Exigences relatives aux EMI/EMC pour les avions relevant des normes des parties 23 et 25 du FAR Jean Cartier Atelier sur l’avionique Certification des aéronefs de TCAC 27 novembre 2003

relatives à l’avionique Point 03-03 de l’AEA Essais EMI/EMC des modifications relatives à l’avionique

Sujet L’AEA recommande à TCAC de fournir des documents d’orientation pour assurer que les essais EMI/EMC sur des modifications relatives à l’avionique soient effectués de manière appropriées, en tenant bien compte du type d’équipement installé et de son niveau de criticité ainsi que des effets potentiels que cet équipement aura sur l’aéronef.

Questions de l’AEA Niveau des essais EMC pour les installations d’équipement non obligatoires Rubriques 20 et 21 du document DO-160D, Catégories et données d’essai, eu égard au niveau de criticité de l’équipement et à ses fonctions Conformité aux normes de certification HIRF Exigences relatives aux plans d’essai EMC Acceptabilité des données d’essai des équipements par rapport aux données d’essais des installations

Alinéa § 23.1431(b) Équipements électroniques (b) Les équipements radio et électroniques, les commandes et le câblage doivent être installés de façon à ce que le fonctionnement de chaque unité ou des systèmes d’unités n’ait pas d’effet néfaste sur le fonctionnement simultané des autres unités ou systèmes d’unités radios/électroniques exigés par ce chapitre. L’alinéa §23.1431(b) correspond à l’exigence de l’alinéa §23.1309(a) Le but de l’alinéa § 23.1431(b) est identique à celui de l’alinéa §25.1431(c) publié le 11/03/64 et à 4b.650 du CAR du 31/12/53 Equipment required by this Chapter includes Parts 1 through 139 §23.1431(b): requirement addressees the victim/source effects on installed equipment/systems §23.1309(a): Each item of equipment, each system, and each installation: (1) When performing its intented function, may not adversely affect the response, operation, or accuracy of any (I) Equipment essential to safe operation; or…

Niveau des essais EMC pour l’installation des équipements non obligatoires Les lignes directrices relatives à l’EMC se trouvent dans les documents suivants : AC 25-10 « Guidance for Installation of Miscellaneous, Non-required Electrical Equipment » MIL-STD 464 « Electromagnetic Environmental Effects Requirements for Systems » AC 43.13-1B « Guidance for Installation of Miscellaneous, Non-required Electrical Equipment », chapitre 11, paragraphes 106/107 Ground Power may mask aircraft transient due to its large capacitive effect

Niveau des essais EMC pour l’installation des équipements non obligatoires (suite) Tenir compte des facteurs suivants dans les exigences pour les EMC : Procéder à une inspection pour s’assurer que l’équipement/le système installé est conforme aux dessins d’installation spécifiés L’élaboration d’une matrice de vérification de fonctionnement des équipements (Source/victime) doit prendre en compte la possibilité d’EMI entre les fréquences d’émission et les fréquences harmoniques des équipements obligatoires tels que les radios, systèmes de navigation, etc. Toutes les combinaisons raisonnables de réglage des commandes et des modes de fonctionnement doivent être évaluées Les équipements de communication et de navigation devraient être utilisés dans les fréquences basses, médianes et hautes

Niveau des essais EMC pour l’installation des équipements non obligatoires (suite) Tenir compte des facteurs suivants dans les exigences pour les EMC (suite) : Tous les équipements et les systèmes à commande électrique doivent être en bon état de fonctionnement Les essais EMC en vol doivent être évalués afin de valider les fonctions utilisées en cours de vol qui ne peuvent pas être vérifiées au sol Les essais EMC au sol doivent être effectués en branchant l’équipement sur le système de génération électrique de bord

Niveau des essais EMC pour l’ installation des équipements non obligatoires (suite) Les facteurs suivants identifient les problèmes d’installation pouvant directement affecter la qualité des EMC entre les systèmes obligatoires et les systèmes non obligatoires de l’aéronef : Emplacement et installation de l’équipement Cheminement des câblages Intégrité du blindage Ségrégation des câblages Boucles de mise à la masse potentielles Interférence des communications Rayonnement d’antenne

Niveau des essais EMC pour l’installation des équipements non obligatoires (suite) Le niveau des essais « source/victime » des équipements non obligatoire est équivalent à celui des équipements obligatoire. Cependant, nous nous soucions moins du fonctionnement de l’équipement non obligatoire

Susceptibilité RF (rayonnement et conduction) Rubrique 20 du DO-160D, Catégories et données d’essai, eu égard à la criticité des équipements et de leur fonctions Susceptibilité RF (rayonnement et conduction) La rubrique 20 vise à s’assurer que les fonctions de l’équipement ne seront pas affectées négativement, lorsque l’équipement et ses câblages d’interconnexion sont exposés à des niveaux spécifiés des HIRF Le niveau d’essais de l’équipement doit être conforme aux exigences des conditions spéciales des HIRF Applicable aux systèmes qui ont des fonctions critiques The test category levels is dependent upon the shielding effectiveness which is provided by the aircraft structural components.

