RAFALE : Interface Homme Machine

L’Interface Homme Machine du Rafale

La fusion des données

Radar, Optronique, Spectra, Liaison de données L16, IFF et autodirecteurs des MICA, sont autant d’éléments capable de transmettre des informations au pilote.

Dans ces conditions, les données sont nombreuses et souvent relevées par plusieurs capteurs, il est donc nécessaire d’en faire une synthèse avant de la présenter au pilote.

C’est le calculateur modulaire EMTI (Ensemble modulaire de Traitement de l’Information) qui accomplit cette fusion. Pas moins de 19 modules le compose, disposant pour chacun d’entre eux d’une puissance de calcul 50 fois supérieure aux appareils de génération précédente.

En fin de compte, les données fusionnées contribuent à réduire la charge de travail du pilote. Il dispose alors de pistes précises et fiables dans un environnement clair et synthétique.

Elle s’effectue en trois étapes :

• Élaboration de la piste et affinage des informations fournie par les capteurs.
• Compensation des limitations inhérentes à chaque capteur : longueur d’onde, champ de vision, distance, résolution.
• Évaluation du taux de confiance de la piste et suppression des redondances pour éviter tout encombrement inutile.

A titre indicatif, le nombre de symboles dans les visualisations est passé de 1000 à 2500 du Mirage 2000 au Rafale.

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Le cockpit du Rafale

Climatisée, la cabine obéit au concept HOTAS (Hands On Throttle And Stick). Manette des gaz (à gauche) et mini-manche (à droite) intègrent pas moins de 34 commutateurs : aérofreins, télécommunication, pilote automatique … Le manche possède un faible débattement, environ 10 mm autour de sa position repos.

Les écrans droite et gauche sont tactiles et servent à la gestion des systèmes : armements, carburant, Système de Navigation et d’Attaque, contres mesures, menaces, hydraulique  … Ils mesurent 15x15cm et sont couleurs haute définition cristaux liquides. S’il le souhaite, le pilote peut intervenir sur le contenu des écrans via des “tracks balls” situés sur le manche et la manette des gaz.

Des gants spécialement conçus pour l’usage des écrans tactiles équipent les pilotes. Sans coutures, dotés d’une peau de chamois sur le dos des doigts pour faciliter leur nettoyage et d’une maille thermostable sur le dessus de la main destinée à éponger le visage.

L’écran central, dit “tête moyenne” est collimaté à l’infini. De grande dimension, 25.4 x 25.4 cm, son champ est de 20°x20° et permet l’affichage de la situation tactique (SITAC) grâce à la fusion des données provenant de l’ensemble des capteurs de l’avion, le tout superposable à une carte de navigation ou à des images satellites. A sa base, se trouve un “touch pad”, à la manière des ordinateurs portables, afin de permettre au pilote d’intervenir sur le contenu des affichages. On y trouve également 2 molettes destinées aux réglages de l’intensité lumineuse.

On y trouve représentées les actions à moyens et long terme. Les enveloppes de tir des armements y figurent également (représentées par des bulles de couleur calculées en temps réel et associées à la NEZ (No Escape Zone) de l’armement sélectionné.

 

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Un aperçu des commandes présentes dans le cockpit avant

 

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Le HUD (Head Up Display)

Il est grand angle, 30° x 22° (contre 15×20 sur le Mirage 2000) et est compatible pour la projection d’une imagerie infrarouge. Il s’agit d’un modèle CTH 3022, dont les traitements donnent des reflets verts de l’extérieur, et magenta de l’intérieur (la lumière jaune/vert étant une des plus sensible pour l’œil humain).

Notez :

• l’indicateur de situation horizontale (petit écran sur la droite)
• le poste dialogue système (double écran sur la gauche) : radio, navigation, IFF, etc.
• le commutateur “Stores A/A, ST1 et ST2” à gauche
• l’activation de la crosse d’arrêt sur la gauche 

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1 visualisation “tête moyenne” (VTM) et 2 visualisations “tête latérale” (VTL) 

Selon Air Fan n°271, le tir Mica est matérialisé via 2 possibilités :

• Maximum Range (matérialisé par un trait pointillé)
• No Escape Zone (trait continu).

