juin/juillet 2017

Bien qu'il puisse être défini comme un avion de ligne remotorisé dérivé, le Boeing 777X apportera une avionique innovante à tous les niveaux.

Lorsque le Boeing 777X entrera en service commercial en 2020, l'avion sera équipé de la dernière avionique et des systèmes associés. Certains appareils seront des améliorations de nouvelle génération apportées par le 787, tandis que d'autres pourraient être considérés comme une nouvelle technologie. Les deux feront progresser la science de l'avionique et rendront les voyages aériens plus rentables et plus efficaces pour les compagnies aériennes, selon Boeing et les fournisseurs de premier rang.

Le 777X introduira cinq écrans avioniques grand format Rockwell Collins avec technologie d'écran tactile - une première pour un avion de ligne commercial. Les écrans tactiles, qui font partie du package ProLine Fusion de Rockwell, réduiront la charge de travail du pilote pendant les opérations au sol et en vol.

Lancée pour la première fois sur les avions d'affaires et militaires, la technologie à écran tactile n'a pas été adoptée au départ par les compagnies aériennes commerciales, en particulier les pilotes, qui s'inquiétaient de la redondance et de la robustesse des écrans tactiles.

"Le développement d'un écran plus robuste est l'un des domaines sur lesquels Boeing voulait que nous nous concentrions", a déclaré Nic Jaeger, responsable principal du programme 777X chez Rockwell Collins. "Une grande partie des exigences de conception sont allées dans la lunette (ou le cadre)." Les nouvelles caractéristiques de la lunette sont conçues pour fournir un contreventement et une stabilité accrue en cas de turbulence. Les pilotes peuvent également interagir avec les écrans à l'aide des commandes du curseur rotatif.

La technologie d'écran tactile pour le 777X aura une nouvelle capacité multi-touch, où le pilote et le copilote peuvent utiliser l'écran tactile simultanément, "un grand changement du point de vue des fonctionnalités", a déclaré Jaeger.

Les doubles affichages tête haute de Rockwell seront une option sur le 777X, car ils font partie de l'équipement standard du 787.

Boeing et Rockwell ne sont pas si avancés dans le programme 777X pour parler des résultats des tests des systèmes avioniques. Pourtant, il y a des développements notables.

"Nous avons assemblé des prototypes qui sont testés dans les laboratoires d'intégration de Boeing", a déclaré Jaeger. " Jusqu'ici, tout va bien pour les performances de ces prototypes à écran tactile."

Boeing teste depuis plusieurs années la technologie des écrans tactiles sur les postes de pilotage des simulateurs. En 2014, l'OEM a utilisé son avion d'essai en vol ecoDemonstrator pour donner aux pilotes une expérience en temps réel avec la technologie tactile dans les écrans avant.

L'avionique à commande vocale ne fait pas partie du cockpit du 777X, bien que Rockwell et d'autres fabricants d'avionique testent la technologie à des fins civiles.

Jeppesen, filiale de Boeing, fournit du contenu pour le sac de vol électronique du panneau avant du 777X, comme il l'a fait sur les modèles 777 existants. Les tablettes telles que l'iPad sont largement utilisées dans l'industrie du transport aérien comme alternatives peu coûteuses aux installations en face avant. Les appareils mobiles peuvent également être actualisés plus facilement que le matériel avionique installé. Jeppesen a déclaré qu'il "continue d'être à la pointe de ces applications".

De plus, le 777X hébergera des applications spécifiques pour les opérations aériennes. Les données peuvent être affichées et interagies sur des unités d'affichage avant.

"Nous avons également ajouté de nouvelles fonctionnalités de sécurité telles que la sortie de piste optimale et le freinage à la sortie, qui permettront à un pilote de lier le déploiement et la distance d'arrêt d'un avion à une sortie de piste spécifique", a déclaré Kirk Scarbrough, ingénieur en chef des systèmes 777X de Boeing.

Un nouveau système de manœuvre de caméra au sol pour aider les pilotes lors des opérations de roulage sera sur le 777X. Le logiciel de contrôle de vol de l'avion utilise la dernière technologie 787 pour réduire la formation des pilotes et améliorer la maniabilité dans des conditions inhabituelles.

Le 777X comprendra également une connectivité sans fil à bord de l'équipage ainsi qu'une connectivité cellulaire sans fil et au sol. Emirates, qui a commandé 150 777X, utilisera le système de divertissement en vol Thales AVANT. Pour soutenir Emirates, Thales crée Discover Dubai, un centre d'innovation et de support IFE.

