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Circulaires d'information

Méthodes de formation et de contrôle pour sortie de décrochage

INTRODUCTION

De récents accidents avec décrochage et perte de maîtrise d'avions à turboréacteurs rappellent combien il est important que les pilotes suivent une formation adéquate visant à prévenir les décrochages et à en sortir. La présente Circulaire d'information de l'Aviation commerciale et d'affaires (CIACA) s'applique aux méthodes de contrôle et de formation en matière d'amorce et de sortie de décrochage pour les avions. Elle ne s'applique pas au phénomène de décrochage de l'empennage horizontal, lequel est habituellement associé au vol dans des conditions de givrage.

OBJET

La présente CIACA vise à fournir aux exploitants des directives et des recommandations concernant la formation sur les sorties de décrochage, afin que les membres d'équipage de conduite puissent reconnaître les premiers signes de décrochage et prendre les mesures qui s'imposent pour éviter qu'il y ait décrochage ou perte de maîtrise de l'avion.

RÉFÉRENCES

• Article 604.73 du Règlement de l'aviation canadien (RAC) et article 624.73 des Normes régissant le transport de passagers par un exploitant privé;
   
• Norme 624, Annexe I - Contrôle de la compétence du pilote (CCP) - Tableau des exigences;
   
• Article 702.76 du RAC et article 722.76 des Normes de service aérien commercial (NSAC);
   
• Norme 722, Annexe I - CCP - Avion;
   
• Article 703.98 du RAC et article 723.98 des NSAC;
   
• Norme 723, Annexe I - CCP;
   
• Article 704.115 du RAC et article 724.115 des NSAC;
   
• Norme 724, Annexe I - CCP - Dispositif d'entraînement synthétique de vol;
   
• Norme 724, Annexe II - CCP - Avion;
   
• Article 705.124 du RAC et article 725.124 des NSAC;
   
• Norme 725, Annexe I - CCP - Dispositif d'entraînement synthétique de vol;
   
• Norme 725, Annexe II - CCP - Avion;
   
• Norme 725, Annexe II - CCP - Pilote de relève en croisière;
   
• Advisory Circular (AC) 23-8A de la Federal Aviation Administration (FAA) : Flight Test Guide for the Certification of Part 23 Airplanes, en date du 2/9/89;
   
• AC 25-7A de la FAA; Flight Test Guide for the Certification of Transport Category Airplanes, en date du 3/31/98;
   
• Flight Safety Foundation Accident Prevention; After Intentionally Stalling DC-8, Crew uses Incorrect Recovery Technique, Resulting in Uncontrolled Descent and Collision with Terrain, Vol. 54 n° 9, sept. 1997;
   
• Handling the Big Jets, D.P. Davies, Third Edition, Civil Aviation Authority (U.K.), réimprimé en février 1988;
   
• NASA Glenn Research Center Icing Branch : « Icing for Regional and Corporate Pilots » (Vidéo); http://icebox.grc.nasa.gov/;
   
• Transports Canada, Sécurité et sûreté - Manuel du pilote vérificateur agréé, 7^e édition - novembre 2004, révision 2 (TP 6533F).

CONTEXTE

Les normes du RAC exigent qu'une formation soit donnée sur la sortie d'une amorce de décrochage lorsque le contact avec le sol est imminent et lorsqu'il est improbable. Dans bon nombre des méthodes de formation et de contrôle utilisées actuellement, on présume souvent que le contact avec le sol est imminent, et on insiste surtout sur les mesures visant à réduire la perte d'altitude lors d'une sortie de décrochage.

L'une des méthodes de formation et de contrôle fréquemment utilisées lorsqu'on présume que le contact avec le sol est imminent consiste à amorcer le décrochage en palier dans les conditions prescrites. On amorce la sortie en appliquant la poussée (ou puissance) maximale disponible du moteur au premier signe de décrochage, tout en évitant la moindre perte d'altitude. S'il est possible de réussir ainsi une sortie de décrochage à basse altitude, cette technique peut donner lieu à un décrochage à haute altitude pendant des manoeuvres en vol ou pendant un vol dans des conditions de givrage.

Décrochage aérodynamique des ailes

Les ailes décrochent lorsqu'elles atteignent un angle d'attaque auquel l'augmentation du décollement des filets d'air entraîne une importante perte de portance et une augmentation de la traînée. On reconnaît souvent le décollement des filets d'air au tremblement de la cellule et à une diminution de la pilotabilité de l'aéronef. Cependant, dans le cas de certains aéronefs, la perte de portance est subite et n'est précédée d'aucun tremblement.

