Étude de cas sur le système de sécurité aérienne

Étude de cas sur les systèmes de sécurité aérienne : fiabilité technique des circuits critiques de commande de vol et de protection

La sécurité aérienne est un écosystème construit sur la performance prévisible et tolérante aux pannes de ses composants les plus fondamentaux. Cette étude de cas examine comment les systèmes critiques pour la sécurité, de la détection d'incendie des moteurs d'avion à l'actionnement des commandes de vol, s'appuient sur la conception, la qualification et l'intégration méticuleuses de composants tels que les fusibles d'aviation , les relais d'aviation militaire et les capteurs d'aviation . Pour les responsables des achats supervisant la chaîne d'approvisionnement des fabricants d'avions , des installations MRO et des intégrateurs de drones, comprendre le pedigree de sécurité de ces composants est primordial pour atténuer les risques et garantir le respect des normes impitoyables de l'industrie.

Dynamique de l’industrie : l’évolution vers une surveillance et des pronostics de santé intégrés

La frontière de la sécurité aérienne passe de la protection passive aux pronostics actifs. Les systèmes de sécurité modernes intègrent des capteurs intelligents et une surveillance continue de l’état pour prédire les pannes avant qu’elles ne surviennent. Cela transforme des composants tels que les fusibles d'aviation de simples éléments sacrificiels en dispositifs intelligents capables de rapporter des données actuelles en temps quasi réel et de prédire le stress thermique, et permet aux compteurs d'aviation pour drones de devenir des centres d'évaluation de l'état de santé à l'échelle du système, faisant passer la sécurité d'un paradigme réactif à un paradigme prédictif.

Nouvelle technologie améliorant les principes fondamentaux du système de sécurité

Les progrès technologiques renforcent les principes de sécurité traditionnels. Les contrôleurs de puissance à semi-conducteurs (SSPC) complètent ou remplacent de plus en plus les fusibles thermiques et les contacteurs d'avion traditionnels, offrant une limitation précise du courant, une réinitialisation à distance et un enregistrement détaillé des défauts. Parallèlement, le développement de relais de verrouillage à double bobine fournit un état mécanique de sécurité pour les circuits critiques dans les applications de l'aviation militaire , garantissant une position connue même en cas de panne de courant totale, une caractéristique essentielle pour les systèmes d'arrêt de carburant ou d'éclairage de secours.

Priorités d'approvisionnement : 5 principales préoccupations en matière de sécurité des acheteurs aérospatiaux russes et de la CEI

Lors de l'approvisionnement en systèmes de sécurité, les équipes d'approvisionnement en Russie et dans la région de la CEI exigent des preuves au-delà des fonctionnalités de base :

Niveau d'assurance de conception (DAL) / Assurance de développement : les composants destinés aux fonctions critiques pour le vol (par exemple, les capteurs de contrôle du moteur d'avion ) doivent être développés et fabriqués selon un processus rigoureux conforme aux directives DO-254 (matériel) et DO-178C (logiciel), correspondant à un DAL (AE) spécifique. Une preuve de ce processus est requise.
Analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité (AMDEC) : les fournisseurs doivent fournir un rapport AMDEC complet pour le composant. Ce document détaille chaque mode de défaillance potentiel, son effet sur le système, sa criticité et les mesures d'atténuation conçues dans la pièce, comme dans un relais d'aviation militaire avec protection de contact soudée.
Qualification environnementale sous contraintes combinées : il doit être prouvé que les composants de sécurité fonctionnent correctement non seulement lors de tests environnementaux uniques, mais également dans des conditions combinées (par exemple, vibration + température + humidité) qui simulent les pires scénarios du monde réel pour les installations de trains et d'avions.
Traçabilité des matériaux et données de stabilité à long terme : La traçabilité complète de tous les matériaux et un historique démontré de stabilité des performances à long terme (faible dérive) ne sont pas négociables pour les capteurs et les appareils de mesure utilisés dans les calculs de sécurité.
Preuves de vérification et de validation indépendantes (V&V) : préférence pour les composants dont les allégations de sécurité critiques ont été validées par un laboratoire tiers ou sont étayées par de nombreuses données de service sur le terrain provenant d'applications critiques similaires pour la sécurité .