Émission d’énergie RF (rayonnement et conduction) Rubrique 21 du DO-160D, Catégories et données d’essai, eu égard à la criticité des équipements et de leur fonctions Émission d’énergie RF (rayonnement et conduction) La rubrique 21 vise à s’assurer que l’équipement n’émet pas de bruit RF indésirable à un niveau excédant celui de la catégorie d’essai spécifié. La rubrique 21 du DO-160D contient des directives pour sélectionner les niveaux de catégorie appropriés Les niveaux de catégorie d’essai sont établis par le fabricant

Rubrique 21 du DO-160D, Catégories et données d’essai, eu égard à la criticité des équipements et de leur fonctions (suite) Le DO-160 contient des directives visant à aider le fabricant à choisir la catégorie d’essai appropriée. Il incombe, toutefois, à l’installateur de résoudre toute incompatibilité entre la nouvelle installation et les équipements déjà en place. The test category levels is dependent upon the shielding effectiveness which is provided by the aircraft structural components.

Conformité aux normes de certification HIRF Documents de référence : Avis N8110.71 de la FAA « Guidance for the Certification of Aircraft Operating in HIRF Environments », 4/2/98 AC/AMJ 20-1317 « The Certification of Aircraft Electrical and Electronic Systems for Operation in the HIRF Environment » – « Version définitive », mars 1999 Manuel d’utilisation AC/AMJ 20-1317 « The Certification of Aircraft Electrical and Electronic Systems » SAE ARP5583 « Guide to Certification of Aircraft in a HIRF Environment », janvier 2003 Rubrique 20 du DO-160D « RF Susceptibility (Radiated and Conducted) Modificatif no 1 du 14/12/00

Conformité aux normes de certification HIRF (suite) L’exigence de certification relative aux HIRF est traité par une condition spéciale (CS), et s’applique aux systèmes qui ont des fonctions critiques (niveau A) La conformité à la CS de HIRF exige du demandeur de soumettre les documents suivants : Un plan de conformité décrivant la méthode de conformité aux HIRF Une analyse des dangers pour la sécurité de l’avion (FHA) et une évaluation de la criticité liée aux effets des HIRF/de la foudre afin de valider les niveaux de criticité des systèmes/équipements et les données de test FHA: Functional Hazard Assessment PSSA: Preliminary System Safety Assessment (SAE ARP 4761)”Guidelines and Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne Systems and Equipment” (Certification Environment for airplanes) (Severe Environment for rotorcraft)

Conformité aux normes de certification HIRF (suite) Les exigences relatives à la condition spéciale des HIRF de la FAA ou de TCAC ne s’appliquent qu’aux systèmes qui ont des fonctions critiques (niveau A) Les exigences relatives à la CS des HIRF de l’AESA s’appliquent aux systèmes qui ont des fonctions critiques et essentielles (niveaux A,B,C) The test category levels is dependent upon the shielding effectiveness which is provided by the aircraft structural components.

Conformité aux normes de certification HIRF (suite) Pour la condition spéciale des HIRF, il faut aussi fournir des instructions relatives au maintien de la navigabilité (ICAW) conformément à l’exigence de §23/25.1529. L’ICAW doit inclure toutes les opérations de maintenance nécessaires pour assurer le maintien de l’intégrité du blindage structural, du blindage des câbles, des connecteurs et des composants de protection de l’équipement FHA: Functional Hazard Assessment PSSA: Preliminary System Safety Assessment (SAE ARP 4761)”Guidelines and Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne Systems and Equipment” (Certification Environment for airplanes) (Severe Environment for rotorcraft)

Besoin de plans d’essai pour l’EMC Un plan d’essai de l’EMC est requis pour fournir des informations sur : La matrice d’essai de fonctionnement « source/victime » de l’équipement (l’évaluation de tous les «victimes» potentiellement vulnérables doit être établit ) La conformité de l’installation de l’équipement/système (la configuration de l’équipement/du système de l’appareil doit être représentative; le modèle et le numéro de pièce de l’équipement installé doivent être identifiés) Les critères d’acceptabilité/de rejet (selon le cas) Toutes les combinaisons raisonnables des réglages des commandes et des modes de fonctionnement (Tenir compte des pires conditions envisageables en rapport avec les effets de l’EMC)

Besoin de plans d’essai pour l’EMC (suite) Un plan d’essai de l’EMC est requis pour fournir des informations sur : (suite) Les fréquences d’exploitation de l’équipement de communication et de navigation Les configurations des essais au sol et en vol Le plan d’essai doit fournir des détails pertinents garantissant la répétabilité.

Acceptabilité des données d’essai des équipements par rapport aux données d’essais des installations Les données d’essai des équipements de la rubrique 20 du DO-160 seront acceptables si les niveaux de catégorie d’essai répondent aux exigences de la condition spéciale des HIRF (catégorie W; 100V/M - 150mA) Les données d’essai des équipements de la rubrique 21 du DO-160 ne seraient pas suffisantes (les données d’essai de qualification de la rubrique 21 assurent d’une certaine manière à l’installateur que l’équipement sera compatible avec les systèmes déjà installés). Cependant, les données d’essai d’installation relatives aux effets de l’ EMC de l’aéronef seront requises pour démontrer la conformité à l’alinéa §23/25.1431

Conclusion  Toutes les nouvelles installations doivent répondre aux exigences des alinéas §23.1431(b)/§25.1431(c) L’AC 25-10, la MIL-STD 464, l’AC 43.13-1B et le manuel d’utilisation des HIRF contiennent les directives recommandées TCAC prévoit d’aborder les problèmes liés aux EMI/EMC à l’atelier de travail interne de TCAC