Ressources et moyens du DCAS

Les activités de simulation du DCAS se déroulent principalement autour du simulateur de vol ainsi que de suites logicielles développées en interne.

Présentation du simulateur de vol

Le simulateur de vol a été développé au DCAS pour satisfaire les besoins d’enseignement et de recherche, à mi-chemin entre la simulation haut de gamme (simulateurs d’entraînement 6 axes) et la simulation de type individuelle sur micro-ordinateurs.
Il est constitué de :

  1. une cabine équipée des différents types de visualisations présents à bord des avions,
  2. une plate-forme 3 axes de restitution du mouvement,
  3. une visualisation 3D du monde extérieur,
  4. l’ensemble (gestion, simulation, graphisme) est piloté par 8 micros ordinateurs de type PC.
Simulateur de vol du DCAS

L’ensemble des programmes peuvent être modifiés en fonction de la diversité des demandes (expérimentation, démonstrations…) et l’environnement de simulation est entièrement paramétrable (environnement sonore, environnement météorologique, écran de visualisation…), ce qui offre une totale maîtrise de celui-ci. Il est constitué d’un cockpit de FALCON monté sur une plateforme à 3 axes : Roulis, Tangage, et Hauteur, et est composé d’une dizaine d’ordinateurs en réseau afin de pouvoir le gérer et le paramétrer. Voici les éléments principaux qui composent le simulateur :

  • Un noyau de simulation (développé en C)
  • Les EFIS cockpit
  • La visu extérieure 3D (FlightGear Open Source UNIX - OpenGL)
  • Le Matériel

Le fait que tous les programmes soient en intégralité développés au DCAS donne une liberté totale et une maîtrise de la simulation. L’équipe peut être très réactive s’ il y a des modifications à apporter ou des besoins spécifiques notamment dans le cadre d’expériences "facteur humain" par exemple.
Tous ces développements et matériels permettent d’avoir un réalisme et une immersion quasiment totale lors d’une simulation. De plus, de par sa conception, il est aisé de faire communiquer plusieurs visualisations ensemble afin de faire des vols simultanés.

Les EFIS

Les EFIS sont les écrans qui sont devant le pilote. Ils lui servent à connaître l’état de l’avion ainsi qu’à naviguer. Tous les EFIS ont été développé en interne au DCAS. La plupart ont été développé en JAVA2D. Un EFIS « instructeur » a été développé en VB.NET

Le PFD (Primary Flight Display) – JAVA2D

Le PFD (Primary Flight Display) - JAVA2D

Cet EFIS contient les informations d’assiettes, cap, vitesse, altitude, vitesse verticale. Il contient aussi notamment les informations ILS.

Le ND (Navigation Display) - JAVA2D

Le ND (navigation display) - JAVA2D

Cet EFIS permet de connaître la position de l’avion dans l’espace. Il dispose de plusieurs modes d’affichage :

  • mode ILS : affichage ILS
  • mode NAV : affichage balise NAV
  • mode VOR : affichage balise VOR
  • mode ARC : affichage restreint
  • mode PLAN : mode carte fixe, avion mobile

L’ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitoring) – JAVA2D

L'ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitoring) - JAVA2D

Cet EFIS permet de connaître l’état de certains paramètres de l’avion comme par exemple le niveau de puissance moteur, la position des becs et volets ainsi que la température des moteurs.

Le programme ILS (Instrument Landing System) – VB.NET

Le programme ILS (Instrument Landing System) - VB.NET

Cet instrument sert à l’instructeur (qui est en place avant droite du cockpit) Il permet de visualiser les courbes d’approches des élèves.


Un système audio - Visual Basic.NET

Le cockpit est aussi équipé d’un système audio complet afin de reproduire tous les sons que l’on peut entendre dans un cockpit : différentes alarmes, bruit des moteurs, des becs et volets, du train d’atterrissage, de la pluie…


La visualisation 3D

La visualisation extérieure provient d’un programme open-source (FLIGHTGEAR) qui fonctionne sur Linux et qui a été modifié par l’équipe du DCAS afin de répondre aux attentes voulues.

Pour info voici le site officiel de FlightGear : http://www.flightgear.org/. Ce programme permet de faire de la simulation sur n’importe quel aéroport de la planète.

Voici la visualisation 3D FlightGear, qui a été améliorée en interne en rajoutant des éléments 3D et un HUD personnalisé. Les modèles 3D ont été faits avec 3DStudioMax. Le HUD a été fait en le codant en OpenGL, directement dans le code source de FlightGear.