En combat “visuel”, la limite courte est également matérialisée. L’incitation au tir apparaît sous la forme du mot “Shoot”.

Extraits de la vidéo “Global punch” de Dassault aviation :

La sélection des pages affichées sur les VTL est soit automatique, soit effectuée sur la base des commandes au manche. Enfin, le “touch pad” central permet d’intervenir sur n’importe quelle visualisation, en doublon du tactile. Il permet de “cliquer” pour activer diverses fonctions : validation, désignation, etc.

Appontage à bord du Rafale

En plein brouillard, aperçu des informations disponibles à travers le HUD (vidéo ci-dessous) :

• Vitesse moyenne = 125 kts
• Altitude (niveau) = de 500 ft à “0”
• Facteur de charge = env. 1g (G x.x)
• Carburant restant (?) = de 1470 à 1430 kg
• Le symbole “APP” doit correspondre à un mode “approche” ou “appontage”
• Angle d’attaque : entre 15° et 16° (contrôle auto-manette)
• Cap = 080°
• Horizon artificiel
• PD : Plan de Descente (en degrés)
• …

Appontage de nuit (vidéo ci-dessous) d’un Rafale F1. Alors que sur F-18, l’appontage se fait au miroir de jour comme de nuit. Sur le Rafale, tout se fait au viseur (vent de travers, déplacement du porte avions …). 3 brins d’arrêt séparés de 13 mètres sont disponibles, appelés Athéna, Aphrodite et Andromède. Le premier (Athéna) se trouve à 45 mètres du début du pont d’envol. L’arrêt se fait sur 97 mètres en moins de 3 secondes.

Explications de cet appontage de nuit par le Lieutenant de Vaisseau Pierre-Henri “Até” CHUET :

Version bichrome du HUD (Salon du Bourget 2011) :

 

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Les commandes vocales (DVI)

Egalement appelée DVI (Directe Input Voice).

Intégrée au Rafale afin de :

• soulager le pilote dans l’exécution de certaines tâches,
• lui permettre de garder le plus possible les mains sur le manche et la manette des gaz,
• éviter d’avoir à regarder dans le cockpit lors d’évolutions délicates
• …

Elle permet ainsi le changement de fréquences radio et de codes IFF, de sélectionner les modes de navigation, la modification d’échelles sur les écrans, etc.

La langue choisie est l’Anglais. Néanmoins, la reconnaissance vocale nécessite d’utiliser des termes précis et concis. L’ordre doit être exécuté en une demi-seconde (200 ms). Le vocabulaire “connu” du Rafale va de 130 à 250 mots. L’essentiel de la technologie réside dans le filtre réalisé sur le bruit de fond de la cabine qui peut atteindre 90 décibels. Activer la DVI nécessite de presser une commande sur la manette des gaz. L’apprentissage prend de 15 minutes à 1 heure selon le nombre de mots choisis.

Sources Air Fan n° 297

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eTouch Companion ™

Positionné sur le créneau de l’ultra-mobilité, eTouch COMPANION™ est appelé à devenir l’outil indispensable des pilotes d’avions de combat et des maintenanciers civils et militaires.

Intuitivité, efficacité, mobilité » : c’est le triptyque par lequel Pierre-Georges Muller, responsable d’affaires à la BUD (Business Unit Dassault), résume le concept du nouveau produit de Sogitec Industries, eTouch Companion™, une suite logicielle qui repousse encore un peu plus les limites, sur la base des acquis (Field 5, FalconSphere®…).

Un outil simple, intuitif, efficace et mobile :

Aux sources de l’idée d’eTouch Companion™, il y a d’abord un important travail de retour d’expérience de la documentation d’utilisation du Rafale en partenariat avec Dassault Aviation. Les conclusions d’une enquête de satisfaction conduite directement auprès des pilotes ont conforté Sogitec Industries dans l’idée d’exploiter les nouvelles technologies pour continuer d’innover afin de mieux répondre à la réalité des besoins opérationnels des pilotes du Rafale. Il devenait en effet évident qu’un saut qualitatif pouvait être réalisé en termes de mobilité avec une plate-forme transportable, offrant toutes les garanties en terme de sécurité, communicante avec le système d’information, utilisable au pied de l’avion, hébergeant un ensemble d’applications communicantes très orientées «utilisateur », où le contenu prime sur le fonctionnel.

