Exigences visant la navigation dans l’espace aérien intérieur du Nord et des régions polaires

Date d'entrée en vigueur : 1er mars 2017

Version en vigueur : 3 (révisé le 6 juillet 2023)

Référence : MNT, partie 2, chapitres 5, 6 et 7

BPR / téléphone : DNAST 6-4 / 819-939-4714

1. Objectif

1.1 Le présent avis de l'Autorité de navigabilité technique (ANT) traite des exigences visant l'acquisition d'équipement spécial aux fins de navigation dans l'espace aérien intérieur du Nord (NDA) lors d’opérations de nuit et selon les règles de vol aux instruments (IFR). L’avis porte aussi sur les éléments de communications qui sont propres aux opérations dans l'espace aérien intérier du Nord.

2. Applicabilité

2.1 Cet avis s’applique au personnel du MDN et des FAC, ainsi qu’aux entrepreneurs qui les soutiennent, qui cherchent à obtenir une approbation de navigabilité et une autorisation de navigabilité technique (Aut NT) pour les opérations de nuit et/ou selon les IFR dans le NDA, tel que requis dans l'énoncé sur l'utilisation envisagée (EUE) de la flotte visée, ou par les Consignes de vol de la Défense nationale publiés par l’Aviation royale canadienne (ARC).

2.2 La méthodologie utilisée dans cet avis évalue l’impact des conditions des opérations en haute latitude (espace aérien intérieur du Nord et polaire) sur le fonctionnement et les performances de l’équipement requis pour les opérations de nuit et selon les IFR. Le manuel de vol (FM) sera annoté pour indiquer toute limite ou restriction applicables.

3. Renseignements connexes

3.1 Définitions

3.1.1. Nul.

3.2 Références

3.2.1 Les références suivantes, le cas échéant, doivent être utilisées de pair avec cet avis :

1. L’Ordre 8900.1 de la Federal Aviation Administration (FAA) – FAA Flight Standards Information Management System, volume 4 – Air Navigation and Operational Authorizations, chapitre 1 – Air Navigation, Communications, and Surveillance, section 5 – Safety Assurance System: Special Navigation Areas of Operation, les paragraphes 4 à 103c
2. Règlement de l’aviation canadien (RAC) de Transports Canada, Aviation civile (TCAC), partie VI, sous-partie 5, paragraphe 605.16(1)(g)
3. B-GA-100-001/AA-000 – Consignes de vol de la Défense nationale
4. Manuel des espaces aériens désignés de TCAC, TP1820E
5. Nav Canada, Publication d’information aéronautique (AIP), partie 2, Enroute 4.3
6. Chapitre 523 du Manuel de Navigabilité (MN) de Transports Canada (TC) – Avions de catégorie normale, utilitaire, acrobatique et navette (Modifications n^o 523-0 à 18)
7. Chapitre 523 du MN de TC – Avions de catégorie normale (Modifications 523-18 et subséquentes)
8. Chapitre 525 du MN de TC – Avions de la catégorie Transport
9. Chapitre 527 du MN de TC – Giravions de la catégorie normale
10. Chapitre 529 du MN de TC– Giravions de la catégorie transport
11. MIL-HDBK-516C, Critères de certification de la navigabilité, document daté du ou après le 12 décembre 2014
12. C-05-005-001/AG-001 – Manuel des normes de navigabilité pour la conception (MNNC), partie 3, chapitre 2
13. C-05-005-001/AG-001 – Manuel de navigabilité technique (MNT), partie 2, chapitres 5, 6 et 7

4. Analyse

4.1 Historique

4.1.1 Espace aérien intérieur du Nord

4.1.1.1 L’espace aérien intérieur canadien se divise en deux régions principales – espace aérien intérieur du Sud (SDA) et espace aérien intérieur du Nord (NDA) (Figure 1). Dans le NDA, les caps de piste, les routes, etc., sont en degrés vrais plutôt que magnétiques, et ce, pour tenir compte de la composante horizontale décroissante du champ magnétique de la Terre à proximité du pôle Nord magnétique et de ses effets sur les systèmes des compas magnétiques.

4.1.1.2 Le NDA englobe la région de contrôle du Nord (NCA), la région de contrôle de l’Arctique (ACA) (Figure 2) et tout l’espace aérien sous la base de ces régions de contrôle jusqu’à la surface de la Terre. La FAA (référence 3.2.1.a) désigne le NDA du Canada comme zone d’imprévisibilité magnétique (Area of Magnetic Unreliability [AMU]). Bien que les publications canadiennes l’appellent parfois zone d’imprévisibilité de la boussole, il s’agit de la même chose. Les NDA, NCA et ACA sont indiquées sur toutes les cartes en route canadiennes et englobent l’espace aérien canadien le plus nordique.

