Certificação para Voo em Condições de Formação de Gelo - Anac

Certificação para Voo em Condições de 

Formação de Gelo 

Visão Geral das Mudanças desde a Emenda 25-121 

Workshop para Representantes Credenciados da 

Autoridade de Aviação Civil - 2011

• Objetivo 

• Formação de Gelo em Aeronaves 

• Emenda 25-121 de 08 de agosto de 2007 

• Emenda CS 25-6 de 06 de julho de 2009 


• NPRM 10-10 de 19 de junho de 2010 

(EASA NPA 2011-03 e -04) 

• RBAC / 14 CFR 23 – Acompanhamento 

• Conclusões 

Gerência de Engenharia – Ensaios em Voo e Integração – GCEN/EVI 

Sumário

• Objetivo 






(EASA NPA 2011-03 e -04) 




Sumário

Objetivo 

Prover uma visão geral das recentes evoluções 

dos requisitos relativos a voo em condições de 

formação de gelo. 

Gerência de Engenharia – Ensaios em Voo e Integração – GCEN/EVI

• Objetivo 






(EASA NPA 2011-03 e -04) 




Sumário

• Supercooled Liquid Water 

Formação de Gelo em Aeronaves 

• Água abaixo do ponto de fusão em equilíbrio meta-estável. 


• Supercooled Liquid Water 


• Água abaixo do ponto de fusão em equilíbrio meta-estável. 


• Fatores que afetam a formação de gelo 

– Temperatura 

– Liquid Water Content (LWC) 

– Mean Volume Diameter (MVD) 

– Velocidade de Voo 

– Efeitos Geométricos 

– Ângulo de Ataque 

– Tempo de Exposição 

– Enflechamento 

– Tipo de Sistema de Proteção 


Λ = 15 o 


Λ 

Λ 

Λ = 30 o Λ = 45 o 

Λ

• Objetivo 






(EASA NPA 2011-03 e -04) 




Sumário

• FAA 

Emenda 25-121 de 08 de agosto de 2007 

– NPRM 05-10 Final Rule: 25-121 (08 Ago 2007) 

• EASA 

– JAA NPA 25BEF-332 --> NPA 16/2004 

– Emenda CS 25 Amend. 3 (19 Set 2007) 

• Requisitos Afetados 

– 25 Sub-Part B relevant paragraphs and associated AMC 

– 25.941(c) 

– 25.1419 

– CS-25 Appendix C 

– AC 25-25 


• Histórico 


– JAA NPA 25F-219 Issue 2 (23 Abril 2003) 

• Nascido de Special Conditions – Pushover de 0g 

• Advisory Material Joint (AMJ) 25.1419, “Flight in Icing 

Conditions - Acceptable Handling Characteristics and 

Performance Effects.” 

• JAA Interim Policy INT/POL/25/10 – aceito formalmente 

para base de certificação 

– FAA em paralelo 

• Mudança na AC 25-7 


• Histórico 

– 25.1419 Emenda 72 


“If certification with ice protection provisions is desired, the 

airplane must be able to safely operate in the continuous 

maximum and intermittent maximum icing conditions of 

appendix C. (...)” 

– Nenhum requisito específico de 

desempenho e qualidade de vôo. 

– ARAC Flight Test Harmonization Working Group 

(FTHWG) – Tarefa atribuída em 1994 


• Recomendação do NTSB 


– A-91-087 – Testes relativos a Tailplane Stall (ICTS) 

incluindo extensão de flaps e trem de pouso; 

– A-96-056 – Parcialmente. Testes em condições de 

gelo do apêndice C; 

– A-98-094 - Capacidade de manobra e velocidade 

associada; 

– A-98-096 – Necessidade de Stall Warning antes do 

Stall mesmo em gelo 


• Mudanças 


– Revisão dos Requisitos da Subparte B baseados 

em incidentes e acidentes relacionados a gelo: 

• Efeitos em desempenho levaram a vários incidentes 

• Efeitos em controlabilidade levaram a acidentes 

– Resultado 

• Matriz reduzida de testes da Subparte B para gelo; 

• Desempenho: seguindo a filosofia já adotada pelo JAA 

de aceitar certa tolerância antes de exigir uma revisão 

completa do desempenho certificado. 

• “Ice accretion” termo consagrado e não “ice shape” 


• Mudanças 

– 25.21 - General 


• Requisitos da Subparte B que devem ser cumpridos 

com gelo; 

• Requisitos que devem ser cumpridos com gelo de préativação/warm 

up; 

• Proíbe restringir envelope de peso e CG 

• “(…) during normal operation of the aeroplane in 

accordance with the operating limitations and 

operating procedures established by the applicant and 

contained in the aeroplane Flight Manual.” 


