Institut Montserrat

Substitution des pilots par machines, prsent et futur Cours 2013-2014

Carlos Marchal Valls Tuteur: Joan Fonollosa Massana

SUBSTITUTION DES PILOTS PAR MACHINES, PRESENT ET FUTUR

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Table des matires

Table des matires ........................................................................................................................ 1

1. Introduction et objectifs ............................................................................................................ 2

2. Principes thoriques .................................................................................................................. 3

3. Elments extrieurs................................................................................................................... 4

3.1 La structure externe ............................................................................................................ 4

3.2 Motors ................................................................................................................................. 6

4. Systmes lectroniques ............................................................................................................ 7

4.1 Pilot automatique ................................................................................................................ 7

4.1.1 Panneau de configuration du mode [ MCP ] ................................................................ 7

4.1.2 Ordinateur de gestion du vol [FMC] ............................................................................. 8

4.2 Systmes de rgulation de lair ........................................................................................... 9

4.3 Communications et radio ................................................................................................. 10

5. Procds de vol ....................................................................................................................... 12

6. Proposition des systmes ........................................................................................................ 15

6.1 Intgration des systmes .................................................................................................. 15

6.2 Systmes de vol automtique ........................................................................................... 16

6.3 Systmes daire ................................................................................................................. 18

6.4 Systmes gnraux ............................................................................................................ 19

7. Conclusions.............................................................................................................................. 20

8. Bibliographie ........................................................................................................................... 21

SUBSTITUTION DES PILOTS PAR MACHINES, PRESENT ET FUTUR

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1. Introduction et objectifs

Le sujet choisi pour ma recherche est l'automatisation complte des avions

commerciaux. Le but de cette tude est d'analyser les systmes et les procdures de

vol de l'avion commercial moderne. D'aprs les donnes obtenues, on considrera

quel est ltat actuel de lautomatisation, quelles amliorations on peut implanter et

les avantages que cela comporterai.

J'ai choisi ce sujet pour plusieurs raisons. Tout d'abord, l'aviation est un sujet qui me

passionne et personnellement j'aime beaucoup, en particulier les systmes complexes

que les aronefs commerciaux d'aujourd'hui utilisent. Pour cette raison, j'ai obtenu

des connaissances sur les diffrents domaines de l'aviation et de l'aronautique

comme hobby. Je pense sera utile, et mme indispensable pour complter mon travail.

Une autre raison pour laquelle j'ai choisi ce sujet est mon avenir universitaire. Mon

intention est de poursuivre un double diplme en ingnierie informatique et ingnierie

aronautique la Universitat Politcnica de Catalunya. Donc je pense que ce travail va

me donner une base solide sur ces deux domaines, et il sera utile pour faciliter mes

tudes.

Les objectifs de mon travail peuvent tre rsums comme suit:

Exposer le fonctionnement essential dun avion commercial et les parts et

dispositifs principaux.

Expliquer clairement les procdures suivre par lquipage pendant tout le vol

et les systmes de lavion quy participent.

Proposer des systmes idaux pour automatiser le vol et les prcdemment o

lquipage intervient.

Comparer ces systmes avec les actuels et la recherche que les diverses

entreprises aronautiques sont en train de faire.

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2. Principes thoriques

La portance est la principale force qui sous-tend le vol de tout aronef aujourdhui.

Cette force est perpendiculaire la direction de la vitesse du fluide (l'air en

l'occurrence) et son sens est toujours contraire au poids de l'avion.

L'quation montre la formule pour la portance F : est la densit en kg/m3 , V est la

vitesse en m/s et S est la surface de la plante de laille en m2 . Le coefficient de

portance C est obtenu par des calculs arodynamiques complexes et des tests

exprimentaux effectus dans des souffleries.

La portance sobtient par la forme et la position de laile. L'aile dvie l'air et cre une

force de direction oppose, a s'explique par la troisime loi de Newton. Dans le cas o

l'angle de l'aile est dans des paramtres normaux, cette dviation a lieu vers le bas et

cela gnre une force vers le haut. En plus, cette force engendre une forte pression

dans le bas de laile, ce qui cre une zone o la pression est suprieure la valeur

nominale. Il produit l'effet inverse au sommet.

Le concept dangle dattaque est essentiel pour comprendre le fonctionnement de

l'aile de lavion. L'angle dattaque, gnralement reprsent par la lettre grecque

alpha, est un autre concept arodynamique trs complexe.

En gros, l'angle est la diffrence angulaire entre la direction dans laquelle le fluide

initialement coule et la direction dans laquelle l'aile la dvi. Plus la valeur de l'angle

dattaque, le plus grande le coefficient de portance de laronef. C'est en partie vrai,

parce que quand on arrive un point connu comme angle critique, l'avion commence

perdre portance jusqu' elle devient

nulle. Ceci est connu comme

dcrochage.

