Annexe 3-A - Normes des simulateurs de giravions

1. Introduction

Il existe trois niveaux de complexité en ce qui touche les simulateurs de giravions : les niveaux B, C et D ont une complexité et une utilisation comparables. Le niveau A est réservé en vue d'une utilisation future.

La présente annexe décrit les exigences de qualification des simulateurs de giravions des niveaux B, C et D en vertu du programme national d'évaluation des simulateurs. Il faudrait également consulter les essais de validation et de fonctionnement des annexes 3-B et 3-C à propos d'un niveau particulier de simulateur.

2. Déclaration de conformité

Dans le cas des exigences visuelles des simulateurs des niveaux C et D de cette annexe, il faut fournir une déclaration de conformité lorsque cela est indiqué, ainsi que les résultats d'un essai dans certains cas. Les déclarations de conformité doivent décrire de quelle façon les exigences sont respectées, dans le cas par exemple des approches avec modélisation du train d'atterrissage, des sources du coefficient de friction, etc. L'essai doit démontrer que les exigences en question sont respectées. Dans la section suivante, dans laquelle on décrit les normes des simulateurs, on indiquera toujours, dans la colonne réservée aux commentaires, si une déclaration de conformité est nécessaire.

3. Généralités sur les simulateurs

NORMES NIVEAU COMMENTAIRES
  A B C D  

a. Le poste de pilotage doit être une réplique grandeur nature de celui du giravion. La direction des déplacements des commandes et des interrupteurs doit être la même que dans le giravion. Le poste de pilotage d'un simulateur comprend toute la partie située en avant d'une coupe transversale du fuselage effectuée derrière les sièges des pilotes. Les autres postes de travail des membres d'équipage et les cloisons nécessaires derrière les sièges des pilotes sont aussi considérés comme faisant partie du poste de pilotage et doivent être identiques à ceux qu'on retrouve dans le giravion.

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b. Les disjoncteurs dont le fonctionnement a une incidence sur les procédures ou dont le déclenchement entraîne la présentation d'indications observables dans le poste de pilotage doivent être installés à un endroit approprié et fonctionner correctement.
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c. Les effets des changements aérodynamiques résultant de diverses combinaisons de traînée et de poussée que l'on rencontre normalement en vol doivent correspondre à ceux qui sont ressentis lors des vols véritables. Les effets des variations d'assiette, de poussée, de traînée, d'altitude, de température, de masse brute, de l'emplacement du centre de gravité et de configuration de l'aéronef doivent aussi être simulés.

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d. Toutes les indications pertinentes sur les instruments permettant la simulation du giravion doivent être fournies automatiquement en réponse au déplacement des commandes effectué par l'un des membres d'équipage de conduite ou aux perturbations simulées, c.-à-d. turbulence ou cisaillement du vent.

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e. L'équipement de communication et de navigation doit correspondre à celui qui est installé dans le giravion du postulant et il doit respecter les tolérances prescrites pour l'équipement réel que l'on retrouve à bord de cet avion.

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f. En plus des postes de l'équipage de conduite, le simulateur doit comporter deux sièges convenables réservés à l'instructeur ou pilote vérificateur et à l'inspecteur de Transports Canada. Le DPS pourra modifier cette norme dans les cas où la configuration du poste de pilotage est inhabituelle. De ces sièges, on doit avoir une bonne visibilité du tableau de bord du pilote et des pare-brise avant dans les modèles équipés d'un système de visualisation. Il n'est pas nécessaire que les sièges des observateurs soient du même type que ceux de le giravion simulé, mais ils doivent comporter les dispositifs de retenue similaires.

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g. Le fonctionnement des systèmes du simulateur doit simuler le fonctionnement des systèmes du giravion, pour ce qui est des manoeuvres au sol et en vol. Les systèmes doivent fonctionner de façon que les procédures de fonctionnement en situation normale, anormale ou d'urgence prévues puissent être exécutées.

