Les équipements de communication et de radionavigation du SA.
Dans notre précèdent article nous avons abordé les différents emplacements des équipements de communication et de radionavigation dans les baies d’équipements du SA, ceux qui constituaient dans l’ombre la cheville-ouvrière des systèmes.
Maintenant on va essayer de montrer la face visible de l’iceberg, les commandes et les emplacements dans le poste de pilotage. Les mêmes que ceux sur les Concorde de série mais pas toujours disposés au même endroit.
En comparant le « PILOT’S NOTES (Concorde pré-série) » manuel de vol pilote pour les deux avions de pré-série à gauche, datant du début des vols pré-série (1971 pour le 01) et cette photo de la console centrale, on peut decouvrir quelques petites differences dans la disposition des commande.
Remarque importante : comme on a déjà évoqué precedemment SA est arrivé à Athis depourvu de l’ensemble des boitiers de commande radio et des instruments de vol. Chaque fois que cela était possible, on a comblé les manques par des pièces d'origine Concorde, mais quand cela ne l’était pas, les emplacements vides ont été pourvus d’équipements assurant la même fonction mais provenant d’autres aéronefs.
Le meilleur exemple est le Standard d'exploitation radio. Cet ensemble est prévu pour permettre à chacun des quatre membres d'équipage (pilote - copilote - ingénieur - premier observateur) d'exploiter tous les différents sous-ensembles radio de communication et navigation installés dans l'avion. A partir des commutateurs, différentes possibilités d'émission ou d'écoute sont offertes aux membres d'équipage:
- émission sur les voies VHF 1 - VHF 2 - HF 1 - HF 2 - INT - INT CAB - PA
-réception sur les voies: VHF 1 - VHF 2 - HF 1 - HF 2 - INT - INT CABIN - P - MARKER NAV 1 (VOR 1 - ILS 1 - DME 1) NAV 2 (VOR 2 - ILS 2 - DME 2) ADF 1 - ADF 2.
Commençons par la communication :
Pas besoin d’expliquer l’impératif pour les pilotes et les contrôleurs de la navigation aérienne de connaitre la position exacte des aéronefs dans les zones terminales des aéroports (surtout par faible visibilité), ou dans l’immensité du ciel au-dessus du désert ou de l’océan.
SA disposait de deux types de radios pour la communication :
Les boitiers de commande des radios dédiés à la communication sont disposés sur la console centrale entre le pilote et le copilote.
La VHF (Abréviation de l’anglais Very High Frequencies) fréquences radio allouées aux communications dans l'aviation civile, avec un émetteur récepteur utilisé pour les communications à courte et moyenne distance. Différentes sections de la bande VHF sont aussi utilisées pour le trafic aérien et les aides à la radionavigation.
A priori dans SA on ne trouve que les VHF-1 et VHF-2, chacune avec deux positions d’affichage des fréquences, une position dite « active » et une position de « présélection » ou la fréquence juste utilisée auparavant.
Pour gagner du temps (commes les fréquences sont souvent connues d’avance) les pilotes preselectionnent la frequence suivante, mais par précaution quand ils passant sur la nouvelle, ils conservent la précédente en cas d’impossibilité de joindre la nouvelle fréquence affichée pour pouvoir revenir sur la précédente qui était active.
Toujours en prenant comme référence le PILOT’S NOTES à l’emplacement de la VHF-3.
Dans SA se trouve ce rappel des coordonnées géographiques importantes à insérer dans les centrales inertielles durant les essais en vol.
La HF (Abréviation de l'anglais High Frequencies) Emetteur récepteur radio dédié aux communications à très longue distance.
En raison du besoin des fréquentes communications avec la base d’essais, SA était équipe de 4 émetteurs récepteurs HF accessibles aux deux pilotes et au mécanicien navigant, principalement on les utilisait durant les essais en vol.
À cause du niveau élevé du bruit de fond rencontré en HF, les équipages préfèrent souvent réduire le volume sonore de leurs récepteurs HF jusqu'à ce qu'ils soient alertés par la veille SELCAL d'un message sonore et lumineux, qui leur est spécifiquement adressé.
SELAC, (Abréviation de l'anglais Selective Calling System) équipement d’appel sélectif pour les liaisons radio. Les aéronefs commerciaux équipés de radio reçoivent un code (en générale une combinaison de 4 lettres) qui fonctionne pour la VHF et la HF, ainsi une station de base au sol peut entrer en contact direct par ce code avec un avion.
Ci-dessous le rappel du code sur la planche de bord juste en dessous de rappel de l’immatriculation.
Continuons avec l’identification en vol.
Le TRANSPONDEUR
Pour aider à leur identification par les radars sol les avions sont équipés de transpondeurs (émetteur–répondeur). Les cadrans des transpondeurs vont de zéro à sept inclus. Le plus petit code possible est 0000 et le plus élevé est 7777. Il y a 4096 combinaisons possibles.
