- l'approche au roulage, de la partie intermédiaire d'une piste ("Approaching Runway Intermediate" en langage anglo-saxon),
- l'approche au roulage, d'un croisement de pistes ("Approaching Runway Intersection" en langage anglo-saxon),
- l'approche au roulage, d'une fin de piste ("Approaching Runway End" en langage anglo-saxon),
- l'approche au roulage, d'une porte d'embarquement ("Approaching Gâte" en langage anglo-saxon),
- une vitesse de roulage trop élevée pouvant correspondre à une tentative de décollage en dehors d'une piste ("Too-High Speed" en langage anglo-saxon).
A ces scénarii d'incursion de piste s'ajoute deux scénarii assimilés, propres à l'équipement GCAM 6 justifiant la prise en considération des phases prédéfinies de vol "Take-Off" et "Approach", et conduisant à rémission d'une alerte de proximité d'aéroport ou de proximité de piste alors que l'aéronef est en vol, en approche pour un atterrissage.
Pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à un atterrissage ("Landing"), les scénarii pris en compte sont l'approche d'un croisement de pistes en roulant au sol et l'approche d'une fin de piste en roulant au sol. Pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à la partie du décollage où l'aéronef roule sur la piste en accélérant jusqu'à atteindre la vitesse de sustentation ("Roll-Out"), les scénarii pris en compte sont l'approche d'un croisement de pistes en roulant au sol et l'approche d'une fin de piste en roulant au sol. Pour le type prédéfini de phase de vol correspondant à un déplacement au sol, en roulant, entre une aire de parking et une piste de décollage ou d'atterrissage ("Taxi"), les scénarii pris en compte sont :
- l'entrée en roulant au sol sur un début de piste,
- l'entrée en roulant au sol sur une fin de piste en vue d'un décollage,
- l'entrée en roulant au sol sur une piste, à un niveau intermédiaire,
- l'approche d'un début de piste en roulant au sol,
- l'approche de la partie intermédiaire d'une piste en roulant au sol, - l'approche d'un croisement de pistes en roulant au sol,
- l'approche d'une porte d'embarquement en roulant au sol, et
- une vitesse de roulement au sol trop élevée.
Lorsque aucun type de phase de vol prédéfini n'est reconnu, le dispositif ne tient compte d'aucun scénario et n'émet aucune alerte ou alarme
Les divers scénarii d'incursion de piste pris en compte en fonction de chaque type prédéfini de phase de vol sont récapitulés dans le tableau de la figure 7.
La prise en compte d'un scénario d'incursion, en roulant, en début de piste ("Entering Runway"), consiste à comparer la position de l'aéronef donnée par le dispositif de localisation 3 avec celles des entrées des différentes pistes de l'infrastructure de l'aéroport où l'aéronef est sensé se déplacer au sol, tirées de la banque de données aéroports 10, en vérifiant s'il existe au moins une piste RWY satisfaisant le critère d'occupation d'entrée de piste :
D RWY | < EPE + Max{ALR, AWS) + 0,5RW
La vérification de ce critère d'occupation d'entrée de piste permet de s'assurer, comme le montre la figure 8, que l'aéronef est à l'intérieur d'une surface rectangulaire centrée sur le début de piste avec pour longueur, dans l'axe de piste, le double de la somme de la marge d'incertitude EPE du dispositif de localisation 3 et du déport longitudinale ALR de l'aéronef, et pour largeur, perpendiculairement à l'axe de la piste, le double de la somme de la marge d'incertitude EPE du dispositif de localisation 3 et du maximum du déport longitudinal ALR ou de l'envergure AWS de l'aéronef. Les dimensions de cette surface sont adaptées au fait que l'aéronef peut aborder latéralement l'entrée de piste sous un large éventail de directions.
Une vérification de ce critère d'occupation d'entrée de piste confirme la vraisemblance d'une incursion sur un début de piste et conduit à l'émission, en cockpit, après un délai de confirmation, par exemple une seconde, d'une alarme d'entrée de piste ("entering runway") par les émetteurs d'alarme 4, 5. Cette alarme est répétée périodiquement par exemple, toutes les secondes, tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie :
L RWY > RPL 12 ou
D RWY > RTD 12 ou
GS < 33% xTSL ou
GS > \33% xTSL
RPL étant une valeur par défaut, de distance extérieure de protection de la piste dans le sens de sa longueur, RTD étant une valeur par défaut, d'un espacement de protection minimum entre une piste et une bretelle d'accès la longeant, GS étant la vitesse de roulage au sol,
TSL étant la vitesse maximale de roulage autorisée en dehors d'un décollage ou d'un atterrissage. La satisfaction de l'une des deux premières conditions montre que l'aéronef a quitté le voisinage de la piste. Celle de la troisième condition montre que l'aéronef est au roulage et celle de la quatrième condition montre que l'aéronef est au décollage.