• Mudanças 

– 25.21 – General 

• Exceções: 


– 25.121(a) – Takeoff First Segment; 

– 25.123(c) – Em Route Climb – Two Engines Inoperative; 

– 25.143(b)(1) e (2) – Sudden Engine Failure; 

– 25.149 – Minimum Control Speed; 

– 25.201(c)(2) – Stall acelerado; 

– 25.207(c)(d) – Margem de Stall sem gelo; 

– 25.251 (b) a (e) – Vibration and buffet com exceção do 

requisito básico que não pode haver vibração que previna o 

continued safe flight and landing. 


• Mudanças 

– 25.103 – Stalling Speed 


• Incluído o texto de “ice accretions” na lista de 

configurações para a velocidade de estol ser definida; 

– 25.105 – Takeoff 

• Net takeoff flight path (25.115) também deve ser 

determinado; 

• Desempenho em gelo deve ser calculado se: 

– VSR com gelo é 3KCAS ou 3% maior do que a sem gelo; 

– Gradiente de subida é degradado em mais da metade da 

razão entre gradiente real e “net” do requisito 25.115(b) 


• Mudanças 

– 25.103 – Stalling Speed 


• Incluído o texto de “ice accretions” na lista de 

configurações para a velocidade de estol ser definida; 

– 25.105 – Takeoff 

• Net takeoff flight path (25.115) também deve ser 

determinado; 

• Desempenho em gelo deve ser calculado se: 

– VSR com gelo é 3KCAS ou 3% maior do que a sem gelo; 

– Gradiente de subida 25.121(b) é degradado em mais da metade 

da razão entre gradiente real e “net” do requisito 25.115(b) 

– Ice accretion inicia-se no lift-off 


• Mudanças 

– 25.107 – Takeoff Speeds 


• Correções de referência ao 25.143 (Maneuver 

capability); 

• VMCG, VMC e VMU sem gelo podem ser usadas; 

– 25.111 – Takeoff Flight Path 

• Mudança na estrutura do texto para melhorar a leitura; 

• Inclusão da necessidade de recalcular a trajetória 

baseado no 25.105; 


• Mudanças 

– 25.119 – Landing Climb 


• Inserção das condições de gelo e sem gelo; 

• Alinhamento do texto da EASA para o do FAA; 

• Nenhum alívio para este requisito – crítico. 

– 25.121 – Climb OEI 

• Takeoff Segundo Segmento e Segmento Final devem ser 

calculados com gelo caso critérios do 25.105 não sejam 

cumpridos; Gelo Takeoff e Final Takeoff. 

• Approach pode ser calculado com a velocidade de 

climb sem gelo se esta não for diferente por 3% ou 

3KCAS. Não é VSR! Tem de ser calculado! 


• Mudanças 


– 25.123 – Em Route Flight Path 

• Velocidade mínima é V FTO; 

• Necessário calcular com gelo se: 

– 1.18VSR com EnRoute Ice é maior do que a velocidade sem 

gelo em mais de 3KCAS ou 3%; (conservativo para aviões a 

hélice) 

– Degradação do gradiente é superior a metade da razão entre 

“actual” e “net” permitida. 


• Mudanças 

– 25.125 – Landing 


• Desempenho deve ser calculado com gelo se V REF com 

gelo é 5KCAS maior do que sem gelo; 

• V REF com gelo deve ser maior que: 

– V REF sem gelo; 

– 1.23 V SR0 com “Landing Ice” se esta velocidade é maior do que 

a V REF sem gelo por mais de 5KCAS; 

– Velocidade que cumpre o “maneuver capability”. 

• V MCL usada é sem gelo (implícito) – 25.143 exige 

demonstração de pouso e arremetida monomotor. 


• Mudanças 

– 25.143 – General 


• Nova (c) – desmonstração de controlabilidade OEI em decolagem 

na V 2, arremetida e pouso. 

• Reorganização dos parágrafos; 

• Nova (i) 

– (i)(1) geral com as formas de gelo apropriadas + “sandpaper 

ice” para aviões sem comandos assistido de profundor; 

– (i)(2) pushover de 0g; 

– (i)(3) sideslip; 

• Nova (j) 

– Pré-ativação apenas 1.5g e 0.5g se a ativação do sistema AI 

não depender do piloto ver uma quantidade fixa de gelo; 

– Caso contrário 25.143 todo. 