Le radar secondaire du contrôle aérien émet un signal d'interrogation constitué d'une impulsion codée à laquelle le transpondeur répond par une autre impulsion codée. La réponse décodée apparaît sur l'écran radar au sol sous forme d'un plot, accompagné du code à quatre chiffres de l'aéronef.
En affichant dans SA le code 5431 voilà ce qu’aurait vu le contrôleur sur son écran radar.
RADAR (acronyme de RAdio Detection And Ranging) une explication très simplifiée un radar est constitué d'un émetteur associé à un récepteur et à un calculateur d'affichage. Son fonctionnement est basé sur le principe de l'écho. L'émetteur génère une impulsion qui, comme toute onde électromagnétique se propage dans l'atmosphère à la vitesse de la lumière lorsque cette impulsion frappe un obstacle une partie importante de cette impulsion est réfléchie et retourne vers son point de départ et visualisé sur l’écran du contrôleur.
Et maintenant la navigation.
Les radios dédiés à la radionavigation sont disposés sur le haut de la planche de bord face au pilote et le copilote de part et d’autre de l’AFCS et sur la planche de bord.
Les VOR (abréviation de VHF Omnidirectional Range) un système de positionnement radioélectrique fonctionnant avec des fréquences VHF.
Un récepteur de radionavigation VOR, permet de déterminer le relèvement magnétique d’un aéronef par rapport à une station radioélectrique au sol (balise émetteur VOR), dont la position est connue. Le relèvement magnétique d’un aéronef par rapport à un VOR s'exprime par le rayon issu du VOR, sur lequel l’aéronef se trouve. Chaque rayon issu de la balise est appelé un radial. Dans 90% des cas, une station VOR est couplé à une station DME, permettant ainsi à l'avion de connaître aussi la distance directe qui le sépare du VOR-DME. Le dispositif DME est expliqué ci-après.
DME (abréviation de distance measuring equipment) Ce dispositif de mesure de distance est un radio-transpondeur qui permet de connaître la distance qui sépare un avion d'une station au sol. L’avion émet un signal à la fréquence de la balise renseignée par le pilote et la balise renvoie un signal sur une fréquence de réponse avec un retard fixe et précis, ce qui permet à l’équipement de l’avion de calculer le temps de propagation des deux signaux et donc la distance à la balise.
HSI (Abréviation de l'anglais Horizontal Situation Indicator) est un indicateur de position horizontale utilisé dans les avions modernes, qui regroupent plusieurs fonctionnalités auparavant reparties sur plusieurs instruments. Sur Concorde, il regroupe en un seul instrument un conservateur de cap, les indications VOR/ILS, la distance indiquée par le DME, et la vitesse sol indiquée par les centrales inertielles. Le HSI affiche soit les informations radio-magnétiques, soit inertielles au moyen d’un sélecteur.
Dans les grandes lignes, voici quelques dispositifs notables :
L'aiguille jaune est l’index de route, qui vient des dispositifs VOR ou inertielles. La flèche blanche est l’index de cap ou de route pré-affiché sur la pilote automatique.
Au centre en jaune, la barre d’écart par rapport à la route ou la radial ILS (axe de la piste).
Sur la droite, sous le drapeau G/S, est l’indicateur d’écart (Glide Slope), indiquant lors d’une approche ILS, l’écart en “hauteur” par rapport à l’axe d’approche vertical.
Le tout est superposé à une rose des vents mobile.
ADF (Automatic Direction Finder) Un radiocompas ou radiogoniomètre est un récepteur radio embarqué à bord d'un avion lui permettant de recevoir et d'indiquer la direction de balises ou de radiophares par rapport à l'aéronef et aux points cardinaux. Ce récepteur comporte une rose graduée de 0 à 360° (compas), sur laquelle tourne une aiguille indiquant la direction de la station. Il est utilisé comme aide à la navigation.
Il existe deux types de balises radio au sol :
le Locator : en général implanté dans l'axe d'une piste, il a une portée réduite (20 à 50 km) ;
Ces balises au sol fonctionnent dans la plage de fréquences de 190 à 1 750 kHz et sont identifiées par un code morse.
RMI (abbreviation de Radio Magnetic indicator) Le RMI intègre une rose mobile recalée automatiquement. Chacune des aiguilles peut pointer vers un NDB, un Locator ou un VOR en fonction de ce que l'utilisateur a sélectionné.
ADI (abbreviation de Attitude Display Indicator) L’indicateur d'attitudes, plus connu sous le nom d’horizon artificiel, est un instrument de bord qui présente une partie des informations de pilotage, entre autres : attitudes, barres de tendances et numéro du directeur de vol, et les écarts ILS.
Par rapport à un horizon artificiel classique. Celui-ci dispose notamment de deux barres de tendances (horizontale et verticale) roulis et tangages, elles sont pilotées par le directeur de vol sélectionné (pilote automatique).
Toutes ces indications sont utiles au pilotage de l'aéronef, en particulier dans le cas du vol aux instruments en l'absence de référence visuelle extérieure, d'où son nom usuel d'horizon artificiel.
