Une plongée en profondeur dans l'ingénierie pour aider à sauver des vies depuis le ciel

Le défi de la certification des aéronefs de recherche et de sauvetage

La transformation d'un avion commercial en avion de mission de recherche et de sauvetage constitue peut-être le plus grand défi opérationnel pour la recherche et le sauvetage aéroportés. Cela nécessite une équipe d'ingénieurs pluridisciplinaire qui couvre de nombreux domaines différents, notamment l'analyse structurelle, l'avionique, la sécurité et la fiabilité des systèmes, la sécurité de la cabine, les systèmes mécaniques, l'aérodynamique et d'autres spécialités. Tous ces domaines sont nécessaires pour justifier et approuver une modification.

Un défi connexe consiste à prendre un aéronef destiné à effectuer des opérations de transport civil de passagers et à le convertir, et plus important encore, à l'approuver pour effectuer des opérations de recherche et de sauvetage. "Les réglementations civiles ne sont pas nécessairement conçues pour cela", selon M. Paul. Il faut donc négocier une norme de sécurité acceptable avec l'organisme de réglementation responsable, comme Transports Canada.

Les modifications nécessitent de changer presque tous les systèmes de l'avion, parfois de manière importante. Cela nécessite une coordination extrêmement étroite au sein du groupe des opérations. Il est également utile que les opérations, l'organisme de maintenance agréé (OMA) et l'organisme d'approbation de la conception (OAC) soient regroupés sous un même toit, comme c'est le cas chez PAL Aerospace.

Le défi suivant consiste à faire correspondre toutes ces modifications aux exigences de navigabilité pour la sécurité de la cabine de l'aéronef. Ainsi, parallèlement aux opérations SAR de base, des éléments tels que les exigences en matière d'oxygène, l'inflammabilité et le dégagement de fumée - tous ces éléments normaux à prendre en compte dans le cadre d'une certification civile normale - doivent être superposés aux opérations SARS.

Missionner un aéronef pour la recherche et le sauvetage

La principale façon d'adapter un aéronef aux missions de recherche et de sauvetage consiste à adapter le fuselage pour qu'il puisse accueillir des trappes de largage, des radeaux et d'autres équipements spécialisés spécifiques aux missions de recherche et de sauvetage. Il existe également d'autres modifications qui sont communes à d'autres aéronefs missionnés, comme l'ajout d'un ensemble d'antennes, d'une caméra ou d'une nacelle radar. Mais la modification qui pose le plus grand défi à la mission d'un aéronef est la trappe de largage.

L'une des questions posées dans l'émission est la suivante : comment s'assurer de l'intégrité structurelle et de la bonne gestion de la redistribution des charges lors de l'introduction d'une grande ouverture comme la trappe dans le fuselage ? Car c'est un défi structurel que d'équiper des avions avec ce type de changements structurels. Sans en dévoiler trop, Kyle Corbin, ingénieur de projet structurel, explique qu'une approche consiste à "étendre l'enveloppe de pression jusqu'au plancher de l'aéronef afin de permettre l'accès au largage ou au largage de charges en vol". En prolongeant l'enveloppe de pression jusqu'au plancher de l'avion, PAL Aerospace permet un déploiement plus rapide et plus sûr du matériel de survie ou des fournitures d'urgence en plein vol, ce qui est essentiel dans les missions de sauvetage où chaque seconde compte. Pour en savoir plus sur cette question et sur d'autres défis, nous vous encourageons à regarder l'émission ici.

Si l'on ajoute une grande ouverture telle que celle d'une trappe de largage, les chemins de charge critiques de différents éléments, longerons, cadres, intercostaux, etc. doivent être modifiés pour l'accueillir. Cela a une incidence sur les cas de charge critique pour l'ensemble de l'empennage et du fuselage.

Le respect de la navigabilité joue également un rôle essentiel dans la mission des aéronefs de recherche et de sauvetage. Par exemple, la configuration des cabines est un élément essentiel de la mission de recherche et de sauvetage. Comment les aménagements sont-ils conçus pour assurer l'efficacité et la sécurité de l'équipage, en particulier lors d'opérations très stressantes ? La capacité de R-S est vraiment déterminée par le système de déploiement de la charge utile. Il y a donc des postes de travail, des postes d'opérateur et des supports d'équipement qui doivent tous être réunis et répondre à toutes les exigences de sécurité de la cabine. PAL Aerospace a 30 ans d'expérience dans ce domaine, ce qui lui permet d'avoir des aménagements de cabine assez aboutis qui fonctionnent bien.