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h. Les commandes de l'instructeur doivent être installées de façon à lui permettre de contrôler les variables des systèmes et de provoquer des situations anormales ou d'urgence dans les systèmes du giravion.

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i. La résistance physique statique et la course des commandes doivent correspondre à celles des commandes du giravion simulé. Les déplacements des commandes doivent provoquer la même réaction physique que dans le giravion dans les mêmes conditions de vol.

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j. Les bruits importants perçus dans le poste de pilotage et qui résultent des actions du pilote doivent correspondre à ceux qu'on entend dans le giravion simulé.

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k. Le bruit de l'essuie-glace de pare-brise et d'autres bruits importants du giravion que peut percevoir le pilote dans des situations normales, ainsi que le bruit d'un écrasement que l'on entend lorsqu'on effectue un atterrissage avec le simulateur sans respecter les limites du train d'atterrissage.

    x x Déclaration de conformité dans le cas du niveau D. Les bruits météorologiques convenables doivent être synchronisés avec les représentations météorologiques mentionnées à l'alinéa 15, paragraphe 2 de l'annexe 3-C.

l. L'amplitude et la fréquence réaliste des bruits et des sons perçus dans le poste de pilotage, y compris les bruits des moteurs, de la transmission, du rotor et de la cellule.

      x Essais requis des bruits et des sons produits par le giravion ou les systèmes de bord.

m. La programmation des manoeuvres au sol et des caractéristiques aérodynamiques doit comprendre : (1) L'effet de sol - par exemple, l'arrondi et le poser du train à partir d'un atterrissage glissé, de même que la programmation d'un vol stationnaire dans l'effet de sol. (2) La réaction au sol - réaction du giravion lorsqu'il touche la piste durant l'atterrissage, y compris la flexion des jambes à amortisseur, la friction des pneus, les forces latérales et autres données pertinentes telles que la masse et la vitesse, qui sont nécessaires à l'identification de la condition de vol et de la configuration. (3) Les caractéristiques des manoeuvres au sol - les manoeuvres d'orientation comprenant le vent de travers, le freinage, la décélération et le rayon de virage.

  x x x Déclaration de conformité. Essais requis. Aucune programmation du vol stationnaire n'est nécessaire au niveau B.

n. Des modèles mathématiques de cisaillement du vent représentatifs et des commandes pour permettre à l'instructeur de modifier la vitesse et la direction du vent.

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o. Efforts physiques aux commandes d'orientation et de freinage représentatifs, selon les données correspondantes du giravion au cours d'un atterrissage glissé, au moins dans les conditions suivantes :  

  1. piste sèche;
  2. piste mouillée;
  3. piste glacée;
  4. piste mouillée par endroits;
  5. piste glacée par endroits.
    x x Déclaration de conformité. Essais objectifs pour la condition 1. Essais de fonctionnement pour les conditions 2, 3, 4 et 5. La tolérance subjective doit être interprétée pour signifier que la relation entre les essais est logique (p. ex., les distances sur piste glacée par endroits sont inférieures aux distances sur piste glacée) et que les performances peuvent être expliquées en regardant les performances documentées du manuel de vol.

p. Les caractéristiques dynamiques représentatives pour une défectuosité des freins et des pneus, et diminution de l'efficacité des freins résultant d'une surchauffe, selon les données correspondantes du giravion.

    x x Déclaration de conformité. Essais requis.

q. Un ordinateur dont la puissance, la précision, la résolution et le temps de réponse dynamique permet au simulateur de respecter les exigences relatives au niveau de qualification prévu.

  x x x Déclaration de conformité.

r. La dynamique de sensation artificielle des commandes doit correspondre à ce qui se produit dans le giravion simulé. La réponse des commandes doit correspondre à celle des commandes du giravion et se situer à l'intérieur des tolérances mentionnées à l'annexe 3-B. L'évaluation initiale et l'évaluation d'un simulateur amélioré doivent être faites à partir des mesures de la réponse des commandes (cyclique, collectif et palonnier) enregistrées aux commandes proprement dites. Ces mesures doivent correspondre à celles des commandes du giravion en configuration pour manoeuvres au sol, vol stationnaire, montée, vol en croisière et autorotation.  