L'angle d'attaque de décrochage est habituellement constant pour une configuration donnée, mais, dans le cas d'aéronefs à turboréacteurs à ailes en flèche, il diminue généralement à mesure que l'altitude augmente, à cause de l'effet de Mach. L'angle d'attaque de décrochage de tous les avions diminue de façon importante lorsque les ailes, en particulier les bords d'attaque, sont contaminées par du givre ou d'autres contaminants. La vitesse à laquelle décroche un avion n'est pas constante; elle dépend de la masse de ce dernier et des facteurs de charge de manoeuvre. L'augmentation de la masse et des facteurs de charge provoque une augmentation des vitesses de décrochage pour un angle d'attaque donné.

Exigences en matière de certification

Pendant les essais de certification des avions, on tente de s'assurer qu'un avertissement de décrochage se manifeste suffisamment à l'avance pour prévenir tout décrochage intempestif. Dans de nombreux avions, un tel avertissement est fourni par un système comme un vibreur de manche. L'hypothèse selon laquelle le pilote prendra les mesures qui s'imposent pour éviter le décrochage est intrinsèque aux exigences de certification.

La certification requiert également que les caractéristiques de décrochage soient satisfaisantes. Lorsque les caractéristiques naturelles de décrochage aérodynamique ne respectent pas les exigences de certification, la présence de systèmes est exigée soit pour empêcher le décrochage aérodynamique, soit pour garantir des caractéristiques satisfaisantes. On a donc introduit, dans certains avions, des pousseurs de manche pour abaisser rapidement le nez et réduire l'angle d'attaque.

Sortie de décrochage

Une sortie de décrochage efficace nécessite une réduction en douceur et préparée de l'angle d'attaque. La commande principale de tangage (gouverne de profondeur) est la commande la plus efficace pour sortir d'un vol à angle d'attaque élevé dans toutes les conditions de vol. Dans certaines circonstances, une augmentation de la poussée (ou puissance) peut être utilisée à basse altitude pour faire accélérer un aéronef volant à faible vitesse sans qu'il n'y ait perte d'altitude. Cependant, à l'angle d'attaque inhérent à l'avertissement de décrochage, la traînée aérodynamique est importante et l'accélération moteur rique d'être lente, surtout si la poussée initiale est au ralenti, ce qui prolonge d'autant la sortie de décrochage. À haute altitude, où la poussée disponible est plus faible, il se peut qu'une accélération sans perte d'altitude soit impossible.

En cas d'avertissement de décrochage, si on ne réduit pas rapidement l'angle d'attaque des ailes, il peut y avoir augmentation continue de cet angle et décrochage. Aux grands angles d'attaque, en raison d'interruptions du débit d'entrée d'air, il se peut que les turboréacteurs subissent un pompage ou un décrochage du compresseur. La portance asymétrique associée au décollement des filets d'air sur les ailes ou la perte de poussée associée aux interruptions du débit d'entrée d'air du ou des moteurs peuvent entraîner une perte de stabilité latérale ou directionnelle, et peut-être même une vrille. Si on laisse le décrochage s'intaller, il se peut qu'il faille se mettre en piqué maximal pour pouvoir sortir du décrochage. La sortie d'un décrochage intégral risque fort de se traduire par une importante perte d'altitude.

Voici des conditions de vol spécifiques dans lesquelles il se peut que les méthodes de formation actuelles n'arrivent pas à permettre une sortie d'amorce de décrochage et donnent lieu à un décrochage ou à une perte de maîtrise :

• La poussée moteur risque d'être insuffisante pour garantir une sortie de décrochage efficace à haute altitude, pendant un vol avec un moteur inopérant ou lorsque la poussée est au ralenti. À basse altitude, il faut généralement huit secondes à un turboréacteur pour passer de la poussée de ralenti à la poussée de remise des gaz. À haute altitude, ce chiffre augmente de façon importante;
   
• Si les moteurs sont déjà à la poussée maximale, comme lors d'un décollage, d'une remise des gaz ou d'une montée avec un moteur inopérant, il n'y a pas de poussée additionnelle disponible pour amorcer une sortie de décrochage au moyen de la poussée;
   
• À de petits angles d'attaque, la contamination par le givre peut donner lieu à une amorce de décrochage ainsi qu'à une augmentation des vitesses de décrochage. L'augmentation de la traînée découlant de la contamination par le givre peut dépasser la poussée (ou puissance) disponible pour maintenir le vol en palier. Dans des conditions de givrage, une mauvaise utilisation des systèmes de protection contre le givre risque de provoquer un décrochage aérodynamique, lequel peut précéder l'avertissement de décrochage transmis par un vibreur de manche ainsi que la protection fournie par un pousseur de manche;
   
• L'amorce d'un décrochage pendant des manoeuvres en vol se produit à des vitesses plus élevées, en raison du facteur de charge et du taux de décélération supérieur à celui démontré pendant la formation.