Exigence de prise en main rapide

À l’instar des nouveaux usages informatiques constatés au sein du grand public, il fallait aussi répondre à l’exigence de prise en main rapide de ce produit professionnel en remplaçant les formations dispensées auparavant par ce que les « gens savent déjà », par exemple interagir avec un écran tactile. C’est l’exigence d’intuitivité, qui nécessite de hiérarchiser et modulariser la réponse aux besoins de l’utilisateur, donc de disposer d’un concept d’emploi. Ensuite, parce que le temps d’un pilote est précieux dans tout contexte opérationnel, le temps d’accès à l’information pertinente lorsqu’il utilise une application métier doit être aussi court que possible. Conséquence du besoin de rapidité et de pertinence, c’est l’objectif d’efficacité. Enfin, parce que l’un des fondements de l’aéronautique est le mouvement, disposer en permanence de son «bureau» avec soi est devenu indispensable. C’est l’impératif de mobilité.

Une déclinaison pour les pilotes et mécaniciens

Dès à présent, la déclinaison «Pilot Companion» de eTouch Companion™ est développée pour les pilotes du Rafale. Pilot Companion s’adresse à une utilisation opérationnelle avant ou après la phase de vol proprement dite, par le truchement des applications fournies par Dassault Aviation et Sogitec Industries (documentation pilote, etc.), et de compléments directement gérés par l’utilisateur (dossiers personnels, applications tierces). En tout état de cause, la richesse et l’ergonomie de Pilot Companion recueillent déjà l’intérêt des pilotes qui l’ont testé !

La déclinaison «Maintenance Companion» de eTouch Companion™ pour les maintenanciers permet de répondre aux spécificités des métiers de la maintenance (DTD spécifiques câblage, IPC…) tout en bénéficiant des avancées identifiées pour les pilotes. Cette version est paramétrée pour répondre aux exigences propres des domaines civil et militaire (ATA, S1000D…). En outre, les spécialistes de la maintenance mis en contact avec le produit y voient un réel intérêt pour les aider dans leurs tâches quotidiennes. Si eTouch Companion™ n’est pas destiné à être utilisé en vol, il offre un niveau de mobilité inégalé qui satisfera tous ceux qui souhaitent emporter dans leur poche les meilleurs services après-vente développés par Dassault Aviation et Sogitec Industries pour leurs clients. L’interactivité entre l’avionneur et ses clients pourrait bien être bouleversée par cette plateforme, qui favorisera non seulement le retour d’expérience mais aussi l’introduction progressive de nouveaux services, sans remise en cause fondamentale des acquis.

Un outil mobile

eTouch Companion™ a vocation à être installé sur tablette, mais peut également être utilisé sur d’autres plates-formes type PC, avec l’environnement d’exploitation Windows 8, un compromis entre des exigences métiers (mobilité, simplicité) mais aussi techniques (multitâches, sécurité, ouverture vers les systèmes d’informations).

eTouch Companion™ est un outil innovant qui capitalise sur les travaux réalisés sur le fonds documentaire Rafale depuis plus d’une décennie (structuration s’appuyant sur la spécification S1000D, sémantique métier, calcul instantané du fonds en fonction de la configuration avion sélectionnée, etc.).

Il s’appuie sur l’expérience de Sogitec Industries dans le domaine de la visualisation et du traitement de données numériques, permettant ainsi de regrouper et de mettre en relation efficacement différents applicatifs métiers dans une même structure d’accueil. La 3D est bien sûr présente grâce au moteur VorTec™, lui-même issu de l’expérience reconnue de Sogitec Industries dans l’imagerie de synthèse.

Un autre atout d’eTouch Companion™ est la gestion des mises à jour. Les applications métier sont mises à jour de façon sécurisée par la fonction Distribution Booster nouvellement développée par Sogitec Industries et en affranchissant l’utilisateur de toute manipulation fastidieuse; elle lui garantit l’accès rapide et aisé au dernier état de référence des applications via le réseau, une clé USB, etc.