Le dcrochage est un problme trs

dangereux dans lequel tous les aronefs

peuvent entrer. Il se produit en cas de

dpassement de l'angle d'attaque

critique. ce stade, l'augmentation

dangle dattaque produit moins de

portance et plus de trane.

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En outre, lair se spare lentement les

ailes, c'est la fois la cause et la

consquence de la rduction de vitesse

et portance. mesure quon augmente

encore plus langle dattaque, le point

o le flux d'air se spare de laile se

dplace vers l'avant. Quand on arrive

la limite, l'air est compltement spar

de laile, et a limine tout le support

qui pouvait maintenir l'avion.

Le dcrochage peut aussi tre

directement li la vitesse, car en

petites vitesses, l'air est aussi dtourn infrieure vitesse, produisant moins de

portance. Par consquent, pour maintenir l'altitude cest ncessaire d'augmenter

l'angle dattaque pour augmenter la portance. Dans ces cas, si lon laugmente trop

lavion entre en dcrochage, mais si lon le rduit trop lavion perdra de laltitude.

Pour rcuprer dun dcrochage, il faut incliner lavion vers le bas. Cela augmente la

vitesse et rduit langle dattaque critique considrablement. Quand on rcupre

certaine vitesse, on peut sstabiliser et poursuivre le vol normal.

2. Elments extrieurs

Cette section traite des diffrents lments mcaniques et structurelles qui sont

ncessaires ou facilitent l'aviation commerciale.

2.1 La structure externe

Le fuselage est la partie de lavion qui contient les passagers et les marchandises. En

plus davoir des niveaux levs de performance arodynamique, le fuselage doit tre

aussi lger que possible et avoir de l'espace et de distribution efficace.

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Le procd de fabrication du fuselage a beaucoup volu au cours du temps. La

fabrication commence avec plusieurs plaques d'aluminium sous la forme d'une section

plane et rigide. Puis on utilise des barres longitudinales appeles stringers qui relient

les sections.

Enfin, on ajoute tous les lments ncessaires lintrieur, de l'quipement

lectronique de siges et de portes. Les siges peuvent tre placs dans des

diffrentes distributions en fonction de la structure de classe de laronef.

Dans ces structures, les pices qui ne sont pas proprement parler part du fuselage,

comme les ailes et les moteurs, sont couverts de toute faon par les mmes plaques

d'aluminium avec des rivets qui couvrent le fuselage, formant une structure plus solide

rsistant.

L'aile est un appendice de laronef, il ny a une chaque ct. Sa fonction principale

est de fournir de portance l'aronef. Cependant, elle remplit aussi d'autres fonctions.

La plus importante est loger les surfaces de contrle. Ces zones sont essentielles

toute opration ou manuvre en vol. Elles permettent de modifier la forme de l'aile et

de modifier ses proprits arodynamiques.

Uns des dispositifs de control essentiaux sont les flaps, les slats et les spoilers. Ces

dispositifs sont utiliss pour modifier les proprits de portance et de rsistance. Les

flaps sont des lments qui peuvent tre plis et augmentent la surface utile de l'aile,

ce qui augmente la portance et la trane.

Les slats remplissent la mme fonction,

mais se situent l'avant de l'aile la

place de derrire. Enfin, les spoilers

remplissent des fonctions essentielles

dans la rgulation de la portance. Ces

extensions peuvent rduire

considrablement la portance et

augmenter la rsistance produite par

l'air.

Dans lillustration, vous pouvez voir les

diffrentes directions prises par l'air en

fonction de la configuration de ces trois

lments. Les spoilers sont en rouge, les

flaps en vert au ct des spoilers et les

slats au-devant. Comme on peut voir,

cest possible de passer dun modle

dans lequel l'air se dplace au plan avant, un o lair fait de rsistance.

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Les ailerons sont responsables de la commande de la rotation de lavion. Ils sont

similaires aux flaps, mais sa force est beaucoup plus lev et peuvent tre plis la fois

vers le haut et vers le bas.

Lors de la queue de l'avion sont les

stabilisants de direction et de

profondeur. Le rle des stabilisateurs est

de rendre le nez de l'avion vers l'avant

quand toutes les surfaces de control sont

en position neutre. La fonction de

l'ascenseur est incliner le nez vers le haut

ou vers le bas, et cela du gouvernail est

de lincliner latralement.

Le train d'atterrissage est un ensemble de

mcanismes qui permettent un avion

de se dplacer sur terre, le dcollage ou latterrissage. Se rtracte par des systmes

hydrauliques qui se maintiennent dans le fuselage.

Il comprend galement le systme de freinage, vital surtout pour latterrissage. Ce

systme applique freins cramiques avances sur les roues haute pression pour

arrter l'avion une fois qu'il a touch le sol.

