FR3007842A1 - Procede de detection d'une panne d'au moins un capteur present sur un aeronef mettant en oeuvre une detection de vent, et systeme associe - Google Patents

Abstract

Ce procédé comprend les étapes suivantes : - mesure d'une vitesse air (Va) de l'aéronef ; - mesure d'une vitesse géographique (Vg) de l'aéronef (12); - détermination d'un vecteur vent instantané (Vv), sur la base de la vitesse air (Va) et de la vitesse géographique (Vg) mesurées. Il comporte les étapes suivantes : - établissement d'un vecteur (dW) de variations de vent instantané, sur la base du vecteur vent instantané (Vv) déterminé ; - projection du vecteur (dW) de variations de vent instantané sur la direction du vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef ; - détermination de la présence d'une panne en fonction de la projection obtenue.

Description

Procédé de détection d'une panne d'au moins un capteur présent sur un aéronef mettant en oeuvre une détection de vent, et système associé La présente invention concerne un procédé de détection d'une panne d'au moins un capteur présent sur un aéronef, comportant les étapes suivantes : - mesure d'une vitesse air de l'aéronef ; - mesure d'une vitesse géographique de l'aéronef ; - détermination d'un vecteur vent instantané, sur la base de la vitesse air et de la vitesse géographique mesurées. Un tel procédé est destiné à être mis en oeuvre dans un aéronef, en vue de fournir des informations de détection de panne à l'équipage de l'aéronef. Le pilotage et le guidage d'un aéronef, qu'il soit manuel ou automatique, nécessitent la fourniture d'informations précises sur différents paramètres de vol, tels que l'altitude, la vitesse air, la vitesse sol, l'attitude et l'inclinaison de l'aéronef. Ces paramètres de vol sont calculés à partir d'informations recueillies par des capteurs de mesure. La fiabilité des informations fournies sur les paramètres de vol est critique pour le bon déroulement du vol. En effet, ces paramètres sont utilisés non seulement directement par le pilote, lorsque celui-ci prend les commandes de l'aéronef, mais également par les calculateurs destinés au contrôle automatique de l'aéronef, notamment pour commander les commandes de vol électrique, les pilotes automatiques, ou les guidages automatiques. Il est donc essentiel que l'équipage de l'aéronef puisse déterminer le plus rapidement possible tout dysfonctionnement pouvant interférer sur le calcul des paramètres de vol.

Une cause majeure de dysfonctionnements résulte des anomalies provenant des capteurs de mesure, qui fournissent alors des informations erronées au système. Parmi les principaux capteurs concernés pour le calcul des paramètres de vol, deux grandes familles se distinguent. Une première famille concerne les capteurs de type « inertiel » qui participent notamment à l'élaboration de la vitesse sol. Ces capteurs sont typiquement les centrales inertielles et les systèmes de positionnement par satellite, comme les GPS. Une deuxième famille concerne les capteurs de type « anémométrique » qui participent notamment à l'élaboration de la vitesse air. Ces capteurs sont typiquement des sondes et des capteurs de pression, tels que des capteurs de pression statique ou dynamique, comme notamment les tubes de Pitot, et des capteurs de température.

Des incidents et des accidents résultent directement ou indirectement d'anomalies sur les capteurs. Ces anomalies sont par exemple des erreurs d'attitude mesurée, des positions GPS erronées, des mesures de pression totale erronée. En particulier, le givrage des sondes de pression, dont les mesures sont la base de nombreuses architectures actuelles, est un phénomène impliqué dans de nombreux événements. Pour détecter la présence de pannes éventuelles sur les capteurs, il est connu par exemple de comparer les données provenant de plusieurs capteurs redondants, et de choisir par vote les données les plus fiables.

En variante, la vraisemblance physique des paramètres, vis-à-vis d'un domaine vraisemblable de valeurs de chaque paramètre peut être mis en oeuvre. De telles méthodes de détection présentent cependant le désavantage de ne pas être robustes à un point commun de défaillance, par exemple à un givrage de tous les tubes de Pitot qui conduit à un ensemble de pressions totales cohérentes, vraisemblables, valides, mais fausses. D'autres méthodes détectent d'éventuels blocages par analyse du signal pneumatique ou par des dispositifs intégrés aux sondes. Cependant, tous les cas de pannes, notamment lors d'un givrage, ne sont pas forcément bien caractérisés, de sorte que les anomalies ne peuvent être que partiellement détectées, voire n'être pas détectées. Pour pallier ce problème, il est connu de comparer des paramètres anémométriques avec une référence indépendante, de type centrale à inertie ou GPS. Cependant, cette comparaison ne permet pas de détecter spécifiquement des anomalies sur des capteurs précis ou sur des groupes de capteurs.