Le matériel

Le simulateur de vol - Le matériel

Simulateur de vol du DCAS - Le matériel
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Les activités de simulation - Suite logicielle aéronautique

Le DCAS dispose d’une suite logicielle développée en interne afin de former les étudiants ainsi que les stagiaires. Il s’agit d’outils de simulation du mouvement de l’avion, de calcul de performances ou d’aide à la conception .Voici les trois programmes les plus utilisés : Longisim, Transsim et Alcazar.

Longisim

Longisim est un logiciel de simulation du mouvement longitudinal de l’avion.

Il permet de faire des simulations en fonction du type d’avion et de ses caractéristiques de vol. Diverses simulations sont disponibles : simulation calculées ou temps réelles, sur courbes ou en 3D Voici ci-dessous quelques captures d’écrans de Longisim :

Transsim

Transsim est un logiciel de simulation du mouvement latéral de l’avion. Il permet de faire des simulations en fonction du type d’avion et de ses caractéristiques de vol. Il dispose des mêmes types de simulation que Longisim.

Programme Alcazar

Le programme Alcazar est un logiciel qui permet de faire l’étude et la conception complète d’un avion de ligne, par exemple de configurer la cabine : rentrer le nombre de sièges pour chaque classe, définir la taille des ailes, empennage, paramétrer les moteurs. Une fois l’avion totalement configuré l’on dispose de plusieurs visualisations afin de voir le résultat ainsi qu’un devis de masse complet. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de fenêtre type d’alcazar :


Les activités de simulation - Suite logicielle spatiale

Equipe Facteurs Humains et Neuroergonomie - simulateur de vol

Le département dispose dans le domaine spatial d’un certain nombre d’outils logiciels complexes de simulation et de conception des systèmes spatiaux développés en interne afin d’être parfaitement adaptés aux besoins de l’enseignement. Voici les trois programmes les plus utilisés : Satorb, Simusat et Simulaunch.

Satorb

SATORB

Logiciel d’orbitographie et d’analyse de mission multi-satellites, multi-stations, il permet l’affichage 2D et 3D de tous types de satellites et constellations ainsi que de multiples analyses d’accès, de visibilités, couvertures et bilans de liaison radio. Des modules d’analyse de missions interplanétaires et terre/lune sont en développement.

Simusat

Simusat

Logiciel de simulation satellite. Les modules disponibles permettent la simulation précise des sous-systèmes énergie et contrôle d’attitude, ainsi qu’une simulation simplifiée du comportement thermique. Ce logiciel, en évolution constante, associé à Satorb est un outil puissant de simulation d’un système spatial complet.

Simulaunch

Simulaunch

Logiciel de simulation de lanceurs


Les activités spatiales

En complément de la suite logicielle ci-dessus, le DCAS dispose d’autres ressources en spatial : la Station sol STELA ; un simulateur satellite.

Une maquette fonctionnelle de micro-satellite

Le DCAS, dans le but d’illustrer les enseignements du domaine spatial, met en œuvre un simulateur de satellite constitué d’une maquette dont les principaux éléments constitutifs sont :

  • un système d’énergie comprenant 4 panneaux solaires sur les faces latérales de la maquette, une batterie et un régulateur,
  • un système de contrôle d’attitude comprenant des actionneurs (tuyères gaz froid, magnétocoupleurs, roues à inertie) et des détecteurs (gyromètres, magnétomètres, senseur stellaire),
  • un calculateur de gestion de bord,
  • un ensemble RF de télécommande/télémesure.
    Afin de reproduire au mieux le comportement du système de contrôle d’attitude, cette maquette est rendue libre en rotation (3 axes) par l’intermédiaire d’un palier sphérique à air.
    Elle est éclairée par une rampe de projecteurs reproduisant la lumière solaire.

La station sol STELA

La station sol STELA

En 1993 a été lancé le satellite radio amateurs Arsène. Dans le cadre de ce projet, développé en collaboration avec le CNES et l’industrie spatiale, SUPAERO était maître d’œuvre de l’ensemble du segment sol.
Dans ce cadre ont été réalisés la station d’émission / réception, l’organisation des opérations de mise à poste et maintien à poste du satellite. Quatre mois après son lancement, Arsène cessait d’émettre.
Un "client" orbital était alors recherché, puis rapidement trouvé... Une nouvelle station a été mise en place à Cayenne pour recevoir les informations en provenance du satellite astronomique HETE réalisé par le Massachusetts Institut of Technology. Stela constitue avec deux autres stations japonaise et américaine un réseau qui retransmet, via internet, les informations en provenance du satellite vers le centre de contrôle du MIT. Opérationnelle depuis octobre 2000 (date du lancement), la station continue après plusieurs années à fonctionner sans défaillance, à raison de 5000 visibilités à assurer annuellement.

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