Autopilot ALT HOLD & CADC

[spiryth]

On se pose une question par rapport au comportement du F16 avec l'autopilot engagé en ALT HOLD :
- expérience 1 - si on modifie le calage barométrique de l'altimètre, le F16 continue à l'horizontale.
- expérience 2 - si on passe d'une zone basse pression à une autre avec une pression différente, le F16 continue à l'horizontale. (sans toucher au calage, puisqu'on a déjà vu que ça n'avait pas d'effet).
(test fait avec une zone à 1039 hpa et une zone à 988 hpa)

Du coup, pour bien comprendre le truc, les questions sont :
1 - comment ça fonctionne en vrai ?
2 - comment s'est implémenté dans BMS ?

1-je tente de me répondre à moi même.
Vu le Flight manual, on a :

Positioning the PITCH switch to ALT HOLD enables the FLCS to use CADC information to generate commands to the horizontal tails which result in the aircraft maintaining a constant altitude.[…] Control accuracy of 100 feet is provided to 40,000 feet pressure altitude for normal cruise conditions.

Donc l'information d'altitude arrive du CADC. Qui lui toutes les info qui vont bien (static pressure et barrometric setting). Et si je comprend bien c'est bien la pression qui est prise en compte (donc dans l'expérience 2, en vrai, l'avion devrait changer d'altitude pour aller chercher la hauteur avec la même pression).
Mais ça ne répond pas à la question est-ce que le calage a une influence ou pas ? (expérience 1). J'imagine que non....

2-Vu les 2 expérience, il semble que dans BMS, l'autopilot s'en cogne de la pression (et du calage) et que tout se passe comme si c'était une hauteur par rapport au niveau de la mer qui est maintenu (un genre de maintient d'altitude GPS ^^).

Vos avis sur la question ?

[eutoposWildcat]

La pression est une donnée, et l'altimètre n'est qu'une manière de la présenter. Le pilote automatique utilise la donnée, donc il ne devrait pas être sensible au calage de l'altimètre.

Le manuel ne mentionne pas l'utilisation des accéléromètres pour maintenir l'altitude. On en déduirait a priori dans ton exemple 2 que l'avion devrait en effet suivre la pression. Cela dit, peut-être que le manuel résume un peu les choses, et qu'en réalité le pilote automatique utilise plus que la pression. Il faudrait demander à un pilote ce qu'il constate en vrai (s'il peut le constater, parce que la transition n'est peut-être pas violente).

[PePe]

Il y a un des deux fonctionnements qui pose probablement problème...

J'aurais tendance à dire que c'est le cas 1 qui ne se passe pas comme il devrait : l'AP est un maintien d'altitude, et le calage entré sur l'altimètre est poussé jusqu'au CADC puisque le HUD affiche cette altitude QNH. Pourquoi donc alors l'AP irait s'amuser avec la pression alors qu'il a une valeur d'altimètre à disposition ? De plus, en aviation civile, les AP font monter et descendre l'avion lorsque le calage est changé (il est vrai qu'on choisit une valeur d'altitude que l'avion rejoint puis garde).

Ce n'est que mon avis pour ajouter une pièce au débat, hein...

[spiryth]

La pression est une donnée, et l'altimètre n'est qu'une manière de la présenter. Le pilote automatique utilise la donnée, donc il ne devrait pas être sensible au calage de l'altimètre.

la pression est une donnée, ok.
altimètre est une manière de la présenter, ok.
Le pilote auto, je ne sais pas laquelle il a car le CADC est en mesure de lui fournir les 2 informations (le calage barométrique est une information d'entrée du CADC qui est donc capable de l'exploiter : c'est très clair sur le schéma des interfaces système du CADC, sauf erreur de lecture de ma part, ce qui est possible ).

Le manuel ne mentionne pas l'utilisation des accéléromètres pour maintenir l'altitude. On en déduirait a priori dans ton exemple 2 que l'avion devrait en effet suivre la pression.

