2017-02

Aspects à considérer en matière d’approbation et de certification de la navigabilité aux fins de navigation dans l’espace aérien intérieur du Nord et les régions polaires

Date d'entrée en vigueur : 1er mars 2017

Référence : MNT, partie 2, chapitre 3

BPR / téléphone : DNAST 6-4C1 / 819-939-4675

1        Objectif

1.1            Les règlements opérationnels, tant civils (référence 3.2.1.o) que militaires (référence 3.2.1.c., livre no 1 sur 2, chapitre 8, page 8-2/13, para 8) exigent un dispositif indépendant de toute source magnétique et permettant de déterminer la direction lors d’opérations dans l’espace aérien intérieur du Nord. Ces règlements opérationnels existent parce que des anomalies du champ magnétique de la Terre dans les régions polaires occasionnent des indications de cap magnétique erronées. Les aéronefs utilisent donc des renseignements sur le cap vrai lorsqu’ils circulent dans l’espace aérien intérieur du Nord. De l’équipement de navigation certifié convenablement, ainsi que des techniques et/ou des procédures spéciales sont critiques pour le déroulement sécuritaire d’opérations dans les régions polaires, y compris la zone d’incertitude magnétique (référence 3.2.1.n).

1.2             Cet avis de l’ANT traite des exigences d’approbation liées à la navigabilité technique de l’équipement de navigation fournissant des extrants sur le cap vrai et la capacité de navigation longue portée (c.-à-d. systèmes de navigation par inertie (INS) et Système mondial de navigation par satellite (GNSS)), aux fins d’utilisation dans l'espace aérien intérieur du Nord lors d’opérations de nuit et selon les règles de vol aux instruments (IFR). Il ne traite pas des autres aspects concernant l’équipage et les opérations (c.-à-d. équipement de surveillance, instruments de navigation de vol ou de base, certification par températures froides jusqu’à des limites autres que celles qui sont déjà définies dans les Instructions d’exploitation des aéronefs (AOI) ou le Manuel de vol d’aéronefs (FM), certification pour pistes en gravier, etc.) qui peuvent s’avérer nécessaires lors de la conduite d’opérations dans l'espace aérienintérieur du Nord par les flottes du ministère de la Défense nationale et des Forces Armées canadiennes (MDN et les FAC). L’avis porte aussi sur les éléments des communications qui sont propres aux opérations dans l'espace aérien intérier du Nord.

2        Applicabilité

2.1            Cet avis s’applique à tout le personnel du MDN et des FAC, ainsi qu’aux entrepreneurs qui les soutiennent et qui cherchent à obtenir une approbation de navigabilité et une autorisation de navigabilité technique pour les opérations de nuit et/ou selon IFR dans l'espace aérien intérieur du Nord relativement à des aéronefs immatriculés du MDN.

2.2            Cette directive ne s’applique pas aux aéronefs immatriculés du MDN ayant déjà été approuvés aux fins d’opérations dans l'espace aérien intérieur du Nord. Cependant, si d’importants changements apportés à la conception de ces aéronefs pourraient influer sur les capacités du système de navigation embarqué lors d’opérations dans l'espace aérien intérieur du Nord, ces changements doivent être évalués d’après les critères présentés dans ce document.

2.3            La méthodologie de cet avis évalue l’impact des conditions des opérations en haute latitude (espace aérien intérieur du Nord et polaire) sur le fonctionnement et les performances de l’équipement requis en présence d’IFR. Le manuel de vol sera annoté pour indiquer toute limite ou restriction applicables.

2.4            Il est fortement recommandé de faire participer l’ANT et l’Autorité de navigabilité opérationnelle (ANO) au début et pendant tout le processus d’approbation.