Un but de l'invention est donc de disposer d'un procédé simple et efficace pour détecter des anomalies intervenant sur des capteurs ou des éléments de la chaîne anémométrique. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - établissement d'un vecteur de variations de vent instantané, sur la base du vecteur vent instantané déterminé ; - projection du vecteur de variations de vent instantané sur la direction du vecteur d'une vitesse air ou géogr'aphique de l'aéronef ; - détermination de la présence d'une panne en fonction de la projection obtenue.

Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - l'étape de détermination de la présence d'une panne comporte la comparaison de ladite projection avec un seuil donné ; - la valeur du seuil donné varie en fonction de la phase de vol ; - il comporte une étape de filtrage de ladite projection avant l'étape de détermination de la présence d'une panne, à l'aide d'un filtre angulaire passe bande centré sur la direction de la vitesse air ou géographique ; - l'étape de filtrage comporte la normalisation de la projection obtenue pour obtenir une projection normalisée, puis la mise à la puissance N de la projection normalisée ; - l'étape de projection comporte le calcul du produit scalaire entre le vecteur de variations de vent instantané et un vecteur unitaire coaxial à la direction du vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef ; - l'étape d'établissement du vecteur de variations de vent instantané comporte l'établissement d'une différence entre le vecteur vent instantané et un vent instantané moyen ; - le vent instantané moyen est déterminé à partir d'une moyenne glissante du vecteur vent instantané ; - l'étape d'établissement du vecteur de variations de vent instantané comporte l'établissement d'une somme de différences entre le vecteur vent instantané et le vent instantané moyen sur une période de temps donné ; - il comporte la mesure de la vitesse air dans un repère avion, la mesure de la vitesse géographique étant effectuée dans un repère plate-forme, l'étape de détermination du vecteur vent instantané comportant un changement de repère de la vitesse air ou/et de la vitesse géographique ; - il comporte le déclenchement d'une alarme lorsque la présence d'une panne est détectée à l'étape de détermination de la présence d'une panne. L'invention a également pour objet un système de détection d'une panne d'au moins un capteur présent sur un aéronef, comportant : - un ensemble de mesure d'une vitesse air de l'aéronef ; - un ensemble de mesure d'une vitesse géographique de l'aéronef; - un ensemble de détermination d'un vecteur vent instantané, sur la base de la vitesse air et de la vitesse géographique mesurées ; caractérisé en ce qu'il comporte: - un ensemble d'établissement d'un vecteur de variations de vent instantané, sur la base du vecteur vent instantané déterminé ; - un ensemble de projection du vecteur de variations de vent instantané sur la direction du vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef; - un ensemble de détermination de la présence d'une panne en fonction de la projection obtenue. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue d'un diagramme illustrant schématiquement un premier système de détection pour la mise en oeuvre d'un premier procédé selon l'invention ; - la figure 2 est une vue synoptique fonctionnelle des étapes du procédé selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma de principe illustrant le principe de détection de panne mis en oeuvre par le procédé selon l'invention ; - la figure 4 est un graphe illustrant les différentes composantes du vecteur vent instantané en fonction du temps dans un repère plate-forme ; - la figure 5 est un graphe illustrant les différentes composantes du vecteur des variations du vent instantané en fonction du temps dans un repère plate-forme ; et - la figure 6 est un graphe illustrant la valeur de la projection filtrée du vecteur des variations de vent sur la direction du vecteur de la vitesse air de l'aéronef ; - la figure 7 est une vue schématique illustrant la vitesse air, la vitesse sol, et le vecteur vent instantané en l'absence de panne ; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 7, lors d'une panne d'un capteur anémométrique. Un premier procédé de détection de panne selon l'invention est mis en oeuvre à l'aide d'un système de détection 10, représenté schématiquement sur la figure 1. Le système 10 est disposé dans un aéronef 12 civil ou militaire, muni d'un système 15 d'affichage de données de pilotage et d'un système 17 de contrôle automatique de l'aéronef. Le système 10 comporte un premier ensemble 20 de mesure d'au moins une vitesse air de l'aéronef 12 et un deuxième ensemble 22 de mesure d'au moins une vitesse géographique de l'aéronef 12. Le système 10 comporte en outre un calculateur de détection de panne 24 comprenant un ensemble 26 de détermination d'un vecteur vent instantané Vx, sur la base des données reçues des ensembles 20, 22, un ensemble 28 d'établissement d'un vecteur dW de variations de vent instantané, et un ensemble 30 de projection du vecteur de variations de vent instantané dW sur une direction d'un vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef 12. Le calculateur de détection de panne 24 comporte en outre avantageusement un ensemble 32 de filtrage de la projection obtenue, un ensemble 34 de détermination de la présence d'une panne en fonction de la projection obtenue, et un ensemble 36 de déclenchement d'une alarme lorsqu'une panne est détectée par l'ensemble de détermination 34. L'ensemble de mesure 20 d'au moins une vitesse air comporte au moins un capteur 40 de mesure de la pression statique Ps, typiquement de type pariétal, au moins un capteur 42 de mesure de la pression totale Pt, typiquement de type tube de Pitot, et au moins un capteur 44 de mesure d'une incidence a de l'aéronef, typiquement une girouette. L'ensemble 20 comporte en outre au moins un capteur 46 de mesure d'une température totale Tt et un calculateur anémométrique 48, propre à calculer une vitesse conventionnelle Vc et/ou une vitesse air Va, sur la base des données provenant des capteurs 40 à 46. Dans un mode de réalisation, le calculateur anémométrique 48 comporte un module 50 de calcul d'un nombre de Mach M, sur la base des données des capteurs de mesure de la pression 40, 42, et un module 52 de calcul de la vitesse air Va, sur la base du nombre de Mach calculé par le module 50 et des données reçues des capteurs 44, 46 de mesure de l'incidence a et de la température totale Tt. L'ensemble de mesure 22 d'une vitesse géographique comporte un capteur de positionnement géographique de l'aéronef 12 qui comporte une centrale inertielle 60, et/ou au moins un capteur 62 de positionnement par satellite (désigné par l'acronyme anglais « GPS »), la centrale inertielle 60 étant par exemple hybridée GPS. L'ensemble de mesure 22 comporte en outre au moins un calculateur 68. D'une manière connue, la centrale inertielle 60 comporte une pluralité de capteurs 64, 66 de précision métrologique.

