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#Actualités du secteur
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Les avions autonomes progressent grâce à des essais réussis de détection et d'évitement radar
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La perspective d'un avion autonome dans nos cieux a progressé après que des campagnes d'essai pour des systèmes de détection et d'évitement basés sur des radars ont atteint des étapes clés aux États-Unis.
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L'utilisation des futurs véhicules aériens autonomes, tels que les drones et les taxis aériens eVTOL, parfois appelés mobilité aérienne avancée (AAM), ne sera possible que si une capacité opérationnelle au-delà de la ligne de visée visuelle (BVLOS) est développée et que sa sécurité est démontrée aux autorités aéronautiques.
La technologie autonome de détection et d'évitement (D&A) constitue un élément fondamental des opérations BVLOS. La technologie D&A permet aux aéronefs d'éviter des objets imprévus dans l'air, y compris ceux qui n'ont pas de transpondeur, comme les drones de loisirs ou les cerfs-volants.
L'un des moyens d'y parvenir est d'utiliser des caméras et des algorithmes de vision par ordinateur. Les systèmes Casia I et Casia X d'Iris Automation, qui utilisent un système de caméra 360˚, sont disponibles depuis avril dernier et sont installés à bord des avions pour fournir la fonctionnalité D&A.
Iris, qui a développé et testé sa technologie au cours des sept dernières années, propose également une version au sol appelée Casia G qui utilise la même technologie.
Les systèmes D&A basés sur des radars fonctionnent différemment des systèmes basés sur des caméras. Ils peuvent utiliser des données provenant de plusieurs sources, notamment des radars au sol et des radars installés sur les avions, pour détecter des objets dans l'air et émettre des commandes permettant d'éviter les collisions.
La capacité de D&A utilisant un radar dans l'air s'est avérée difficile à mettre en œuvre. Les radars doivent avoir une longue portée en raison des vitesses élevées et être capables de distinguer le trafic aérien du fouillis au sol, y compris les voitures en mouvement. Ils ont également besoin d'informations précises sur la localisation pour donner un sens aux échos radar.
Tests de détection et d'évitement d'Honeywell
Deux programmes d'essais différents pour les systèmes D&A basés sur les radars ont récemment été menés à bien aux États-Unis.
L'un à Phoenix, en Arizona, a testé le système radar IntuVue RDR-84K de Honeywell et l'autre à Fort Worth, au Texas, a fait la démonstration du système QuantiFLYTM de Bell. Les deux systèmes ont modifié de manière autonome la trajectoire d'un drone lorsqu'un aéronef sur une trajectoire de collision a été détecté pendant les vols d'essai.
Honeywell a déclaré que les récents tests de son IntuVue RDR-84K ont montré que, pour la première fois, le radar peut détecter le trafic aérien et décider de manière autonome d'un plan d'action sans intervention humaine.
Sapan Shah, chef de produit, mobilité aérienne avancée chez Honeywell Aerospace, a déclaré : "Nous avons mis en place le jeu ultime du poulet, mais le RDR-84K n'a tout simplement pas laissé ces avions se mettre en danger.
"Il s'agit d'un bond en avant en matière de sécurité qui pourrait avoir des répercussions considérables sur l'ensemble de l'aviation."
Trafic non coopératif
Les pilotes et le contrôle du trafic aérien comptent sur les aéronefs coopératifs pour communiquer leur position à l'aide de transpondeurs embarqués. Les objets dépourvus de transpondeur - drones de loisirs, cerfs-volants, oiseaux et avions dont le transpondeur est cassé - sont appelés trafic "non coopératif".
Selon Honeywell, les essais réalisés en Arizona ont montré que le RDR-84K peut détecter le trafic non coopératif lorsqu'il est monté sur des hélicoptères et des drones.
Avec les deux drones en pilotage automatique, les ingénieurs d'Honeywell ont fait voler deux drones quadcoptères directement l'un vers l'autre à 300 pieds au-dessus du sol sur un site de test dans le désert.
Pendant plusieurs vols d'essai, le drone équipé du RDR-84K a détecté le drone "intrus" non coopératif et a évalué sa trajectoire de vol. Il a ensuite calculé une manœuvre d'évitement et pris en charge la navigation - volant à gauche, à droite, en haut, en bas ou s'arrêtant en plein vol, en fonction des vents et d'autres facteurs.
