L'Interface Homme-Machine

Fusion de données ...

Radar, Optronique, Spectra, Liaison de données L16, IFF et autodirecteurs des MICA, sont autant d'éléments capable de transmettre des informations au pilote. Ces informations étant nombreuses et souvent relevées par plusieurs capteurs, il est alors nécessaire d'en faire une synthèse avant de la présenter au pilote.

C'est le calculateur modulaire EMTI (Ensemble modulaire de Traitement de l'Information) qui accomplit cette fusion. Pas moins de 19 modules le compose, disposant pour chacun d'entre eux d'une puissance de calcul 50 fois supérieure aux appareils de génération précédente.

Cette fusion de données contribue à réduire la charge de travail du pilote qui dispose alors de pistes précises et fiables dans un environnement clair et synthétique.

Elle s'effectue en trois étapes :

- Elaboration de la piste et affinage des informations fournie par les capteurs.

- Compensation des limitations inhérentes à chaque capteur : longueur d'onde, champ de vision, distance, résolution ... Cette opération est effectuée grâce au partage des informations.

- Evaluation du taux de confiance de la piste et suppression des redondances pour éviter tout encombrement inutile.

L'information est alors transmise au pilote via les éléments décrit ci-dessous.

A titre indicatif, le nombre de symboles dans les visualisations est passé de 1000 à 2500 du Mirage 2000 au Rafale.

La cabine ...

 

Climatisée, la cabine obéit au concept HOTAS (Hands On Throttle And Stick) : manette des gaz (à gauche) et mini-manche (à droite) intègrent pas moins de 34 commutateurs : aérofreins, télécommunication, pilote automatique ... Le manche possède un faible débattement, environ 10 mm autour de sa position repos.

 

Les écrans droite et gauche sont tactiles et servent généralement à la gestion des systèmes : armements, carburant, Système de Navigation et d'Attaque, contres mesures, menaces, hydraulique  ... Ils mesurent 15x15cm et sont couleurs haute définition cristaux liquides.

S'il le souhaite, le pilote peut intervenir sur le contenu des écrans via des "tracks balls" situés sur le manche et la manette des gaz.

NB : le pilote est équipé de gants spécialement conçus pour l'usage des écrans tactiles. Sans coutures, dotés d'une peau de chamois sur le dos des doigts pour faciliter leur nettoyage et d'une maille thermostable sur le dessus de la main destinée à éponger le visage.

L'écran central, dit "tête moyenne" est collimaté à l'infini. De grande dimension, 25.4 x 25.4 cm, son champ est de 20°x20° et permet l'affichage de la situation tactique (SITAC) grâce à la fusion des données provenant de l'ensemble des capteurs de l'avion, le tout superposable à une carte de navigation ou à des images satellites.

On y trouve représentées les actions à moyens et long terme.

Les enveloppes de tir des armements y figurent également (représentées par des bulles de couleur calculées en temps réel et associées à la NEZ (No Escape Zone) de l'armement sélectionné.

Le HUD (Head Up Display) est grand angle, 30° x 22° (contre 15x20 sur le Mirage 2000) et est compatible pour la projection d'une imagerie infrarouge. Il s'agit d'un modèle CTH 3022.

Notez :

  • l'indicateur de situation horizontale (petit écran sur la droite)
  • le poste dialogue système (double écran sur la gauche) : radio, navigation, IFF, etc.
  • le commutateur "Stores A/A, ST1 et ST2" à gauche
  • l'activation de la crosse d'arrêt sur la gauche 

Head Up Display (HUD) ... Grand angle : 30° x 22°

 

 

Rafale M vu à travers le HUD d'un autre Rafale.

Vitesse indiquée : 323 kts

Cap suivi : 340°

Le chiffre 192 indique le relèvement du prochain waypoint

 

 

 

 

Visualisation en situation air-air.

Notez le bulle d'enveloppe de vol du missile, de même que la coupe dans le plan vertical.

 

 

Image provenant du Pod Damocles. Transmise sur les visualisations latérales, elle permet d'observer des hélicopter lybiens Mi-24 Hind.

Un aperçu des données visualisées sur les VTL :

Extraits de la vidéo "Global punch" de Dassault aviation. Notez :

- la présence des symboles d'emport en point 3 de voilure sur l'image en bas à droite,

- la situation tactique présente sur la visualisation tête moyenne (avec coupe verticale),

- les emports symbolisés : RPL, Magic II, Mica, Scalp et les 125 obus disponibles pour le canon,

- la présence de missiles Magic II en extrémité de voilure est une configuration désormais inutilisée,

- Etc.