• Mudanças 

– 25.207 – Stall Warning 


• Emenda na letra (b) – stall warning com gelo deve ser 

pelo mesmo meio do que sem gelo (exceção de préativação); 

• Nova letra (e) – stall warning margem de 3KCAS ou 3% 

em reto e em curva com 1kt/s. Mesma manobra de 

recuperação do que sem gelo. 

• Emenda da antiga letra (e) para (f) – stall warning com 

1.5g e 2kt/s também com gelo e mesma técnica de 

recuperação; 


• Mudanças 

– 25.207 – Stall Warning 


• Novo (h) – pré-ativação/warm up: 

– Se a ativação do AI depende de uma quantidade fixa de gelo 

então deve cumprir requisitos de sem gelo; 

– Caso contrário: 

» Se stall warning da mesma forma que sem gelo: margem 

de 1s em stall reto e em curva com 1kt/s; 

» Se stall warning de forma diferente: margem de 3s em 

stall reto e em curva com 1kt/s e caracteristicas de stall 

como o 25.203 devem ser demonstradas; 


• Mudanças 

– 25.237 – Wind Velocities 


• Crosswind de decolagem sem gelo pode valer para sem 

gelo; 

• Crosswind de pouso com gelo deve ser determinado. 

– 25.253 – High Speed Characteristics 

• Máxima velocidade para demonstração de estabilidade: 

– 300KCAS; 

– VFC sem gelo; 

– Uma velocidade que o requerente demonstre que o avião está 

sem gelo. 


• Mudanças 


– 25.773 – Pilot Compartment View 

• Vale para quem certificar para gelo e não para quem tem AI (ver 

25.1419 abaixo) 

• Não tem na EASA (já era assim) 

– 25.941– Inlet, engine, and exhaust compatibility 

• Correção de referências ao 25.143; 

– 25.1419 - Ice protection 

• De: “If certification with ice protection provisions is desired . . .” 

• Para: “If certification for flight in icing conditions is desired. . .” 

• Caráter opcional! 


• Mudanças 

– Apêndice C 


• Criar dois subparágrafos: um com as condições 

atmosféricas de gelo e outro com as “ice accretions” 

apropriadas para cada fase de voo; 

• Inserir uma definição de “take-off icing atmospheric 

condition”; e 

• Definir condições limitantes para determinação das “ice 

accretions” apropriadas para cada fase de voo; 


• Objetivo 






(EASA NPA 2011-03 e -04) 




Sumário

• Historico 

– NPA 2008-05 (10 Abr 2008) 

• Motivação 

Emenda CS 25-6 de 06 de julho de 2009 

– Comentário CAA-UK na Emenda 25-121 da EASA 

• Mudança 

• Margem de 3KCAS ou 3% pode causa V SW ser inferior a V SR quando 

considera-se stall 1g. 

– 25.21 – General 

• (…) CS 25.207(c) and (d) must be met in the landing configuration 

in icing conditions but need not be met for other configurations. 

(…) 

• FAA – Via Special Condition para novos aviões 


• Objetivo 






(EASA NPA 2011-03 e -04) 




Sumário

• FAA 


– NPRM 07-07 Final Rule: 25-129 (03 Ago 2009) 

• EASA 

– NPA 2009-08 

– Emenda CS 25 Amend. 7 (21 Out 2009) 

• Requisitos Afetados 

– 25.143 

– 25.207 

– 25.1419 

– AC 25.1419-02 




– Vários acidentes causados por pilotos que: 

• Não estavam conscientes de estarem em condições de formação 

de gelo; ou 

• Julgaram que as condições não eram suficientes para ativar o 

sistema de proteção 

– Recomendações NTSB 

• A-96-56 – Meios para a tripulação saber que está em condições de 

formação de gelo. 

• A-98-91 – Revisão de AFM para que boots sejam ativados assim 

que o avião entra em condições de formação de gelo 

– Mudança na EASA veio acompanhada por mudança do 

ETSO de Pitot – cita acidente do A330. 


• Mudanças 

– 25.143 e 25.207 


• Remove as menções a aviões para os quais o sistema de 

proteção deve ser acionado após acúmulo de certa 

quantidade de gelo; 

• No caso do 25.207 uma letra a mais foi criada para 

acomodar a demonstração de stall characteristics no 

caso do stall warning de pré-ativação ser por emio 

diferente. (já existia no requisito) 


• Mudanças 

– 25.1419 


• Letra (e) – ativação do sistema de proteção: 

– Primary ice detector (automático ou não); 

– Visual Cue (first sign of ice) + Advisory Ice detector; 

– Ice conditions – Temperature e Visible Moisture (apenas 1). 