Une fois, l'une de ces conditions remplies, l'alarme d'incursion en entrée de piste est provisoirement supprimée pour l'être définitivement au bout de 2 secondes lorsque l'une des conditions précédentes continue à être vérifiée.
La prise en compte d'un scénario d'incursion en roulant, en fin de piste et avec une mauvaise orientation au décollage ("Wrong heading for take-off") consiste, à appliquer le critère d'occupation d'entrée de piste et à le compléter lorsqu'il est vérifié par une comparaison des caps vrais de l'aéronef et de la piste. Si le cap vrai de l'aéronef donné par ses instruments de vol 2 diffère de plus de 120 degrés de celui de la piste considérée, tiré de la base de données aéroports 10, le scénario d'incursion en roulant, en fin de piste avec une mauvaise orientation au décollage est admis comme vraisemblable et une alarme de mauvais cap au décollage ("Wrong heading for take-off') est émise en cockpit après un délai de confirmation, par exemple une seconde, par les émetteurs d'alarme 4, 5. Cette alarme est répétée périodiquement par exemple, toutes les secondes, tant que le cap
vrai de l'aéronef diffère de plus de 60 degrés de celui de la piste considérée. Elle est définitivement supprimée au bout de 2 secondes lorsque le cap vrai de l'aéronef continue à ne pas différer de plus de 60 degrés de celui de la piste considérée. La figure 9 montre les deux cas possibles de présentation d'un aéronef par rapport à une bande de terrain utilisée au décollage et à l'atterrissage dans les deux sens, l'un des sens étant attribué à une piste 22 et l'autre à une piste 23. Dans le cas de l'aéronef 25 qui aborde l'entrée de la piste 22 sans lui tourner le dos, 90 degrés au plus par rapport à sa direction, l'alarme ne se déclenche pas. Dans le cas de l'aéronef 26 qui aborde l'entrée de la piste 23 en lui tournant pratiquement le dos, plus de 120° par rapport à sa direction, l'alarme se déclenche.
La prise en compte d'un scénario d'incursion, en roulant, dans la partie intermédiaire d'une piste ("Entering runway intermediate") reprend le critère de présence sur piste employé lors de la première analyse de situation :
D RWY < EPE + ALR + 0,5 x RW RWY et
- EPE < L Rfvr < EPE + RL Rfvr
Si l'une au moins des pistes de l'aéroport dans l'infrastructure duquel l'aéronef est supposé roulé, vérifie ce critère, un scénario d'incursion de piste en partie intermédiaire est supposé vraisemblable et conduit, après un délai de confirmation, par exemple de une seconde, à l'émission en cockpit, par les émetteurs d'alarme 4, 5, d'une alarme d'incursion sur une partie intermédiaire de piste ("Entering runway intermediate"). Cette alarme d'incursion en partie intermédiaire de piste est répétée périodiquement, toutes les secondes, tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie :
RWY ^* ^^RWY ~^~ "- L + - 1 1 2 OU
L RWY < -RPL/2 ou ou
GS < 33% xTSL ou
GS > \33% xTSL
supprimée provisoirement dès que l'une de ces conditions est remplie et supprimée définitivement au bout de 2 secondes lorsque l'une des conditions reste toujours remplie.
La prise en compte d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche d'un début de piste en roulant au sol ("Approaching runway"), consiste à comparer la position prévisible à court terme de l'aéronef déduite de la position et de la vitesse de roulage au sol de l'aéronef données par le dispositif de localisation 3 et par les instruments de vol 2 avec les emplacements des entrées des différentes pistes de l'infrastructure de l'aéroport où l'aéronef est sensé se déplacer au sol tirés de la base de données aéroports 10, en vérifiant s'il existe au moins une piste RWY satisfaisant le critère :
D RWY | < EPE + Max{RDT 12; ARD x GS m ) + ALR + 0,5RW
L RWY | < EPE + Max{RPL 12; ARD x GS ^ )
ARD étant un délai défini par la relation :
ARD = Max{RDT; RPL) I TSL + ARM ARM étant un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef,
GSχ E est la composante de vitesse au roulage de l'aéronef perpendiculaire à l'axe de la piste et en rapprochement de cette dernière, et GSχ R est la composante de vitesse au roulage de l'aéronef parallèle à l'axe de la piste, dans le sens de cette dernière. La figure 10 illustre la définition des composantes GS XE et GS XR de vitesse au roulage de l'aéronef.
