Le cockpit d’un avion est un emplacement typique pour l’équipement avionique, y compris les systèmes de contrôle, de surveillance, de communication, de navigation, de météo et d’anticollision. La majorité des avions alimentent leur avionique à l’aide de systèmes électriques à courant continu de 14 ou 28 volts ; cependant, les avions plus grands et plus sophistiqués (comme les avions de ligne ou les avions de combat militaires) ont des systèmes à courant alternatif fonctionnant à 400 Hz, 115 volts AC. Il existe plusieurs grands fournisseurs d’avionique de vol, notamment Panasonic Avionics Corporation, Honeywell (qui possède maintenant Bendix/King), Universal Avionics Systems Corporation, Rockwell Collins (maintenant Collins Aerospace), Thales Group, GE Aviation Systems, Garmin, Raytheon, Parker Hannifin, UTC Aerospace Systems (maintenant Collins Aerospace), Selex ES (maintenant Leonardo S.p.A.), Shadin Avionics et Avidyne Corporation.
Les normes internationales pour les équipements avioniques sont préparées par l’Airlines Electronic Engineering Committee (AEEC) et publiées par ARINC.
CommunicationsEdit
Les communications relient le poste de pilotage au sol et le poste de pilotage aux passagers. Les communications à bord sont assurées par des systèmes de sonorisation et des interphones d’avion.
Le système de communication aéronautique VHF fonctionne sur la bande aérienne de 118,000 MHz à 136,975 MHz. Chaque canal est espacé des canaux adjacents de 8,33 kHz en Europe, 25 kHz ailleurs. La VHF est également utilisée pour les communications en visibilité directe, par exemple d’avion à avion et d’avion à CTA. La modulation d’amplitude (AM) est utilisée, et la conversation s’effectue en mode simplex. La communication entre aéronefs peut également se faire par HF (notamment pour les vols transocéaniques) ou par satellite.
La navigation aérienne est la détermination de la position et de la direction sur ou au-dessus de la surface de la Terre. L’avionique peut utiliser des systèmes de navigation par satellite (tels que GPS et WAAS), INS( système de navigation inertielle), des systèmes de radionavigation au sol (tels que VOR ou LORAN), ou toute combinaison de ceux-ci. Certains systèmes de navigation tels que le GPS calculent automatiquement la position et l’affichent à l’équipage de conduite sur des écrans de cartes mobiles. Les anciens systèmes de navigation basés au sol tels que VOR ou LORAN nécessitent qu’un pilote ou un navigateur trace l’intersection des signaux sur une carte papier pour déterminer l’emplacement d’un avion ; les systèmes modernes calculent la position automatiquement et l’affichent à l’équipage de conduite sur des affichages de cartes mobiles.
MonitoringEdit
Les premières allusions aux cockpits en verre sont apparues dans les années 1970 lorsque des écrans à tube cathodique (CRT) aptes au vol ont commencé à remplacer les affichages, jauges et instruments électromécaniques. Un cockpit « vitré » fait référence à l’utilisation d’écrans d’ordinateur à la place des jauges et autres affichages analogiques. Les avions se dotaient progressivement d’un nombre croissant d’affichages, de cadrans et de tableaux d’information qui finissaient par se disputer l’espace et l’attention des pilotes. Dans les années 1970, un avion moyen comptait plus de 100 instruments et commandes de cockpit.Les cockpits vitrés ont commencé à voir le jour avec le jet privé Gulfstream G-IV en 1985. L’un des principaux défis des cockpits vitrés est d’équilibrer la part de contrôle automatisé et la part de contrôle manuel du pilote. En général, ils essaient d’automatiser les opérations de vol tout en gardant le pilote constamment informé.
Système de contrôle de vol d’avionModifier
Les aéronefs disposent de moyens de contrôle automatique du vol. Le pilote automatique a été inventé pour la première fois par Lawrence Sperry pendant la Première Guerre mondiale pour faire voler des avions bombardiers suffisamment stables pour atteindre des cibles précises à partir de 25 000 pieds. Lorsqu’il a été adopté par l’armée américaine, un ingénieur de Honeywell était assis sur le siège arrière avec des coupe-boulons pour déconnecter le pilote automatique en cas d’urgence. De nos jours, la plupart des avions commerciaux sont équipés de systèmes de contrôle de vol afin de réduire les erreurs et la charge de travail des pilotes à l’atterrissage ou au décollage.
Les premiers pilotes automatiques commerciaux simples étaient utilisés pour contrôler le cap et l’altitude et avaient une autorité limitée sur des choses comme la poussée et les surfaces de contrôle de vol. Dans les hélicoptères, l’auto-stabilisation était utilisée de manière similaire. Les premiers systèmes étaient électromécaniques. L’avènement des commandes de vol électriques et des surfaces de vol électro-actionnées (plutôt que les systèmes hydrauliques traditionnels) a augmenté la sécurité. Comme pour les écrans et les instruments, les dispositifs critiques qui étaient électromécaniques avaient une durée de vie limitée. Avec les systèmes critiques de sécurité, le logiciel est très strictement testé.