Pendant le vol à haute altitude, l'angle d'attaque de décrochage et l'assiette associée sont très inférieurs aux valeurs obtenues à basse altitude. Un tremblement dû à l'effet de Mach à basse vitesse peut précéder les signes d'amorce de décrochage. Ces signes n'apparaissent habituellement pas à l'altitude à laquelle s'effectue normalement la formation au décrochage.

Dans tous les cas susmentionnés, une réduction rapide de l'angle d'attaque des ailes est nécessaire pour empêcher une augmentation de cet angle ainsi qu'un décrochage aérodynamique, ce qui nécessite que la commande principale de tangage (gouverne de profondeur) soit utilisée pour amorcer une sortie de décrochage. La minimisation de la perte d'altitude devrait constituer une préoccupation secondaire tant que la sortie de décrochage n'a pas été assurée hors de tout doute.

Formation sur les décrochages intégraux

Bon nombre des méthodes de formation en vigueur ne démontrent pas un décrochage complet et les manoeuvres de pilotage connexes. Il se peut qu'elles ne préparent pas suffisamment bien les membres d'équipage à reconnaître un décrochage aérodynamique et à en sortir, dans l'éventualité où les mesures de sortie de l'amorce de décrochage auraient échoué.

ÉLABORATION D'UNE POLITIQUE/DE MESURES

La présente CIACA fournit des recommandations, en matière de formation et de contrôle portant sur les amorces de décrochage, qui sont conformes aux Normes régissant le transport de passagers par un exploitant privé, aux NSAC et au Manuel du pilote vérificateur agréé. Les recommandations qui suivent visent principalement à fournir une formation adéquate aux membres d'équipage pour leur permettre de reconnaître les premiers signes de décrochage, ou un tremblement à basse vitesse, et de prendre les mesures qui s'imposent pour éviter qu'il y ait décrochage ou perte de maîtrise. Les recommandations en matière de formation qui suivent ne sont pas normatives; elles constituent plutôt un guide d'élaboration d'un programme de formation à la sortie de décrochage destiné à un exploitant.

Les organismes de formation devraient réviser et modifier leur programme de formation au sol et en vol en matière de reconnaissance et de la sortie de décrochage, afin de s'assurer que la formation donnée convient aux conditions de vol et de configurations prévisibles d'un type d'avion en particulier.

Pour la qualification de type initiale, il est recommandé que la formation suivante soit donnée au sol, en simulateur ou à bord d'un avion si nécessaire. Dans le cas de pilotes n'ayant pas encore suivi cette formation, ils devront la suivre au moment de leur prochaine formation périodique, et cette formation sera consignée dans leur dossier de formation. Toute formation ultérieure exigée par le RAC devrait être donnée conformément aux directives suivantes :

Formation au sol recommandée

• Caractéristiques de décrochage et de tremblement à basse vitesse particulières au type d'avion visé;
   
• Utilisation et fonction du système antidécrochage;
   
• Dangers d'outrepasser ou d'ignorer les indications et/ou le fonctionnement du système antidécrochage;
   
• Effets du givrage et des autres contaminants sur les caractéristiques de décrochage et sur les systèmes antidécrochages;
   
• Utilisation et fonction des systèmes de protection contre le givre et effets sur les systèmes antidécrochages;
   
• Mesures de sortie recommandées à prendre dès le premier signe de décrochage (avertissement de décrochage) et en cas de décrochage;
   
• Les effets des différentes commandes de pilotage sur la sortie de décrochage, à savoir :
   
  • La commande principale de tangage et la perte d'altitude connexe à laquelle on peut s'attendre avec les mesures de mise en piqué qui s'imposent;
  • La commande de poussée (ou de puissance);
  • Les déplacements des ailerons et de la gouverne de direction pour assurer la stabilité latérale et la maîtrise en direction;
  • L'effet des aérofreins;
  • La nécessité de débrayer les pilotes automatiques.
     
