Annexe A - Évaluation de la fiabilité du système de propulsion

A.1 GéNéRALITéS

A.1.1 APPROBATION DE DéFINITION DE TYPE

Pour établir si un ensemble cellule-moteurs donné a satisfait aux critères de fiabilité du système de propulsion pour les ETOPS, des spécialistes de l’organisme de navigabilité responsable doivent effectuer une évaluation approfondie de la conception du couple système de propulsion-cellule au moyen de toutes les données et de tous les renseignements pertinents des moteurs et de l’ensemble cellule-moteurs disponibles (y compris le groupe auxiliaire de bord, le cas échéant).

Transports Canada Aviation civile (TCAC) revoit ces constatations dans le cadre de l’approbation de la définition de type de l’avion.

A.1.2 APPROBATION OPéRATIONNELLE

Elle établit si un exploitant aérien a démontré sa capacité d’assurer que les valeurs cibles de fiabilité du système de propulsion ont été satisfaites et qu’elles continuent de l’être.

A.2 CONCEPTS ET CRITÈRES

Aucun paramètre en soi, sans d’autres données ou renseignements, ne peut qualifier de façon adéquate la fiabilité. Il y a un certain nombre de variables, de statistiques de maintenance et d’exploitation ainsi que de renseignements généraux au sujet de l’expérience opérationnelle d’un groupe propulseur donné qui caractérisent la fiabilité d’un système de propulsion. Le jugement technique doit être utilisé pour déterminer le caractère adéquat et l’applicabilité de ces données et de ces renseignements en fonction des ETOPS et pour déterminer si un avion convient aux ETOPS. Pour aider à faire ce jugement, on se sert d’une analyse statistique pour déterminer si le niveau de fiabilité désiré est obtenu.

Les résultats doivent être tels qu’il puisse être démontré avec un niveau élevé de confiance que le risque d’une perte totale de poussée ou une perte dans une mesure qui exclut toute poursuite en toute sécurité du vol est acceptablement faible, c’est-à-dire qu’il se situe à un niveau approprié correspondant à une valeur inférieure à la plage comprise entre 10-8 et 10-9 par heure pendant la partie pertinente du vol de croisière.

A.3 éVALUATION

Pour évaluer de façon adéquate la fiabilité du système de propulsion pour une définition de type et une approbation opérationnelle ETOPS, certaines données et certains renseignements sur la flotte mondiale sont nécessaires. Les spécialistes de la réglementation maximisent le recours aux sources existantes et aux types de données généralement disponibles, mais des données additionnelles peuvent être nécessaires dans certains cas.

A.3.1 EXIGENCES RELATIVES AUX DONNéES

A3.1.1 Approbation de la définition de type – Des renseignements et des données sur la flotte mondiale sont nécessaires pour permettre d’évaluer efficacement la fiabilité du système de propulsion pour les ETOPS. Ces données doivent comprendre :

1) une liste de tous les événements relatifs à des coupures de moteur au sol ou en vol pour toutes les raisons (à l’exclusion des cas prévus lors d’une formation normale), y compris les extinctions moteur. La liste doit comprendre les renseignements suivants pour chaque événement : la date, la ligne aérienne, la désignation de l’avion et du moteur (modèle et numéro de série), la configuration du groupe propulseur et ses antécédents de modification, la position du moteur, les symptômes qui ont mené à l’événement, la phase du vol ou de l’opération au sol, les conditions météorologiques ou ambiantes et la raison de la coupure de moteur;

2) une liste de tous les cas où la poussée atteinte a été inférieure au niveau visé pour quelque raison que ce soit : cette liste doit comprendre les renseignements détaillés ci-dessus;

3) des données relatives aux heures totales de vol du moteur et au nombre de cycles de fonctionnement de l’avion (si ce nombre est connu, inclure la distribution des heures moteur, c’est-à-dire le pourcentage des moteurs de la flotte mondiale qui ont accumulé 1000 heures, 2000 heures, etc.);

4) des données indiquant le temps moyen entre la panne du système de propulsion et des composants connexes qui ont un effet sur la fiabilité (déposes non prévues);

5) la valeur et la fréquence d’utilisation d’une poussée réduite ou détarée (si des données détaillées ne sont pas disponibles, un échantillonnage représentatif suffira);

6) des données additionnelles indiquées par le groupe de spécialistes.