4.1.1.3 Les règlements opérationnels tant civils (référence 3.2.1.b) que militaires (référence 3.2.1.c, livre 1 de 2, chapitre 8, paragraphe 9) exigent un dispositif indépendant de toute source magnétique qui permet de déterminer la direction lors d’opérations dans le NDA. Ces règlements opérationnels existent, car des anomalies du champ magnétique de la Terre dans les régions polaires occasionnent des indications de cap magnétique erronées. Les aéronefs utilisent donc des renseignements sur le cap vrai lorsqu’ils circulent dans le NDA. L’utilisation d’équipement de navigation possédant les certifications appropriées ainsi que l’exécution de techniques ou de procédures spéciales sont essentielles pour le déroulement sécuritaire d’opérations dans les régions polaires, y compris la zone d’incertitude magnétique (référence 3.2.1.d)

4.1.2 Temps d’alignement accrus en raison de la déclinaison magnétique et de la convergence des méridiens

4.1.2.1 Les compas magnétiques conventionnels déterminent la direction magnétique en détectant la composante horizontale du champ magnétique de la Terre. Puisque la composante horizontale disparaît près des pôles magnétiques, les compas magnétiques sont très imprévisibles et inutilisables dans une zone d’environ 1 000 NM de chaque pôle magnétique. Dans ces zones, les changements très rapides de la déclinaison magnétique sur de courtes distances compliquent encore davantage les activités de navigation aérienne. Par exemple, lors de vols effectués entre le pôle Nord magnétique et le pôle Nord vrai, un cap au Nord vrai donne lieu à un cap magnétique au sud (déclinaison magnétique de 180 degrés).

Figure 1 – Espaces aériens intérieurs du Nord et du Sud

4.1.2.2 La convergence des méridiens (c.-à-d. des lignes de longitude) occasionne aussi des complications supplémentaires en matière de direction. Lors de vols « grand cercle » à des latitudes au-delà de 67 degrés, la convergence des méridiens peut créer des changements rapides de cap et de course vrais en présence de changements mineurs de la position de l’aéronef. C’est ainsi que des erreurs relativement mineures en matière d’établissement de la position véritable de l’aéronef peuvent produire d’importantes erreurs en ce qui a trait à la détermination du cap à suivre et au maintien de la trajectoire de vol affectée. Même si les erreurs sont mineures, celles-ci peuvent donner lieu à de très grandes erreurs de navigation sur de très courtes distances. Un exemple extrême de ce phénomène se produit au pôle Nord géographique. Un vol dans quelque direction que ce soit du pôle est d’abord immanquablement vers le sud.

4.1.3 Navigation dans l'espace aérien intérieur du Nord

4.1.3.1 La navigation dans l'espace aérien intérieur du Nord pose plusieurs problèmes qu’on ne trouve nulle part ailleurs au monde (autrement qu’autour du pôle Sud). À cause de ces problèmes, une méthode acceptable de navigation dans l'espace aérien intérieur du Nord consiste à utiliser des systèmes de navigation longue portée faisant référence au Nord vrai par des INS et/ou GNSS:

1. Systèmes de navigation par inertie. Tous les systèmes de navigation par inertie (INS) / systèmes de référence par inertie (IRS) / centrales de référence par inertie (IRU) peuvent calculer les extrants faisant référence au Nord vrai indépendamment des autres systèmes de l’aéronef.
2. Systèmes GNSS. Depuis le mois de juin 2023, selon la partie 2 – Enroute 4.3 de la publication d’information aéronautique de NAV CANADA – AIP Canada (OACI) (référence 3.2.1.e), le système mondial de localisation (GPS) NAVSTAR des États-Unis et le système GLONASS russe sont les seuls systèmes GNSS opérationnels mondiaux approuvés aux fins d’utilisation au Canada. En outre, le système de renforcement à couverture étendue (WAAS) de la FAA des É.-U. est capable d’émettre des compléments d’information de localisation sur une région respective qui pourraient être utilisés dans l’espace aérien intérieur canadien. L’étendue des renforcements des WAAS de la FAA dépend de la visibilité d’au moins un satellite géostationnaire du système WAAS. Les systèmes GNSS peuvent extraire des routes faisant référence à des degrés vrais mais, en règle générale, ils ne fournissent aucun renseignement sur le cap. Du point de vue opérationnel, un système GNSS et un radiogoniomètre automatique (ADF) peuvent servir à déterminer le cap d’un aéronef. Ce cap peut ensuite servir à paramétrer manuellement un gyroscope directionnel, par exemple.