Le calculateur 68 est raccordé aux capteurs de précision 64, 66, et avantageusement au capteur de positionnement par satellite 62, pour exploiter les données provenant des capteurs 62, 64, 66 afin de fournir des paramètres de position, de vitesse, et d'attitude exploitables pour le pilote de l'aéronef ou pour le système de contrôle 17.

Le calculateur 68 est ici représenté dans la centrale inertielle 60. En variante, le calculateur 68 ou au moins une partie de celui-ci est situé hors de la centrale inertielle 60.

Parmi les capteurs 64, 66, la centrale inertielle 60 comporte en particulier plusieurs gyromètres 64, par exemple trois. Les gyromètres 64 fournissent des valeurs de vitesse de rotation angulaire autour de leurs axes, afin de déterminer chacun une composante du vecteur vitesse angulaire (notamment vitesse de tangage, de roulis, ou de lacet).

La centrale inertielle 14 comporte en outre plusieurs accéléromètres 66, par exemple trois, fournissant des valeurs représentatives d'accélération selon des axes de l'aéronef 12. Le calculateur 68 comporte une centrale 70 de calcul inertiel, propre à déterminer au moins une vitesse inertielle pure Vi issue des capteurs 64, 66 et/ou au moins une vitesse inertielle hybridée GPS Vi'. Le calculateur 68 comporte en outre une centrale 72 de calcul d'une vitesse GPS, propre à déterminer une vitesse GPS pure par exemple par effet Doppler.. L'une au moins de la vitesse inertielle pure Vi, de la vitesse inertielle hybridée Vi', ou de la vitesse GPS est utilisée pour élaborer une vitesse géographique Vg, notamment une vitesse sol Vs qui sera exploitée par la suite Le calculateur de détection de panne 24 est par exemple commun avec le calculateur 68 de la centrale inertielle 14. En variante, il est constitué par un calculateur différent du calculateur 68 de la centrale inertielle. L'ensemble de détermination 26 est propre à calculer les composantes d'un vecteur vent instantané Vv, sur la base des données de vitesse géographique reçues du calculateur 48 de l'ensemble de mesure 22, et sur la base des données de vitesse air reçues du calculateur anémométrique 68 de la centrale inertielle 60. Il comporte un module logiciel propre à effectuer un changement de repère de la vitesse air mesurée dans un repère avion vers un repère plate-forme, et/ou un changement de repère de la vitesse géographique mesurée dans un repère plate-forme vers un repère avion. Le repère avion est lié à l'axe longitudinal de l'aéronef 12. Il comporte une première composante axiale suivant l'axe longitudinal, et une deuxième composante perpendiculaire à l'axe longitudinal, la deuxième composante étant sensiblement horizontale lorsque l'axe longitudinal de l'aéronef 12 est horizontal. Le repère avion comporte une troisième composante perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'aéronef 12, cette troisième composante étant verticale lorsque l'axe longitudinal de l'aéronef 12 est horizontal. Généralement, le vecteur de la vitesse air Va est mesuré dans le repère avion, à l'aide de l'ensemble de mesure 20.

Le repère plate-forme est lié à la centrale inertielle. Il comporte une première composante dirigée vers une première direction géographique donnée, par exemple vers le nord, une deuxième composante perpendiculaire à la première composante, et dirigée vers une autre direction géographique donnée, par exemple vers l'ouest. Le repère plate- forme comporte une troisième composante verticale, perpendiculaire à la première composante et à la deuxième composante. Généralement, le vecteur de la vitesse géographique Vg est mesuré dans le repère plate-forme, à l'aide de l'ensemble de mesure 22. Pour calculer le vecteur vent instantané Vv, l'ensemble de détermination 26 est propre à effectuer la différence vectorielle entre la vitesse géographique mesurée Vg, notamment la vitesse sol Vs, et la vitesse air Va, dans un repère de référence choisi parmi le repère plate-forme et le repère avion. L'ensemble d'établissement 28 est propre à calculer les composantes d'un vecteur dW de variations de vent instantané, dans le repère de référence, sur la base du vecteur vent instantané Vv obtenu par l'ensemble de détermination 26, et sur la base d'un vecteur vent moyen Vv calculé. De préférence, l'ensemble d'établissement 28 comporte un module de calcul d'un vecteur vent moyen Vv, sur la base de plusieurs vecteurs vent instantanés Vv mesurés successivement, avantageusement sur la base d'une moyenne glissante d'une pluralité de vecteurs vent instantanés Vv mesurés successivement. La moyenne glissante est déterminée par exemple sur un temps donné, optimisé en borne supérieure pour limiter le retard entre la moyenne glissante et l'évolution générale du vent, dans lequel un changement naturel de vent serait considéré comme une variation.

Le temps donné est également optimisé en borne inférieure pour que les variations inhabituelles devant être détectées présentent une influence minime sur la moyenne glissante, afin d'être détectables. Dans un exemple, le temps donné est compris entre 1 minute et 10 minutes. L'ensemble d'établissement 28 comporte en outre un module de calcul d'au moins une différence Vv-Vv, de préférence d'une somme E(Vv-Vv) de différences entre un vecteur vent instantané mesuré Vv, et le vecteur vent moyen W. La somme E (vv-w) est calculée sur une durée prédéterminée, afin de lisser les fluctuations aléatoires de petite amplitude du vent, les variations du vent étant, sur une durée courte, semblables à un bruit autour d'une valeur d'équilibre.

La durée prédéterminée par exemple comprise entre quelques dixièmes de seconde et une seconde.

Le vecteur dW est alors rendu égal à la somme précitée. L'ensemble de projection 30 comporte un module de calcul du produit scalaire PS entre le vecteur dW de variations de vent instantané et un vecteur unitaire coaxial à la direction du vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef 12.

Le module de calcul est par exemple apte à effectuer le produit scalaire PS entre le vecteur de variations de vent dW et la vitesse air Va, puis à diviser le produit scalaire obtenu par le module de la vitesse air Va. L'ensemble de filtrage 32 est propre à éliminer les variations naturelles du vent ayant des composantes non nulles dans la direction de la vitesse air.

