Qu'est-ce qu'un système de gestion des vols ?

Pour les opérations aériennes, les calculs de performance et la navigation multifonctionnelle, on utilise des ordinateurs de bord appelés systèmes de gestion de vol (FMS). Les FMS organisent les données virtuelles et les processus opérationnels en systématisant toutes les activités liées au vol, y compris les composants fermés et ouverts, depuis les vérifications avant moteur et le décollage jusqu'à l'atterrissage et l'arrêt du moteur. Pour réduire la pression sur l'équipage de conduite et supprimer la nécessité d'avoir des mécaniciens navigants ou des navigateurs à bord, ces systèmes sont essentiels au fonctionnement des systèmes avioniques actuels. En fournissant à l'équipage de conduite et aux systèmes avioniques embarqués les informations nécessaires au bon fonctionnement de l'aéronef, les FMS visent à accroître la sécurité et l'efficacité des vols.

La possibilité de programmer une route du décollage à l'atterrissage est une capacité vitale d'un FMS. Le pilote automatique ou le directeur de vol est programmé pour suivre cette route jusqu'à l'endroit spécifié. C'est sur un Boeing 767 que le premier FMS contemporain a fait ses débuts. Aujourd'hui, tant les petits avions privés que les gros avions de ligne sont équipés de FMS ou d'autres systèmes similaires. Les commandes et les instruments des systèmes de gestion de vol se sont développés au fil du temps.

Un FMS moderne se compose de quatre éléments de base

Systèmes de commande automatique de vol/de guidage automatique de vol (AFCS ou AFGS) : Les données des capteurs des différents systèmes de l'avion sont utilisées par l'AFCS ou l'AFGS. Si le pilote automatique est activé, le système pilote automatiquement l'avion dans le mode sélectionné par l'équipage. Lorsque le pilote automatique est désactivé, le pilote peut piloter l'avion manuellement sur la trajectoire prévue, grâce aux ordres de guidage !

Ordinateur de gestion de vol (FMC) : Une base de données utilisée par ce système informatique permet de préprogrammer des itinéraires, qui sont ensuite ajoutés au système par l'intermédiaire d'un chargeur de données. En utilisant les aides à la navigation accessibles, le système met continuellement à jour les informations relatives à la position de l'avion. Le processus de mise à jour des informations choisit automatiquement l'aide appropriée.

Système de navigation aérienne : Un système complet qui surveille en permanence la position d'un aéronef. Il est équipé de récepteurs permettant d'acquérir des informations provenant d'outils de navigation au sol, ainsi que des données GPS et du système de référence inertielle (IRS).

Système d'instruments de vol électroniques (EFIS) ou équivalent : Le système de référence d'attitude et de cap (AHRS) est utilisé par l'EFIS pour indiquer l'état de l'aéronef en fonction des données de navigation reçues. L'état affiché par l'EFIS ou les instruments traditionnels de l'aéronef montre l'impact du contrôle de l'aéronef par le FMS.

Quels sont les avantages d'un système de gestion des vols ?

Il est clair que le système de gestion des vols, comme toute autre avancée technologique, a eu un impact significatif sur l'humanité. Les calculs et les estimations utilisés dans le secteur de l'aviation ne laissent aucune place à l'erreur. Le besoin de FMS s'est donc accru. Les avantages sont nombreux :

• Les tâches des pilotes sont simplifiées et ils ont plus de temps pour réfléchir : La réduction des tâches des membres d'équipage est très visible. Cela facilite le travail sur l'avion. En outre, les pilotes disposent de suffisamment de temps pour réfléchir et prendre des décisions plus avisées.
• Profils d'efficacité plus précis : Le FMS réduit les erreurs humaines et augmente la précision de la majorité des opérations de vol.
• Il améliore la précision de la navigation : En intégrant et en recoupant de nombreuses sources, le système de gestion des vols offre une navigation plus précise.
• Il permet de prendre conscience des circonstances : Le système de gestion de vol contribue à améliorer la conscience globale de la situation des pilotes. Il est facile de passer à côté de nuances mineures, mais le système de gestion de vol permet d'y remédier et offre au pilote des informations supplémentaires.

Exploitation du système de gestion des vols

Navigation: Les systèmes de gestion de vol offrent les données de navigation nécessaires à l'élaboration d'un plan de vol permettant à un aéronef de se rendre d'un point A à un point B. La base de données de navigation fournie avec le FMS rend cette capacité possible. Tous les 28 jours, la base de données de navigation du FMS (NDB) est mise à jour pour refléter les données de navigation les plus récentes. Un FMS fournit des données ARINC relatives à ses capacités et à ses fonctionnalités.

La base de données de navigation comprend :

• Les voies aériennes
• Les radiophares omnidirectionnels VHF (VOR), les systèmes d'atterrissage aux instruments (ILS), les équipements de mesure de distance (DME) et les radiophares non directionnels (NDB) sont des exemples d'aides à la radionavigation.
• Points de repère/Intersection
• Aéroports
• Pistes d'atterrissage
• Les schémas de maintien
• Procédure d'approche aux instruments (IAP)
• Arrivée standard au terminal (STAR)
• Départ normalisé aux instruments (SID)

Avant le décollage, le plan de vol est établi par le pilote d'un petit avion ou par le dispatcheur professionnel pour les gros avions au sol. Vous pouvez le saisir manuellement dans le FMS, le choisir dans une liste de trajectoires de vol fréquemment utilisées ou le saisir via la liaison de données ACARS avec le centre de dispatching de la compagnie aérienne.