  1. Dans le cas d'un giravion avec systèmes de commandes de vol irréversibles, on peut enregistrer ces mesures au sol si on fournit au pilote suffisamment de données statiques pour simuler des conditions rencontrées lors de vols normaux. Les données techniques de conception du simulateur ou les données du constructeur du giravion seront soumises pour justifier la tenue d'essais au sol ou l'omission d'une configuration.
  2. Dans le cas d'un simulateur dont les commandes doivent être soumises à des essais statiques et dynamiques, des dispositifs d'essai spéciaux ne seront pas nécessaires lors des évaluations initiales si le GEQ d'un exploitant contient les résultats d'essais effectués avec les dispositifs et les résultats obtenus à l'aide d'une autre méthode d'essais telle qu'une courbe produite à l'aide d'un ordinateur, lorsqu'ils ont été obtenus concurremment. On peut satisfaire à cette exigence en répétant l'essai effectué à l'aide d'une autre méthode lors de l'évaluation initiale.
        Essais requis.Voir l'annexe 3-B, paragraphe 4.

5.

  1. Les réponses relatives des systèmes de mouvement, de visualisation et des instruments du poste de pilotage doivent être synchronisées afin de fournir des indications sensorielles intégrées. Ces systèmes doivent répondre à des manoeuvres brusques de tangage, de roulis et de lacet effectuées au siège du pilote dans les 100 à 150 millisecondes qui suivent, mais ils ne doivent pas réagir plus vite que le giravion ne le ferait dans des conditions identiques.
  x     Essais requis.Pour le niveau B, le temps de réponse doit être de 150 millisecondes ou moins.Pour les niveaux C et D, le temps de réponse doit être de 100 millisecondes ou moins.

5. 

2. Les changements de scène peuvent commencer avant le début d'un mouvement, mais l'accélération qui résulte du mouvement doit se terminer avant la fin du balayage visuel du premier champ vidéo qui contient de l'information différente. L'essai visant à déterminer si le simulateur respecte ces exigences devrait inclure l'enregistrement simultané des données analogiques provenant du cyclique, du collectif et du palonnier du pilote, des données provenant d'un accéléromètre fixé à la plate-forme du système de mouvement, à un endroit convenable près du siège du pilote, du signal transmis à l'écran du système de visualisation (y compris les données analogiques sur le temps d'acheminement du système de visualisation), et du système transmis à l'indicateur d'assiette du pilote, ou il peut s'agir d'un autre essai équivalent approuvé par l'administrateur. Cet essai vise à établir une comparaison entre les données provenant d'un enregistrement des réponses du simulateur et les données relatives aux réponses du giravion simulé en configuration de vol stationnaire (niveaux C et D seulement), de montée, de vol en croisière et d'autorotation. Dans le cas des données sur les réponses du giravion, il est souhaitable de les obtenir en phase d'accélération dans l'axe de rotation approprié. On peut aussi avoir recours à un essai de temps d'acheminement afin d'établir que le système du simulateur réagit à l'intérieur d'une tolérance de 100 à 150 millisecondes. Cet essai sert à mesurer l'ensemble des retards que subit un signal qui est acheminé à partir des commandes du pilote jusqu'aux circuits électroniques de durcissement des commandes et qui interagit avec tous les modules de programmes de l'ordinateur principal dans l'ordre prévu, grâce à un protocole d'établissement de liaison, pour finalement parvenir au système de mouvement, au système de visualisation ou aux indications des instruments par l'entremise des interfaces de sortie normale. L'une des commandes du pilote doit déclencher l'enregistrement de l'heure du début des essais. Le mode d'essai doit permettre l'accomplissement des opérations dans le temps prévu et ne doit pas influer sur la circulation de l'information dans l'ensemble matériel informatique et logiciels. Le temps d'acheminement d'un système est donc le temps qui s'écoule entre le mouvement d'une commande et la réponse du matériel informatique touché. Il faut mesurer ce temps d'acheminement une fois seulement dans chaque axe, sans égard aux conditions de vol existantes.