3        Renseignements connexes

3.1       Définitions

3.1.1.        Nul.

3.2       Références réglementaires 

3.2.1         Les références suivantes, le cas échéant, doivent être utilisées de pair avec cet avis :

  1. C-05-005-001/AG-001 – Manuel de navigabilité technique, partie 2, chapitre 3 – Autorisation de navigabilité technique (AutNT);
  2. B-GA-104-000/FP-001 – Manuel de navigabilité opérationnelle;
  3. B-GA-100-001/AA-000 – Consignes de vol de la Défense nationale;
  4. MIL-HDBK-516C, Critères de certification de la navigabilité, en date du 12 décembre 2014;
  5. Title 14 Code of Federal Regulations (14 CFR) des États-Unis (É.-U.), chapitre I, sous-chapitre C – Aircraft, Partie 23, Airworthiness Standards: Normal, Utility, Acrobatic, and Commuter Category Airplanes;
  6. 14 CFR des É.-U.,  chapitre I, sous-chapitre C – Aircraft, Partie 25, Airworthiness Standards: Transport Category Airplanes;
  7. 14 CFR des É.-U., chapitre I, sous-chapitre C – Aircraft, Partie 27, Airworthiness Standards, Normal Category Rotorcraft;
  8. 14 CFR des É.-U., chapitre I, sous-chapitre C – Aircraft, Partie 29, Airworthiness Standards, Transport Category Rotorcraft;
  9. Transports Canada aviation civile (TCAC) Règlements de l’aviation canadienne (RAC) et normes, partie V – Navigabilité, Chapitre 523, Avions de catégorie normale, utilitaire, acrobatique et navette;
  10. TCAC RAC et normes, partie V – Navigabilité, Chapitre 525, Avions de la catégorie Transport;
  11. TCAC RAC et normes, partie V – Navigabilité, Chapitre 527, Giravions de la catégorie normale;
  12. TCAC RAC et normes, partie V – Navigabilité, Chapitre 529, Giravions de la catégorie transport;
  13. Federal Aviation Administration (FAA) Order 8900.1, FAA Flight Standards Information Management System, volume 4 – Air Navigation and Operational Authorizations, chapitre 1 – Air Navigation, Communications and Surveillance, section 5 – Safety Assurance System: Special Navigation Areas of Operation, paragraphe 4-103;
  14. Manuel des espaces aériens désignés de TCAC, TP1820F;
  15. TCAC RAC 605.16(1)(g).

4       Analyse

4.1      Historique

4.1.1     Espace aérien intérieur du Nord

4.1.1.1    L’espace aérien canadien se divise en deux régions principales – espace aérien intérieur du Sud et espace aérien intérieur du Nord (Figure 1). Dans l'espace aérien intérieur du Nord, les caps de piste, les routes, etc. sont en degrés vrais plutôt que magnétiques, et ce, pour tenir compte de la composante horizontale décroissante du champ magnétique de la Terre à proximité du pôle Nord magnétique et de ses effets sur les systèmes des compas magnétiques. 

4.1.1.2     L'espace aérien intérieur du Nord englobe la région de contrôle du Nord, la région de contrôle de l’Arctique et tout l’espace aérien sous la base de ces régions de contrôle jusqu’à la surface de la Terre. La Federal Aviation Administration (FAA) désigne l'espace aérien intérieur du Nord du Canada comme zone d’imprévisibilité magnétique (Area of Magnetic Unreliability [AMU]). Bien que les publications canadiennes l’appellent parfois zone d’imprévisibilité de la boussole, il s’agit de la même chose. L'espace aérien intérieur du Nord, la région de contrôle du Nord et la région de contrôle de l’Arctique sont indiqués sur toutes les cartes en route canadiennes et englobent l’espace aérien canadien le plus nordique. 

4.1.2     Temps d’alignement accrus en raison de la déclinaison magnétique et de la convergence des méridiens

4.1.2.1    Les compas magnétiques conventionnels déterminent la direction magnétique en détectant la composante horizontale du champ magnétique de la Terre. Puisque la composante horizontale disparaît près des pôles magnétiques, les compas magnétiques sont très imprévisibles et inutilisables dans une zone d’environ 1 000 NM de chaque pôle magnétique. Dans ces zones, les changements très rapides de la déclinaison magnétique sur de courtes distances compliquent encore davantage les activités de navigation aérienne. Par exemple, lors de vols effectués entre le pôle Nord magnétique et le pôle Nord vrai, un cap au Nord vrai donne lieu à un cap magnétique au sud (déclinaison magnétique de 180 degrés).

Figure 1 – Espaces aériens intérieurs du Nord et du Sud
(Copyright Transports Canada)

Figure 1 – Espaces aériens intérieurs du Nord et du Sud

Transports Canada – Tous droits réservés

Cette figure illustre la région englobant l’espace aérien intérieur du Sud qui est délimité au nord-ouest par le haut de la frontière ouest du Yukon, puis qui s’étend vers l’est au-delà d’Inuvik jusqu’à la longitude 130 degrés ouest et qui bifurque plein sud jusqu’à la latitude 67 degrés nord. De là, la frontière continue vers l’est et relie les villes de Yellowknife, Churchill, Inuvik et Iqaluit, tout en les incluant. D’Iqaluit, elle bifurque au nord-est jusqu’à la latitude 67 degrés nord. Tout l’espace aérien canadien au nord de cette frontière constitue l’espace aérien intérieur du Nord.