"Nous continuons à finaliser le développement et la conception et annoncerons des fonctionnalités supplémentaires tout au long de la phase de développement du 777X", a déclaré Scarbrough.

GE Aviation fournira le Common Core System (CCS) et l'Enhanced Airborne Flight Recorder (EAFR) pour le 777X. Le CCS, souvent appelé "système nerveux central et cerveau" de l'avion qu'il héberge, est produit dans les installations de GE à Grand Rapids, Michigan, avec l'EAFR. Les concentrateurs de données distants (RDC) sont fabriqués à Cheltenham, au Royaume-Uni.

Le développement de la technologie CCS a commencé à la fin des années 1990 avec le programme de modernisation de l'avionique C-130 Hercules. La technologie a migré vers le transport par ravitailleur Boeing KC-46A de l'US Air Force et vers les avions civils.

CCS comporte trois éléments principaux : le traitement pour le logiciel d'application ; le réseau, qui relie tout ensemble ; et les RDC, qui réduisent considérablement le câblage dans l'avion grâce à des connexions locales aux capteurs et autres passerelles numériques dans tout l'avion. Deux armoires stockent les processeurs et 21 RDC, ainsi que les dix commutateurs reliant le tout.

Le CCS utilise un bus de données Ethernet ARINC 664, mais certains systèmes utilisent également le bus de données ARINC 629 qui a été développé pour le 777 d'origine. Ces signaux A629 sont convertis en un signal A664 via un convertisseur de bus de données.

Certaines des mêmes applications du 787 seront installées sur le 777X via le CCS. La technologie progresse dans d'autres domaines, a déclaré le responsable des ventes de GE Aviation, Mike Madden.

GE met à jour la technologie du module de traitement général de l'ère 787 pour améliorer les performances. GE est également en train de repenser le RDC pour le rendre plus spécifique au 777X.

Le 777X conserve une grande partie des systèmes hérités du 777. "Nous avons donc inventé un moyen d'interfacer l'ancien avec le nouveau", a déclaré Madden.

Pour l'avenir, GE envisage de combiner les processeurs et les RDC dans un seul boîtier de type LRU, "que vous pouvez monter où vous voulez", a déclaré Madden. "Cette avancée offrirait un plus grand avantage aux petits avions et hélicoptères d'affaires, où l'espace est limité."

L'EAFR amélioré est un exemple de technologie transférée du 787 au 777X. L'EAFR a une plus grande capacité que les enregistreurs existants et, selon GE, a été le premier à respecter la nouvelle réglementation de la FAA sur les enregistreurs de vol. Le système a sa propre alimentation.

L'EAFR dispose d'une connectivité réseau qui permet l'acquisition reconfigurable de données de vol et est capable de fournir des fonctions d'enregistrement mandatées par la FAA, telles qu'un enregistreur numérique de données de vol, un enregistreur vocal de cockpit, une liaison de données et un enregistrement d'images dans une seule unité. L'EAFR de GE fait partie du package de communication réseau Rockwell Collins.

Les systèmes de commandes de vol électriques CCS et BAE Systems de GE ne sont pas intégrés sur le 777X, principalement pour des raisons de sécurité. "Bien que le noyau commun et certains systèmes critiques communiquent entre eux, les commandes de vol, les commandes moteur et les systèmes électriques ont des architectures de contrôle distinctes", a déclaré Boeing. "C'est également vrai pour le 787 et le 777 actuel."

L'implication de 30 ans de BAE Systems dans la technologie fly-by-wire comprend une longue relation avec Boeing sur de nombreux systèmes de contrôle de vol, a déclaré Andy Corea, directeur des programmes de transport aérien chez BAE. Cela inclut le système fly-by-wire partiel de commande de spoiler pour le 737 MAX. Les systèmes fly-by-wire ont d'abord été développés pour les avions de chasse militaires de nouvelle génération, qui sont intrinsèquement instables.

Le système fly-by-wire du 777X est une avancée significative par rapport aux versions précédentes. "Nous avons tiré parti de certains éléments de base communs", a déclaré Corea. "Mais ce système sera notre plus avancé en termes de capacité de traitement, d'emballage pour la fiabilité et de capteurs avancés."

