TP 13706 - Ingénierie des évaluations techniques Sécurité des aérodromes, Aviation civile

ANNEXE A

MANDAT

Étude – Essais de givrage sur des PAPI
(final)

Transports Canada – Aviation civile
Sécurité des aérodromes
Ingénierie de l’évaluation technique (AARME)
Systèmes électriques des aérodromes

  1. Objectif
  2. Contexte
  3. Généralités
  4. Exigences Techniques/Étendue Des Travaux
  5. Codes, Normes, et Réfrences
  6. Dispositions Spéciales
  7. Dates de Début et de Fin des Travaux
  8. Modification, Augmentation ou Réduction des Travaux
  9. Honoraires et Déboursés

1.0 OBJECTIF

1.1 L’objectif de cette étude sur le givre et les indicateurs de trajectoire d’approche de précision (PAPI) est le suivant :

Phase 2 :

Partie 1 Mettre à l’essai 4 PAPI pour déterminer la durée minimale de dégivrage à partir de la mise sous tension de ces appareils, dans le but de créer des normes. Le problème à résoudre est le suivant : Quelle est la durée minimale nécessaire pour qu’un PAPI soit débarrassé du givre qui s’y est formé ?

Partie 2 Déterminer le degré de luminance lumineuse (intensité) nécessaire pour empêcher toute accumulation de givre quand les PAPI sont utilisés continuellement.

Phase 3:

Les résultats de la phase 2 de l’étude, les discussions avec des experts du domaine de la météorologie et un examen des installations du laboratoire utilisé pour simuler certains éléments météorologiques comme la neige normale, la neige fondue, la glace et le vent pourraient être à l’origine de l’examen complémentaire d’une série de variables fonctionnelles à une date ultérieure. Les particularités de cet examen seraient dans ce cas
définies plus tard en détail.

2.0 CONTEXTE

La formation de givre sur le verre protecteur des PAPI a été signalée pour la première fois par les responsables de la région du Québec de Transports Canada. Ces essais se sont déroulés en conséquence à Blainville pour évaluer la durée de l’élimination de ce givre à partir du moment où le PAPI était allumé.

Les PAPI doivent être mis à l’essai dans l’état où ils se trouvent lors de leur livraison. Ils peuvent être dotés d’éléments chauffants ou dépourvus de verres protecteurs.

Les PAPI sont du type à circuit en série à 5 degrés de luminance lumineuse. Le fonctionnement de ce type de circuit met en cause ces 5 degrés en fonction de l’intensité efficace de l’alimentation électrique des ampoules dont les PAPI sont dotés.

TABLEAU 1 : COURANT DE SORTIE PAR RAPPORT AUX DEGRÉS D’INTENSITÉ – RÉGULATEUR À 5 DEGRÉS

Degré de luminance
lumineuse
Intensité
(pourcentage)
Courant
(ampères rms)
Plage permise
5 100 6,6 6,40 à 6,70
4 25 5,2 5,04 à 5,36
3 5 4,1 3,98 à 4,22
2 1 3,4 3,30 à 3,50
1 0,2 2,8 2,72 à 2,88

Certains PAPI peuvent être fournis avec un circuit en série à 3 degrés. Les degrés sont les suivants :

TABLEAU 2 : COURANT DE SORTIE PAR RAPPORT AUX DEGRÉS D’INTENSITÉ - RÉGULATEUR À 3 DEGRÉS

Degré Sortie nominale
(ampères rms)
Sortie nominale
(ampères rms)
Plage permise
3 6,6 100 6,40 à 6,70
2 5,5 30 5,33 à 5,67
1 4,8 10 4,66 à 4,94

Les PAPI dotés d’un régulateur à 5 degrés sont normalement installés de façon à fonctionner aux seuls degrés 3, 4 et 5. L’intensité de 4,1 ampères est la plus critique, car c’est à cette valeur que les PAPI sont allumés par les pilotes. Avec les PAPI dotés de régulateurs à 3 degrés, l’intensité du premier degré est plus élevée (4,8 ampères). Nous pouvons partir du principe que le degré 5 (5,2 ampères) et le degré 3 (5,5 ampères) vont avoir les mêmes effets. Cependant, pour déterminer la durée nécessaire au dégivrage, nous devons procéder à quatre essais indépendants, à 6,6, 5,2, 4,8 et 4,1 ampères.

Pendant ces essais, il est important que le givre ait la même épaisseur sur tous les PAPI. Il est donc indispensable d’utiliser une méthode de mesure précise de cette épaisseur.