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t. La modélisation des caractéristiques aérodynamiques, comprenant les effets de sol, les effets de l'accumulation de glace sur la cellule (s'il y a lieu), les effets des perturbations aérodynamiques entre le souffle rotor et le fuselage, l'influence du rotor sur les commandes et les systèmes de stabilisation, et les représentations de la non-linéarité de la réponse des commandes résultant de glissades. La modélisation doit se fonder sur les données d'essai en vol du giravion fourni par le constructeur.

      x Déclaration de conformité.

u. Un moyen de vérifier rapidement et efficacement la programmation et le matériel du simulateur, par exemple, à l'aide d'un système automatisé qui pourrait servir à effectuer au moins une partie des essais mentionnés dans le GEQ.

    x x Déclaration de conformité. Essais requis.

v. Dispositif d'autovérification du matériel informatique et du logiciel permettant de déterminer si les performances du simulateur correspondent aux résultats des essais de performances exigés à l'annexe 3-B. Le document démontrant que l'essai a été effectué doit comporter le numéro du simulateur, la date, l'heure, les conditions, les tolérances et une comparaison des variables dépendantes du simulateur et des normes du giravion. La signalisation automatique des situations où les tolérances ne sont pas respectées serait souhaitable.

      x Déclaration de conformité.

w. Des sorties sur imprimante d'analyse diagnostique des défectuosités du simulateur permettant de déterminer si ces défectuosités sont autorisées dans le Guide d'utilisation des simulateurs ayant un composant défectueux. Ces documents doivent être conservés par l'exploitant entre les évaluations périodiques des simulateurs effectuées par TC et être joints au carnet des défectuosités tenu quotidiennement.

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x. Une mise à jour continue et effectuée en temps opportun du matériel et du logiciel du simulateur suite à des modifications apportées au giravion.

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y. Les résultats de la visite prévol journalière seront consignés dans le livret technique d'entretien du simulateur ou dans un autre document que l'on pourra consulter facilement.

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4. Exigences concernant le système de mouvement

NORMES NIVEAU COMMENTAIRES
  A B C D  

a. Les indications de mouvement (efforts physiques) perçues par le pilote doivent correspondre aux mouvements du giravion; p. ex., les indications sur le poser du train doivent être fonction du taux de descente simulé.

  x x x Essais de mouvement pour démontrer que le indications initiales de mouvement dans chaque axe sont convenablement synchronisées avec les sollicitations du pilote sur les commandes et avec la réaction du giravion.

b. Un système de mouvement ayant au moins trois degrés de liberté.

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c. Un système de mouvement qui donne des indications dans six degrés de liberté.

    x x Déclaration de conformité. Essais requis.

d. Un moyen d'enregistrer le temps de réponse du système de mouvement pour le comparer avec celui du giravion doit être intégré au système.

  x x x Voir paragraphe 3, alinéa s, de la présente annexe.

e. La programmation des effets spéciaux doit comprendre :  

  1. la sensation du roulement sur la piste, la flexion des jambes à amortisseur, la représentation de la vitesse au sol et des inégalités de la surface de la piste;
  2. le tremblement ressenti résultant de l'effet de l'écoulement d'air transversal;
  3. le tremblement ressenti lors de la sortie et de la rentrée du train d'atterrissage;
  4. le tremblement ressenti résultant du décrochage de la pale reculante;
  5. le tremblement ressenti pendant un affaissement au moteur;
  6. des indications réalistes lors du poser du train d'atterrissage; et
  7. les vibrations des rotors.
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f. Le tremblement caractéristique du giravion lors de manoeuvres (par exemple, décrochage de la pale reculante, sortie du train d'atterrissage, affaissement au moteur), que l'on peut ressentir dans le poste de pilotage. Le simulateur doit comporter le logiciel et les instruments permettant de mesurer les tremblements caractéristiques et de les comparer à ceux du giravion. Il faut aussi utiliser les données du giravion pour définir les mouvements du poste de pilotage lorsque le giravion est soumis aux effets de perturbations atmosphériques. Des modèles de turbulence type qui correspondent approximativement aux données d'essai en vol vérifiables sont acceptables. Un essai dont les données seront enregistrées et permettant de comparer les amplitudes et la fréquence des mouvements du simulateur à celle des mouvements de l'avion est nécessaire.

      x Déclaration de conformité. Essais requis.