Pour la navigation à longue distance en aviation on utilisait successivement le sextant pour une navigation en utilisant des relevés de la position des étoiles, ensuite des systèmes radio électroniques, Loran surtout utilisé aux USA et le système VLF OMEGA utilisant huit stations émettrices reparties autour du monde et utilisant de très basses fréquences. Le système VLF sera remplacé par l’INS et actuellement l’INS couplé à du GPS.
INS (Abbreviation de Inertial Navigation System) La centrale inertielle utilise des capteurs d’accélération et de rotation afin de déterminer le mouvement absolu d’un avion, elle a l’avantage d’être totalement autonome. Cependant elle présente une dérive de la précision du positionnement, qui est acceptable pour traverser l’Atlantique. Concorde fut un des premiers avions commerciaux à être équipés d’INS. Le programme Apollo a permis de rendre disponible cette technologie à la fin des années 60. Depuis les années 90, les centrales inertielles sont couplées avec du GPS pour corriger la dérive en position. Le GPS indique une position précise chaque seconde, mais n’a pas la dynamique (attitudes, vitesses) offerte par la centrale inertielle.
La centrale assure plusieurs fonctions transmisses au pilote automatique notamment :
Le guidage consiste à maîtriser la trajectoire. Il permet de suivre une trajectoire de référence, qui est matérialisée par des points géographiques.
la navigation assure la position, vitesse et attitude de l’aéronef tout au long du vol.
En insérant par le clavier numérique les points géographique connus d’une route à suivre la centrale renseigne le PA sur la route que doit suivre l’aéronef, qui actionne les gouvernes.
La navigation inertielle permet une navigation entre le point de départ et le parcours entre celui-ci et le point courant, et de retrouver les coordonnées à tout instant.
Pour déterminer la route à suivre SA était équipé de trois systèmes INS indépendants qui sont couplés et redondants.
Ci-dessus le sélecteur permettant de choisir quel couple d’INS alimente les équipements de navigations (instruments, AFCS, PA, DV etc.)
Juste un mot sur l’AFCS ( en Anglais automatic flight control system) ou CADV en français qui est l’installation de commande automatique du vol de Concorde et destinée à assumer le contrôle de l'avion dans tout le domaine de vol, depuis le début de la montée jusqu'à l'atterrissage. Mais vu l’importance de cet équipement il fera l’objet d’un prochain article.
Et pour bien terminer le vol il faut atterrir, pour cela on a les aides suivants :
ILS (abbreviation de Instrument Landing System), est un système d’aide à l’atterrissage. Il permet une approche de précision surtout dans les conditions météorologiques dégradées, et assure un guidage dans le plan vertical et horizontal jusqu’au seuil.
Le système ILS comprend :
Un guidage horizontal appelé LOCALIZER. Permet de savoir si on est bien dans l’axe de la piste. Il émet, grâce à un réseau d’antennes directrices situées dans le prolongement de la piste, un faisceau radioélectrique permettant de fournir au pilote une indication d’écart horizontal par rapport à l’axe de piste.
Un guidage vertical appelé GLIDE SLOPE (ou Glide Path, ou encore Glide). Permet de savoir si on descend avec le bon angle il émet des faisceaux radioélectriques dans le prolongement de l’axe de piste permettant de fournir au pilote une indication d’écart vertical par rapport à la pente de descente nominale.
La plupart des ILS sont couplés avec un DME qui permet de connaître la distance à parcourir pour atteindre le seuil de piste (elle représente la 3e composante de guidage pour une approche de précision).
MARKER radiobalise VHF permettant au pilote de déterminer à quelle distance est le seuil de la piste.
Des émetteurs radio dont les antennes ont un rayonnement vertical sont implantés tout au long de l'axe d'approche, à des distances variables du seuil. Leur rôle est de renseigner le pilote du passage de l'appareil à leur verticale et ainsi de suivre parfaitement le plan de descente.
Voici leur implantation sur le tableau de bord du SA.
Avant de terminer une petite anecdote qui nous a été contée par un ami controleur de la tour d’Orly qui a eu le plaisir de guider SA pour son dernier atterrisage le 20 Mai 1976 à 16.26.
Sachant que pour effectuer ce 314ème et dernier vol, l’ensemble des systemes et des équipement était sérieusement allegés, en touchant la piste le systéme de freinage ne s’est pas activé immediatement, mais grace a la parfaite connessance de la machine l’équipage a pu suffisamment ralantir l’avion pour quitter la piste au bout, en mordant « très legerement la verte », ce qui a soulevé un peu de poussiere… notre ami controleur posa instinctivement la question « Concorde tout va bien ? » un court moment plus tard vint la reponse calme et posée « Maintenant OUI… »
Quelques minutes plus tard Jean Franchi, Gilbert Defer, Ugo Vercherutti et Claude Durand arivant devant les hangars Air France, quittaient la frequence sol d’Orly et coupent definitivement tout, moteurs, radios et équipements du SA.
Merci messieurs…