• Letra (f) – aplicável a todas as fases de voo em que o 

sistema é necessário; 

• Letra (g) – uma vez ligado o sistema: 

– Deve poder funcionar continuamente; 

– Deve ciclar automaticamente, ou; 

– Deve indicar para a tripulação quando ciclar. 

• Letra (h) – procedimento associado deve estar no AFM 


• Objetivo 






(EASA NPA 2011-03 e -04) 




Sumário


– ARAC Task 08 Dez 1997 

– EASA NPA 2011-03 

– Supercooled Large Droplet 

Cloud (small) droplets 

NPRM 10-10 de 19 Junho 2010 

FZDZ 


FZRA 

1 10 50 100 500 1000 

Droplet diameter (microns)


– Freezing Drizzle 




– Freezing Rain 



• Recomendações do NTSB 

– A-96-54 


• Revisar os critérios relativos a gelo a luz dos novas pesquisas 

acerca de formação de gelo; 

• Expandir apêndice C para incluir freezing drizzle/ freezing rain and 

mixed water/ice crystal conditions. 

– A-96-56 

• Aviões devem ser testados em todos os ambientes para os qquais 

esta autorizados ou demonstrado de outra forma que tem voo 

seguro; 

• Caso esta operação segura não possa ser demonstrada, limitações 

devem ser estabalecidas para proibir voo em tasi condições e a 

tripulação deve ter modos de identificar que está neste cenário 

que excede o que foi demonstrado na certificação. 


• Ice Crystals – Mixed Fase 

– Cristais de Gelo 

• Associados a perda de potência e problemas em sondas 

tipo Pitot e outras como temperatura; 

• Flight Snow 

– Problemas identificados em alguns motores e APU 

com “plenum chambers”, escoamento reverso ou 

separadores de partícula; 

• Freezing Fog 


– Problemas em motores após muito tempo 

expostos a este cenário 


• Mudanças relativas a SLD: 

– Novo 25.1420 


• Novo apêndice O – Condições de gelo SLD; 

• Letra (a) - Três opções se for certificar para condição de 

gelo (MTOW < 60000lb ou comandos reversíveis): 

– Identificar voo em condição do apêndice O e sair de forma 

segura; 

– Operar em uma porção do envelope do apêndice O, identificar 

quando fora destas condições e sair de forma segura; 

– Operar de forma segura em todo o envelope. 

• Letra (b) - Combinação de testes em solo e em voo; 

• Letra (c) – Caso opção 2 ou 3 então os requisitos de 

detecção da emenda 25-129 valem para o apêndice O. 



– Novo Apêndice O 

• Quatro novos envelopes – Part I: 

– Freezing Drizzle – MVD < 40μm 

– Freezing Drizzle – MVD > 40μm 

– Freezing Rain – MVD < 40μm 

– Freezing Rain – MVD > 40μm 

• Part II – Ice Accretions 

– (a) Geral; 


– (b) Ice accretions para onde não há aprovação de operação; 

– (c) Ice accretions para onde há aprovação de operação; 

– (d) Ice accretion before the ice protection system has been 

activated and is performing its intended function 

– (e) Pode usar o ice shape mais crítico 



– 25.21(g) 


• (g)(1) – Itens (3) e (4) só valem para MTOW < 60000lb 

ou comandos reversíveis. 

• (g)(2) - Requisitos para Apêndice C – Sem alteração; 

• (g)(3) – Requisitos para Apêndice O não certificado; 

– Mesmas exceções do Apend. C mais: 25.105, 25.107, 25.109, 25.111, 

25.113, 25.115, 25.121, 25.123 (associados à decolagem e climb) + 

25.143(c)(1) – demonstração de controlabilidade OEI na V2 

• (g)(4) - Requisitos para Apêndice O certificado; 

– Mesmas exceções do Apend. C menos 25.101(a) – Climb First 

Segment. Diferença: no apêndice C é justificável que este gelo seja 

insignificante. 


• Mudanças relativas a componentes 

– 25.773 – Pilot Compartment View 

• (b)(1)(ii) – mudança do texto de 25.1419 para apêndice C e O 

aplicável. 

– 25.1323 – Airspeed Indicating System 


• (i) – mudança no texto para inserir referencia tanto ao apêndice C 

quanto ao apêndice O além de um envelope de Ice Crystals e 

Mixed Phase. 



– 25.1324 – Angle of Attack Systems (Novo) 

• Mesmo requisito que no 25.1323 relativo. 

– 25.1325 – Static Pressure Systems 

• Mesmo requisito que no 25.773. 