Il comporte avantageusement un filtre angulaire passe-bande centré sur la direction de la vitesse air. Le filtre angulaire est ici mis en oeuvre par l'intermédiaire d'un module logiciel de normalisation de la projection PS obtenue pour obtenir une projection normalisée, puis de mise à la puissance N de la projection normalisée, afin d'obtenir un scalaire dW2.

La valeur de la puissance N à laquelle est montée la projection normalisée est représentative du cône angulaire du filtrage réalisé. Cette valeur est par exemple supérieure à 100, notamment supérieure à 900, et notamment comprise entre 900 et 1200. On obtient par exemple une coupure au-delà de plus ou moins 5° par rapport à la direction du vecteur unitaire et une bande de passage de l'ordre de plus ou moins 2°. L'ensemble 34 de détermination de la présence d'une panne est propre à comparer la valeur de la projection obtenue dW2 pour déterminer si cette valeur est dans un intervalle prédéterminé. À cet effet, l'ensemble de détermination 34 est propre à comparer la valeur de la projection obtenue dW2 avec une valeur seuil S prédéfinie définissant au moins une borne de l'intervalle. En particulier, si la valeur de la projection obtenue dW2 est inférieure à la valeur seuil S, l'ensemble de détermination 34 est propre à indiquer l'absence d'une panne, alors que si la valeur de la projection obtenue dW2 est supérieure à la valeur seuil S, l'ensemble de détermination 34 est propre à indiquer la présence d'une panne. Un premier procédé selon l'invention de détermination de la présence d'une panne d'au moins un capteur 40 à 46 va maintenant être décrit, en regard des figures 2 et 3. En référence à la figure 2, ce procédé comporte une étape 100 de mesure d'une vitesse air de l'aéronef 12, et une étape simultanée 102 de mesure d'une vitesse géographique de l'aéronef.

Le procédé comporte ensuite une étape 104 de détermination d'un vecteur vent instantané Vv, sur la base de la vitesse air et de la vitesse géographique mesurée, et une étape 106 d'établissement d'un vecteur dW de variations du vent instantané, sur la base du vecteur vent instantané Vv déterminé à l'étape 104.

Le procédé comporte par ailleurs une étape 108 de projection du vecteur dW de variations de vent instantané, sur la direction du vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef 12, et avantageusement une étape 110 de filtrage de ladite projection PS. Le procédé comporte ensuite une étape 112 de détermination de la présence d'une panne sur l'un des capteurs de l'aéronef 12 et, si une panne est déterminée, une étape 114 de déclenchement d'une alarme. À l'étape 100, l'ensemble de mesure 20 détermine, à chaque instant t, à une fréquence par exemple comprise entre 1 Hz et 100 Hz, une vitesse air de l'aéronef 12, prise suivant un axe longitudinal A-A' de l'aéronef 12.

L'étape 100 comporte à cet effet la mesure instantanée de la pression statique Ps par le capteur 40, la mesure instantanée de la pression totale Pt par le capteur 42, et la mesure de la température totale Tt par le capteur de température 44. Puis, le calculateur anémométrique 48 de l'ensemble de mesure 20 calcule un nombre de Mach M, sur la base de la pression dynamique DP constituée par la différence Pt-Ps entre la pression totale Pt et la pression statique Ps, et sur la base de la pression statique Ps. Le calculateur anémométrique 48 calcule ensuite la température statique Ts en fonction du nombre de Mach et de la température totale Tt mesurée. Il calcule en outre la célérité a du son dans l'air en fonction de la température statique Ts, puis la vitesse air Va en effectuant avantageusement le produit Va = a.M de la célérité du son a avec le nombre de Mach M. La vitesse air Va suit le cap de l'aéronef 12. Elle s'étend donc vectoriellement suivant l'axe A-A' longitudinal de l'aéronef 12. L'étape 102 comporte la fourniture, par les gyromètres 64 des valeurs de vitesse de rotation angulaire autour de leurs axes, afin de déterminer chacun une composante du vecteur vitesse angulaire (notamment vitesse de tangage, de roulis, ou de lacet). Elle comporte la fourniture par les accéléromètres 66 des valeurs représentatives d'accélération selon des axes de l'aéronef 12. L'étape 102 comporte en outre la fourniture, par le capteur de positionnement 62 de données géographiques de positionnement de l'aéronef 12 dans un repère plate-forme tel que défini plus haut.

