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Lettre d’information sur la sécurité aérienne A19A0062-D1-L1

Place du Centre, 4e étage
200, promenade du Portage
Gatineau QC  K1A 1K8

22 mars 2021

Directeur général, Aviation civile
Transports Canada

Objet :

Lettre d’information sur la sécurité aérienne A19A0062-D1-L1
Géométrie du système de commande des ailerons et roulements d’embout de bielle

Le 6 août 2019, un aéronef de construction amateur Rebel de marque Murphy sous immatriculation privée muni de flotteurs (immatriculation C-GFDD) a quitté le lac Freshwater Pond près de Marystown (Terre-Neuve-et-Labrador) pour effectuer un vol local dans le cadre des heures de vol requises pour la délivrance d’un certificat spécial de navigabilité après la construction de l’aéronef. Le pilote avait l’intention d’effectuer des amerrissages sur divers plans d’eau locaux (étangs) avant de regagner le lac Freshwater Pond. Lorsque l’aéronef était en montée initiale après un posé-décollé au lac Grandys Pond, le pilote a éprouvé des difficultés à maîtriser les ailerons. Le pilote a diffusé un appel radio « Mayday », puis il a tenté d’amerrir droit devant lui dans une tourbière. Au moment de l’amerrissage, l’aéronef s’est renversé, puis il s’est immobilisé à l’envers. Le pilote était le seul occupant de l’aéronef. Il n’a subi aucune blessure et il a pu sortir de l’aéronef sans difficulté. Un autre pilote, qui avait entendu l’appel « Mayday », s’est porté au secours du pilote de l’événement. L’aéronef a été détruit. Une inspection après l’accident a permis de révéler qu’un roulement d’embout de bielle s’était rompu et qu’il s’est séparé, causant ainsi une rupture dans la continuité du système de commande des ailerons.

Conformément à la Politique de classification des événements du BST, les circonstances de cet événement ont été évaluées et l’événement a été classé comme un événement de catégorie 5. Par conséquent, l’enquête du BST se limitait à la collecte de données, qui ont été enregistrées à des fins d’analyse de la sécurité, de rapport statistique et d’archivage. Les paragraphes suivants contiennent des renseignements sur la sécurité relevés au moment de l’évaluation de cet événement.

Le roulement d’embout de bielle rompu avait été vissé dans l’extrémité extérieure d’un ensemble de tubes de va-et-vient (élément 11, figure 1) fabriqué par le constructeur du kit d’aéronef. Cet ensemble de tubes de va-et-vient transfère les manipulations des commandes des ailerons vers le levier coudé (élément 10, figure 1) monté sur le côté extérieur gauche de l’ensemble du manche.

Figure 1. Vue éclatée du manche du Rebel de Murphy (Source : Murphy Aircraft Mfg Ltd, avec annotations du BST)
Vue éclatée du manche du Rebel de Murphy (Source : Murphy Aircraft Mfg Ltd, avec annotations du BST)

Dans les instructions sur les commandes de vol du kit de Murphy, les roulements d’embout de bielle portent le numéro de pièce HM-4M; toutefois, les roulements d’embout de bielle remis au BST portaient tous le numéro de pièce MM-4M.

Le numéro de pièce HM-4M est un roulement d’embout de bielle fabriqué par HeimNote de bas de page 1 en tant que pièce d’aéronef de la gamme Precision Aircraft. Le numéro de pièce MM-4M est un roulement d’embout de bielle destiné à un usage général fabriqué par Aurora Bearing Company (Aurora) qui a été soumis à une procédure d’inspection additionnelle. Bien que les instructions du kit de Murphy indiquent le numéro de pièce HM-4M dans cette application de commande de vol, Murphy a inclus dans ses ensembles des roulements d’embout de bielle fournis par quelques fournisseurs différents, dont Aurora.

Les instructions de l’ensemble de Murphy stipulent que le matériau du tube utilisé pour assembler le tube de va-et-vient doit être coupé à une longueur de 3 pouces. Le matériau du tube utilisé pour assembler le tube de va-et-vient soumis au BST avait quant à lui été coupé à une longueur de 4 pouces. Ainsi, le tube de va-et-vient assemblé était plus long que ce qui était indiqué dans les instructions. Par conséquent, les extrémités des embouts de bielle devaient être vissées plus profondément pour obtenir le bon réglage du système de commande des ailerons (figure 2).