C'est le comportement que je m'attendais à trouver, d'où l'origine du post et de ma question 2.

Il y a un des deux fonctionnements qui pose probablement problème...

un des 2, ou les 2.
Et le premier cas ne me choque pas. Tu changes le calage, ok, c'est du "cosmétique". que le PA suive, ou qu'il suive pas, l'un ou l'autre comportement ne me choque pas, c'est un choix de programmation des calculo et de l'information qui est échangé.
En revanche, le cas n°2 là, ça me parait très bizarre qu'il ne se passe rien.

[eutoposWildcat]

On lit la même chose dans le manuel : le CADC reçoit également comme donnée le calage barométrique. Ce qui est logique, parce que s'il n'est pas absolument impératif pour le pilote automatique de recevoir une donnée l'altitude pour qu'il effectue un maintien d'altitude, en revanche le calculateur de tir en a besoin, lui, pour le largage des bombes (et sans doute que d'autres systèmes auxquelles je ne songe pas là en ont besoin également).

[akulax]

dans le Fight Manual , la figure 1-54 "CADC and Interfacing Systems" montre que seule l'altitude barométrique est renvoyée du CADC au FCC (Flight Control Computer)

Positionner le bouton PITCH sur ALT HOLD permet au FLCS d’utiliser l’information CADC pour générer des commandes sur les surfaces horizontales qui permet à l’avion de maintenir une altitude constante

rien ne mentionne si l'altitude exploitée par autopilot est celle qui est recalée

voici ce que j'ai trouvé de la part d'un ex pilot f-16 :
"...

I am holding the FLCS design manual in my gnarled, stiff fingers.

The FLCS does not use the 'altimeter' setting. It uses dynamic pressure and static pressure and mach.

It is possible to have static pressure equal to or below 'standard' mean sea level when flying above 1000 feet if it is really cold outside. So sea level is not a player.

The autopilot does not use the FLCS air data, it uses the same data that is displayed on the altimeter and airspeed indicator. It uses the change in altitude from when it is engaged, and is not referenced to sea level. So I rule out an autopilot problem. Besides, anyone using autopilot at low altitude is crazy.

I have also personally witnessed the FLCS react to zero/negative airspeed. Vertical climb, looking over shoulder, speed decays, Gums keeps heading vertical, Viper does a tailslide (heh heh). All FLCS lights come on as angle-of-attack probes go awry and speed becomes negative. Nose falls thru and within2-3 seconds I am flying O.K. reset FLCS caution/warning lights and continue the fight.

out,..."


Info à vérifier ...

[eutoposWildcat]

J'ai trouvé la même chose, en effet. C'est Gums qui l'écrivait sur f-16.net, et nul doute qu'il connaît bien la fonction (au moins telle qu'elle fonctionnait avant le Block 40). A priori ça signifie que le calage de l'altimètre n'a pas d'influence sur le maintien d'altitude. En revanche, l'avion devrait bien automatiquement "suivre la pression", c'est-à-dire monter ou descendre pour rester à la même altitude barométrique, en cas de passage sur une zone de pression différente.

[l3crusader]

La question est intéressante, a l'occase, j'attirerais l'attention du grand manitou ès FLCS a dispenser sa science içi :D

[spiryth]

Merci pour vos recherches et la réponse.

Du coup on aurait :
1-En vrai ça suit la pression (et le calage n'a aucune influence).
2-Dans BMS c'est simplifié : ça suit une hauteur.

@Crus :

[Torti]

Merci pour vos recherches et la réponse.

Du coup on aurait :
1-En vrai ça suit la pression (et le calage n'a aucune influence).
2-Dans BMS c'est simplifié : ça suit une hauteur.