Selon Air Fan n°271, le tir Mica est matérialisé via 2 possibilités : Maximum Range (matérialisé par un trait pointillé) ou No Escape Zone (trait continu). En combat "visuel", la limite courte est également matérialisée. L'incitation au tir apparaît sous la forme du mot "Shoot".

La fusion de données sur Rafale

Le HUD, instrument indispensable pour l'appontage ...

 

Ci-contre, un aperçu des informations présentes sur le HUD :

  • Vitesse moyenne = 125 kts
  • Altitude (niveau) = de 500 ft à "0"
  • Facteur de charge = env. 1g (G x.x)
  • Carburant restant (?) = de 1470 à 1430 kg
  • Le symbole "APP" doit correspondre à un mode "approche"
  • Angle d'attaque : entre 15° et 16°
  • Cap = 080°
  • Information de communication avec le pont d'envol (fréquence ?)
  • Horizon artificiel
  • ...

... de jour comme de nuit ...

 

 

 Appontage de nuit ...

Sur F-18, l'appontage se fait au miroir de jour comme de nuit. Sur le Rafale, tout se fait au viseur (vent de travers, déplacement du porte avions ...). 3 brins d'arrêt séparés de 13 mètres sont disponibles, appelés Athéna, Aphrodite et Andromède. Le premier (Athéna) se trouve à 45 mètres du début du pont d'envol.

L'arrêt se fait sur 97 mètres en moins de 3 secondes.

 

 

Première mondiale : le collimateur tête haute 

numérique bichrome.

 

Salon du Bourget 2011.

Commandes vocales

Egalement appelée DVI (Directe Input Voice).

Intégrée au Rafale afin de :

- soulager le pilote dans l'exécution de certaines tâches,

- lui permettre de garder le plus possible les mains sur le manche et la manette des gaz,

- éviter d'avoir à regarder dans le cockpit lors d'évolutions délicates

- ...

Elle permet ainsi le changement de fréquences radio et de codes IFF, de sélectionner les modes de navigation, la modification d'échelles sur les écrans, etc.

La langue choisie est l'Anglais. Néanmoins, la reconnaissance vocale nécessite d'utiliser des termes précis et concis. L'ordre doit être exécuté en une demi-seconde (200 ms).

Le vocabulaire "connu" du Rafale va de 130 à 250 mots.

L'essentiel de la technologie réside dans le filtre réalisé sur le bruit de fond de la cabine qui peut atteindre 90 décibels.

Activer la DVI nécessite de presser une commande sur la manette des gaz. L'apprentissage prend de 15 minutes à 1 heure selon le nombre de mots choisis.

Sources Air Fan n° 297

AGCAS : Automatic Ground Collision Avoidance System

En cours de développement pour Standard F3R.

Fonction dite "recovery" activée d'un simple appui réflexe sur une commande installée au dessus du manche sur la planche de bord.

Ce système, couplé au pilote automatique, est conçu pour extraire automatiquement l'appareil d'une position inusuelle en le rétablissant au plus vite dans une situation saine : ailes à plat et légère montée.

Cette alarme "ground watch" est activée au "fence in", c'est à dire au passage de la ligne de front.

Après l'apparition d'alarmes sonores et visuelles sur l'ensemble des visualisations du cockpit, le standard F3R ambitionne d'automatiser la détection du danger : mise en descente sur le dos à hauteur réduite, manoeuvre violente dans le plan vertical, désorientation spatiale du pilote ou "G-loc".

Ce programme nécessite synchronisation des commandes de vol et fichier de suivi de terrain.

Visite cabine, suivez le guide ...

La version biplace ...

La place arrière est similaire à la place avant à quelques éléments près :

  • Une caméra située sur la casquette du tableau de bord avant permet d'alimenter la VTH arrière
  • Il n'est pas possible d'assurer le déclenchement d'un tir en place arrière (manche dépourvu de gâchette de tir) (Merci à Sébastien Lallemand pour sa participation ;-) )
  • Mieux ventilée, la cabine biplace s'avère plus silencieuse que le monoplace
  • Le passager arrière peut à tout moment débrayer les commandes (manche et manette) afin de ne pas gêner le pilote en utilisant celles-ci pour ces propres besoins (utilisation HOTAS)
  • ...

A noter que les performances aérodynamiques monoplaces et biplaces sont similaires.

En comparaison, voici un aperçu des autres appareils du marché. Le Typhoon ...

... le Gripen ...

 

... Le F/A-18F Super Hornet place avant ...

 

... le F-15E Strike Eagle, place avant et place arrière ...

... le F-16C Fighting Falcon ...

 

... le Su-30 Flanker, place avant et place arrière ...

... le F-35 Lightning II ... (pas de HUD, c'est le casque du pilote qui assure toutes les fonctions)

... et le F-22 Raptor

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