L'engagement de YM envers la sécurité par la conception et la fabrication

La construction de composants critiques pour la sécurité nécessite une culture de précision et de responsabilité. L'échelle de notre usine et nos installations sont conçues pour soutenir cette mission. Nous maintenons des lignes de production séparées et contrôlées pour les produits liés à la sécurité, équipées d'une inspection optique automatisée (AOI) et de tests 100 % électriques. Nos chambres de dépistage des contraintes environnementales (ESS) effectuent des tests de durée de vie accélérés sur des lots statistiquement significatifs de chaque capteur et contacteur d'aviation destinés à des rôles de sécurité, éliminant ainsi les défaillances liées à la mortalité infantile avant expédition.

Cette rigueur de fabrication est guidée par notre équipe R&D et l’innovation en matière d’ingénierie de sécurité. Notre équipe comprend des spécialistes des normes de sécurité fonctionnelle qui utilisent des outils de conception et de simulation basés sur des modèles pour analyser la propagation des défauts. Cela a conduit à des conceptions brevetées, telles que notre capteur de vibrations pour moteur d'aviation de haute qualité avec circuit d'auto-test intégré qui vérifie en permanence sa propre intégrité, une fonctionnalité essentielle pour la maintenance prédictive et la surveillance de la sécurité.

Meilleures pratiques : installation et maintenance des composants aéronautiques critiques pour la sécurité

Une manipulation appropriée est cruciale pour préserver l’intégrité de sécurité conçue d’un composant. Adhérez à cette liste de contrôle critique :

Vérification avant l'installation :
1. Vérifiez que le numéro de pièce et l'état de modification correspondent exactement à la commande technique. Un mauvais calibre de fusible d’aviation peut être catastrophique.
2. Inspectez les dommages causés par le transport. N'installez aucun composant dont le boîtier est fissuré ou les broches pliées.
3. Confirmez que les certificats d'étalonnage sont à jour pour tout compteur ou capteur d'aviation .
Installation avec intégrité :
- Suivez précisément les spécifications de couple d'installation du fabricant pour toutes les connexions électriques afin de garantir une conductivité et une sécurité mécanique appropriées.
- Utilisez uniquement des outils et des matériaux approuvés (par exemple, fil certifié, soudure correcte).
- Mettez en œuvre un soulagement de traction approprié et une séparation des câbles critiques pour la sécurité des lignes non essentielles.
Tests et documentation post-installation :
- Effectuez des tests fonctionnels positifs pour vérifier que le composant fonctionne comme prévu dans son système.
- Effectuer des tests négatifs lorsque cela est sûr et applicable (par exemple, vérifier qu'un fusible saute dans une condition de défaut définie dans un appareil de test).
- Mettez à jour tous les enregistrements de maintenance et les journaux de composants avec le nouveau numéro de série, la date d'installation et les résultats des tests.

Normes de l’industrie : les piliers de la conformité à la sécurité aérienne

Normes de sécurité fondamentales pour la sélection des composants

La sécurité est codifiée dans ces normes essentielles. La conformité n’est pas facultative.

RTCA/DO-160 : Conditions environnementales et procédures de test pour les équipements aéroportés. La base de référence pour prouver qu’un composant peut survivre à l’environnement d’exploitation.
RTCA/DO-254 & EUROCAE/ED-80 : Guide d'assurance de conception pour le matériel électronique aéroporté. Régit le processus de développement de composants électroniques complexes tels que le matériel avionique intelligent.
RTCA/DO-178C & EUROCAE/ED-12C : Considérations logicielles dans la certification des systèmes et équipements aéroportés. Applicable à tout composant doté d’un logiciel ou d’un micrologiciel intégré.
SAE ARP4754A/ED-79 : Lignes directrices pour le développement d'aéronefs et de systèmes civils. Fournit le cadre de processus pour le développement du système, y compris l’évaluation de la sécurité.
ISO 26262 (Concepts adaptés) : dans le secteur automobile, ses concepts rigoureux de cycle de vie de sécurité fonctionnelle et de niveau d'intégrité de sécurité automobile (ASIL) sont de plus en plus référencés pour les drones et les systèmes de mobilité aérienne avancée (AAM).