2.2 Motors

Les moteurs que tous les grands avions commerciaux utilisent sont des moteurs de

propulsion raction. Ce sont le type de moteur utilis aujourd'hui dans l'aviation

commerciale pour les compagnies ariennes.

Plus prcisment, il s'agit d'un type de moteur propulsion turbofan avec un ratio de

bypass lev.

En premier lieu, un moteur est un dispositif qui transforme quelque type dnergie en

nergie cintique, ou mouvement. Plus prcisment, un moteur de propulsion profite

de la troisime loi de Newton pour produire une pousse. En vertu de cette loi, chaque

force gnre une force gale mais oppose. Par consquent, ce type de moteur

expulse quelque substance dans la direction oppose au mouvement pour le produire.

Parmi ceux-ci , le systme de turbine sont utiliss pour convertir l'nergie stocke dans

un carburant pour produire un mouvement de rotation.

Dans ce cas, cest un type de turboracteur double flux. Dans ces moteurs, la turbine

est relie mcaniquement un ventilateur l'avant de la turbine, le compresseur et un

autre ventilateur la sortie. La turbine aspire l'air utilis pour se propulser partir de

deux sources diffrentes.

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La premire est la turbine elle-mme. L'air comprim est utilis pour brler le

carburant. Le rsultat est de l'air haute pression et temprature, ce qui fait tourner la

turbine en mouvement par le compresseur et le ventilateur de retour, et ensuite

expuls par le ventilateur en arrire pour propulser lavion.

La deuxime est de lair a pression normal qui entre par les cts de la turbine. Cela se

produit par le ventilateur davant. Cet air est beaucoup moins chaud parce quil est

seulement en contact avec les parois des turbines quelques secondes, mais il produit

beaucoup dnergie parce quil est en plus grandes quantits.

3. Systmes lectroniques

3.1 Pilot automatique

Les avions actuel sont quips avec des diffrents systmes qui interagissent les uns

avec les autres en permanence pendant tout le vol pour permette automatiser des

actions, pour que le pilot puisse se concentrer sur des aspects plus importants du vol

et pour amliorer la scurit et la prcision des manuvres.

3.1.1 Panneau de configuration du mode [ MCP ]

Le panneau de configuration du mode est le systme utilis par le capitaine et co-

pilote pour contrler les pilotes automatiques. Ce dispositif est situ dans la partie

centrale de la cabine, sous les fentres.

Ce panneau comporte divers instruments qui

rgulent les conditions souhaites de vol. Il

permet d'activer et de dsactiver les

fonctions de pilotage automatique et de

rglementer les conditions que chacune de

ces fonctions remplira. Dans limage, vous

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pouvez voir une partie d'un MCP 737 avec slecteur de vitesse (vitesse et IAS / MACH),

la vitesse de la turbine (N1) , le cours (cours) et de propulsion automatique ( A / T ) . Le

panneau peut galement tre utilis pour rguler la vitesse altitude ou vertical.

Toutes ces fonctions ont besoin du pilote pour entrer manuellement les donnes

souhaites lMCP. Cependant, lMCP peut galement fonctionner en modes de

navigation verticale et horizontale (VNAV et LNAV ) . Dans ce mode, le MCP reoit des

donnes de lordinateur de vol. Cela permet ajuster la route, la vitesse, l'altitude et

pratiquement tous les paramtres de vol ajusts en fonction de l'information de

routage stockes dans les ordinateurs de bord, le pilote n'a pas besoin dajust

manuellement les valeurs ncessaires pour maintenir la route tablie. Le MCP peut

galement tre programme pour suivre le parcours indiqu par les diffrents

systmes d'orientation pour la radio existants, tels que VOR ou NDB.

Le MCP est quip de plusieurs mesures de scurit pour prvenir les accidents. Le

pilote peut instaurer des limites ce qu'il veut, de sorte que mme si la route doit

atteindre une altitude, lMCP est limit llatitude choisi par le pilot.

Aussi, sil y a quelque interaction entre le capitaine ou co-pilote avec le joystick ou la

levier de propulsion, la fonction correspondante de la MCP est dsactiv et les

interrupteurs de commande vont en mode manuel.

3.1.2 Ordinateur de gestion du vol [FMC]

L'ordinateur de gestion de vol est l'une des plus grandes avances technologiques qui

ont eu lieu dans le monde de laviation. Dans la plupart des avions commerciaux, il ny

a deux pour assurer la redondance. Chacun de ces appareils contient trois bases de

donnes diffrentes.

Le premier est le software, qui contient essentiellement toutes les fonctions et les

programmes qui sont ncessaires pour faire fonctionner le FMC et pour interagir avec

les autres systmes.