Enfin, le mode tactile, directement hérité de la dernière version « V3» de ViewTec™ est résolument mis au service des technologies les plus récentes pour une meilleure expérience des utilisateurs. Source.

La tablette FlightSphere

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Le Centre de Simulation Rafale (CSR)

Missions complexes et variées, coûts inhérents à l’entraînement et gestion des risques, poussent l’Armée de l’Air à adapter ses méthodes de travail. La simulation en est une réponse afin de maximiser la capacité opérationnelle des pilotes.

Les principes de la simulation

Elle permet de représenter artificiellement un fonctionnement réel et d’étudier les résultats d’une action sans avoir à réaliser l’expérience en réel, donc sans contraintes de coûts et de sécurité.

Passage obligatoire pour le pilote, le simulateur participe au maintien des qualifications opérationnelles. L’Armée de l’Air dispose d’une quarantaine de simulateurs. Ils sont de deux types :

• entraîneur de mission : entraînement individuel permettant de focaliser sur une formation tactique précise,
• simulateur de mission : entraînement en conditions “réelles” via des scénarios de missions quotidiennes.

L’objectif est de fournir un contexte réaliste pour améliorer l’apprentissage du pilote grâce à une vaste palette de scénarios :

• réplique du cockpit montée sur vérins ou fixe,
• reproduction des sons et mouvements,
• vibrations,
• inclinaisons en virage,
• etc.

Juillet 2012 marque le passage au standard F3.2 des 2 cabines du CSR (Centre Simulation Rafale) de Saint-Dizier. Partie intégrante de l’Escadron de Transformation Rafale (ETR 2/92 Aquitaine), cette évolution permet désormais aux pilotes l’entrainement aux emports AM-39 Exocet, ASMP-A, Reco-NG et pod Damocles.

C’est à l’été 2013 que le centre de Landivisiau basculera à son tour sur ce standard.

Développé par SOGITEC, le CSR est aujourd’hui l’outil indispensable à la formation des pilotes, d’autant plus pour les pilotes Rafale “ab initio”.

Caractéristiques du simulateur Rafale

• Un visuel Haute Définition grand champ sur 8 facettes rétro-projetées.
• La cabine simule la place avant et la place arrière.
• L’instrumentation est réelle.
• Un calculateur restitue l’ensemble du système embarqué (Système de navigation et d’Attaque).
• 3 postes instructeurs permettent de gérer jusqu’à 3 exercices.
• 4 serveurs tactiques se chargent de l’animation (vecteurs, météorologie) et du débriefing.
• 2 postes de briefing/débriefing permettent de rejouer les tirs missiles.
• Une capacité de couplage à d’autres centre (HLA : High Level Architecture, norme internationale dédiée majoritairement aux systèmes de défense ).

Historique :

• 2001 : Entraîneurs Tactiques Rafale (Standard F1), les débuts …
• 2003 : notification à la DGA des évolutions Rafale à prendre en compte
• Fin 2005 : qualification de la simulation du modèle avion et de ses équipements
• Début 2006 : qualification de 2 simulateurs
• Fin 2006 : qualification du site “complet”
• Début 2007 : vérification de l’Aptitude à l’Utilisation Opérationnelle
• Janvier 2008 : inauguration à Saint Dizier
• Novembre 2008 : la Marine réceptionne son CSR

Chaque CSR dispose de 1500 m² permettant d’accueillir 70 personnes : soutien technique, MCO des simulateurs, instructeurs et opérationnels. L’architecture réseau permet la formation de 12 élèves en simultané.

 Attaque air-surface d’un Rafale Marine …

“Un Rafale Marine F2, en configuration air-surface, évolue à basse altitude à 350 pieds, Mach 0,95. Les contre-mesures électroniques sont activées pour éviter toute détection et accrochage par les radars des bâtiments adverses. Rapidement, on distingue plusieurs navires de combat dont une frégate de la classe Forbin escortée par des bâtiments de soutien.