La figure 11 montre que la vérification de ce critère permet de s'assurer que l'aéronef va pénétrer, à court terme, s'il ne modifie pas son mouvement, à l'intérieur d'une surface rectangulaire centrée sur le début de piste avec pour longueur, dans l'axe de la piste, le double de la somme de la marge d'incertitude EPE du dispositif de localisation 3 et du maximum de la moitié d'une distance extérieure de protection par défaut RPL des extrémités de piste suivant l'axe de piste et de la distance de parcours prévisible de l'aéronef parallèlement à l'axe de piste, et pour largeur, perpendiculairement à l'axe de la piste, le double de la somme de la marge d'incertitude EPE du dispositif de localisation 3, du déport longitudinal ALR de l'aéronef et du maximum de la moitié de l'espacement de protection minimum par défaut RTD de la piste par rapport aux bretelles d'accès la longeant et de la distance de parcours prévisible de l'aéronef en direction de la piste.
Si l'une au moins des pistes de l'aéroport dans l'infrastructure duquel l'aéronef est supposé roulé, vérifie ce critère, un scénario de risque d'incursion sur une piste par approche d'un début de piste est supposé vraisemblable et conduit, après un délai de confirmation, par exemple une seconde, à l'émission en cockpit, par les émetteurs d'alarme 4, 5, d'une alerte de risque d'incursion sur une entrée de piste ("Approaching runway"). Cette alarme d'approche d'un début de piste est répétée périodiquement, toutes les secondes, tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie :
-^ 1 R WY > RPL + EPE
OU
^RWY > RTD ou
GS < 33%xTSL ou
GS > \33%xTSL
supprimée provisoirement lorsque l'une de ces conditions est remplie et supprimée définitivement au bout de 2 secondes lorsque l'une de ces conditions continue à être vérifiée.
La prise en compte du scénario de risque d'incursion de piste par approche de la partie intermédiaire d'une piste en roulant au sol ("Approaching runway intermediate") consiste à comparer la position prévisible à court terme de l'aéronef déduite de la position et de la vitesse de roulage au sol de l'aéronef données par le dispositif de localisation 3 et par les instruments de vol 2 avec les emplacements des différentes pistes de l'infrastructure de l'aéroport où l'aéronef est sensé se déplacer au sol, tirés de la base de données aéroports 10, en tenant compte de l'encombrement de l'aéronef. Cette comparaison s'effectue en vérifiant s'il existe au moins une piste RWY satisfaisant le critère suivant de présence sur une aire de piste :
D RWY < EPE + Max{RDT 12; AID x GS^ ) + ALR + 0,5R W 1 RWY
EPE + ALR < L RWY < EPE + RL
AID étant un délai défini par la relation :
AID = RTD I TSL + AIM AIM étant un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef.
La figure 12 montre que la vérification de ce critère de présence sur une aire de piste permet de s'assurer que l'aéronef va pénétrer, à court terme, s'il ne modifie pas son mouvement, à l'intérieur d'une surface rectangulaire centrée sur la piste avec, pour longueur dans l'axe de piste, celle RL RWY de la piste augmentée côté entrée de piste, de la marge d'incertitude EPE du dispositif de localisation 3, et, pour largeur perpendiculairement à l'axe de la piste, le double de la somme de la marge d'incertitude EPE du dispositif de localisation 3, du déport longitudinal ALR de l'aéronef et du maximum de la moitié de l'espacement par défaut RTD de la piste par rapport aux bretelles d'accès la longeant et de la distance de parcours prévisible de l'aéronef en direction de la piste.
Si l'une au moins des pistes de l'aéroport dans l'infrastructure duquel l'aéronef est supposé roulé, vérifie ce critère, un scénario de risque d'incursion de piste par approche en partie intermédiaire est supposé vraisemblable et conduit, après un délai de confirmation, par exemple une seconde, à l'émission en cockpit, par les émetteurs d'alarme 4, 5, d'une alerte de risque d'incursion de piste ("Approaching runway intermediate") qui
est répétée périodiquement par exemple, toutes les secondes, tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie :
+ ou
RWY ^ — RPLi — LLPLL ou ou
GS < 33% xTSL ou
GS > \33%xTSL
supprimée provisoirement lorsque l'une de ces conditions est vérifiée et supprimée définitivement au bout de 2 secondes lorsque l'une de ces conditions reste vérifiée.