La seconde base de donnes est le modle et le

moteur (MEDB). Dans cette base il y a toutes les

informations relatives l'aronef dans lequel

l'ordinateur est intgr. Ce sont gnralement

les vitesses de dcollage en fonction des flaps et

des marchandises, la consommation de

carburant en fonction de laltitude, la vitesse,

l'altitude et d'autres fonctionnalits et des

valeurs utilises pour les calculs.

La troisime est la base la plus importante : la de

donnes de navigation ou NavDB. Cette base de

donnes mis jour frquemment sont stockes

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toutes les donnes de toutes les compagnies ariennes des rfrences dans le monde.

Cela inclut des rfrences la radio, des waypoints, des voies ariennes, les aroports

et les pistes.

Il contient galement des SD et STAR, qui sont les routes l'aronef doit suivre

strictement juste aprs le dcollage et avant l'atterrissage. Cela permet dutiliser des

voies ariennes ou des routes l'aide de points de navigation, au lieu davoir dentrer

les coordonnes de chacun d'eux manuellement.

Avec cette information, le FMC peut calculer les variations de direction et de

propulsion ncessaire pour suivre la route, et transmettre ces informations lMCP

Il permet aussi toutes sortes d'ajustements en cours de vol, comme augmenter les

performances au dtriment de la vitesse ou de se tourner vers un autre aroport.

3.2 Systmes de rgulation de lair

Les avions commerciaux possdent plusieurs systmes pour conditionner l' air

l'intrieur de la cabine de passagers, le poste de pilotage et la cargaison.

L'atmosphre l'intrieur de l'aronef doit tre maintenue sous certaines conditions

pour viter les risques pour la sant des passagers et de lquipage. L'air aux 12.500

pieds est une pression qui cause des problmes physiologiques pour l'homme.

Lhypoxie (manque d'oxygne) est le plus frquent : cause des difficults dans la

pense et la vision, l'inconscience et finalement la mort. Un autre est le syndrome de

dcompression : le sang est satur d'azote en raison de la diminution de la solubilit

la pression, et l'excs est converti en bulles de gaz d'azote qui provoquent une douleur

trs forte et des dommages aux organes.

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Le systme de pressurisation peut maintenir latmosphre l'intrieur des limites

tolrables pour les gens. Ce rsultat est obtenu grce un fuselage tanche lair, ce

qui permet de maintenir une pression de cabine diffrente lextrieure. Cette

pression interne est mesure par la hauteur de la cabine, ce qui indique laltitude

laquelle on serait la mme pression que dans la cabine. L'altitude de la cabine ne

peut jamais arriver de 8000 pieds, estimant que l'altitude de croisire moyenne est

d'environ 35.000 pieds. L'altitude de la cabine ne peut tre maintenue 0 en raison

des limites structurelles du fuselage.

Le systme de pressurisation est un composant du systme de contrle de

l'environnement (ECS). Ce systme reoit de l'air directement partir de la turbine la

phase de compression. Lair provenant de la turbine est connu comme bleed air.

L'air une fois pressurise est une temprature dentre -10 et 5 degrs Celsius. Avant

d'entrer dans la cabine il est rchauffe a une temprature agrable pour les personnes.

Tout d'abord, il est chauff une temprature de 25 degrs Celsius un systme HVAC

de pompe chaleur. Il faut galement filtrer les particules nocives de lair qui vient de

la turbine, qui peuvent causer de l'inconfort pour les passagers et les dommages long

terme pour l'quipage.

Tout ce procs le font deux systmes indpendants appels de conditionnement d'air.

Chacun de ces systmes reoit de l'air partir de l'une des turbines et en cas de

dfaillance de lun, l'autre peut encore garder pressurisation de la cabine. En cas

d'chec total des systmes d'air ou des deux turbines, la cabine perd de la pression

un taux suffisamment bas pour permettre aux pilotes de descendre avant d'atteindre

des niveaux dangereux.

Toutefois, les aronefs sont quips de masques d'air qui alimentent riches en

oxygne passagers d'air sous pression en cas de dcompression.

3.3 Communications et radio

Les avions modernes encore utilisent presque les mmes systmes de communication

depuis dune vingtaine dannes, mme sil y a eu des amliorations notables dans ses

fonctions.

Tout d'abord, l'appareil dispose d'un transpondeur de radar qui permet aux tours de

contrle l'identification de l'avion pour le distinguer des autres. Ces systmes sont

composs de quatre numros diffrents attribus par la tour de contrle pour

demander la permission pour le vol. La seule situation o on peut modifier le nombre

de transpondeur sans autorisation est en cas d'urgence.