5. Exigences concernant le système de visualisation

NORMES NIVEAU COMMENTAIRES
  A B C D  

Le système de visualisation doit pouvoir respecter toutes les normes décrites dans la présente annexe ainsi que dans les annexes 3-B et 3-C (annexes sur les essais de validation et de fonctionnement), selon le niveau de qualification que veut obtenir le postulant.

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Le système optique doit pouvoir procurer un champ visuel d'au moins 75 degrés à l'horizontale et 30 degrés à la verticale simultanément pour chacun des pilotes.

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Le système optique doit pouvoir procurer un champ visuel continu minimum collimaté (ou l'équivalent) de 150 degrés à l'horizontale et de 40 degrés à la verticale à chacun des sièges des pilotes.

    x   Le champ visuel horizontal doit être centré sur l'axe longitudinal du fuselage du giravion.

Le système optique doit pouvoir procurer un champ visuel continu minimum collimaté (ou l'équivalent) de 180 degrés à l'horizontale et de 60 degrés à la verticale à chacun des sièges des pilotes. De plus, des fenêtres concaves inférieures en état de fonctionnement et représentatives de celles qui se trouvent à bord du modèle de giravion simulé sont essentielles.

      x Le champ visuel horizontal doit être centré sur l'axe longitudinal du fuselage du giravion.

Une mesure de l'enregistrement du temps de réponse du système de visualisation.

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La vérification du segment au sol visuel et l'étendue de la scène visuelle à la hauteur de décision pendant l'approche en vue d'un atterrissage. Le GEQ doit contenir les calculs et les dessins nécessaires pour montrer les données pertinentes utilisées pour déterminer l'emplacement du giravion et le segment au sol visuel. Ces données devraient inclure, entre autres, les suivantes :
 

l'aéroport et la piste utilisés;

l'emplacement de l'émetteur d'alignement de descente de certaines pistes;

la position de l'antenne du récepteur d'alignement de descente par rapport aux roues du train d'atterrissage principal du giravion;

les réglages de l'intensité des feux d'approche et de piste; et

l'angle de tangage du giravion. Les paramètres précédents devraient être présentés pour un giravion en configuration d'atterrissage dont la hauteur des roues du train principal est de 100 pieds (30 m) au-dessus de la zone de poser des roues. Le segment au sol visuel et l'étendue de la scène visuelle doivent être déterminés en fonction d'une RVR de 1 200 pieds (350 m).

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Des indications visuelles pour évaluer le taux de changement de hauteur, de hauteur-sol et de déplacements en translation, et les taux pendant le décollage et l'atterrissage.

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Des indications visuelles pour évaluer le taux de changement de hauteur, de hauteur-sol et de déplacements en translation, et les taux pendant le décollage, les manoeuvres à basse altitude ou à vitesse lente, le vol stationnaire et l'atterrissage.

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Des méthodes d'essai permettant de vérifier rapidement les couleurs de l'image du système de visualisation, la RVR, la mise au point optique, l'intensité, la mise à niveau de l'horizon et l'assiette par rapport à l'indicateur d'assiette du simulateur.

  x x x Déclaration de conformité. Essais requis.

Les scènes de crépuscule doivent permettre l'identification d'un horizon visible et des caractéristiques typiques du relief et du terrain telles que les champs, les routes et les plans d'eau.

    x x Déclaration de conformité. Essais requis.

