Certification électromagnétique des avions

Les champs de rayonnement à haute intensité (HIRF) et les effets indirects de la foudre (IEL) peuvent être catastrophiques pour les avions. Une parfaite connaissance du HIRF et de 'IEL, dès la phase de conception jusqu'à la phase de certification, est essentielle pour éviter les problèmes et assurer la sécurité des vols.

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Le jumeau numérique au service de la certification IEL et HIRF

Les plateformes aéronautiques évoluent dans un environnement électromagnétique de plus en plus complexe et rigoureux. Les sources de rayonnement externes et internes sont aujourd'hui plus nombreuses qu'auparavant, avec notamment des niveaux de puissance plus élevés pour les émissions utiles et parasites, une utilisation extensive de matériaux avec une efficacité de blindage réduite et des dispositifs électroniques qui remplacent les commandes de vol mécaniques et hydrauliques. Les dispositifs électriques et électroniques qui remplissent des fonctions de sécurité critiques peuvent être endommagés par la foudre (IEL) ou les rayonnements (HIRF), ainsi que par des problèmes de comptabilité électromagnétique (EMC). Le jumeau numérique permet d'intégrer l'analyse EMC complète de l'avion dans le processus de conception, autrement dit, les décisions de conception les plus importantes peuvent être prises beaucoup plus tôt afin de garantir l'excellence de l'exécution du programme.

Protection des aéronefs contre la foudre

Le développement de l'électrification des avions crée de nouvelles exigences en matière de compatibilité électromagnétique. En effet, la complexité de la conception et les niveaux d'intégration nécessaires augmentent au fur et à mesure que les avions deviennent plus électriques. Cette situation a non seulement un impact sur le coût du programme et les délais de commercialisation, mais également sur la sécurité des vols.

Lorsqu'un éclair frappe un avion, la conductivité des courants électriques peut provoquer des effets directs et indirects. Les effets directs de la foudre (DEL) font référence aux dégâts physiques causés aux matériaux par les effets thermiques, les étincelles et les forces magnétiques. Les effets indirects de la foudre désignent les interférences électromagnétiques dans les équipements électriques, ou électroniques et plus particulièrement les équipements appartenant à des systèmes ou sous-systèmes qui assurent des fonctions de sécurité essentielles. Utiliser un jumeau numérique dans le processus de développement de l'avion vous permet d'assurer la certification IEF relative à la protection contre la foudre.

Comment protéger les avions contre les HIRF ?

Le terme "immunité aux HIRF" désigne la capacité des systèmes et des équipements de l'aéronef à remplir correctement leurs fonctions dans un environnement électromagnétique résultant de sources externes de radiofréquences, comme des émetteurs radio ou des radars.

La certification HIRF vise à démontrer que les équipements et les systèmes qui exécutent des fonctions de sécurité critiques peuvent résister à l'environnement électromagnétique interne provoqué par un environnement électromagnétique externe donné. Les autorités de certification ont reconnu l'analyse numérique comme une possibilité pour appuyer la conformité aux normes IEL et HIRF.

Conformité HIRF et foudre : comment concevoir et certifier des avions de plus en plus électrifiés ?

Les ingénieurs doivent mettre en œuvre des processus robustes et efficaces d'analyse de compatibilité électromagnétique haute-fidélité afin de traiter les IEL et HIRF et s'assurer que les avions obtiennent leur certification. Pour réduire les coûts et la durée des tests, les constructeurs aéronautiques privilégient une approche de modélisation numérique, qui fait appel à la simulation pour créer un jumeau numérique capable de résoudre ces problèmes avant la construction de prototypes physiques.

Une bonne compréhension des composants critiques est essentielle au succès du programme. Ils comprennent les émetteurs (dispositifs qui émettent du bruit électromagnétique par conduction ou rayonnement), les voies de transfert (structures comme les faisceaux de câbles électriques ou le fuselage qui transmettent les signaux électromagnétiques dans tout le système) ou les récepteurs (systèmes avioniques, systèmes radars ou capteurs sensibles aux interférences électromagnétiques). Identifier les problèmes plus tôt dans la phase de conception permet aux ingénieurs de prendre de meilleures décisions afin que l'avion réponde aux normes et que la sécurité des passagers soit assurée.

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