Pour les communications verbales, les aronefs utilisent un systme de

communication canal unique pour la radio haute frquence. Cela signifie que

chaque pilote va sattribuer une seule frquence laquelle reoivent tous les appareils

SUBSTITUTION DES PILOTS PAR MACHINES, PRESENT ET FUTUR

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de communication. Par consquent il faut suivre un protocole strict de communication

ces canaux pour viter les interfrences ou de l'interruption d'un pilote l'autre.

Il existe plusieurs types daiguilleurs du ciel. La terre est ce qui donne toutes les

autorisations lies la prise de vue, indiquant l'avion pour aller la piste. Egalement

elle est en charge de faire la mme chose avec les avions qui veulent atterrir. La tour

donne l'autorisation pour le plan de vol et permet datterrir et de dcoller. Elle

contrle galement l'espace arien autour de l'aroport, qui peut tre attribu une

superficie de plus de 300 nm (555 km ) . Les pilotes de sortie sont chargs de guider les

aronefs de l'lever une altitude sre et une distance de scurit avec les autres

aronefs.

Dans un vol normal suivra l'ordre suivant:

Demander lautorisation de vol la tour

Demander route pour la piste terre

Demander lautorisation de dcollage tour

Demander indications de sortie au control de sorties

Demander instructions aux tours en route

Demander route dapproximation au control dapproximation

Demander lautorisation datterrissage tour

Demander route pour le hangar terre

Toutes ces communications sont faites dans diffrentes frquences VHF . La seule

exception est sur les vols transatlantiques. Ceux-ci ne seraient pas dans couverture

radar une certaine distance de la cte. En outre, en raison des grandes distances

entre les aronefs et les contrleurs les frquences HF sont utilises pour aller plus

loin. Quand les avions sont dans l'ocan les aiguilleurs ne couvrent pas les pilotes et

parlent avec eux uniquement en cas d'urgence ou d'incident.

En second lieu, les avions ont gnralement deux ou plusieurs radios de navigation,

similaire limage. Ceux-ci utilisent galement des radios VHF, mais son but n'est pas

la communication verbale, mais transmettre des informations aux instruments. Les

diffrents types dtiquettes de radio (NDB , VOR , ND, ILS ) transportent diffrents

donnes reprsentes aux instruments. Tous ces systmes sont passifs, ce qui signifie

SUBSTITUTION DES PILOTS PAR MACHINES, PRESENT ET FUTUR

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qu'ils n'ont pas besoin que le rcepteur interagit avec eux : ils mettent constamment

des donnes et cest tout ce qui est ncessaire pour les utiliser.

En dehors de tous ces systmes, les avions disposent d'un systme de communication

interne pour se communiquer avec lquipage et les passagers, qui est galement

contrl depuis le poste de pilotage.

4. Procds de vol

Avant le vol, les pilotes ont examin le plan de vol et une fois revu et prpar pour

l'envoyer l'oprateur central doivent lenvoyer la tour de contrle. Les plans de vol

pour les vols commerciaux sont toujours avec instruments et GPS. Le chemin suivre

est gnralement plein fix par l'entreprise, mais il peut changer selon les conditions

mtorologiques.

Aprs que le carburant ncessaire au vol est calcul, on demande d'ajuster la quantit

en fonction des rsultats, en tenant compte de critres tels que la charge, le passage,

la temprature et du vent.

Enfin, le capitaine a fait une inspection en dehors de l'avion pour s'assurer que tout est

en ordre avant de monter dans l'avion et aller la phase dallumage.

Dans la plupart des cas, une fois que l'avion a atterri et les passagers ont t

dbarqus, on nteint pas tous les systmes, mais laiss certains systmes prts pour

le prochain quipage. Quand on teint tous les systmes on dit que l'avion est CnD

(froid et sombre). La description du processus d'allumage expliqu ici correspond un

avion commercial bimoteur gnrique CnD.

Allumer les systmes basiques

Vrifier que les freins sont activs

Allumer la batterie

Vrifier lectures du systme lectrique

Connecter les pompes du systme hydraulique

Connecter les pompes du combustible

Allumer les lampes de la cabine

Connecter llectricit de terre

Armer les lumires dmergence

Allumer les lumires extrieures

Introduire donns de lavion

Introduire poids de lquipage

Introduire volume de combustible

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Allumer conditionnement daire

Allumer ventilateurs

Allumer packs dair

Tester systmes

Vrifier que les spoilers sont dsactivs

Vrifier que les pilots automatiques sont dsactives

Tester le systme denregistrement.