A.3.1.2 Approbation opérationnelle – Exigences de données pour l’approbation de la définition de type ETOPS (alinéa A.3.1.1) limitées à l’expérience de l’exploitant aérien au niveau de la flotte et à toute expérience présentée comme une expérience compensatoire (voir évaluation technique au paragrpahe A.3.3).

A.3.2 EXPéRIENCE

A.3.2.1 Définition de type – Pour étayer des demandes d’approbation de type ETOPS, des données doivent être obtenues de diverses sources pour assurer que les demandes sont complètes (p. ex. le nom du motoriste, celui de l’exploitant aérien et le nom de l’avionneur).

Afin de fournir une indication raisonnable des tendances de fiabilité et des secteurs à problèmes, un total d’au moins 150 000 heures de vol est normalement exigé de la flotte mondiale avant que le processus d’évaluation puisse produire des résultats significatifs. Ce nombre d’heures peut être réduit si des facteurs compensateurs suffisants sont établis qui donnent une base de données équivalente raisonnable.

Dès qu’une évaluation est terminée et que les groupes de spécialistes ont documenté leurs constatations, le directeur de la Certification des aéronefs déclare si la fiabilité d’un système de propulsion actuel d’un ensemble cellule-moteurs donné satisfait ou non aux critères pertinents du présent document. TCAC précise les éléments nécessaires pour que le système de propulsion convienne aux ETOPS, notamment la configuration de définition de type du système de propulsion recommandée, les conditions d’exploitation, les exigences et les limites de maintenance.

A.3.2.2 Exploitant aérien – L’exploitant aérien doit avoir une expérience opérationnelle qui assure qu’il continue à maintenir et à exploiter un ensemble cellule-moteurs donné à un niveau acceptable de fiabilité. L’évaluation visant à déterminer si un exploitant aérien peut se faire attribuer une approbation ETOPS se fait systématiquement après l’acquisition d’une expérience opérationnelle minimale. Les exigences en matière d’expérience opérationnelle peuvent être réduites moyennant des facteurs compensateurs suffisants (voir annexe C du présent document). Les exigences de base acceptées en matière d’expérience sont définies au chapitre 3 du présent document.

A.3.3 éVALUATION TECHNIQUE

A.3.3.1 Il s’agit d’une analyse au cas par cas de toutes les défaillances, de tous les défauts et de toutes les défectuosités d’importance subies en service (ou au cours des essais) pour l’ensemble cellule-moteurs devant faire l’objet de l’évaluation. Les défaillances d’importance sont principalement celles causant ou entraînant la coupure en vol ou l’extinction d’un moteur, mais peuvent aussi comprendre des défaillances inhabituelles au sol ou des déposes non prévues de moteurs de l’avion. Pendant l’évaluation, il faut tenir compte des points suivants :

a) du type de groupe propulseur, de l’expérience antérieure, du fait de savoir si le groupe propulseur est neuf ou dérivé d’un modèle existant ainsi que de la limite de capacité nominale d’exploitation du moteur lorsqu’un moteur doit être coupé;

b) des tendances relevées sur une moyenne cumulative, semi-annuelle et annuelle, mise à jour trimestriellement, du nombre de coupures de moteur en vol par rapport aux heures de vol et au nombre de cycles de fonctionnement du système de propulsion;

c) de l’effet des modifications correctives, de la maintenance, etc., sur la fiabilité ultérieure du système de propulsion;

d) des mesures de maintenance recommandées et exécutées et de leur effet sur les taux de défaillance des moteurs et des groupes auxiliaires de bord (APU);

e) de l’accumulation de l’expérience opérationnelle couvrant la gamme des conditions ambiantes auxquelles il faudra probablement faire face;

f) de la durée maximale du vol prévu, des durées maximale et moyenne de déroutement utilisées en ETOPS.

A.3.3.2 Définition de type – Une évaluation des mesures correctives prévues ou prises pour chaque problème identifié dans l’intention de vérifier que la mesure suffit à corriger l’anomalie.

Lorsqu’à chaque anomalie d’importance identifiée correspond une mesure corrective approuvée par TCAC et lorsque toutes les mesures correctives sont intégrées et vérifiées de façon satisfaisante, TCAC détermine qu’un niveau de fiabilité acceptable peut être atteint. Une corrélation statistique est aussi utilisée.

Toute inspection et tout essai de certification qui pourraient être nécessaires afin d’approuver ces mesures correctives relèvent de l’organisme d’approbation de conception approprié. Les mesures correctives et les modifications requises font partie de la norme de conception de type nécessaire à l’homologation de type finale d’un avion en mode ETOPS.