Sur l’axe de rapprochement, le chasseur se trouve à quelques milles nautiques des bâtiments de guerre. Il entame une remontée rapide postcombustion allumée, afin de mieux identifier sa cible et l’engager. Le Rafale plonge alors vers son objectif : un navire de soutien ravitailleur. Il effectue une attaque à basse altitude. Dans l’instant, de sérieux dommages sont infligés au bâtiment de surface ; après un dégagement et une montée rapide, on distingue une épaisse colonne de fumée s’élevant du navire visiblement en proie à un violent incendie ! Le Rafale n’est cependant pas tiré d’affaire puisque, dans le même temps, il est engagé par un missile tiré de la frégate ! Pas de panique du côté du pilote cependant, la protection active Spectra du Rafale fonctionne à plein et le missile ennemi est évité grâce aux leurres lancés par l’avion de combat.

… au même moment, à Saint-Dizier …

Deux Rafale monoplaces et un biplace de l’armée de l’Air décollent en patrouille serrée avec leurs ailiers et rejoignent la COMAO (COMposite Air Operation) via un hippodrome de rassemblement. Cette manœuvre, comme l’ensemble de la mission, a été présentée aux pilotes peu avant la session au poste de briefing du “Camp Bleu”. Au total, une trentaine d’avions composent la COMAO et font face aux menaces aériennes du camp rouge (SWEEP). Leur comportement a été programmé par les instructeurs avant l’exercice temps réel. Ce sont des Mirage 2000-5 qui sont choisis pour cette tâche par le Mission Commander. Nos pilotes Rafale avec leurs ailiers constituent le deuxième rempart de chasseurs pour “l’Escort”, en contact visuel avec les chasseurs d’attaque à protéger.

Les F15E, F18C et Mirage 2000D assurent les missions SEAD (Suppression of Enemy Air Defence). Ils doivent brouiller ou détruire les radars des défenses ennemies. Le groupe d’attaque au sol, le STRIKE auxquels des cibles ont été assignés (DPMI : Desired Point of Main Impact), peut alors entrer en action. Un E2-C Hawkeye assure la coordination (la fonction C2, commandement et Contrôle), et transmet en permanence la situation tactique, Situation Awareness ou “Picture” pour les opérationnels). 

… faire face aux menaces …

En cours de manœuvre, la COMAO aura à faire face aux attaques des Sukhoi 27 du “Camp Rouge” et des batteries sol-air volontairement “oubliées” durant le briefing… C’est finalement une heure et quart après le premier rassemblement que l’ensemble du dispositif se rassemble à nouveau à l’heure prévue. Mission accomplie. Les 4 pilotes se retrouvent au débriefing où chaque phase critique pourra être intégralement rejouée afin d’analyser les comportements. Un seul objectif : parfaire l’entraînement, et affiner les tactiques de combat.”

Doc CSR 1 – Doc CSR 2 – Doc CSR 3

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Particularités de la version biplace du Rafale

La place arrière est similaire à la place avant à quelques éléments près :

• Une caméra située sur la casquette du tableau de bord avant permet d’alimenter la répétition tête haute arrière
• Le passager arrière ne peut pas déclencher un tir (manche dépourvu de gâchette de tir)
• Mieux ventilée, la cabine biplace s’avère plus silencieuse que le monoplace
• Le passager peut à tout moment débrayer les commandes (manche et manette) afin d’utiliser celles-ci pour ces propres besoins (utilisation HOTAS).
• Les places avant et arrière sont indépendantes au niveau des réglages des visualisations. Cela permet ainsi une parfaite distribution des rôle au sein de l’équipage.
• Lors de l’éjection, le siège part légèrement vers la gauche, en conséquence, sur la version biplace, le siège arrière part vers la droite. Ces trajectoires proviennent des Rafale M. En effet, en cas d’éjection à l’appontage, le pilote est ainsi écarté de l’îlot (superstructure du porte avions). De cette manière, pilote et passager arrière s’éjectent via des trajectoires opposées pour éviter une éventuelle collision.
• …

Concernant l’emport de “bagages”, les pilotes ne peuvent compter que :

• sur la présence de petits vide poches dans le poste de pilotage,
• un logement vide au pied de la dérive,
• le réceptacle du canon quand celui-ci est absent.

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