Tester IRS

Configurer golocalisation

Aligner IRS

Introduire cordonnes lFMC

Configurer IRS

Configurer route lFMC

Introduire code aroport l FMC

Introduire code destination lFMC

Introduire numro vol

Introduire route utilisant cordonnes GPS

Introduire altitude

Connecter moteur auxiliaire

Allumer moteur auxiliaire

Connecter air du gnrateur auxiliaire

Connecter gnrateur auxiliaire

Dconnecter de llectricit de terre

Configuration finale

Connecter avec la tour

Demander autorisation de vol

Introduire donns de la tour

Introduire pression atmosphrique

Dconnexion de terre

Fermer les portes

Replier escaliers

Fermer porte de la cabine

Allumer moteurs et turbines (1)

Demander autorisation dallumer moteurs

Dconnecter freins

Ignition du moteur 1

Combustible au moteur 1

Activer gnrateur 1

Ignition du moteur 2

Combustible au moteur 2

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Allumer moteurs et turbines (2)

Activer gnrateur 2

Dconnecter gnrateur auxiliaire

Dconnecter moteur auxiliaire

Prparer pour roulage

Configurer flaps

Configurer freins

Configurer spoilers

Allumer lextrieur

Activer systme anticollision

Roulage

Connecter radio de terre

Demander autorisation de roulage

Rouler vers le point dattend de la piste

Pre-dcollage

Configurer pilot automatique

Demander permis de dcollage

Allumer signaux de dcollage

Allumer lumire stroboscopique

Allumer transpondeur

Rouler la piste

Dcollage

Activer frein

Activer autopropulsion

Vrifier niveau de turbines

Dsactiver frein

lever le nez la vitesse indique

Fermer train datterrissage

Activer pilot automatique

Dsactiver flaps graduellement

Ascension

Dsarmer freins

Dsarmer spoilers

tendre lumires extrieurs

Arriver altitude indique

Vol Rviser les instruments priodiquement

Avoir contact avec aiguilleur

Configurer systmes pour

atterrissage (1)

Demander conditions mtorologiques

Configurer altitude

Initier descends automatique

Introduire approximation lFMC

Syntoniser guide automatique datterrissage

Armer freins et spoilers

SUBSTITUTION DES PILOTS PAR MACHINES, PRESENT ET FUTUR

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Configurer systmes pour

atterrissage (2)

Demander autorisation dapproximation

Allumer signaux extrieures

Activer flaps pour atterrissage

Atterrissage

Activer auto-atterrissage

Confirmer autorisation datterrissage

Contrler atterrissage jusqu' la vitesse de roulage

Roulage Rouler vers la porte

Dsactiver systmes de navigation

tendre moteurs

Allumer moteur auxiliaire

Connecter gnrateur auxiliaire

Dconnecter gnrateurs des moteurs

tendre moteurs

Finaliser vol Ouvrir portes

tendre le reste des systmes

5. Proposition des systmes

Dans cette section, nous proposons plusieurs faons d'automatiser la plupart des

fonctions qui sont complexes pour donner une plus grande scurit pour l'quipage. La

section est structure en fonction des diffrents systmes qui composent lavion. Dans

chaque section dcrit l'tat actuel de l'environnement est concern, et procde

ensuite faire des propositions pour le meilleur ou pour modifier les systmes

existants.

5.1 Intgration des systmes

Actuellement, les systmes de lavion sont assez indpendants. Bien que FMC a accs

plusieurs systmes recevoir des donnes sur la position et l'tat de lquipement, ces

canaux sont gnralement unilatraux et limits des fonctions strictement

ncessaires.

En plus, des nombreux systmes de faible complexit sont compltement

indpendants, tels que l'clairage ou la pressurisation de la cabine. Bien que cette

conception facilite l'installation de cblage et simplifie le montage des instruments,

avec les technologies actuelles serait parfaitement possible de relier certains de ces

systmes.

Par consquent, je propose la cration d'un systme unifi qui peut au moins montrer

l'tat des diffrents systmes de l'avion dans une interface unique. Dans un cas idal,

SUBSTITUTION DES PILOTS PAR MACHINES, PRESENT ET FUTUR

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ce systme permettrait galement de surveiller et de modifier les valeurs facilement

en utilisant une interface graphique simple et un clavier. Je pense qu'un tel systme

est ncessaire aujourd'hui parce que laviation commerciale a progress beaucoup et

aussi la complexit de leurs systmes.

Les systmes actuels sont entirement numriques et lectroniques, ainsi l'effort

ncessaire pour crer un tel systme serait acceptable, et les avantages en matire de

scurit et de confort seraient le retour sur linvestissement.

En outre, un tel systme pourrait servir de base toute amlioration qui pourrait tre

mis en uvre dans d'autres systmes. Ainsi, les dfaillances dans certains systmes

quil y a aujourd'hui et que lon doit fixer physiquement utilisant des dispositifs et des

systmes externes, pourraient tre fixes avec des mises jour du firmware ou des

amliorations ce systme, servent aussi identifier les dfauts et les corriger

rapidement et efficacement.