@Crus :

Salut spiryth,
je répond "Yes", mais je corrige ta seconde formulation: "dans BMS c'est simplifié : ça suit une altitude". ...sinon ton avion ferait du suivi de terrain, et dans ce cas ce serait la radiosonde, et non la centrale aéro qui serait connecté au système de commande de vol (FLCS)

Je confirme que le calage altimétrique a une influence purement visuelle (Alti et HUD).
La navigation INS et le système d'arme utilisent quand à eux une altitude baro-inertielle recalée (Zbirec):
- barométrique parce-que l'information de la CADC est plus fiable sur le long terme que l'INS (même en gyrolaser),
- inertielle parce-que l'INS est plus fiable sur le court terme que la CADC (temps de réaction plus rapide des accéléro, et non soumis aux fluctuations de pression),
- recalée parce que toute bon système, aussi fiable soit-il, dérive dans le temps, et qu'il est parfois bon de faire un recalage d'altitude (non modélisé) sur un point remarquable (PI) dont sa hauteur est connue, à l'aide d'un des capteurs de l'avion.

En conclusion, il est normale d'éviter des maintiens d'altitude en TBA avec le PA qui n'a que la CADC comme source d'info. Certains avions français consolide cette information avec un signal de la radiosonde (radio-alti) en dessous d'une altitude de transition d'environ 2000ft pour faire du maintien de hauteur.

Depuis, il existe les fichiers de terrain numérisé....mais c'est une autre histoire !

[Ozone]

Petite question sur un point que j'ai du mal à comprendre : si le PA suit la pression, alors pourquoi le calage n'a pas d'influence?

Si le PA est réglé sur une altitude de 5000ft, la pression n'y sera pas la même selon qu'au niveau de la mer il fasse 990Hpa ou 1030Hpa.
Alors si le PA suit la pression, c'est bien qu'il doit y avoir une référence pour déterminer quelle pression il doit suivre pour rester à une altitude de 5000ft.
Ensuite, il va effectivement suivre la pression, c'est à dire que si la pression MSL change et qu'on laisse le calage identique, alors le PA suivra toujours la même pression et l'avion ne sera plus vraiment à une altitude de 5000ft

[spiryth]

"dans BMS c'est simplifié : ça suit une altitude"

ho que oui !
à force de simplifier, je finis par pas mettre le bon terme au bon endroit

Petite question sur un point que j'ai du mal à comprendre : si le PA suit la pression, alors pourquoi le calage n'a pas d'influence?

car le calage est juste utilisé pour afficher la valeur.

pression réelle par la sonde statique => donnée vers le CADC
donnée de calage => CADC
CADC => afficheur altimétrique = f(pression réelle ; calage)
Mais la donnée d'entrée du PA, n'est pas celle de l’afficheur, mais la valeur "brute" qui est "juste" retransmise par le CADC sans l'info de calage
CADC => donnée d'altitude pour le PA = f(pression réelle)

Ensuite, il va effectivement suivre la pression, c'est à dire que si la pression MSL change et qu'on laisse le calage identique, alors le PA suivra toujours la même pression et l'avion ne sera plus vraiment à une altitude de 5000ft

mais peu importe le calage. Le PA suit la même pression : la donnée de pression "réelle" qu'il a reçu du CADC lors de l'enclenchement du PA (ou lors de l'appui du paddle).

(la modélisation dans Falcon à une limite comme vu plus haut : si la pression réelle varie, l'avion reste à plat).

[Torti]

Alors pour être le plus précis,

il faut savoir que tous les altimètres pneumatique, et même les centrales aérodynamique ne travaille qu'en 1013 mbar, c'est à dire en atmosphère standard. C'est notamment aux alentours de cette pression que les altimètres pneumatiques sont le plus précis, la CAé effectuant quand à elle des corrections numérique.

Le calage permet de travailler "visuellement" (c'est à dire indicateur et HUD) de travailler à d'autre pressions (QFE, QNH...).

Donc une modification du calage altimétrique à une influence sur l'affichage....et c'est tout !

[Ozone]

En fait je n'avais pas compris que le PA recevait une pression de référence du CADC.
Et le calage n'a d'impact que sur les données affichées.

Merci pour ces éclaircissements