La prise en compte d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche d'une intersection de pistes ("Approaching runway intersection") consiste à comparer la position actuelle et la position prévisible à court terme de l'aéronef déduites des position et vitesse de roulage au sol de l'aéronef données par le dispositif de localisation 3 et par les instruments de vol 2 avec les emplacements des pistes et les intersections de pistes de l'infrastructure de l'aéroport où l'aéronef est sensé se déplacer au sol, tirés de la base de données aéroport 10, cela en tenant compte de l'encombrement de l'aéronef. Cette comparaison s'effectue en vérifiant que l'aéronef est sur une piste et que sa position prévisible à court terme n'est pas sur ou au-delà d'une intersection de pistes. Elle consiste à reprendre le critère de présence sur piste employé lors de la première analyse de situation (On RWY=I ou 0) :
D RWY < EPE + ALR + 0,5 x RW RWY et
- EPE < L Rfvr < EPE + RL Rfvr
en lui ajoutant le critère supplémentaire suivant testé sur chaque point d'intersection de pistes répertorié dans la base de données aéroport 10 pour l'aéroport concerné :
D 1N < GS x RID
D IN étant la distance de l'aéronef à l'intersection de piste,
GS étant la vitesse de l'aéronef au roulage, et
RID un délai de réaction laissé à l'équipage de l'aéronef. La figure 13 montre un scénario de risque d'incursion de piste par approche d'intersection au décollage ou à l'atterrissage. L'aéronef est sur une piste, au décollage ou à l'atterrissage et se rapproche d'une intersection de pistes. Les deux critères précédents vont se trouver vérifiés dès que l'aéronef parvient dans le cercle 35 centré sur l'intersection, de rayon GSxRID. Dès cet instant, un scénario de risque d'incursion de piste par approche d'une intersection de pistes est supposé vraisemblable et conduit, après un délai de confirmation, par exemple une seconde, à l'émission en cockpit, par les émetteurs d'alarme 4, 5, d'une alerte de risque d'incursion de piste ("Approaching runway intersection") qui est répétée périodiquement par exemple, toutes les secondes, tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie :
D RWY > EPE + ALR + 0,5 x RW RWY ou
RWY ^ — EPE ou
L Rwr > EPE + RL Rwr ou
D 1N > 2 X GS X RID ou
GS < 33%x TSL ou GS > \33%x TSL
supprimée provisoirement lorsque l'une de ces conditions est vérifiée et supprimée définitivement au bout de 2 secondes lorsque l'une de ces conditions reste toujours vérifiée.
Un scénario de risque d'incursion de piste par dépassement d'une fin de piste en roulant au sol peut couvrir deux situations : une première situation correspondant à un aéronef roulant sur une piste dans l'axe, avec une décélération insuffisante pour lui permettre d'atteindre une vitesse suffisamment faible en fin de piste et une deuxième situation correspondant à un aéronef roulant sur une piste pour la libérer le plus vite possible et ayant une vitesse de roulage élevée à proximité de la fin de la piste. Sa prise en compte n'a lieu que pour un aéronef roulant dans l'axe de piste en étant soit en phase de décélération, soit à proximité de la fin de piste. Elle consiste : - à déduire du critère de présence sur piste (On RWY= 1 ou 0) employé dans la première analyse :
D RWY < EPE + 0,5RW RWY
EPE < L RWY < EPE + RL RWY la localisation de l'aéronef sur une ou plusieurs pistes,
- à compléter ce critère de présence sur piste par un critère de parcours de piste consistant à ne retenir parmi les pistes satisfaisant au critère de présence sur piste que celle dont l'orientation est la plus proche du cap vrai de l'aéronef, le cap vrai et l'orientation de la piste sélectionnée ne devant pas différer de plus ± 60 degrés,
- à poursuivre par un alternat de deux critères : un premier critère de décélération insuffisante consistant dans la satisfaction du jeu de conditions :
GS > \33%TSL μ < 0 μ étant l'accélération du roulage au sol de l'aéronef, et d B une distance de freinage répondant à la relation de définition :
les sens des vitesses étant comptés négativement du fait que le vecteur piste est orienté à l'inverse de l'habitude avec pour origine la fin de piste (figure 14), M B étant une marge de distance de freinage correspondant à la distance qui est estimée nécessaire à l'aéronef pour s'arrêter lorsqu'il roule à la vitesse maximum de roulage autorisée TSL. ou un deuxième critère de roulage sur une piste constitué de deux jeux de conditions dont l'un au moins doit être satisfait,
• un premier jeu de conditions signifiant que l'aéronef est à une distance de la fin de piste inférieure à la marge de freinage M B :
GS < \33%TSL
"RWY < EPE + M
OU un deuxième jeu de conditions signifiant que l'aéronef est au roulage en accélération bien que proche de la fin de piste :
GS < \33%TSL L Rwr < EPE + 2M B
Dès que les critères de présence sur piste et de parcours de piste ainsi qu'un critère de décélération insuffisante ou de roulage à proximité de la fin de piste sont satisfaits, un scénario de risque d'incursion de piste par dépassement d'une fin de piste est supposé vraisemblable et conduit, après un délai de confirmation, par exemple 2 secondes, à l'émission en cockpit, par les émetteurs d'alarme 4, 5, d'une alerte d'approche de fin de piste ("Approaching runway end") qui est répétée périodiquement par exemple, toutes les secondes, et maintenue jusqu'à ce que l'un des critères qui en sont à l'origine ne soit plus vérifié pendant au moins 4 secondes d'affilé.