Un minimum de dix niveaux d'obscurcissement. Il faut faire la démonstration de cette caractéristique à l'aide d'un mode visuel dans le cas de chacun des canaux.

    x x Déclaration de conformité. Essais requis.

Les scènes visuelles se déroulant le jour, au crépuscule et la nuit doivent contenir assez d'éléments pour reconnaître un aéroport, un terrain et des points de repère principaux aux environs de l'aéroport et réussir avec succès un atterrissage. La représentation visuelle des scènes de jour doit s'intégrer à l'ensemble de l'ambiance de jour du poste de pilotage qui représente un éclairage au moins équivalent à celui que l'on retrouve dans le poste par temps couvert. Un système de visualisation de scène de jour est un système de visualisation qui permet de produire au minimum des images en couleurs, de contenu de scènes comparables en détail à celles produites par 4 000 tranches ou 1 000 surfaces dans le cas des scènes de jour et 4 000 points de lumière dans le cas des scènes de nuit et de crépuscule, une luminance de 6 pieds-Lambert mesurée à la hauteur des yeux du pilote (la meilleure luminosité), une résolution de 3 minutes d'arc pour le champ visuel aux yeux du pilote, et une image sans quantification apparente ou d'autres effets visuels pouvant détourner l'attention lorsque le simulateur est en mouvement. L'éclairage ambiant du poste de pilotage doit être dynamiquement compatible avec les scènes de jour simulées, et il ne doit pas brouiller l'image de la scène simulée ni se situer à moins de 5 pieds-Lambert de luminance reflétée sur une plaque d'approche à la hauteur des genoux du pilote. Toutes les exigences touchant la luminosité et la résolution doivent faire l'objet d'un essai objectif et être réévaluées au moins une fois par an par le DPS. On peut effectuer des essais plus fréquents si on découvre des signes que les performances se dégradent de plus en plus rapidement. Il est possible de démontrer que la luminosité est conforme aux normes à l'aide d'une mire blanche et en utilisant un photomètre ponctuel.
 

Rapport de contraste - Un luminancemètre couvrant l'ensemble de l'écran (trois canaux ou plus) se compose d'une matrice formée de carrés blancs et noirs représentant au moins 5 degrés chacun et dont le centre de l'image de chaque canal consiste en un carré blanc. Les mesures doivent être prises sur le centre du carré blanc de chacun des canaux à l'aide d'un photomètre ponctuel de 1 degré. La valeur de la luminance mesurée doit être d'au moins 2 pieds-Lambert. Il faut mesurer la luminosité des carrés noirs adjacents. Le taux de contraste est la valeur se rapportant au carré blanc divisée par celle se rapportant au carré noir. Le résultat minimal du rapport de contraste est de 5/1.

Luminance maximale - En conservant le luminancemètre décrit précédemment, il faut superposer la zone de mise en évidence sur le carré blanc de chacun des canaux et mesurer la luminosité à l'aide d'un photomètre ponctuel de 1 degré. Les points de lumière ne sont pas acceptables. On peut se servir de possibilités calligraphiques pour améliorer le luminancemètre.

Le niveau de résolution en surface doit être vérifié à l'aide d'une mire contenant les éléments et couvrant un angle de 3 minutes d'arc dans la scène visuelle observée à la hauteur des yeux du pilote. Cette vérification doit être appuyée par des calculs contenus dans la déclaration de conformité.

Taille du point lumineux. Pas plus grand que 6 minutes d'arc mesuré dans une mire consistant en une rangée simple de points lumineux réduits en longueur jusqu'à ce que la modulation soit juste décernable, une rangée de 40 traces lumineuses formeront un angle de 4 degrés ou moins.

Rapport de contraste du point lumineux. Ne doit pas être inférieur à 25/1 lorsqu'un carré d'au moins 1 degré est rempli de points lumineux (p. ex. lorsque la modulation des points lumineux est juste décernable) et est comparé avec l'arrière-plan adjacent.

      x Remarque : Les niveaux d'éclairage ambiant du poste de pilotage doivent être maintenus conformément aux exigences du niveau D.
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