contrails-moon
Contrails !

Contrails ! Les magiciens d'OZ

OZ display
© OZ Human-Centered Cockpit Display

 

Au pays d'OZ...

Au pays d'OZ, niché au coeur de l'IHMC (University of South Florida ) à Pensacola, les pilotes expérimentés comme les débutants, volent aux instruments avec une aisance inhabituelle, car ils perçoivent leur environnement sous un jour différent.

Deux magiciens, David Still de l'Institute for Human and Machine Cognition, et Leonard Temme (Naval Aerospace Medical Research Laboratory, Pensacola, Florida), nous présentent un symbolisme qui change radicalement la charge de travail et la perception lors du vol aux instruments.

 

IFR

Circuit visuel

scan
Dessin GTH

En vol aux instruments classique, le pilote doit déchiffrer ses instruments séquentiellement, retenir leurs indications, et se construire mentalement une image de la situation, tout en faisant abstraction des sensations de son oreille interne.

Des études ont montré que même un pilote chevronné peut passer 0,5 à 2 secondes sur un seul instrument lors de manoeuvres de routine. Il faut compter au mieux 2 secondes pour un circuit complet des six instruments de pilotage, sans compter les instruments moteurs.

Les possibilités de réaction à une situation imprévue, ou évoluant rapidement sont forcément limitées. La désorientation n'est pas rare (Charm el-Cheikh).

Le Dr Temme nous rappelle que les instruments n'ont guère changé depuis le premier atterrissage aux instruments de Jimmy Doolitle en 1929.

Pour limiter ces problèmes, les procédures ont été encadrées, et l'accent est mis sur l'entraînement au circuit visuel, et l'expérience du pilote.


Les concepts derrière le rideau

scan
© OZ Human-Centered Cockpit Display

Le champ de vision peut se diviser en deux canaux, le canal "focal" mis en oeuvre dans la lecture, et le canal "ambiant", utilisé lors de la locomotion, sans attention consciente. Dans la vie courante ces deux canaux fonctionnent simultanément, comme lorsqu'un automobiliste déchiffre les panneaux tout en prenant un virage.

Le circuit visuel du pilotage aux instruments conventionnel, mobilise le canal focal, ignorant pour une large part, le canal ambiant optimisé pour la locomotion.

Lancé par le Dr Still, OZ fournit toutes les informations nécessaires au pilotage sous une forme graphique, perçue par la vision centrale comme la vision périphérique. OZ ramène de plusieurs secondes à une fraction de seconde, le temps nécessaire à comprendre ce que fait l'avion.

Des résultats saisissants

scan
© OZ Human-Centered Cockpit Display

De nombreux tests en conditions contrôlées ont montré en toutes conditions, une meilleure tenue des paramètres, chez les débutants comme chez les pilotes IFR chevronnés.
Des tests au simulateur en hypoxie, n'ont montré aucune dégradation des performances des pilotes, contrairement au vol aux instruments classiques.

Il a été possible d'observer une constance des performances des pilotes, en toutes conditions de turbulence, même soumis à une double tâche, c'est à dire pilotage aux instruments tout en lisant un texte à voix haute. Les performances dans ces conditions, sont très supérieures à la simple tenue de machine (sans lecture) avec des instruments traditionnels, qui voient une dégradation avec la sévérité de la turbulence.

Les expérimentateurs sont parvenus à faire voler au simulateur deux avions, simultanément contrôlés par le même pilote, effectuant des manoeuvres différentes sur les deux machines.
Cette performance est impensable avec une instrumentation classique.


 

Le symbolisme d'OZ

OZ repose sur deux composantes, joliment nommées "métaphore champ d'étoiles" (starfield metaphor) et "métaphore avion" (aircraft metaphor).

Les étoiles d'OZ

starfield
© OZ Human-Centered Cockpit Display

Le champ d'étoiles décrit l'attitude et la position de l'avion dans l'espace.
Il comporte une ligne d'horizon (en rouge) et des couches d'étoiles situées à des altitudes spécifiques.