Les centrales de calcul de 70, 72 du calculateur 68 déterminent alors les composantes d'au moins une vitesse géographique Vg, notamment une vitesse sol Vs, sur la base des données reçues des capteurs 62 à 66. Dans le repère plate-forme, la vitesse sol Vs suit la route de l'aéronef 12. À l'étape 104, l'ensemble de détermination 26 calcule les composantes d'un vecteur vent instantané Vv dans une repère de référence constitué ici du repère plate-forme, sur la base des données de vitesse géographique reçues du calculateur 48 de l'ensemble de mesure 22, et sur la base des données de vitesse air reçues du calculateur anémométrique 68 de la centrale inertielle 60.

Avantageusement, un changement de repère de la vitesse air mesurée dans un repère avion, et/ou de la vitesse géographique mesurée dans un repère plate-forme est effectué. Dans l'exemple représenté sur les figures, un changement de repère est tout d'abord appliqué à la vitesse air Va déterminée vectoriellement dans le repère avion pour obtenir ses composantes dans le repère plate-forme. Puis, le vecteur vent instantané Vv est déterminé par l'ensemble 26, en effectuant la différence vectorielle entre la vitesse géographique et la vitesse air dans le repère choisi. En particulier, les composantes du vecteur vent instantané Vv dans le repère plate-forme sont obtenues en effectuant la différence vectorielle Vs-Va entre la vitesse sol Vs et la vitesse air Va dans le repère plate-forme. À l'étape 106, l'ensemble d'établissement 28 détermine un vecteur dW de variations de vent instantané, sur la base du vecteur vent instantané Vv déterminé à l'étape 104. À cet effet, l'ensemble d'établissement 28 détermine tout d'abord un vent instantané moyen Vv. De préférence, le vent instantané moyen Vv est déterminé à partir d'une moyenne glissante du vecteur vent instantané Vv. La moyenne glissante est par exemple déterminée sur une durée donnée. La valeur de la durée donnée est réglée en fonction des opérations attendues de l'aéronef entre une borne supérieure évitant un retard trop important entre la moyenne glissante et l'évolution générale du vent, et une borne inférieure pour laquelle les variations inhabituelles faisant l'objet de la détection par le système 10 influencent trop directement la moyenne glissante, pour n'être plus détectables par cette méthode. Avantageusement, la durée donnée est comprise entre 1 minute et 10 minutes.

