Contribution to engine-out aircraft trajectory management and control
Contribution à la gestion et au contrôle de trajectoire d’un avion avec panne totale des moteurs
Résumé
Engine-out is an undoubted critical situation for flight safety. The objective of this thesis is to improve the management of emergency manoeuvres for transportation aircraft once all engines go out at a given point during the flight. Here we consider the evolution of the gliding aircraft along a vertical plane possibly leading directly to a safe landing place. The gliding qualities of standard transportation aircraft are first analyzed and reachable areas from given initial situations are established. Once a safe reachable area exists the problem which is tackled here is to develop design principles for a guidance system which makes the aircraft perform a feasible glide trajectory towards such landing area. Reverse dynamic programming is used to build backwards sets of feasible trajectories leading to final conditions compatible with engine-out landing. To get an on-line device to produce efficient directives for the autopilot or the human pilot (through a flight director), a neural network is built from the generated database. Then simulation results are analyzed for validation and further improvements of the proposed approach are considered
La panne de moteur est une situation critique pour la sécurité du vol. L’objectif de cette thèse est d’améliorer la gestion de la trajectoire avion d’urgence dans le cas d’une panne totale de moteur en un certain point de vol alors que l’avion a déjà pris une certaine vitesse et une certaine altitude après le décollage. Dans cette étude, on considère que la trajectoire de vol plané le long d’un plan vertical peut conduire directement à un lieu atterrissage sûr. Les performances d’un avion de transport sont d’abord analysées, et les lieus atteignables sont établis à partir d’une situation donnée initiale. Une fois une zone de sécurité accessible existe le problème qui est abordée ici est de développer un système de guidage qui permet à l’avion d’effectuer une trajectoire faisable vers la zone d’atterrissage. La programmation dynamique inverse est utilisée pour construire en arrière des ensembles de trajectoires faisables vers conditions finales compatibles avec panne de moteur. Afin d’obtenir un dispositif en ligne pour générer des directives efficaces pour le pilote automatique ou le pilote humain (par un directeur de vol), un réseau de neurones est construit à partir de la base de données générée. Ensuite, les résultats de simulation sont analysés pour validation, et d’autres améliorations de l’approche proposée sont prises en considération.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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