Comment automatiser les vols des drones sans compromettre la sécurité?
Le défi de l'automatisation
Les aéronefs sans pilote offrent la possibilité unique d'automatiser les opérations de vol à grande échelle. Cela permet de réaliser des études de rentabilité et des applications durables qui étaient auparavant impossibles avec des aéronefs pilotés. Les pilotes de drones et de taxis volants ne sont plus obligés d'exécuter manuellement des commandes pour maintenir les ailes à l'horizontale ou suivre l'itinéraire souhaité - ce que l'on appelle le "pilote dans la boucle". Au lieu de cela, ils sélectionnent un point de passage ou une manœuvre sur leur station de contrôle au sol, qui est ensuite exécutée automatiquement. Ce type d'interaction humaine est appelé "pilote dans la boucle". Il permet aux pilotes de déplacer leur capacité cognitive du pilotage de base de l'avion vers la gestion du vol et la résolution de problèmes.
Les aviateurs connaissent le concept des 5 P depuis longtemps. Il provient de l'armée britannique, il a environ un siècle, et signifie "Une bonne planification permet d'éviter les mauvaises performances". Transposée à l'aviation sans pilote, l'automatisation doit également couvrir le processus de planification des vols et les décisions de départ ou d'annulation qui s'y rapportent afin d'identifier les conditions dangereuses avant le décollage.
Environnement opérationnel complexe
De par leur nature même, les drones et les taxis volants sont sensibles aux conditions météorologiques. La vitesse du vent, les précipitations, la visibilité, les couches nuageuses et le risque de givrage ne sont que quelques-uns des paramètres qui influencent considérablement chaque vol. Lorsque l'on vole près du sol, le terrain et les obstacles constituent une menace constante et les performances et l'endurance de l'aéronef sont limitées. Dans le monde actuel de l'aviation commerciale, ce type d'opérations de vol n'est effectué que par des opérateurs spécialisés avec des pilotes hautement qualifiés - par exemple, les hélicoptères médicaux d'urgence ou les services aux plates-formes pétrolières offshore. L'aviation sans pilote est donc confrontée à deux problèmes. Le premier consiste à opérer dans ces conditions environnementales. Le second est de réduire l'implication humaine sans sacrifier la sécurité des vols.
La technologie au service du progrès
La tâche consistant à remplacer un pilote par la technologie ne peut être résolue qu'à l'aide de données - beaucoup de données. La Smart 4D Trajectory d'Unisphere est l'outil qui permet de générer ces informations. Pour chaque vol, de multiples sources de données sont combinées pour générer une représentation précise des conditions de vol sur l'ensemble de la route. La route elle-même est représentée en quatre dimensions en termes de trajectoire, de profil vertical et de temps. L'aéronef est représenté avec ses limites en termes de cellule et de charge utile, mais aussi par le biais d'un modèle de performance, dont la complexité peut varier d'une masse ponctuelle avec des valeurs caractéristiques au calcul explicite de la portance, de la traînée et de la propulsion, en fonction de l'application. Les conditions environnementales sont modélisées à l'aide de données météorologiques à haute résolution. Plus de 1 000 paramètres sont disponibles dans le monde entier avec un maillage horizontal de 90 m et temporel de 5 minutes. La simulation prend également en compte les données d'élévation du terrain ainsi que d’autres types d’informations aéronautiques. La combinaison de ces sources crée un ensemble de données qui représente avec précision les conditions auxquelles l'avion sera confronté en vol.
La Smart 4D Trajectory d’Unisphere inclut également le savoir-faire des pilotes transféré dans des algorithmes d'évaluation automatisés. Dans une deuxième étape, les données sont analysées pour générer des informations sur la faisabilité et le risque d'un vol. En utilisant la puissance de calcul et les possibilités de modularité du cloud, Unisphere calcule et évalue actuellement environ 30.000 trajectoires par jour. Actuellement, un interfaçage avec les fournisseurs de services U-Space est prévu pour intégrer les données du trafic aérien en temps réel, ce qui permet une replanification instantanée en vol.
La NOVA plateforme de operations de Unisphere est le fruit du savoir-faire de l'aviation commerciale transféré dans un logiciel. La Smart 4D Trajectory intégrée est une technologie clé pour automatiser l'exploitation des drones BVLOS et des eVTOL, réduisant ainsi l'interaction humaine pour chaque vol.