• Dans le cas des avions équipés d'un pousseur de manche, mesures de sortie de décrochage recommandées en cas d'activation du pousseur de manche, y compris lorsque l'avion se trouve très près du sol;
   
• Évitement d'un décrochage secondaire avec accent mis sur la minimisation des facteurs de charge pendant la sortie;
   
• Prise en compte de la proximité du relief et de l'altitude prévue pendant les sorties de décrochage;
   
• Nécessité de jouer sur les commandes de pilotage en douceur, de façon intentionnelle et franche afin d'éviter l'augmentation des facteurs de charge et des décrochages secondaires. On devrait insister sur la nécessité d'éviter d'imprimer des mouvements cycliques ou oscillatoires sur les commandes, afin d'empêcher le dépassement des limites structurales de l'aéronef.

Formation recommandée sur simulateur et sur avion

Voici les commandes de sortie de base qu'il est recommandé d'exécuter dès les premiers signes de décrochage, en tenant dûment compte des recommandations du constructeur et des caractéristiques propres au type d'avion :

Simultanément :

• Pilote automatique - débrayer (s'il n'est pas automatiquement débrayé en cas d'avertissement de décrochage);
   
• Commande de tangage - réduire franchement et suffisamment le tangage afin de réduire l'angle d'attaque des ailes et faire accélérer l'aéronef (augmenter la vitesse);
   
• Poussée (ou puissance) - appliquer le maximum disponible;
   
• Direction - contrôler le lacet avec soin.

Une fois les mesures initiales prises :

• Aérofreins - s'assurer qu'ils sont rentrés;
   
• Assiette en roulis - ramener les ailes à l'horizontale;
   
• Commande de tangage - utiliser au besoin pour éviter la récurrence des avertissements de décrochage et minimiser la perte d'altitude, en tenant dûment compte de la proximité du relief;
   
• Configuration - vérifier qu'elle est appropriée. Certaines mesures, comme la rentrée du train, augmentent la traînée pendant la séquence de rentrée de celui-ci et retardent ainsi la sortie de décrochage;
   
• Contrôle de la circulation aérienne (ATC) - aviser l'ATC de tout écart après confirmation de la réussite de la sortie de décrochage.

Le pilotage devrait toujours s'effectuer en douceur, de façon intentionnelle et franche. Éviter l'augmentation des facteurs de charge, jusqu'à ce qu'une vitesse minimale de manoeuvre soit atteinte.

Formation sur simulateur recommandée pour la sortie d'une amorce de décrochage

Bon nombre des méthodes de formation en vigueur permettent généralement la formation sur le décrochage dans trois configurations élémentaires de croisière, de décollage et d'atterrissage, dans une condition de vol spécifique - p. ex., le vol en palier à 15 000 pieds. Il est recommandé que la formation s'effectue dans les trois configurations existantes, mais dans les conditions de vol pertinentes suivantes :

1. Croisière - La mise en décrochage en palier devrait s'effectuer à partir d'une poussée de ralenti et à au moins 75 % de l'altitude maximum homologuée de l'aéronef, ainsi qu'à la masse appropriée à la croisière initiale à la suite d'un décollage à la masse maximale. La sortie devrait mettre l'accent sur la réduction immédiate de l'angle d'attaque au moyen de la commande principale de tangage. La réaction des moteurs à l'augmentation de la poussée devrait être surveillée.
    
2. Décollage - La mise en décrochage devrait s'effectuer pendant un virage en montée, avec un moteur inopérant, dans une configuration où la vitesse et la poussée conviennent à un deuxième segment de montée. La masse de l'aéronef devrait être d'au moins 75 % de la masse maximale au décollage. L'accent devrait être mis sur l'utilisation de la commande de tangage pour effectuer la sortie de décrochage (puisque la poussée correspond à la poussée maximale disponible, ou presque) et sur l'évitement d'une perte de stabilité latérale et d'une perte de maîtrise en direction.
    
3. Atterrissage - Amorce de décrochage à 500 pieds au dessus du niveau du sol ou à une altitude minimale de descente représentative au dessus d'une piste, à la poussée de ralenti, en configuration d'atterrissage. L'accent devrait être mis sur une sortie de décrochage rapide et permettre toute perte d'altitude nécessaire ayant un effet sur la sortie de décrochage, tout en évitant tout contact avec le relief.