Notons que lorsque du givre est présent sur un PAPI, celui-ci émet un signal blanc, ce qui indique au pilote qu’il doit voler à une altitude plus basse. Un signal de ce type est inacceptable à tout moment, il est donc nécessaire d’envisager de faire fonctionner les PAPI continuellement. La partie 2 de l’objectif consiste à déterminer le degré de luminance lumineuse ou la valeur de l’intensité permettant de conserver la chaleur nécessaire pour empêcher le givre de commencer à se former. Comme cela met en cause un fonctionnement continu des PAPI (ou tout au moins une durée minimale de fonctionnement), il serait intéressant de connaître les valeurs minimales permettant d’empêcher toute formation de givre. Les essais doivent donc se dérouler aux paliers
d’intensité les plus bas des régulateurs, c’est-à-dire 2,8, 3,4 et 4,1 ampères. Il est pris pour acquis que si un PAPI demeure sans givre à 4,1 ampères ou moins, il doit le demeurer avec le palier d’intensité le plus faible des régulateurs à trois paliers d’intensité, qui est de 4,8 ampères. Mais si un PAPI ne peut pas rester sans givre à une intensité inférieure, il est nécessaire de vérifier les intensité plus élevées, à 4,8, 5,2 et à 6,6 ampères.

La deuxième partie des mises à l’essai peut nécessiter 6 ensembles d’essais pour étudier les intensités relevées. Mais une fois que l’intensité permettant d’empêcher toute formation de givre sur un PAPI particulier est atteinte, il n’est plus nécessaire de procéder à d’autres essais à des intensités plus élevées. Il est parfaitement possible qu’une intensité particulière suffise pour tous les types de PAPI et permette d’établir une norme en conséquence.

Comme il est possible que l’entrepreneur ne dispose d’aucun régulateur à 3 ou 5 paliers d’intensité, les essais peuvent être effectués avec une arrivée de courant réglée à l’intensité efficace requise.

Le client organisera la fourniture des PAPI destinés à l’expert-conseil.

3.0 GÉNÉRALITÉS

3.1 Le terme « client » désigne le ministère des Transports représenté par le directeur, Sécurité des aérodromes, Aviation civile, Transports Canada, Place de Ville, tour C, Ottawa (Ontario) K1A 0N8.

3.2 Le projet sera réalisé sous la direction de M. A. Mazur, Chef, Ingénierie de l’évaluation technique (613) 990-1424. Le gestionnaire de projet sera M. E. Alf, ingénieur en systèmes électriques d’aide à la navigation (613) 998-2999, qui sera chargé de la gestion quotidienne de la réalisation de ce projet.

4.0 EXIGENCES TECHNIQUES / ÉTENDUE DES TRAVAUX

4.1 Organiser une réunion préliminaire entre l’expert-conseil et le client pour discuter de l’étendue des travaux.

4.2 S’appuyer sur la norme 103 du 24 janvier 1995, « Dégivrage et désembuage du pare-brise » de la publication « Normes de sécurité des véhicules automobiles au Canada », pour l’application du givre. Utiliser cette norme et les dimensions du verre protecteur Siemens pour trouver l’épaisseur de givre à appliquer à une température de 20 degrés Celsius. Cette épaisseur doit être la même pour tous les PAPI mis à l’essai.

 

4.3 Procédure de la partie 1, aux 4 températures spécifiques suivantes : - 30, - 10, - 5 et 0 degré Celsius.

  1. Placer le PAPI dans un caisson climatique réglé à la température désirée.
  2. Placer une isolation visuelle entre les PAPI pour empêcher toute interférence entre les signaux lumineux émis pendant les essais.
  3. Agencer les PAPI de façon à ce que leur signal soit projeté sur un écran blanc sans diffusion de spectre situé à au moins 3 mètres.
  4. Créer des couches de givre d’épaisseurs égales à l’avant de chaque faisceau lumineux de PAPI.
  5. Après avoir mis les PAPI sous tension à un degré de luminance lumineuse de 5 et à une intensité de 6,6 ampères, mesurer la durée du dégivrage au moyen d’un enregistrement sur caméra vidéo. La mesure doit avoir lieu entre la mise sous tension des ampoules et le moment où le signal projeté permet de bien faire la distinction entre le signal blanc et le signal rouge.
  6. En plus des températures citées plus haut, effectuer l’essai précédent à – 20 degrés Celsius avec le PAPI Siemens muni du verre protecteur puis non muni de ce verre.

4.4 Procédure de la partie 2, aux 4 températures spécifiques suivantes : - 30, - 10, - 5 et 0 degré Celsius.

(a) Placer les PAPI dans un caisson climatique, à la température désirée.
(b) Placer un dispositif à thermocouple sur une des lentilles ou au milieu du verre protecteur pour surveiller la température pendant l’essai.
(c) Mettre sous tension les PAPI à une intensité de 2,8 ampères et le laisser allumé jusqu’à ce qu’il soit stabilisé thermiquement.
(d)Tenter de créer du givre sur l’avant de chaque appareil en déterminant si la chaleur dégagée par ces appareils empêche le givre de s’y former.
(e) Si l’appareil n’est pas maintenu sans givre à 2,8 ampères, répéter l’essai à chaque palier d’intensité, soit 3,4, 4,1, 4,8, 5,2 et 6,6 ampères, en arrêtant lorsque le palier d’intensité permettant de faire fonctionner l’appareil sans qu’aucun givre ne s’y forme est atteint.
(f) S’assurer que la stabilité thermique de l’appareil est bien obtenue entre chaque changement d’intensité. La température des lentilles ou du verre protecteur doit être continuellement surveillée et enregistrée pendant l’essai.
(g) En plus des températures citées plus haut, effectuer l’essai précédent à - 20 degrés Celsius avec le PAPI Siemens muni du verre protecteur puis non muni de ce verre.