A.3.3.3 Opérations – TCAC reconnaît qu’un certain nombre d’événements (p. ex., coupures de moteur en vol (IFSD), extinctions, réductions de poussée non sollicitées, etc.) ne sont pas pertinents aux ETOPS ou qu’une mesure a été prise pour éviter tout incident ultérieur. Un exploitant aérien peut demander, par l’intermédiaire de l’IPM, de l’IPO de la division du Génie de la Certification des avions, qu’il ne soit pas tenu compte de tels événements pour que l’objectif de fiabilité du système de propulsion ne soit pas compromis. Toute modification de configuration, de maintenance ou de procédure visant à justifier la non-prise en compte de l’événement fait partie intégrante des critères de configuration, de maintenance et de procédures ETOPS. (La prise en compte d’équipement facultatif, comme l’ACARS, doit être revue en fonction des critères de la liste d’équipement minimal (MEL)) Consulter le paragraphe 4.7.3 pour obtenir plus de renseignements sur la non-prise en compte des coupures moteur en vol (IFSD).

A.4 OBJECTIF DE FIABILITé DU SYSTÈME DE PROPULSION

A.4.1 DéFINITION DE TYPE

On détermine que la définition de type du système de propulsion est conforme au niveau de fiabilité désiré. TCAC détermine si la probabilité d’une perte de poussée totale ou inacceptable, attribuée ou non à la conception, satisfait aux critères du présent article.

A.4.2 OPéRATIONS

A.4.2.1 On détermine la capacité du système de propulsion d’atteindre le niveau de fiabilité opérationnelle ETOPS. TCAC détermine si la probabilité d’une perte de poussée totale ou inacceptable, attribuée à des causes indépendantes, satisfait aux critères du présent article.

A.4.2.2 L’objectif de fiabilité du système de propulsion assure que ce dernier atteint à tout le moins les critères de fiabilité minimums exigés des autres systèmes d’avion critiques, p. ex. le système de navigation, les commandes de vol, le système de communication, etc.

Compte tenu de la complexité de tout le système de propulsion, l’approche visant à déterminer la fiabilité a consisté à se servir des données en service. Par conséquent, ces données, non seulement tiennent compte des défaillances relatives à la conception (approche de l’article 525.1309 du Manuel de navigabilité), mais font aussi état des effets de la maintenance et des opérations sur les taux de défaillance.

Les événements dont il faut tenir compte comprennent ceux qui se produisent dès le début de la course au décollage jusqu’à la fin de la phase d’atterrissage, mais il n’est pas tenu compte des éléments qui ne sont pas jugés critiques aux vols ETOPS. Les défaillances pertinentes sont les coupures de moteur en vol (IFSD) et toute perte de puissance marquée ou perte de maîtrise des moteurs. L’objectif de fiabilité utilisé par TCAC met en relation la durée de déroutement avec
la probabilité d’une perte de poussée qui empêche de poursuivre le vol en toute sécurité.

La valeur cible s’exprime au moyen de la formule suivante :

(109)(Pe2)(t)=1

Pe = probabilité d’une défaillance moteur (par heure)
t = durée de déroutement (en heures)
(109) représente la durée de vie de toute la flotte d’avions (en heures)

TCAC croit qu’il faut prévoir une certaine tolérance pour tenir compte des mesures correctives vérifiées et des coupures de moteur de précaution, et qu’il faut inclure la variance prévue par rapport au temps dans les statistiques de fiabilité des systèmes de propulsion. Les incidents ou accidents signalés qui vont au-delà de la tolérance justifient le retrait de l’approbation ETOPS ou une réduction dans la durée de déroutement autorisée. Le critère maximal est défini par la formule suivante :

(.25)(109)(Pe2)(t) =1

FIGURE 1

OBJECTIF DE FIABILITé DU SYSTÈME DE PROPULSION

DURéE DE DéROUTEMENT (EN MINUTES) (T)
TABLEAU DE FIABILITé (DéFAILLANCES MOTEUR PAR 1 000 HEURES)

Durée de déroutement (t) Critère cible Critère minimum
60 minutes 0,032 0,063
75 minutes 0,028 0,056
90 minutes 0,026 0,052
120 minutes 0,022 0,044
138 minutes 0,021 0,042
180 minutes 0,018 0,036
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