Alors que le système fly-by-wire 777X a des commandes liées mécaniquement, BAE produit des manettes latérales de contrôle actif pour les jets d'affaires Gulfstream G500/G600, qui sont également des plates-formes fly-by-wire. Cela suggère que si le fly-by-wire suit le modèle typique de développement de l'avionique militaire-commercial-civil pour les technologies connexes, le contrôle actif du fly-by-wire sur les avions de ligne deviendra un jour monnaie courante.

Le 777X fly-by-wire sera le système le plus facile à entretenir et le plus robuste jamais construit pour les avions de ligne commerciaux, a déclaré Corea. Le gros-porteur 777X de nouvelle génération aura une consommation de carburant inférieure de 12 % et des coûts d'exploitation inférieurs de 10 % à ceux des avions de ligne de taille comparable, a déclaré Boeing.

Une partie des économies de carburant sur les vols long-courriers est directement due au fly-by-wire et aux autres systèmes avioniques. Le remplacement du système de liaisons mécaniques plus lourd par des fils électriques légers et des commandes électroniques réduit les coûts de carburant et offre aux compagnies aériennes la possibilité d'augmenter la charge utile des passagers. La réduction des coûts d'exploitation directs est une préoccupation majeure des clients du 777X Cathay Pacific, All Nippon Airways, Emirates, Lufthansa et Qatar Airways.

Contrairement à l'avionique traditionnelle, qui peut desservir plusieurs types d'avions de ligne, les systèmes fly-by-wire doivent être adaptés à un avion spécifique. Fly-by-wire n'est pas un élément plug-and-play. Cela dit, certaines fonctions de capteur, de calcul et de commande du fly-by-wire du 777X pourraient être utilisées sur d'autres avions de ligne commerciaux, a déclaré Corea.

L'obtention de résultats de tests spécifiques sur certains éléments d'avion est difficile et presque impossible pour un avion aussi éloigné de la certification et de la livraison. Cependant, a admis Corea, "ce système fly-by-wire pour le 777X se comporte très bien dans les tests de développement et est en bonne voie pour atteindre les jalons critiques fixés par Boeing".

En 2013, Teledyne Controls a remporté ce qu'il a décrit comme un "contrat historique" de Boeing pour développer et fournir des systèmes d'acquisition de données d'avion de nouvelle génération pour divers avions de ligne commerciaux, y compris le 777x.

Au cœur du système de réseau embarqué se trouve le serveur de fichiers réseau, que Teledyne Controls fournit à Boeing pour le 777X compatible e-enabled.

La collecte de données prend de plus en plus d'importance dans le secteur des compagnies aériennes, où la réduction des coûts d'exploitation directs est primordiale.

"Ce que nous voyons maintenant, ce sont les équipementiers qui essaient de mieux utiliser toutes ces données produites par l'avion", a déclaré Sam Mallos, directeur du développement commercial OEM pour Teledyne Controls. "Ce qui est relativement nouveau, c'est la récolte des données une fois qu'elles sont sorties de l'avion."

Au fur et à mesure que l'avionique numérique est devenue plus complexe, il est devenu nécessaire de collecter, de stocker et de transmettre sans fil les données à une station au sol. Auparavant, ces données étaient transmises hors de l'avion par bribes via le système d'adressage et de rapport des communications de l'avion. Plus de données peuvent être transmises depuis les nouveaux avions à mesure qu'ils deviennent plus e-activés.

Le serveur de fichiers réseau certifié est le lien entre le 737 Max et le 777X. Partie intégrante du contrat, la solution d'acquisition de données et de gestion des informations comprend deux unités avioniques nouvellement développées : l'unité d'acquisition de données de vol numérique améliorée et le Network File Server 2, conçu pour améliorer encore la sécurité, l'efficacité et la maintenance des vols. Mallos a déclaré que la technologie serait améliorée et qu'elle est un composant essentiel du 777X.

Un défi majeur de collecte de données qui doit être résolu, a déclaré Mallos, est de déterminer à qui appartiennent les données. "Tous les équipementiers revendiqueront le droit d'accéder aux données", a-t-il déclaré. "Les compagnies aériennes diront que c'est leur avion et leurs données."

Les syndicats de pilotes sont également sensibles à la diffusion des données de vol car cela peut déterminer comment l'avion a été piloté.

Une chose est sûre. Les avions commerciaux de nouvelle génération auront la capacité d'exploiter la puissance de ces données et de les convertir en "renseignements exploitables", a déclaré Mallos.

Pendant ce temps, les équipementiers et leurs fournisseurs, comme Teledyne, examineront la quantité de données à transmettre en temps réel et la quantité qui pourrait être différée jusqu'à ce que l'avion atterrisse.