La prise en compte d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche d'une porte d'embarquement ("Approaching gâte") consiste à comparer la position de l'aéronef donnée par le dispositif de localisation 3 avec les emplacements des pistes et des portes d'embarquement de l'aéroport où l'aéronef est sensé se déplacer au sol, tirés de la base de données aéroports 10 pour s'assurer que l'aéronef n'est pas sur une piste mais au voisinage des portes d'embarquement. Cette comparaison consiste à vérifier que l'ensemble des distances de l'aéronef par rapport aux pistes de l'aéroport satisfont : - un premier critère de localisation hors des pistes et de leurs voisinages consistant en l'une des conditions suivantes à respecter pour l'ensemble des pistes de l'aéroport concerné :
L RWY > RL RWY + RPL ou
OU et
- un deuxième critère signifiant que l'aéronef est à portée des portes d'embarquement sans les avoir accostées consistant dans la condition : DG ARP < 500m
DG ARP étant la distance à l'aéronef de la porte d'embarquement la plus proche.
La figure 15 montre un scénario de risque d'incursion de piste par approche de porte d'embarquement ("approaching gâte"). L'aéronef est sur une aire de circulation en dehors des pistes et de leurs voisinages immédiats, et s'approche de portes d'embarquement. Dès que le critère de localisation hors des pistes et le critère de proximité de portes d'embarquement sont vérifiés sur un certain délai de confirmation, par exemple une seconde, le scénario de risque d'incursion de piste par approche de portes d'embarquement est supposé vraisemblable et conduit à rémission en cockpit, par les émetteurs d'alarme 4, 5, d'une alerte de proximité de porte d'embarquement ("Approaching gâte") qui est répétée
périodiquement par exemple, toutes les secondes, tant que l'une des conditions suivantes n'est pas remplie :
33% x TSL < GS < 133% x TSL ou
DG ARP < EPE + 2 X ALR + 3OWI OU
DG j gp > 500»i pendant au moins 3 secondes.
En plus, lors de la confirmation d'un scénario de risque d'incursion de piste par approche d'une porte d'embarquement, le dispositif d'alerte et d'alarme d'incursion de piste signale la direction par rapport à l'aéronef, de la porte d'embarquement la plus proche. Pour ce faire, comme montré à la figure 16, la rosé des caps de l'aéronef est partagée en quatre secteurs : un secteur avant, un secteur droit et un secteur gauche, chacun de 60° d'ouverture, complétés par un secteur arrière aveugle de 180°. La porte d'embarquement la plus proche est sélectionnée parmi les portes d'embarquement référencées dans la base de données aéroports 10 sur un critère de distance minimale par rapport à l'aéronef puis située par rapport aux secteurs de la rosé des caps de l'aéronef pour préciser l'alerte de proximité de porte d'embarquement ("Approaching gâte") par une alerte complémentaire sur la direction de la porte d'embarquement la plus proche telle que : porte d'embarquement la plus proche devant ("Nearest gâte ahead"), porte d'embarquement la plus proche sur la gauche ("Nearest gâte on left") ou porte d'embarquement la plus proche sur la droite "Nearest gâte on right"), l'alerte complémentaire pouvant être substituée à l'alerte générale de proximité de porte d'embarquement.