4.5 Livrable : Préparer un compte rendu des travaux et le soumettre au client pour examen et commentaires dans les deux semaines suivant la fin des essais. Une semaine après réception des commentaires du clients, finaliser le compte rendu et le soumettre comme élément livrable pour ce projet. Soumettre au client la version finale du compte rendu sous forme imprimée et sous forme électronique. Ce compte rendu doit comprendre les détails complets des essais et les conclusions à l’égard des objectifs à atteindre.

4.6 Le texte du compte rendu doit être rédigé au moyen d’un programme de traitement de texte à fichiers lisibles par la version 7.0 de Microsoft Word. Tout schéma doit être préparé dans un format lisible par la version 7.0 de CorelDraw.

5.0 CODES, NORMES ET RÉFÉRENCES

5.1 Les travaux doivent être conformes aux dispositions des politiques, normes et directives du ministère des Transports. Le client informera l’entrepreneur sur les normes d’aides visuelles devant servir de référence.

6.0 DISPOSITIONS SPÉCIALES

6.1 Propriété intellectuelle. Toute propriété physique ou intellectuelle portant sur tout élément livrable dans le cadre de ce contrat (c.-à-d. la circulaire t echnique) doit être établie au nom de Transports Canada.

7.0 DATES DE DÉBUT ET DE FIN DES TRAVAUX

7.1 Les travaux à accomplir dans le cadre de ce projet doivent commencer à la suite immédiate de l’attribution de contrat.

8.0 MODIFICATION, AUGMENTATION OU RÉDUCTION DES TRAVAUX

8.1 Si une modification, une augmentation ou une réduction des travaux est demandée, le client doit en informer l’entrepreneur par écrit.

9.0 HONORAIRES ET DÉBOURSÉS

9.1 Les honoraires pour services professionnels et les coûts associés (pour appels interurbains, télex, télécopies, envois de courrier, reproduction de documents, etc.) doivent faire partie d’un montant forfaitaire fixe, tout frais compris.

9.2 Aucun paiement d’honoraire ne sera effectué par le ministère des Transports dans le cas d’erreur ou d’omission mettant en cause la responsabilité de l’entrepreneur, qui devra y remédier de façon appropriée.

9.3 Les factures accompagnées des feuilles de temps, reçus et documents justificatifs, doivent être soumises en deux exemplaires et classées pour pouvoir être vérifiées de façon appropriée.

9.4 Les factures doivent être soumises lorsque 50 % et 100 % des travaux ont été effectués, après acceptation de ces travaux par le client.

PHOTOS D’ENSEMBLE DES ESSAIS DE DÉGIVRAGE ET DES ESSAIS SOUS INTENSITÉ MINIMALE

ÉTUDE SUR LE GIVRE ET LA ROSÉE SE FORMANT SUR LES PAPI

 


1. Papi ADB/Siemens.

 


2. Intérieur du PAPI ADB/Siemens.

 


3. PAPI Cegelec.

 


4. Intérieur du PAPI Cegelec.

 


5. Crouse-Hinds.

 


6. Intérieur du PAPI Crouse-Hinds.

 


7. Vue d’ensemble de l’installation d’essai.

 


8. Installation du PAPI.

 


9. Essai no 1, avant essai.

 


10. Essai no 1, après essai.

 


11. Essai no 2, avant essai.

 


12. Essai no 2, après essai.

 


13. Essai no 3, avant essai.

 


14. Essai no 3, après essai.

 


15. Essai no 4, avant essai.

 


16. Essai no 4, après essai.

 


17. Essai no 7, avant essai.

 


18. Essai no 7, après essai.

 


19. Essai no 8, avant essai.

 


20 Essai no 9, avant essai.

 


21. Essai no 9, après essai.

 


22. Essai no 10, avant essai.

 


23. Essai no 10, après essai.

 


24. Essai no 11, avant essai.

 


25. Essai no 11, après essai.

 

 
26. Essai no 12, avant essai.

 


27. Essai no 12, après essai.

 


28. Essai no 13, avant essai.

 


29. Essai no 13, après essai.

 


30. Essai no 14, avant essai.

 


31. Essai no 14, après essai.

 


32. Essai no 15, avant essai.

 


33. Essai no 15, après essai.

 


34. Essai no 16, avant essai.

 


35. Essai no 16, après essai.

 


36. Essai no 17, avant essai.

 


37. Essai no 18, avant essai.

 

38. Essai no 19, après essai.

 

 

 

 

 

39. Essai no 19, avant essai.

 

 

 

 

 

40. Essai no 20, après essai.