4.1.2.2  La convergence des méridiens (c.-à-d. des lignes de longitude) occasionne aussi des complications supplémentaires en matière de direction. Lors de vols « grand cercle » à des latitudes au-delà de 67 degrés, la convergence des méridiens peut créer des changements rapides de cap et de course vrais en présence de changements mineurs de la position de l’aéronef. C’est ainsi que des erreurs relativement mineures en matière d’établissement de la position véritable de l’aéronef peuvent produire d’importantes erreurs en ce qui a trait à la détermination du cap à suivre et au maintien de la trajectoire de vol affectée. Même si les erreurs sont mineures, celles-ci peuvent donner lieu à de très grandes erreurs de navigation sur de très courtes distances. Un exemple extrême de ce phénomène se produit au pôle Nord géographique. Un vol dans quelque direction que ce soit du pôle est d’abord immanquablement vers le sud.

4.1.3    Navigation dans l'espace aérien intérieur du Nord

4.1.3.1   La navigation dans l'espace aérien intérieur du Nord pose plusieurs problèmes qu’on ne trouve nulle part ailleurs au monde (autrement qu’autour du pôle Sud). À cause de ces problèmes, une méthode acceptable de navigation dans l'espace aérien intérieur du Nord consiste à utiliser des systèmes de navigation longue portée faisant référence au Nord vrai par des INS et/ou GNSS:

  1. Systèmes de navigation par inertie. Tous les systèmes de navigation par inertie (INS) / systèmes de référence par inertie (IRS) / centrales de référence par inertie (IRU) peuvent calculer les extrants faisant référence au Nord vrai indépendamment des autres systèmes de l’aéronef.
  2. Systèmes GNSS. Depuis le mois de janvier 2017, selon la publication d’information aéronautique de NAV CANADA – AIP Canada (OACI), le système mondial de localisation (GPS) NAVSTAR des États-Unis et le système GLONASS russe sont les seuls systèmes GNSS opérationnels mondiaux approuvés aux fins d’utilisation au Canada. Les systèmes GNSS peuvent extraire des routes faisant référence à des degrés vrais mais, en règle générale, ils ne fournissent aucun renseignement sur le cap. Du point de vue opérationnel, un système GNSS et un radiogoniomètre automatique (ADF) peuvent servir à déterminer le cap d’un aéronef. Ce cap peut ensuite servir à paramétrer manuellement un gyroscope directionnel, par exemple. 

4.2     Aspects à considérer en matière de navigabilité

4.2.1      Il incombe au demandeur de s’assurer que l’équipement de navigation installé et que l’architecture de l’avionique globale continuent de servir aux fins prévues dans l'espace aérien intérieur du Nord. Certains aéronefs des FAC font appel à une base de certification civile, alors que d'autres se fondent sur la norme MIL-HDBK-516 ou sur les spécifications relatives à la conception de l'aéronef. Il importe de préciser la base de certification appropriée en matière de navigabilité, afin de garantir que les moyens et méthodes convenables liées à la conformité sont pris en compte lors de l’établissement des objectifs du projet, de l’évaluation de la sécurité, de l’exécution des plans d’essai et de la modification du manuel de vol.

4.2.2       Pour les aéronefs conçus et certifiés en vertu des normes de navigabilité civiles, les exigences minimales suivantes présentées dans les Federal Aviation Regulations (FAR) ou le Manuel de navigabilité (MN) de la Norme canadienne de l’aviation doivent être respectées :

  1. 1301 Fonction et installation;
  2. 1309 Sécurité des systèmes; et
  3. 1501, 1583 et 1585 Manuel de vol.

La base de certification doit être évaluée attentivement afin de déterminer s’il faut prendre en compte d’autres normes et exigences en matière de navigabilité en raison de particularités liées à la conception.

4.2.3       Pour les aéronefs conçus et certifiés en vertu de la norme MIL-HDBK-516, les exigences typiques ont trait aux aspects suivants :

  1. Section 4.5 – Manuel d’opération et d’entretien;
  2. Section 10 – Systèmes diagnostique;
  3. Section 11 – Avionique; et
  4. Section 14 – Sécurité des systèmes.

4.2.4       Les exigences fonctionnelles particulières liées aux essais en vol et au sol ainsi que les exigences liées à la sécurité des systèmes et au Manuel de vol (FM)/aux Instructions d’exploitation des aéronefs (AOI), de même que les critères et l’orientation connexes sont présentées à l'Annexe A, l'Annexe B et l'Annexe C, respectivement.  Les flottes pour lesquelles on souhaite faire approuver la navigabilité en vue d’opérations dans l'espace aérien intérieur du Nord doivent satisfaire à ces exigences dans le cadre du programme de certification de la navigabilité.