Analyse des tendances de l'industrie : analyse des processus théoriques des systèmes (STPA) et sécurité cyber-physique

L’ingénierie de la sécurité évolue de deux manières significatives. L'analyse des processus théoriques des systèmes (STPA) apparaît comme une technique d'analyse des risques de nouvelle génération qui se concentre sur les actions de contrôle dangereuses et les interactions entre les composants, allant au-delà des méthodes traditionnelles centrées sur les défaillances comme l'AMDEC. Parallèlement, la sécurité cyber-physique est désormais une discipline essentielle. À mesure que les avions deviennent de plus en plus connectés, garantir que des composants tels qu'un compteur d'aviation numérique pour drone ou un capteur en réseau ne peuvent pas être compromis de manière malveillante ou interférer par inadvertance avec d'autres systèmes est une exigence de sécurité directe, régie par de nouvelles normes et réglementations.

Infographie illustrant les mesures de cybersécurité à plusieurs niveaux dans un élément moderne de sécurité aérienne

Foire aux questions (FAQ) pour un approvisionnement soucieux de la sécurité

Q1 : Quelle est la principale différence entre un composant « haute fiabilité » et un composant « critique pour la sécurité » ?

R : La haute fiabilité vise à minimiser la probabilité de toute défaillance (MTBF élevé). La conception critique en matière de sécurité vise à garantir que même en cas de panne, le système tombe en panne dans un état prévisible et sûr (fail-safe ou fail-operative). Un contacteur d'aviation militaire critique pour la sécurité, par exemple, peut être conçu pour mettre hors tension et ouvrir ses contacts lors de la détection d'un défaut interne, isolant ainsi la charge.

Q2 : Comment traitez-vous les pannes de cause courante dans les systèmes de sécurité redondants à l'aide de vos composants ?

R : Nous utilisons la diversité de conception et la ségrégation physique au niveau des composants. Pour les systèmes redondants, nous pouvons fournir des canaux qui utilisent différents principes de détection, sont alimentés par des bus séparés ou sont physiquement séparés dans leur boîtier pour atténuer le risque qu'un seul événement (par exemple, une pointe de tension, une entrée d'humidité) désactive tous les chemins redondants. Nos solutions de redondance sont conçues selon ces principes.

Q3 : Pouvez-vous fournir des composants avec un « niveau d'intégrité de sécurité » (SIL) défini ou similaire ?

R : Oui, pour les produits applicables. Nous effectuons des évaluations de sécurité internes conformément aux normes pertinentes (telles que les cadres ISO 26262 ou CEI 61508) et pouvons fournir une documentation prenant en charge un SIL cible pour nos sous-systèmes de capteurs ou nos solveurs logiques. Ceci est de plus en plus demandé pour les systèmes de détection et d’évitement des drones et les fonctions automatisées de gestion des moteurs d’avion .

Q4 : Quel est votre processus de gestion et de communication d'un défaut potentiel lié à la sécurité après l'expédition d'un composant ?

R : Nous maintenons un processus rigoureux de sécurité des produits et de gestion des rappels, conforme à la réglementation aéronautique. En cas de constatation liée à la sécurité, nous lançons immédiatement une enquête, émettons un bulletin de service ou une alerte de sécurité à tous les clients concernés via les canaux enregistrés et fournissons des instructions claires pour l'inspection, la réparation ou le remplacement, soutenues par notre système de notification client .

Références et sources techniques

Leveson, NG (2011). Concevoir un monde plus sûr : la pensée systémique appliquée à la sécurité . Presse du MIT. (Présente la méthodologie STPA).
RTCA, Inc. (2011). DO-178C, Considérations logicielles dans la certification des systèmes et équipements aéroportés .
Administration fédérale de l'aviation (FAA). (2023). Circulaire consultative AC 25.1309-1A : Conception et analyse du système .
Base de données du Réseau de la sécurité aérienne. (En cours). «Rapports d'incidents et d'accidents impliquant des pannes de systèmes électriques». [Source de données]. Extrait de : aviation-safety.net
Contributeurs de Wikipédia. (2024, 5 mars). "À sécurité intégrée." Dans Wikipédia, l'Encyclopédie libre . Récupéré de : https://en.wikipedia.org/wiki/Fail-safe
Discussions du comité SAE International S-18 (Aircraft & Sys Dev). (2023). "Intégrer la cybersécurité dans les évaluations de sécurité traditionnelles." [Notes du Comité des normes].