Une fois le danger de collision écarté, le radar a relâché le contrôle du drone et le pilote automatique l'a ramené sur sa trajectoire initiale.
L'équipe a ensuite mis le RDR-84K au défi de faire des rencontres de plus en plus difficiles, par exemple en l'approchant par le bas pour qu'il se fonde dans le fouillis du sol et à partir d'angles décalés, afin de tester la vision périphérique du radar et ses capacités de détection angulaire élevée. Lors d'autres vols, l'équipe a demandé au radar d'attendre plus longtemps avant d'agir, le forçant à effectuer des manœuvres plus agressives.
"Le radar a fait face à tout ce que nous lui avons demandé", a déclaré Larry Surace, ingénieur principal des systèmes pour le RDR-84K, Honeywell Aerospace. "Il a vu le danger immédiatement et a exécuté avec succès de multiples manœuvres d'évitement"
Le petit radar RDR-84K est doté d'un processeur embarqué et utilise la technologie monopulse, un système de faisceaux qui se chevauchent, ce qui augmente la précision et élimine le clutter au sol pour voir les cibles jusqu'à 3 km (2 miles) de distance. Le radar oriente ses faisceaux électroniquement et ne comporte donc aucune pièce mobile.
Bell teste un système basé au sol
Pendant ce temps, à Fort Worth, au Texas, le fabricant d'hélicoptères Bell a testé sa technologie D&A au sol en utilisant son APT (Autonomous Pod Transport) de manière similaire.
Ces essais s'inscrivent dans le prolongement d'un programme de recherche de la NASA, le projet SIO (Systems Integration and Operationalization), qui s'est achevé l'année dernière. Selon Bell, les récents tests ont démontré la capacité de sa technologie à s'intégrer aux systèmes radar au sol.
L'objectif de la démonstration SIO était d'exécuter une mission BVLOS dans un espace aérien complexe en utilisant la technologie D&A pour surveiller l'espace aérien à la recherche d'intrus naturels à l'aide de l'hélicoptère commercial 429 de Bell et de l'aéronef sans pilote APT.
Le système QuantiFLYTM de Bell, une nouvelle unité de communication d'aéronef alimentée par Truth Data qui offre une surveillance automatique des données de vol (FDM), a été utilisé sur le Bell 429 pour enregistrer les données télémétriques de l'aéronef.
Matt Holvey, directeur des systèmes intelligents chez Bell, a déclaré : " Nous sommes ravis de démontrer l'efficacité des solutions de surveillance au sol dans le cadre de l'infrastructure des UAS [systèmes aériens sans pilote].
"La surveillance radar, qu'elle soit aérienne ou au sol, pourrait devenir un élément important de la livraison par drone, des services de taxi aérien et d'autres aspects de l'écosystème des SAM en constante expansion."
Partenaires locaux
Les ingénieurs ont utilisé des systèmes radar pour surveiller l'espace aérien complexe de la zone d'innovation de mobilité (MIZ) d'AllianceTexas et suivre les systèmes d'aéronefs pilotés et sans pilote.
La société d'aviation locale Hillwood a également fourni plusieurs sites pour l'installation des radars, et les essais ont été réalisés au centre d'essais en vol d'AllianceTexas, situé à 6,4 km au nord de l'aéroport Alliance de Fort Worth.
"Nous sommes honorés de nous associer à Bell pour lancer les initiatives d'essai, alors qu'ils travaillent avec la NASA pour jeter les bases de l'avenir des technologies aériennes naissantes", a déclaré Christopher Ash, premier vice-président du développement commercial de l'aviation pour Hillwood. "Les données qu'ils reçoivent de ces efforts permettront à l'industrie de faire progresser la commercialisation de cette technologie sur de multiples plateformes."
De plus, Microsoft a fourni AirSim, un outil de simulation pour la formation de systèmes autonomes, qui a donné à Bell un environnement Digital Twin pour modéliser le vol de l'extension SIO de la NASA dans le monde virtuel avant de traverser le couloir. L'équipe a ainsi pu effectuer des essais simulés en situation réelle de l'avion APT dans un large éventail de scénarios, sans aucun risque pour la sécurité et à une fraction du coût et du temps nécessaires.
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