Boeing Airbus Proposition idel

Actuellement, Boeing est en train de dvelopper un systme pour automatiser tout le vol au nouveau 787

Lordinateur des Airbus un niveau trs haut de communication avec les autres systmes, mais il est unilatral

Lordinateur et les systmes seraient compltement lis et oprs par le mme systme

5.2 Systmes de vol automtique

Dans les systmes de contrle de vol automatique il y a le panneau de pilote

automatique et l'ordinateur de gestion de vol. Ces systmes comprennent un haut

degr dautomatisation, mais il y a des domaines o ils pourraient se dvelopper.

Par exemple, le FMC a une interface rudimentaire et la plupart des nombreux dtails

qui sont ncessaires pour la planification du vol doivent tre calculs et entrs

manuellement dans l'ordinateur. Pour cette raison, je pense qu'il serait extrmement

utile un systme pour recevoir automatiquement ces informations par radio.

L'oprateur de la compagnie recevrait le plan de vol et il serait responsable de

l'introduire dans la base de donnes de la compagnie, en plus des donnes comme le

nombre de passagers et le poids. Cette information est dlivre pour une des chanes

de radio que chaque compagnie arienne a rserve au format numrique. Les pilotes

doivent donc slectionner uniquement les donnes pour son vol travers de ce canal

et l FMC les mettra automatiquement.

Ce serait galement applicable des donnes qui sont indpendantes du vol, comme

la vitesse du vent ou la piste active, qui actuellement sont indiqus oralement par

radio et par consquent les pilotes doivent entrer manuellement. Ces innovations

nont pas besoin de plusieurs d'efforts pour les mettre en place, et dans le long terme

SUBSTITUTION DES PILOTS PAR MACHINES, PRESENT ET FUTUR

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elles permettraient d'conomiser beaucoup de temps, car le procs du pre-vol serait

normment acclr.

Boeing Airbus Proposition idel

Boeing na pas annonc publiquement aucun progrs en ce cadre.

Airbus est en train de dvelopper un systme digital de communications pour longue distance.

La communication serait totalement digital et permettrait transmettre donnes et communication simultane sur le mme canal.

Dans cette section, j'ai galement propos un systme entirement nouveau qui je

pense est une extension logique de ce que je viens dexpliquer. Le roulage des avions

aux pistes et aux hangars se fait utilisant des chartes et des systmes rudimentaires

par les pilots.

Afin de rduire la complexit du roulage, je pense que nous devrions changer

compltement le systme. Au lieu de suivre les indications du contrleur l'aide des

graphiques et des affiches, on pourrait mettre en place une interface simple pour la

navigation GPS. La taille et de la complexit dune base de donnes contenant les

aroports et la piste en forme de vecteurs seraient minimes. Ce systme permettrait

au pilote de ramener l'avion la porte facilement tandis que le copilote est libre de

communiquer avec la terre ou de rviser les instruments. Pour de nombreuses lignes

qui oprent beaucoup de vols, a serait trs bnfique, car dans de nombreux cas les

pilotes ne sont pas familiers avec les aroports de destination.

SUBSTITUTION DES PILOTS PAR MACHINES, PRESENT ET FUTUR

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Boeing Airbus Proposition idel

Boeing na pas annonc publiquement aucun progrs en ce cadre.

Airbus na pas annonc publiquement aucun progrs en ce cadre.

Le systme permettrait au pilot aller tous les hangars de tous les aroports sans complication et aide.

5.3 Systmes daire

La pressurisation et la climatisation sont deux systmes diffrents. Le circuit de

pressurisation comporte deux jauges de pression et un commutateur permettant de

slectionner l'altitude laquelle est la piste de destination. La rgulation de la pression

se fait automatiquement par les systmes numriques qui changent l'altitude de

cabine pour viter les dommages de pression au fuselage.

Donc, on pourrait dire que le systme de pressurisation est entirement automatis

pour nexiger aucune donne d'entre manuelle sauf laltitude de destination, qui

varie chaque voyage. Le systme de conditionnement dair est presque comme une

dus la maison, car il fonctionne comme un thermostat avec un slecteur de

temprature et control des ventilateurs.

Les packs dair, cependant, ont plusieurs commutateurs et des rgulateurs que les

pilots doivent faire attention assez frquemment et souvent pour processus essentiels

tels que lallumage des moteurs ou latterrissage. Des procds comme changer le

flux dair, ouvrir les vannes de rgulation ou oprer les sorties d'air des turbines

doivent tre effectues manuellement partir du panneau.

Pour cette raison, je crois que l'automatisation du flux d'air serait une priorit

moyenne dans les avions parce que mme si il ne ncessite pas une attention

constante, il distrait les pilotes pendant les moments cls du vol. Avec l'installation

d'un systme simple qui automatise ces tapes de manire squentielle, les pilotes

pourraient se concentrer sur les donnes et les comportements des turbines pendant

le processus de combustion, et dtecter des irrgularits qui autrement ils ne

pourraient pas voir, et d'viter les incidents.