– Importante dos 4 requisitos: 

• 25.1420(a)(1) -> apenas apêndice O que ele detecta e sai; 

• 25.1420(a)(2) -> apenas envelope O certificado e que ele detec. e sai 

• 25.1420(a)(3) -> todo o envelope 


• Isento do 25.1420 (>60,000lb com comando irreversível) -> todo 

envelope 

• Não certificado para voo em condição de gelo -> apêndice O não se 

aplica. 



– 25.1093 – Engine air intake icing 

– 25.929 – Propeller de-icing 

• Historicamente a certificação é exigida de todos os aviões mesmo 

não certificados para condição de formação de gelo; 

• Analogamente será exigido todo o apêndice O para ambos os 

requisitos independente da escolha relativa ao 25.1420. 

– 25.929 


• Revisado para citar apêndice C e O e não apenas icing conditions 


• Motivação (Ice Crystals) 

– De 1998 a 2003: 

• > 100 casos de power loss ice crystals / mixed phase; 

• 11 casos de perda total de tração; 


• 54 eventos de SLD engine demage sendo 56% em mais de um 

motor; 


• Mudanças relativas a Engine e Engine Instal. 

– Apêndice D do Part 33 

– EASA NPA 2011-04 

– “Mixed Phase And Ice Crystal Icing Envelope (Deep Convective 

Clouds)” 

– EASA conhece um evento fora 

do envelope e está pensando 

em modificá-lo: 

42000ft com -65oC 




– 25.1093 – Engine air intake icing 

• (b) – Turbine Engines – Totalmente reescrito; 


• (b)(1) – Operar nos apêndices C, O e D além de “falling and 

blowing snow”. 

• (b)(2) – Freezing fog conditions incluídas no requisito 



– 25.1521 – Powerplant limitations 

• Novo (c)(3) – incluir limitação de tempos e intervalos para 

aceleração do motor quanto em ground idle de acordo com os 

testes do 25.1093(b)(2). 

• Additional Limitations 

– 25.1533 – Additional operating limitations 


• Novo (c) – incluir envelope do apêndice O para o qual a 

certificação foi deonstrada. 



– 25.903 – Engines 


• (a)(3) - coerente com o requisito atual. Um novo projeto de tipo 

pode ser equipado com um motor que não cumpre com o novo 

Part 33.68 desde que o service history não mostre problemas com 

Ice Crystals. 


• Diferenças NPRM x NPA 


– NPRM 25.21 e 25.1420 apenas para aviões com MTOW < 

60.000lb ou com comandos reversíveis 

• Baseado no fato histórico de não terem acidentes; 

• EASA considera que sistemas AI estão mudando e não se pode 

garantir – posição da maioria no IPHWG 



– Ice Crystals e Mixed Phase Envelopes 


• Proposta do FAA já é usada pela EASA via AMC a algum tempo 

para Pitot e AOA Vanes; 

• EASA propõe usar o apêndice D do FAA (P da EASA) incluindo 

também freezing rain (apenas proposta no FAA como adendo a 

NPRM) 



– Aplicabilidade do Ice Crystals e Mixed Phase Envelopes 

• FAA apenas Pitot e AOA Vane; 


• EASA propõe para todas as probes (novo 25.1324), assim como 

vem fazendo via CRI genérico aplicável a todos os aviões com base 

a partir de 31 Jan 2010. 

– Flight instrument external probes heat indication system 

• EASA propõe mudança do requisito atual de indicação do Pitot 

25.1326 para cobrir mal funcionamento (hoje apenas falha como 

um todo) e que seja aplicável a qualquer probe. 


• Objetivo 






(EASA NPA 2011-03 e -04) 




Sumário

• Status Atual 

– Ainda como o Part 25 antes da emenda 25-121; 

– Requisito 23.1419 com texto genérico: 

• “(...) capable of operating safely” means that airplane 

performance, controllability, maneuverability, and 

stability must not be less than that required in part 23, 

subpart B” 

• Definido na AC 23-1419 – atualmente na revisão -2D 

– ARC em andamento para fazer algo similar ao Part 

25. Existem diferenças (exemplo: 23.207)! 

• Embraer e ANAC participando 

RBAC / 14 CFR 23 – Acompanhamento 


• Objetivo 






(EASA NPA 2011-03 e -04) 




Sumário

• Certificação para Voo em Condição de Formação de 

Gelo 

– Várias mudanças na última década; 

– Muitas discussões ainda em aberto nos NPRM; 

– Importante estudar os assuntos e comentar. 


Conclusões

• Objetivo 





Sumário 

• NPRM 10-10 de 19 Junho 2010 / NPA 2011-03 




Dúvidas / Comentários 

Obrigado!

Certificação para Voo em Condições de Formação de Gelo - Anac

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?