Test de préparation

Une fois qu'un avion a été mis en service, il doit être testé. En premier lieu, l'aérodynamique. L'aérodynamique. Il s'agit d'un facteur critique lorsqu'il s'agit de modifier un aéronef, en particulier pour la recherche et le sauvetage, et il doit être testé. Les essais doivent être exhaustifs et porter sur des éléments tels que les perturbations du flux d'air, la maniabilité, la stabilité, le contrôle et les performances.

Étant donné qu'une grande partie de l'équipement est d'une forme quelque peu nouvelle, la possibilité d'effectuer des essais à l'aide de méthodes de modélisation est limitée, et il faudra donc procéder à des essais en vol expérimentaux. Et le moyen le plus sûr d'y parvenir est l'approche "progressive". On commence par une seule modification, celle qui présente le moins de risques possible, et on la développe à partir de là par le biais d'une série d'essais en vol expérimentaux.

Le premier test porte sur la trappe de largage, sans envisager de larguer des provisions. La seule chose testée ici est la modification de la forme extérieure de l'avion, qui comprend les carénages, etc. autour de la trappe de largage. L'objectif de cet essai en vol serait de satisfaire aux exigences de navigabilité. Les données relatives à la stabilité, au contrôle et aux performances sont collectées au cours de l'essai.

Le test suivant pourrait porter sur l'équipement nécessaire pour les magasins de dépôt. Puis peut-être une série d'essais en vol impliquant la mise en place de ces caméras et d'autres éléments de sécurité essentiels. Après cette configuration, il y a un autre test en vol impliquant le largage de magasins factices essentiellement inertes.

L'objectif final est un vol d'essai pour la certification, qui utilise des magasins en direct et présente toutes les caractéristiques requises. Tout cela aboutit à la configuration finale.

Le rôle de l'AIMS-ISR dans la réussite de la recherche et du sauvetage

L'une des clés de la réussite d'une mission SAR est la précision des largages. Un système de renseignement, de surveillance et de reconnaissance (ISR) est l'un des moyens de s'en assurer. Dans le cas de PAL Aerospace, il s'agit du système CarteNav AIMS-ISR.

Selon le chef pilote Colby Mitchell, "avec le système AIMS-ISR sur ces avions, nous avions des procédures en place pour d'autres avions, mais c'était évidemment quelque chose de nouveau. Il a donc fallu revoir un grand nombre de procédures pour les adapter à nos opérations. L'une des plus importantes est que nous avons fini par avoir un seul tube de largage au lieu de tubes de largage spécifiques, par exemple pour les fumigènes et les fusées éclairantes. Les procédures ont donc été modifiées en conséquence".

Grâce à ces procédures modifiées, PAL Aerospace est en mesure d'utiliser le MX-15 et l'OT dans l'ISR pour capturer et identifier les cibles beaucoup plus rapidement. Cela permet à la mission de recherche et de sauvetage d'amener un navire à la cible beaucoup plus rapidement qu'en survolant directement la cible pour obtenir un point de largage. De cette manière, les moyens de recherche et de sauvetage peuvent se rendre sur place plus rapidement. Et bien sûr, AIMS-ISR fournit les données techniques dont les opérateurs ont besoin.

L'approche de PAL Aerospace en matière d'ingénierie SAR

Le groupe d'ingénierie de PAL Aerospace couvre la conception, l'ingénierie et la certification de navigabilité requises pour toute modification SAR d'un aéronef, et ce depuis plus de 30 ans. PAL Aerospace a la capacité d'effectuer toutes les modifications dans ses hangars.

PAL Aerospace a développé les capacités nécessaires pour naviguer dans les cadres réglementaires, notamment en ce qui concerne les conditions spéciales, la tolérance aux dommages, etc. Selon Trevor Mulder, directeur de l'ingénierie, "l'ingénierie de PAL Aerospace est un DAO de Transports Canada, nous sommes donc très familiers. Nous faisons du travail de modélisation depuis très longtemps. Nous avons plusieurs délégués à l'interne, ce qui nous permet de bien naviguer dans le cadre réglementaire."

PAL Aerospace dispose de toutes les disciplines d'ingénierie nécessaires pour passer de la conception à l'analyse, aux essais et à la validation, afin de couvrir l'ensemble des modifications apportées à l'aéronef. L'entreprise bénéficie non seulement de l'expérience de l'organisme de réglementation canadien, Transports Canada, pour les clients nationaux, mais elle entretient également des relations avec des organismes de réglementation de la navigabilité aérienne étrangers tels que la FAA, l'EASA et la CAA pour les clients internationaux.