La prise en compte d'un scénario de risque d'incursion de piste par tentative de décollage en dehors d'une piste ("Too high speed") consiste à appliquer deux critères : - un critère signifiant que l'aéronef se prépare au décollage :
- information régime moteur décollage donnée par les instruments de vol 2, et - information volets sortis donnée par les instruments de vol 2. et
- le critère de présence hors pistes ( on RWY=O, opposé au critère de présence sur une piste On RWY=I ) consistant dans la réalisation de l'une des conditions pour toutes les pistes de l'aéroport considéré :
D RWY > EPE + ALR + 0,5X RW 1 RWY
OU
RWY ^ — EPE ou L Rwr > EPE + RL Rwr
Dès que le critère de préparation au décollage et le critère de présence hors pistes sont vérifiés sur un délai de confirmation, par exemple 3 secondes, le scénario de risque d'incursion de piste par tentative de décollage est supposé vraisemblable et conduit à l'émission d'une alarme de vitesse trop élevée ("Too high speed") maintenue tant que l'un des critères de préparation au décollage ou de présence hors pistes n'est pas invalidé pendant un délai d'annulation, par exemple 3 secondes.
En plus des différentes alertes et alarmes spécifiques des incursions de piste pouvant se produire alors que l'aéronef est au roulage au sol, le dispositif d'alerte d'incursion de piste gère deux types d'alertes pour le vol en approche d'un aéroport, concernant des incursions dans l'espace de dégagement immédiat des pistes. Ces alertes basées sur les informations de l'équipement GCAM 6 sont une alerte d'approche d'aéroport ("Approaching airport") et une alerte d'approche de piste ("approaching runway").
L'alerte d'approche d'aéroport est donnée lorsque les instruments de vol 2 de l'aéronef signalent que l'aéronef est en l'air (trains d'atterrissage hors charge pondérale ou altitude supérieure à celles des pistes de l'aéroport considéré) et lorsque l'équipement GCAM 6 signale qu'il est en mode tunnel multiple, c'est-à-dire qu'il surveille que l'aéronef reste à l'intérieur d'un volume virtuel renfermant les trajectoires autorisées pour accéder à plusieurs pistes d'un même aéroport.
L'alerte d'approche de piste est donnée lorsque les instruments de vol de l'aéronef signalent que l'aéronef est en l'air (train d'atterrissage hors charge pondérale ou altitude supérieure à celles des pistes) et lorsque l'équipement GCAM 6 signale qu'il est en mode tunnel unique, c'est-à-dire
qu'il surveille que l'aéronef reste à l'intérieur d'un volume virtuel ne renfermant que les trajectoires autorisées pour accéder à une piste déterminée.
La figure 17 illustre une situation d'alerte d'approche d'aéroport, l'aéronef se trouvant en vol dans les tunnels virtuels d'accès à deux pistes voisines.
La figure 18 illustre une situation d'alerte de piste, l'aéronef ayant poursuivi son vol depuis la situation de la figure 17 pour ne plus être que dans le tunnel virtuel d'accès à une unique piste. Les alertes d'approche d'aéroport et d'approche de piste sont émises après un délai de confirmation, par exemple 3 secondes, de l'information signalant l'état en vol de l'aéronef et de l'une des informations : tunnel multiple, tunnel unique et supprimées au bout d'un délai d'annulation, par exemple 3 secondes, de l'une des informations précédentes. Plusieurs scénarii prédéfinis analysés pour une même phase de vol peuvent se révéler être vraisemblables au même instant et justifier les émissions simultanées de plusieurs alertes ou alarmes distinctes. Pour éviter de perturber l'équipage, les alertes ou alarmes sont affectées d'un rang de priorité et seule l'alerte ou alarme dont le rang de priorité est le plus élevé est émise en cockpit. Le tableau de la figure 19 résume les rangs de priorité affectés aux différentes alertes et alarmes, sachant que la priorité est d'autant plus élevée que la note est basse. Ainsi, dans une phase prédéfinie de vol au roulage avant décollage ("Roll-out"), l'alarme d'approche de fin de piste est prioritaire sur l'alerte d'approche d'une intersection de piste. De même, dans une phase prédéfinie de vol au roulage entre une aire de parking et une piste ("Taxi"), l'alarme d'excès de vitesse est prioritaire sur l'alarme de piste à contre-sens qui est elle-même prioritaire sur toutes les autres alertes et alarmes.
Next Patent: TACTILE DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC CLOCK WITH MANUAL TIME SETTING