Les autres fournisseurs du 777X incluent Nabtesco Aerospace, qui fournira le système d'actionnement des commandes de vol principal. Mitsubishi Heavy Industries, Kawasaki Heavy Industries, ShinMaywa Industries et la division aérospatiale de Nippi fournissent plus de 20 % de la cellule du 777X.

Le développement du 777X pourrait suivre le même chemin que d'autres programmes d'avions commerciaux. Mais le 777X améliorera non seulement la technologie avionique apportée par l'avion de ligne gros porteur 787, mais ajoutera également de nouvelles solutions, qui pourraient être appliquées aux futurs avions de ligne.

Il est clair que les progrès de l'avionique des avions de ligne commerciaux ne sont plus considérés comme des "actualités", mais côtoient les nouveaux développements dans la conception des cellules et des moteurs commerciaux. Certes, le 777X aura une toute nouvelle aile en composite (avec une envergure plus longue que l'envergure actuelle du 777) et deux nouveaux moteurs GE Aviation GE9X très avancés. Le 777X disposera également d'une avionique de nouvelle génération avec une longue durée de vie.

Qatar Airways a été impliqué dans la conception du 777X dès les premières étapes, fournissant des informations sur les systèmes à modifier ou à aligner sur le 787. Un certain nombre de modifications avioniques sont désormais incluses dans la conception du 777X de base. À l'avenir, Qatar Airways continuera de travailler avec Boeing sur d'autres développements potentiels ; cependant, une fois le gel de la conception mis en œuvre, les modifications seront limitées, mais nos contributions continueront d'être fournies. En plus de la conception des avions, nous avons proposé des idées de conception pour d'autres systèmes, en particulier ceux affectés par nos conditions environnementales spécifiques.

Qatar Airways a joué un rôle en veillant à ce que des systèmes tels que les systèmes de référence inertiels de type 787, les écrans de cockpit, le système de base commun et le système de détection de fumée de fret soient transférés sur le 777X. Qatar Airways a été activement impliquée dans les activités d'étude WTT et Trade que Boeing poursuit et a activement façonné la conception de l'avion dans la mesure du possible. Cela comprend l'installation d'écrans tactiles dans le cockpit et du système Iridium SATCOM.

Le package avionique est davantage une évolution et une intégration des technologies disponibles aujourd'hui sur les 777 et 787 et non une révolution comme beaucoup le pensent possible. Il est conçu pour être plus flexible avec un plus grand potentiel d'améliorations à l'avenir. Les aspects de conception uniques sur le front de l'avionique seraient les écrans tactiles du cockpit et le changement de philosophie de Boeing où ils ont maintenant une solution de sac de vol électronique portable comme base de référence. Le réseau d'expérience client est une autre nouveauté qui a un potentiel important de développement futur.

L'offre de base de Boeing est un support PED avec connectivité sans fil dans le cockpit pour une tablette portable connectée EFB. La stratégie globale de l'EFB à l'avenir est à l'étude par Qatar Airways Flight Ops.

La suite avionique sera une évolution des 777 et 787 actuels. Les nouvelles capacités avec les écrans tactiles et le réseau d'expérience client seront les plus grands changements opérationnels, tandis que le CCS sera le plus grand changement sur le front de l'avionique. Le fait qu'il s'agisse d'un avion "connecté" permettra également des activités de maintenance plus rationalisées telles que le diagnostic des pannes à distance, l'envoi de logiciels à l'avion et l'obtention de données de l'avion. Ce sera nouveau pour le 777, mais existe aujourd'hui sur le 787. Cependant, la sécurité informatique est une priorité de tous les fabricants et opérateurs pour empêcher les accès non autorisés.

Pour des raisons de concurrence, nous ne sommes pas en mesure de partager tous les détails, mais le Qatar Airways 777X sera équipé de serveurs multimédias de plus grande capacité pour prendre en charge le contenu vidéo et audio HD 4K UHD, et également pour offrir aux passagers un plus large choix d'options de divertissement. Une expérience passager personnalisée et exceptionnelle sera offerte grâce à une intégration transparente des appareils mobiles des passagers et également grâce à la connectivité des dossiers des sièges pour les applications Web. Le chargement USB haute puissance et les prises de courant alternatif doivent également être disponibles dans toute la cabine. Cependant, avec les récents changements dans la sécurité des aéronefs, il s'agit d'un domaine où beaucoup de révision et de développement continueront d'être effectués. AVS