Les étoiles défilent vers l'utilisateur à partir d'un point focal au milieu de la ligne d'horizon, matérialisant les altitudes et le déplacement de l'avion. Des routes données peuvent être figurées par des étoiles plus grosses.

Sur l'exemple ci-contre, la ligne d'horizon coincide avec le plan d'étoiles de 5000 ft. La ligne de foi (lubber line, en bleu) fournit l'information de cap (heading).

Les objets (piste, relief, orages, aides-radio) sont situés selon une projection mathématique précise. Sur la figure, trois points verts reliés par une ligne matérialisent la piste voisine.


La "métaphore avion"

vario
© OZ Human-Centered Cockpit Display

L'avion est représenté par un triplan stylisé. Les dimensions et la forme des symboles matérialisent la configuration de la machine, sa vitesse, la puissance affichée et le domaine de vol.
Les symbôles évoluent en fonction de la configuration de la machine, soulageant le pilote des calculs mentaux nécessaires.

La distance séparant les "mâts" (struts) est proportionnelle à la vitesse. Plus elle est grande, plus les mâts s'écartent vers les bouts d'aile, qui repèrent la VNE, tandis que "l'emplanture" indique la vitesse minimale de sustentation dans la configuration actuelle.

La forme des ailes de mouette (bent wings) est une représentation stylisée de la courbe de la puissance nécessaire au vol. L'entreplan figure la puissance nécessaire au vol en palier à la vitesse considérée. La longueur des mâts nous renseigne sur la puissance disponible, tandis que la partie verte indique la puissance affichée.

Nous voyons ici que la puissance affichée est légèrement supérieure à la puissance nécessaire au vol stabilisé à la cette vitesse.

 

Comparaison avec les instruments conventionnels

scan
© OZ Human-Centered Cockpit Display

OZ

Sur cette image, le seuil de piste est à 20° à gauche de l'axe de l'avion, et 5° sous l'horizon. L'avion passe 2000 ft en forte descente, comme nous le montre le nose ring nettement sous l'horizon. Pour maintenir le palier quelle que soit la vitesse, il suffit de centrer le nose ring sur l'horizon.
Les volets sont rentrés, et la vitesse est 5 kt au dessous du repère circulaire (110 kt). La puissance est inférieure à la puissance nécessaire au vol en palier.


scan
© OZ Human-Centered Cockpit Display

Tableau conventionnels

Cette vue conventionnelle est prise au même instant que ci-dessus. Pour appréhendre la situation globale, il faut se concentrer sur chaque instrument séparément. Un coup d'oeil ne suffit plus, et le pilote doit avoir en tête les paramètres de l'avion utilisé, et sa configuration.

OZ gère les paramètres, soulageant le pilote des tâches de mémorisation et de calcul mental, sans prendre les décisions à sa place.


Perspectives

Les UAV

Le concept OZ intéresse l'industrie du drone. Des essais sont en cours. C'est très vraisemblablement par les machines sans pilotes qu'OZ verra ses premières mises en oeuvre. Les esprits y sont plus ouverts que dans le monde aéronautique conventionnel, où la réglementation évolue très lentement. D'autant qu'OZ est capable de faire des choses auxquelles personne n'avait pensé...

Construction amateur

La construction amateur, plus évolutive, est très sensible à ce nouveau concept graphique.
Le forum Blue Mountain Avionics est à cet égard très intéressant.

Pour en savoir plus

La documentation sur OZ peut être téléchargée sur le site de l'Institute for Human and Machine Cognition

website logo   Site de l'IHMC

 

Image courriel  Envoyer un message

 

Precedente   Précédente      
© 2005-2024 Gilles Thesee
Dernière modification le
01-01-2014 à 13:45:13

HTML-Kit Button