4.2 Exigences

4.2.1 Il incombe au demandeur de démontrer que l’équipement de navigation installé et l’architecture de l’avionique globale continuent de servir aux fins prévues pour l'exploitation dans l'espace aérien intérieur du Nord. Il importe de préciser la base de certification appropriée, afin de garantir que les moyens et méthodes convenables liées à la conformité sont pris en compte lors de l’établissement des objectifs du projet, de l’évaluation de la sécurité, de l’exécution des plans d’essai et des modifications au manuel de vol.

4.2.2 Pour les aéronefs conçus et certifiés en vertu des normes de navigabilité civiles, les exigences minimales suivantes présentées dans le Manuel de navigabilité (MN) de Transports Canada (références 3.2.1.f à j) ou dans des documents équivalents, conformément aux références contenues dans le Manuel des normes de navigabilité pour la conception (MNNC) (référence 3.2.1.l), doivent être respectées :

1. Section 52X.1301 du MN – Fonction et installation;
2. Section 52X.1309 du MN – Sécurité des systèmes;
3. Sections 52X.1501, 1583 et 1585 du MN – Manuel de vol;
4. Section 52X.1529 du MN – Instructions pour le maintien de la navigabilité.

4.2.3 La base de certification doit être évaluée afin de déterminer s’il faut prendre en compte d’autres normes et exigences en matière de navigabilité en raison de particularités liées à la conception.

4.2.4 Pour les aéronefs conçus et certifiés en vertu de la norme MIL-HDBK-516 (référence 3.2.1.k), les exigences typiques ont trait aux aspects suivants :

1. Section 4.5 – Manuel d’opération et d’entretien;
2. Section 10 – Systèmes diagnostique;
3. Section 11 – Avionique; 
4. Section 14 – Sécurité des systèmes.

4.2.5 Les exigences particulières liées aux à l'avionique, à la sécurité des systèmes et au Manuel de vol (FM)/aux Instructions d’exploitation des aéronefs (AOI), ainsi que les critères et l’orientation connexes sont présentées à l'Annexe A, l'Annexe B et l'Annexe C, respectivement, du présent avis. Les flottes pour lesquelles on souhaite obtenir une approbation de la navigabilité en vue d’opérations dans l'espace aérien intérieur du Nord doivent satisfaire à ces exigences dans le cadre du programme de certification de la navigabilité.

4.3. Moyens de conformité pendant l’examen de la définition de type (EDT)

4.3.1 L’EDT a pour objet d’établir la valeur des activités de certification qui ont été exécutées par des organisations acceptées par l’ANT. Cependant, contrairement à l’ANT, qui évalue l’admissibilité des aéronefs à exécuter des opérations dans le NDA dans le cadre du processus de certification de type, la plupart des autorités de navigabilité évaluent la capacité d’un aéronef à circuler de façon sécuritaire dans les zones d’incertitude magnétique dans le cadre de la certification de l’exploitant aérien. Par conséquent, il peut s’avérer un défi d’établir la valeur appropriée au cours d’un EDT, car les documents sur la définition de type ne comprennent aucun renseignement au sujet de l’approbation opérationnelle de l’aéronef et des exploitants connexes. Le demandeur peut utiliser les trois stratégies suivantes pour démontrer la conformité avec le présent avis quant aux opérations dans le NDA :

1. obtenir, d’un exploitant du type d’aéronef en question, des documents opérationnels suffisants (p. ex. des spécifications opérationnelles, des extraits du manuel opérationnel, etc.) au sujet de son approbation quant à l’exécution d’opérations dans le NDA. L’ANT a besoin de cette information (p. ex. des spécifications opérationnelles, des extraits du manuel opérationnel, etc.) pour définir les limitations ou restrictions opérationnelles qui peuvent s’appliquer à la flotte de l’ARC;
2. soumettre les tableaux de critères remplis en fonction des critères fournis à l'Annexe A, l'Annexe B et l'Annexe C du présent avis. Pendant la revue de la définition de type, le personnel de l’ANT (DNAST 3) évalue la soumission, puis, si celle-ci est jugée acceptable, des experts en la matière (EM) du DNAST (DNAST 6, 7 et 8) effectuent un examen rigoureux des tableaux et formuleront des recommandations au personnel de l’ANT (DNAST 3) quant à l’approbation des opérations de la flotte dans le NDA. Dans le cadre de cette stratégie, une quantité suffisante de renseignements techniques sur l’aéronef doit être disponible, de sorte que le demandeur soit en mesure de remplir les tableaux de critères;
3. entreprendre un changement de définition en utilisant le présent avis de l’ANT comme moyen de conformité pour démontrer l’exploitation sécuritaire dans le NDA.