Boeing Airbus Proposition idel Boeing a des systmes automatiques pour rguler lair, mais il recommande utiliser le mode manuel pour oprations critiques.

Airbus a aussi des systmes automatiques, et il travaille vers sa scurit.

Le systme dair fonctionnerait de manire automatique sans aucune interaction avec les pilots pendant le vol.

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5.4 Systmes gnraux

Les avions disposent de diffrents systmes dclairage qui sert clairer et signaler,

et qui doivent tre allums et teints dans des conditions particulires comme

l'atterrissage et le dcollage pour se conformer la rglementation. Aujourd'hui,

l'ensemble des lumires sutilise avec des commutateurs sur un panneau. C'est un

processus relativement simple qui ne provoque presque aucun problme l'quipage

et normalement ne provoque aucun stress.

Pour cette raison, je trouve que l'amlioration de ce systme nest pas une priorit et

ne serait pas le moyen le plus efficace d'investir dans lautomatisation. Toutefois, il

serait utile de changer les commutateurs pour un systme moins encombrant et

faciliter l'utilisation du systme, qui est directement au-dessus des conducteurs dans la

plupart des avions.

De la cabine, vous pouvez galement contrler l'tat des diffrentes portes et

compartiments de lappareil. Cela se fait normalement par des interrupteurs simples.

Comme avec lclairage, ce systme ne se bnficierait pas grandement dune rforme

importante car il est trs simple. Nonobstant, ces indicateurs pourraient tre

remplaces par des LED qui indiquent l'tat de la porte, ce qui permettrait de dtecter

et de remdier aux dfaillances avec plus de prcision et de vitesse.

Ainsi, ces deux systmes ne bnficieront pas de ce changement substantiel de base

de la performance, mais certainement que pourraient revoir leurs interfaces pour

simplifier son fonctionnement

Boeing Airbus Proposition idel Dans les appareils Boeing, les systmes simples nont pas aucune innovation

Airbus utilise des interrupteurs plus simplifies pour ces systmes, mais ils sont encore manuels

Ces systmes seraient totalement automatiques, avec control simple pour des boutons.

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6. Conclusions

Les rsultats de ce travail ont t trs clairants. En premier lieu, lon a vu que

lautomatisation des avions commerciens est une industrie trs nouvelle, mais qui a

fait des progrs trs notables.

Aujourdhui il y a suffisants connaissances scientifiques pour pouvoir automatiser le vol

commercial un grand dgre. Malheureusement, il y a des problmes pratiques qui

font impossible dimplmenter ces systmes pour raisons conomiques ou de cot

nergtique. Nonobstant, les entreprises aronautiques luttent contre ces

inconvenances et peu peu trouvent des faons dimplmenter incurables systmes

technologiques aux avions.

Comme lon a vu, labme entre thorie et ralit dans le champ de lautomatisation du

vol commercial sa rduit considrablement avec le progrs du computation et

technologie numrique.

Dun ct, Boeing est pionner dans le champ de lautomatisation des systmes

basiques, comme le control de propulsion et de navigation, et aussi les systmes

internes comme la pressurisation. De lautre cote, Airbus a mis son effort

automatiser des procs simples mais vitaux pour simplifier tout le vol, mais en moins

profondeur.

Dans mon travail jai propos ce que je considre une automatisation idal avec les

moyens que lon a aujourdhui. Si on regarde les avions actuels individuellement, il

peut paraitre que laviation actuel est trs loin de cet objectif. Nonobstant, si on

combine les progrs que toutes les entreprises aronautiques ont fait, la ralit est

que on est plus prt de cet idal, et il pourrait tre obtenu avec la collaboration de ces

entreprises, en lieu de la comptence.

Le rsultat de mon travail, est que grce les similitudes entre les diffrents modles

davion commercial, mais aussi grce aux diffrents points de vue que chaque

entreprise a ; la meilleur route pour arriver une automatisation complte serait la

collaboration et se centrer en des objectifs comme lefficace et la scurit.

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7. Bibliographie

1. Brady, Chris. THE BOEING 737 TECHNICAL SITE. [En lnia] 9 / 1999.

http://www.b737.org.uk/index.htm.

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http://www.wisegeek.com/what-is-a-mode-control-panel.htm.

4. CB Jones International, LLC. Flight Management Computer, FMC P/N. CB Jones

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5. Barlog cc. ATC Procedures. [En lnia] http://www.dooley.co.za/atc_procedures.htm.

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http://www.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/tech_data/AC/Airbus-AC-A320-

Jun2012.pdf.