Une fois la moyenne glissante déterminée, l'ensemble d'établissement 28 calcule au moins une différence Vv-Vv entre le vecteur vent instantané Vv et le vent instantané moyen Vv pour obtenir une variation de vent instantané Vv-Vv. De préférence, afin de lisser les fluctuations aléatoires de petite amplitude du vent et des mesures effectuées à l'aide des capteurs 62 à 66, semblable à un bruit autour d'une valeur d'équilibre, l'ensemble d'établissement 28 effectue ensuite une somme (vv-w) des variations de vent instantané Vv-Vv calculée sur une durée prédéterminée. La durée prédéterminée est réglable en fonction des opérations attendues de l'aéronef 12, et du compromis performance de détection / taux de fausses alarmes dans lequel ce paramètre intervient. Avantageusement, la durée déterminée est comprise entre un dixième de seconde et une seconde. Un vecteur de variations de vent instantané dW est ainsi obtenu. À l'étape 108, l'ensemble de projection 30 projette le vecteur dW de variations de vent instantané obtenu, sur la direction du vecteur d'une vitesse air de l'aéronef 12, en particulier sur la direction du vecteur de la vitesse air Va. Avantageusement, l'ensemble de projection 30 calcule le produit scalaire PS entre le vecteur dW de variations de vent instantané et le vecteur de la vitesse air Va normalisée, obtenu par le rapport entre le vecteur de la vitesse air Va et la norme IVal de ce vecteur. Ensuite, à l'étape 110, l'ensemble de filtrage 32 applique un filtre angulaire passe bande, centré sur la direction de la vitesse air Va. Le filtrage comprend de préférence la multiplication du produit scalaire PS obtenu à l'étape 108 par le même produit scalaire complètement normé, c'est-à-dire divisé par le produit de la norme KIWI du vecteur dW de variations de vent instantané et de la norme de la vitesse air 'Val. Le produit obtenu est monté à une puissance N élevée suivant l'équation : dW.Va dW.Va lN dW2 - 'val Nalx Ide La valeur de la puissance N à laquelle est montée la projection normalisée est représentative du cône angulaire du filtrage réalisé. Cette valeur est par exemple supérieure à 100, notamment supérieure à 900, et notamment comprise entre 900 et 1200. Ceci permet d'éliminer les petites composantes des variations naturelles du vent sur la direction de la vitesse air. Lorsque N est de l'ordre 2000, une coupure au-delà de plus ou moins 5° est obtenue et une bande passante de lors de plus ou moins 2° est obtenue. Le filtrage permet donc d'obtenir une projection filtrée dW2. Cette projection dW2 prend une valeur éloignée de zéro lorsque le produit scalaire PS obtenu à l'issue de l'étape 108 de projection présente une valeur éloignée de zéro (qui correspond à un vecteur vent instantané qui s'écarte du vent moyen), et lorsque la variation observée est dans la direction de la vitesse air. Hors anomalies d'un capteur 40 à 46, cette double condition ne correspond qu'au cas d'une rafale de vent située strictement dans l'axe A-A' de l'aéronef 12 et dont la probabilité est faible. À l'étape 112, l'ensemble de détermination 34 compare la valeur de la projection dW2 avec une valeur seuil S prédéfinie. Avantageusement, si la valeur de la projection dW2 est inférieure à la valeur seuil S prédéfinie, aucune panne n'est détectée. Au contraire, si la valeur de la projection dW2 est supérieure à la valeur seuil S prédéfinie, une panne est détectée. À l'étape 114, lorsqu'une panne est détectée à l'étape 112, l'ensemble 36 de déclenchement déclenche une alarme visuelle ou/et sonore pour l'équipage de l'aéronef. Le système 10 détecte donc une panne sur un capteur inertiel 62, 64, 66 ou préférentiellement sur au moins un capteur 40 à 44 ou un élément de la chaîne anémométrique. La détection obtenue est donc rapide et assez sélective, ce qui oriente la recherche par l'équipage dans la direction d'une panne de l'un de ces capteurs. Un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, à l'aide du système 10 est illustrée par les figures 4 à 6.

Sur la figure 4 sont illustrés les trois composantes géographiques du vecteur vent instantané Vv obtenu à l'étape 104 du procédé, en fonction du temps, dans le repère plate-forme. La figure 5 illustre les trois composantes géographiques correspondantes du vecteur de variations du vent instantané dW obtenu à l'issue de l'étape 106, avant la projection et le filtrage de ce vecteur dW. La figure 6 illustre la valeur de la projection filtrée dW2 du vecteur de variations de vent instantané Vv sur la direction du vecteur de la vitesse air Va en fonction du temps. Jusqu'au temps égal à environ 520 secondes, le fonctionnement des capteurs 40 à 46 est normal.

Comme illustré par la figure 7, le vecteur vent Vv correspond sensiblement à la différence entre la vitesse sol Vs et la vitesse air Va. Aucune erreur de vent n'est constatée, et la projection dW2 du vecteur de variations de vent instantané dW sur la direction du vecteur de la vitesse air Va est sensiblement nulle. Après projection et filtrage, le scalaire dW2 présente une valeur sensiblement nulle. Aucune panne n'est détectée par l'ensemble de détection 34. À partir du temps égal à 520 secondes environ, le capteur de pression totale 42 se bloque. La vitesse air Va mesurée et alors erronée. Dans ce cas, comme visible sur la figure 8, une erreur de vent est engendrée suivant la direction de la vitesse air Va. Le vecteur dW de variations de vent instantané présente alors une valeur non nulle suivant cette direction, qui produit une projection PS non nulle. Après filtrage, la projection dW2 présente une augmentation très rapide et significative, qui franchit la valeur seuil. L'ensemble de détection de panne 34 détecte alors quasi-immédiatement une panne, qui est signalée à l'équipage de l'aéronef 12 par l'ensemble de déclenchement 36, pour être traitée par l'équipage.