Systèmes de carburantEdit
Le système d’indication de la quantité de carburant (FQIS) surveille la quantité de carburant à bord. A l’aide de divers capteurs, tels que des tubes de capacitance, des capteurs de température, des densitomètres &des capteurs de niveau, l’ordinateur du FQIS calcule la masse de carburant restant à bord.
Le système de contrôle et de surveillance du carburant (FCMS) signale le carburant restant à bord de manière similaire, mais, en contrôlant les pompes &vannes, il gère également les transferts de carburant autour des divers réservoirs.
- Contrôle du ravitaillement pour charger jusqu’à une certaine masse totale de carburant et le distribuer automatiquement.
- Transferts pendant le vol vers les réservoirs qui alimentent les moteurs. E.G. du fuselage aux réservoirs d’ailes
- Contrôle du centre de gravité transferts des réservoirs de queue (Trim) vers l’avant vers les ailes au fur et à mesure que le carburant est dépensé
- Maintien du carburant dans les extrémités des ailes (pour aider à empêcher les ailes de se plier à cause de la portance en vol) &transfert vers les réservoirs principaux après l’atterrissage
- Contrôle du largage du carburant pendant une urgence pour réduire le poids de l’avion.
Systèmes d’évitement des collisionsModifié
Pour compléter le contrôle du trafic aérien, la plupart des gros avions de transport et de nombreux petits avions utilisent un système d’alerte de trafic et d’évitement des collisions (TCAS), qui peut détecter l’emplacement des avions proches et fournir des instructions pour éviter une collision en vol. Les petits avions peuvent utiliser des systèmes d’alerte de trafic plus simples, tels que le TPAS, qui sont passifs (ils n’interrogent pas activement les transpondeurs des autres avions) et ne fournissent pas d’avis pour la résolution des conflits.
Pour aider à éviter les impacts sans perte de contrôle (CFIT), les avions utilisent des systèmes tels que les systèmes d’avertissement de proximité du sol (GPWS), qui utilisent des altimètres radar comme élément clé. L’une des principales faiblesses du GPWS est l’absence d’information « look-ahead », car il ne fournit qu’un « look-down » de l’altitude au-dessus du terrain. Afin de surmonter cette faiblesse, les avions modernes utilisent un système d’avertissement de conscience du terrain (TAWS).
Enregistreurs de volModification
Les enregistreurs de données de cockpit des avions commerciaux, communément appelés « boîtes noires », stockent les informations de vol et l’audio du cockpit. Ils sont souvent récupérés d’un avion après un crash pour déterminer les réglages des commandes et d’autres paramètres pendant l’incident.
Systèmes météorologiquesModification
Les systèmes météorologiques tels que le radar météorologique (généralement Arinc 708 sur les avions commerciaux) et les détecteurs de foudre sont importants pour les avions volant de nuit ou dans des conditions météorologiques de vol aux instruments, où il n’est pas possible pour les pilotes de voir le temps qu’il fait. De fortes précipitations (détectées par le radar) ou de fortes turbulences (détectées par l’activité de la foudre) sont toutes deux des indications d’une forte activité convective et de fortes turbulences, et les systèmes météorologiques permettent aux pilotes de dévier autour de ces zones.
Les détecteurs de foudre comme le Stormscope ou le Strikefinder sont devenus suffisamment bon marché pour être pratiques pour les avions légers. En plus du radar et de la détection de la foudre, des observations et des images radar étendues (telles que NEXRAD) sont maintenant disponibles grâce aux connexions de données par satellite, ce qui permet aux pilotes de voir les conditions météorologiques bien au-delà de la portée de leurs propres systèmes en vol. Les affichages modernes permettent d’intégrer les informations météorologiques avec les cartes mobiles, le terrain et le trafic sur un seul écran, ce qui simplifie grandement la navigation.
Les systèmes météorologiques modernes comprennent également la détection du cisaillement du vent et des turbulences, ainsi que des systèmes d’avertissement du terrain et du trafic. L’avionique météorologique embarquée est particulièrement populaire en Afrique, en Inde et dans d’autres pays où le voyage aérien est un marché en croissance, mais où le soutien au sol n’est pas aussi bien développé.
Systèmes de gestion des aéronefsModification
Il y a eu une progression vers le contrôle centralisé des multiples systèmes complexes qui équipent les aéronefs, y compris la surveillance et la gestion des moteurs. Les systèmes de surveillance de la santé et de l’utilisation (HUMS) sont intégrés aux ordinateurs de gestion des aéronefs pour donner aux responsables de la maintenance des avertissements précoces sur les pièces qui devront être remplacées.
Le concept d’avionique modulaire intégrée propose une architecture intégrée avec des logiciels d’application portables sur un ensemble de modules matériels communs. Il a été utilisé dans les chasseurs à réaction de quatrième génération et dans la dernière génération d’avions de ligne.