Remarque : Lorsque la configuration est appropriée, la formation mentionnée ci-dessus peut être intégrée au programme de formation sur simulateur dans le cadre de différentes séances, au lieu de l'être dans le cadre d'une seule séance.

Formation sur simulateur recommandée pour la sortie d'un décrochage complet

De nombreux dispositifs d'entraînement de vol (simulateurs) possèdent une capacité limitée de reproduction des conditions de vol aux grands angles d'attaque propres aux angles d'attaque de décrochage. Cependant, lorsque le simulateur le permet, on devrait amorcer un décrochage total afin de démontrer le fonctionnement des systèmes antidécrochages des avions (comme les pousseurs de manche), les mesures de sortie pertinentes à appliquer ainsi que la perte d'altitude associée à l'amorce d'un décrochage total.

Les actions sur les commandes pour sortir du décrochage devraient être identiques à celles d'une sortie d'amorce de décrochage, l'accent étant mis sur la nécessité d'intervenir plus vigoureusement et plus longtemps sur la commandes de tangage (gouverne de profondeur) jusqu'à ce que la vitesse augmente rapidement. La formation devrait également mettre l'accent sur les actions sur les commandes nécessaires pour empêcher un décrochage secondaire.

Formation sur avion seulement pour différentes phases de vol - Recommandations

En raison des dangers potentiels associés à un décrochage, il est recommandé que les décrochages aérodynamiques complets ou les amorces de décrochage provoquant l'activation du pousseur de manche soient évités dans le cadre de la formation. Cependant, dans le cas des sorties d'amorce de décrochage, la formation devrait favoriser une mise en piqué suffisante pour permettre une réduction rapide de l'angle d'attaque, en tenant bien sûr compte de toute perte d'altitude et de tout franchissement du relief pertinents à la manoeuvre. En aucun cas, le fait d'arriver à une perte d'altitude nulle ne devrait constituer un critère de réussite de la démonstration d'une sortie de décrochage dès les premiers signes avant-coureurs. Si un décrochage est amorcé par mégarde, les actions sur les commandes devraient être celles mentionnées ci-dessus en cas de décrochage total.

Toute formation sur avion seulement portant sur le décrochage devrait tenir dûment compte du franchissement du relief et des nuages. La masse et le centrage de l'avion devraient se trouver dans les limites prescrites, et un centrage avant est recommandé. On doit limiter la masse des aéronefs, afin d'assurer des performances suffisantes de sortie dès les premiers signes d'un décrochage.

Méthodes de contrôle recommandées pour la sortie de décrochage

Le contrôle relatif à la formation sur le décrochage devrait s'effectuer conformément aux directives susmentionnées. Le contrôle devrait viser principalement à garantir que le pilote prend les mesures qui s'imposent dès les premiers signes d'un décrochage. Ces mesures devraient avoir préséance sur l'insistance actuelle consistant à minimiser toute perte d'altitude lors de démonstrations d'amorces de décrochages en palier.

Certaines des annexes des NSAC mentionnées traitant du CCP renferment des critères qui autorisent une exemption du contrôle de la procédure d'amorce de décrochage et de sortie lorsque certaines conditions sont remplies. Un de ces critères consiste à éliminer la nécessité d'effectuer un contrôle de la sortie d'une amorce de décrochage si cette procédure a été réussie pendant la formation. On devrait encourager l'utilisation des dispositions d'exemption, afin de favoriser une formation et une compréhension efficaces des sorties de décrochage et d'éviter des mesures de sortie normatives que les méthodes de contrôle en vigueur peuvent encourager par mégarde.

DISPOSITION FUTURE

La présente CIACA demeurera en vigueur jusqu'à nouvel ordre.

Le directeur,
Aviation commerciale et d'affaires

Michel Gaudreau

Les Circulaires d'information de l'Aviation commerciale et d'affaires (CIACA) visent à fournir de l'information et des directives concernant les questions opérationnelles. Une CIACA peut servir à décrire un moyen acceptable, mais non le seul, de se conformer au règlement existant. Cependant, en soi, une CIACA ne peut modifier ou créer une exigence réglementaire, ni peut-elle autoriser de changements ou des dérogations aux exigences réglementaires. Les CIACA sont aussi disponibles sur le site Web de TC à l'adresse suivante : http://www.tc.gc.ca/fra/aviationcivile/normes/commerce-circulaires-menu-284.htm

Date de modification :

2011-03-01

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