Le FMS reçoit également des informations supplémentaires relatives à la gestion du vol, telles que le poids du carburant et le poids brut. Si nécessaire, le pilote peut modifier le plan de vol à l'aide du FMS. Le plan de vol apparaît sous la forme d'une ligne magenta sur l'écran de navigation (ND) de l'EFIS.

Détermination de la position : Les principaux objectifs du FMS sont de déterminer la position d'un aéronef en vol et d'évaluer la précision de ces informations. Un FMS simple détermine la position à l'aide d'un seul capteur et du GPS. Les VOR sont l'un des nombreux capteurs utilisés par les FMS modernes pour collecter et confirmer des données précises. Les capteurs intégrés typiques sont les suivants :

• Compte tenu de leurs critères élevés de performance et de précision, les récepteurs GPS utilisés dans les avions servent de capteurs principaux.
• Les capteurs secondaires comprennent les aides radio conçues pour la navigation des aéronefs, telles que :
• Toutes les 10 secondes, les dispositifs de balayage de l'équipement de mesure de la distance déterminent une position en référençant simultanément les distances à partir de cinq stations DME différentes.
• Les relèvements proviennent du radiophare omnidirectionnel à très haute fréquence (VOR). Avec un peu de précision, deux stations VOR peuvent être utilisées pour calculer la position d'un avion.
• Pour détecter la position d'un avion, les systèmes de référence inertielle (IRS) utilisent des accéléromètres et des gyroscopes laser à anneau. Indépendants de toute source externe, ces gadgets fournissent des mesures incroyablement précises. La moyenne pondérée de trois IRS distincts est utilisée pour calculer un relèvement appelé "triple IRS mixte".

Les capteurs sont recoupés par un FMS pour produire la position précise et finale de l'avion. La performance actuelle d'un système de navigation est connue sous le nom de performance de navigation réelle (ANP), exprimée en milles nautiques. Pour estimer la position précise, il faut connaître la performance de navigation requise (RNP), qui fait référence à la précision des outils de navigation. La valeur ANP de l'aéronef doit être inférieure à la RNP pour pouvoir opérer dans certains espaces aériens, et une valeur ANP plus petite correspond à une position FMS plus précise.

Le FMS détermine la trajectoire en fonction du plan de vol et de la position de l'avion. Cette route est suivie manuellement ou automatiquement par un pilote. Les objectifs de vitesse, de tangage ou d'altitude sont affichés dans le mode de plan de vol latéral appelé LNAV. Le mode de plan de vol vertical VNAV envoie des instructions de pilotage en roulis au pilote automatique.

Navigation verticale : Les avions de ligne modernes sont équipés de systèmes VNAV avancés qui permettent d'estimer et d'optimiser avec précision la trajectoire verticale. Le système fournit des instructions pour gérer les axes des gaz et du tangage. Pour construire une route verticale basée sur le plan de vol latéral, un FMS a besoin d'informations complètes sur le modèle de vol et de moteur.

La masse initiale de l'avion, la masse du carburant et d'autres facteurs sont utilisés par le FMS pour établir un profil vertical en mode pré-vol. La montée à l'altitude de croisière marque le début de la randonnée verticale. Bien que coûteuse, l'intégration de la VNAV permet de réaliser d'importantes économies de carburant pendant la croisière et la descente. La réduction du poids de l'avion lui permet de voler à des altitudes plus élevées, ce qui accroît sa capacité à consommer du carburant de manière efficace. La vitesse ECON, déterminée par le système, est celle dont le taux de consommation de carburant est le plus faible.

Le FMS utilise l'heure d'arrivée requise (RTA) pour arriver à un point de cheminement spécifique, ce qui aide les aéroports à planifier les créneaux d'arrivée. La VNAV détermine le TOD, ou point de descente maximum, à partir duquel une descente effective peut commencer. L'avion ajuste l'assiette en fonction des besoins afin de maintenir intacte la trajectoire de descente prédéterminée.

Réflexions finales

Dans le domaine de l'aviation, l'utilisation des systèmes de gestion de vol est cruciale. Les efforts et les risques d'erreur ont tous deux diminué grâce aux systèmes de gestion des vols. Il est tout à fait approprié pour l'industrie aéronautique de réaliser cette percée dans un monde où les avancées technologiques sont monnaie courante. eInfochips est un fournisseur de solutions complètes en matière d'avionique pour les programmes commerciaux, d'entreprise, militaires et de drones. eInfochips a de l'expérience dans les systèmes d'avionique compatibles avec les normes DO-254, DO-178B, DO-178C, DO-160 et ARP-4754. La plupart des efforts sont consacrés au soutien des systèmes DAL-A qui sont conformes à la FAA et à l'EASA et qui répondent aux exigences des entreprises aérospatiales internationales en matière de matériel, de logiciel et d'ingénierie des systèmes. En outre, nous avons mis en œuvre le système de sensibilisation et d'alerte en cas de dépassement de piste (ROAAS), qui améliore la sécurité et l'efficacité opérationnelle. Nous fournissons également des services d'ingénierie mécanique pour les systèmes avioniques. Pour en savoir plus sur nos offres clés en matière de développement de micrologiciels/logiciels DO-178B/C, de conception de cartes ASIC/FPGA DO-254, et bien d'autres encore , cliquez ici. Pour contacter notre équipe d'experts , cliquez ici.