Figure 2. L’image à gauche illustre le tube de va-et-vient et le levier coudé de l’aileron pendant un braquage maximal de l’aileron, en suivant les instructions d’assemblage du constructeur. L’image à droite illustre le même braquage, mais avec les embouts de bielle assemblés comme ils l’étaient à bord de l’aéronef de l’événement. (Source : BST, d’après les renseignements fournis par Murphy Aircraft Mfg Ltd.)
L’image à gauche illustre le tube de va-et-vient et le levier coudé de l’aileron pendant un braquage maximal de l’aileron, en suivant les instructions d’assemblage du constructeur. L’image à droite illustre le même braquage, mais avec les embouts de bielle assemblés comme ils l’étaient à bord de l’aéronef de l’événement. (Source : BST, d’après les renseignements fournis par Murphy Aircraft Mfg Ltd.)

Le roulement d’embout de bielle de l’événement avait été entièrement vissé dans l’ensemble du tube de va-et-vient de l’aileron; par conséquent, le contre-écrou entrait en contact avec le levier coudé lorsque la commande d’aileron était braquée à fond dans cette direction, poussant le tube de va-et-vient vers l’extérieur. De plus, le roulement d’embout de bielle du tube de va-et-vient avait été monté sur le dessous du levier coudé. Cette position était contraire au dessin du constructeur, qui montrait le roulement d’embout de bielle du tube de va-et-vient monté sur le dessus du levier coudé.

Le roulement d’embout de bielle s’est rompu à la dernière racine, à l’extérieur du contre-écrou, en raison de la combinaison du mauvais alignement et des forces transversales engendrées par ce contact d’interférence. Dans le cadre d’un fonctionnement normal, le roulement d’embout de bielle ne subit une charge que le long de l’axe longitudinal du tube de va-et-vient.

Le BST a acquis deux roulements d’embout de bielle HM-4M et deux roulements d’embout de bielle MM-4M pour effectuer des essais. Les dimensions des deux pièces sont identiques, mais le matériau les composant et leurs caractéristiques métallurgiques varient. Le BST a effectué des essais mécaniques en appliquant une charge transversale sur les roulements d’embout de bielle. Cette charge était semblable aux forces auxquelles les roulements auraient été soumis lors du contact d’interférence entre le contre-écrou et le levier coudé. Les résultats des essais ont permis de constater que, lorsqu’ils sont soumis à une charge transversale, les roulements d’embout de bielle HM-4M étaient environ 20 % plus forts et, en même temps, beaucoup plus ductiles que les roulements d’embout de bielle MM-4M.

Le BST a également examiné un autre Rebel de Murphy à des fins de comparaison. Le matériau du tube utilisé pour l’ensemble du tube de va-et-vient de cet aéronef de comparaison a été coupé à la bonne longueur, puis il a été assemblé et réglé correctement. Même si les roulements d’embout de bielle aux parties intérieure et extérieure du tube de va-et-vient étaient vissés également, comme ce serait le cas dans une installation idéale, il y avait très peu d’espace entre le contre-écrou sur l’embout de bielle extérieur et le levier coudé lorsque la commande d’aileron était sollicitée de manière à pousser le tube de va-et-vient vers l’extérieur.

Toute dérogation aux instructions d’assemblage ou de réglage du kit Rebel de Murphy peut engendrer un problème de géométrie des commandes d’aileron susceptible de se traduire par un espace insuffisant entre le levier coudé et le contre-écrou. Ultimement, une telle situation peut rendre difficile la maîtrise de l’aéronef en raison d’un blocage ou d’une rupture de l’embout de bielle. En outre, l’utilisation des roulements d’embout de bielle HM‑4M plutôt que des roulements d’embout de bielle MM-4M peut donner lieu à une installation qui tolère mieux les charges latérales ou transversales occasionnelles.

Ces renseignements sont fournis afin que toute mesure de suivi jugée appropriée soit prise. Le BST aimerait être informé de toute mesure prise à cet égard.

Je vous prie d’accepter l’expression de mes sentiments distingués.

Original signé par

Natacha Van Themsche
Directrice des enquêtes – Air
Bureau de la sécurité des transports du Canada

c.c.