AUTRES EXEMPLES D'UTILISATION D'UNE TELLE LOI DE PILOTAGE

La loi de pilotage qui vient d'être étudiée peut être utilisée dans d'autres contextes permettant de réduire la charge de travail de l'équipage et, par conséquent, d'améliorer la sécurité du vol. On se rendra compte dans la chapitre suivant de son utilité pour la synthèse d'une loi de pilotage automatique de suivi de l'axe de la piste à l'atterrissage. Elle sert aussi de loi de pilotage manuel pour le maintien de cap lors des évolutions basses vitesses de l'avion sur une plate-forme aéroportuaire (taxiing); des modifications architecturales mineures permettent d'introduire, comme en vol, le pilotage par impulsion (objectif en vitesse de lacet au lieu d'un objectif en cap).

Ces deux autres exemples d'utilisation concernent les phases d'atterrissage et de décollage. Aujourd'hui, outre la loi "Rollout", les ordres du pilote sont directs. Il en résulte une charge de travail élevée pour l'équipage. Il est alors possible d'automatiser le contrôle latéral de l'avion lors de ces phases de sorte à permettre à l'équipage de mieux gérer le profil de vitesse de l'avion lors du décollage et de l'atterrissage. C'est le concept d'avion sur rails. La gestion des événements de type pannes moteurs pourrait alors être appréhendée d'une manière plus efficace et plus sûre.

6.1. La tenue en lacet lors de l'atterrissage manuel

Entre la notion de pilotage direct actuel (utilisation du tiller, des pédales du palonnier, …) et le guidage automatique sur l'axe de la piste, il est possible d'introduire un niveau d'automatisation intermédiaire. C'est ce qui existe aujourd'hui pour le vol. Pour cette phase particulière de l'atterrissage, il est donc possible d'aider la gestion du pilotage latéral de l'avion en introduisant une loi de pilotage manuel du lacet. La loi utilisée est celle qui vient d'être étudiée.

Il suffirait alors de graduer l'enfoncement des pédales du palonnier en vitesse de lacet de consigne, puis de laisser faire le module de supervision des actionneurs pour piloter, par impulsion, la trajectoire latérale de l'avion en toute simplicité. Aucune modification matérielle à bord des avions de transport actuels n'est à réaliser.

Les atouts principaux de ce type de loi de pilotage est donc la réduction de la charge de travail de l'équipage lors des atterrissages manuels et une gestion plus souple et plus sûre du pilotage de l'avion

Application à l'automatisation du pilotage au sol des avions de transport

lors de cette phase critique du vol, même en cas de panne moteur, en réduisant les risques de sortie de piste.

6.2. La tenue en lacet lors du décollage - Cas de la panne moteur

On suit ici la même idée que dans le paragraphe précédent. La loi de pilotage en lacet, paramétrée en vitesse longitudinale, n'est aucunement dépendante du profil de vitesse de l'avion. Cette loi est donc utilisable dans le cadre du décollage pour aider le pilotage latéral de l'avion. S'en suit alors une simplification du pilotage et une réduction de la charge de travail de l'équipage. Dès lors, ce dernier pourra gérer plus efficacement le suivi des vitesses caractéristiques et les critères de performance liés à la distance de décollage et aux risques de pannes moteur.

On propose par la suite deux graphiques permettant de voir l'intérêt d'introduire ce type de loi de pilotage dans le cas extrêmement critique d'une panne moteur au décollage à une vitesse élevée (100 nœuds). L'avion ayant servi à cette étude est un A320.

Remarque : Du haut à gauche vers le bas à droite sont représentées : la vitesse lacet (en deg/s), le cap de l'avion (en deg), le facteur de charge latéral (en g), la vitesse latérale (en m/s), le facteur de charge longitudinal (en g), la vitesse longitudinale (en nœuds), la poussée des moteurs gauche et droit (en N), l'écart latéral (en m), la braquage de la roulette de nez (en deg) et le braquage de la gouverne de direction (en deg).

6.2.1. Sans loi de pilotage en lacet

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Le graphique ci-dessus représente les réponses temporelles d'un A320, au décollage. Une panne du moteur droit survient à une vitesse de 100 nœuds sachant que la vitesse de décollage est d'environ 125 nœuds. Ce premier scénario est celui où l'on compare l'écart latéral final obtenu sans réaction du pilote et avec réaction du pilote donnant un ordre contrant après un temps de réaction d'environ 1.5 seconde. On se rend alors compte que l'écart latéral maximal atteint, lorsque la vitesse de l'avion est celle du décollage est :

• De 15 mètres si le pilote ne réagit pas, • De 9 mètres si le pilote réagit.

Ces chiffres correspondent à un avion équipé d'une commande directe entre le palonnier et la direction. Aucune loi de pilotage n'existe entre l'organe de pilotage et la servocommande de direction.

6.2.2. Avec une loi de pilotage en lacet

Figure 32 : Second scénario : commande en vitesse de lacet

Le graphique ci-dessus représente les réponses temporelles d'un A320, au décollage. Une panne du moteur droit survient à une vitesse de 100 nœuds sachant que la vitesse de décollage est d'environ 125 nœuds. Ce second scénario est celui où l'on compare l'écart latéral final obtenu sans réaction du pilote et avec réaction du pilote donnant un ordre contrant après un temps de réaction d'environ 1.5 seconde. A la différence du cas précédent, on considère un A320 pourvu d'un calculateur intégrant une loi de pilotage en lacet entre le palonnier et la servocommande de direction. On se rend alors compte que l'écart latéral maximal atteint, lorsque la vitesse de l'avion est celle du décollage est :

Application à l'automatisation du pilotage au sol des avions de transport • De 7 mètres si le pilote ne réagit pas,

• De 5 mètres si le pilote réagit.

6.2.3. Conclusions sur l'introduction d'un loi de pilotage en lacet au décollage

Les simulations précédentes permettent de conclure que l'introduction d'une loi de pilotage en lacet lors du décollage permet :

• De faciliter le pilotage latéral de l'avion,

• De réduire la charge de travail de l'équipage au décollage en sécurisant le pilotage latéral, même en cas de panne moteur et ainsi de permettre à l'équipage de mieux se concentrer sur le suivi des vitesses caractéristiques de l'avion et des performances au décollage,

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