En variante, d'autres méthodes d'élaboration du vecteur dW des variations du vent, de la projection PS de ce vecteur dW, ou/et du filtrage de ces variations peuvent être mis en oeuvre. Par ailleurs, le seuil de comparaison du scalaire obtenu peut être rendu dépendant d'autres paramètres de vol, par exemple la phase de vol (palier, montée, descente, etc.) en fonction du compromis performance de détection / taux de fausses alarmes souhaité. Dans l'exemple qui vient d'être décrit, la projection PS est effectuée sur deux axes, en utilisant la vitesse air horizontale Va. En variante, la projection peut être effectuée sur trois axes, en utilisant toutes les composantes de la vitesse air Va. Dans une autre variante, le vecteur dW des variations du vent peut être projeté sur la direction du vecteur d'une vitesse géographique Vg de l'aéronef, tel que la vitesse sol Vs. Cette projection détecte préférentiellement des anomalies sur les capteurs géographiques 62, 64, 66 tels que les capteurs inertiels, ou les capteurs de positionnement géographique.

Une combinaison d'une surveillance fondée sur la projection du vecteur dW des variations du vent sur une vitesse air et d'une surveillance fondée sur la projection du vecteur dW des variations du vent sur une vitesse géographique couvre l'ensemble des capteurs 62, 64, 66 du monde inertiel et des capteurs 40 à 46 du monde anémométrique.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1.- Procédé de détermination d'une panne d'au moins un capteur (40 à 46 ; 62 à 66) présent sur un aéronef (12), comprenant les étapes suivantes : - mesure d'une vitesse air (Va) de l'aéronef (12) ; - mesure d'une vitesse géographique (Vg) de l'aéronef (12); - détermination d'un vecteur vent instantané (Vv), sur la base de la vitesse air (Va) et de la vitesse géographique (Vg) mesurées ; caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - établissement d'un vecteur (dW) de variations de vent instantané, sur la base du vecteur vent instantané (Vv) déterminé ; - projection du vecteur (dW) de variations de vent instantané sur la direction du vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef (12); - détermination de la présence d'une panne en fonction de la projection obtenue.
2. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la présence d'une panne comporte la comparaison de ladite projection avec un seuil donné.
3. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur du seuil donné varie en fonction de la phase de vol.
4. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de filtrage de ladite projection avant l'étape de détermination de la présence d'une panne, à l'aide d'un filtre angulaire passe bande centré sur la direction de la vitesse air ou géographique.
5. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de filtrage comporte la normalisation de la projection obtenue pour obtenir une projection normalisée, puis la mise à la puissance N de la projection normalisée.
6. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de projection comporte le calcul du produit scalaire (PS) entre le vecteur (dW) de variations de vent instantané et un vecteur unitaire coaxial à la direction du vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef. T- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'établissement du vecteur de variations de vent instantané comporte l'établissement d'une différence entre le vecteur vent instantané (Vv) et un vent instantané moyen (Vv).8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le vent instantané moyen (Vv) est déterminé à partir d'une moyenne glissante du vecteur vent instantané (Vv). 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'étape d'établissement du vecteur (dW) de variations de vent instantané comporte l'établissement d'une somme de différences (dS) entre le vecteur vent instantané (Vv) et le vent instantané moyen (Vv) sur une période de temps donné. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte la mesure de la vitesse air (Va) dans un repère avion, la mesure de la vitesse géographique (Vg) étant effectuée dans un repère plate-forme, l'étape de détermination du vecteur vent instantané (Vv) comportant un changement de repère de la vitesse air (Va) ou/et de la vitesse géographique (Vg). 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte le déclenchement d'une alarme lorsque la présence d'une panne est détectée à l'étape de détermination de la présence d'une panne. 12.- Système (10) de détection d'une panne d'au moins un capteur (40 à 46 ; 62 à 66) présent sur un aéronef (12), comportant : - un ensemble (20) de mesure d'une vitesse air (Va) de l'aéronef (12) ; - un ensemble (22) de mesure d'une vitesse géographique (Vg) de l'aéronef (12); - un ensemble (26) de détermination d'un vecteur vent instantané (Vv), sur la base de la vitesse air (Va) et de la vitesse géographique (Vg) mesurées ; caractérisé en ce qu'il comporte: - un ensemble (28) d'établissement d'un vecteur (dW) de variations de vent instantané, sur la base du vecteur vent instantané (Vv) déterminé ; - un ensemble (30) de projection du vecteur (dW) de variations de vent instantané sur la direction du vecteur d'une vitesse air ou géographique de l'aéronef (12); - un ensemble (34) de détermination de la présence d'une panne en fonction de la projection obtenue.