Saab améliore les tests de l'avion de chasse le plus rentable au monde

Anders Tunströmer, SAAB Aeronautics

"Sans le SLSC, nous aurions peut-être eu besoin de milliers d’heures de travail et de milliers d’euros de matériel pour développer le système nous-mêmes."

- Anders Tunströmer, SAAB Aeronautics

Le défi:

Saab avait besoin d'une solution commerciale prête à l'emploi (COTS) pour remplacer notre système personnalisé d'interface avec les unités remplaçables en ligne (LRU) dans les simulateurs Saab Aeronautics.

La solution​:

Nous avons réduit les coûts et assuré une flexibilité maximale en travaillant avec NI lors du pilotage de son système SLSC (Switch Load and Signal Conditioning), plutôt que de développer un système personnalisé pour interfacer avec les systèmes CompactRIO et PXI sélectionnés.

 

Introduction

Saab sert le marché mondial avec des produits, des services et des solutions de pointe pour les industries allant de la défense militaire à la sécurité civile.  Nous sommes fiers d’être la société de défense et de sécurité de haute technologie la plus rentable au monde.  Dans la division Aéronautique, située à Linköping, en Suède, le système du chasseur Gripen est un produit clé.  Le Gripen est un concept d'avion de chasse unique en son genre, qui allie d'excellentes performances opérationnelles, une technologie sophistiquée, un partenariat industriel et une rentabilité, à un système de combat multi-rôle unique et intelligent.

 

Nous développons actuellement un nouveau produit de la famille Gripen, le Gripen E. Cet avion sera équipé de la toute dernière technologie avionique, de systèmes radar améliorés et de systèmes de communications plus avancés pour transmettre des informations de combat importantes entre les chasseurs.

 

L'application HIL

Pour faciliter le développement des avions de chasse, nous construisons des simulateurs et des plates-formes pour nos systèmes HIL (hardware-in-the-loop), afin de tester différentes unités remplaçables en ligne (LRU) Gripen.  Ces LRU incluent des systèmes de contrôle de vol, des systèmes tactiques, des capteurs et d'autres équipements avioniques.  Au cours de nos tests les plus complexes, nous devons tester ensemble jusqu'à 40 LRU interconnectés. Nous avons commencé par chercher un produit commercial standard prêt à l'emploi (COTS) que nous pourrions utiliser comme système d'E/S dans nos systèmes HIL, et nous avons sélectionné les plates-formes NI PXI et CompactRIO, qui sont à la fois modulaires et faciles à étendre.  C'est une solution avantageuse pour nos systèmes, qui ont souvent de nombreux types de signaux différents.  Nous avons construit notre système HIL à partir de plusieurs systèmes CompactRIO et nous utilisons le logiciel LabVIEW pour le contrôler.  Nous pouvons aisément ajouter d'autres CompactRIO si cela s'avère nécessaire.

 

Un système HIL nous permet de vérifier que les LRU fonctionnent comme prévu en simulant l'environnement réel dans lequel elles fonctionneraient.  Nous pouvons effectuer de nombreux tests LRU sans faire voler un seul chasseur, ce qui serait coûteux et potentiellement dangereux. Dans notre système HIL, nous utilisons le CompactRIO pour produire des signaux simulés pour la LRU et recevoir les données en sortie de l'unité.

 

 

SLSC - Commutation, charge et conditionnement du signal

Pour que le système soit spécifique à notre application, nous avions besoin d'un conditionnement de signaux et de fonctionnalités personnalisés entre le CompactRIO et la LRU.  Nous n'avons pas immédiatement trouvé de solution COTS pour le conditionnement de signaux personnalisé, la commutation et l'application de charges. Nous avons donc lancé un projet de développement interne pour intégrer l'équipement NI à nos simulateurs.



Au cours de ce projet, nous avons rencontré des ingénieurs NI qui nous ont présenté le système SLSC (Switch Load and Signal Conditioning).  La solution SLSC étend le matériel de mesure PXI et CompactRIO avec des relais haute puissance pour la commutation du signal, les charges et la capacité supplémentaire de conditionnement du signal en ligne.  Le système consiste en un châssis doté d'un refroidissement actif intégré et capable d’héberger 12 modules pouvant être utilisés dans des applications telles que nos tests HIL.

 

 

Le système SLSC nous a semblé intéressant et similaire à celui que nous étions en train de développer en interne.  Il nous a également facilité la création du système car NI est déjà un fournisseur privilégié de Saab.  En permettant à NI de définir l’écosystème ou les "contraintes" pour les commutateurs, les charges et le conditionnement de signaux destinés aux applications HIL avec la plate-forme NI, nous avions la possibilité de réduire les coûts potentiels puisque nous n'avions plus besoin de les définir nous-mêmes.  Nous avons donc suspendu  le développement de notre système interne pour utiliser le système SLSC standard (COTS).

 

Nous pouvons choisir parmi un grand nombre de modules SLSC de tiers, créer nos propres modules, ou contacter des tiers pour construire des modules basés sur un kit NI de développement matériel et logiciel détaillé (MDK) et des spécifications de conception proposées par NI.  Cela correspond bien à nos besoins particuliers et nous poursuivons toutes ces avenues.  Nous créons nos propres modules en travaillant avec un développeur local appelé Syncore Technologies AB.  Comme cette société est également basée à Linköping, nous pouvons développer des modules beaucoup plus rapidement, ce qui représente un avantage significatif pour nous.

 

Nous pouvons utiliser la propriété intellectuelle de certaines de nos conceptions existantes tout en suivant très facilement les consignes de conception et les MDK pour le SLSC.  Nous avons travaillé avec NI pour définir nos exigences et nous nous sommes associés à des experts du domaine aérospatial et à des partenaires NI Alliance, Bloomy Controls et SET GmbH, pour les modules.

 

 

Avantages du SLSC

Nous pouvons utiliser le système SLSC pour développer des circuits personnalisés en respectant les contraintes définies par NI dans le standard SLSC, afin de gagner du temps et économiser des ressources de développement. Sans le SLSC, nous aurions peut-être eu besoin de milliers d’heures de travail et de milliers d’euros en matériel pour développer le système nous-mêmes.  Il aurait fallu prendre en compte le refroidissement, le facteur de forme, les connecteurs, etc., pour créer un système de conditionnement de signaux personnalisé.

 

Le fait de disposer d'un produit standard sur étagère (COTS) signifie que nous pouvons maîtriser les coûts de développement et de maintenance, ce qui encourage l'initiative de Saab de ne pas suivre la courbe habituelle des coûts.  L'utilisation du système SLSC renforce notre objectif qui consiste à nous concentrer sur la construction de systèmes et de plates-formes de test HIL. au lieu de développer du matériel avancé.

 

 

Plans pour l'avenir

Nous avons déjà commencé à intégrer le SLSC dans un simulateur chez Saab.  Bien que ce soit un grand projet, jamais réalisé auparavant et présentant de nombreux défis, nous progressons.  Grâce aux économies réalisées avec un système COTS de NI, nous prévoyons d’utiliser prochainement le CompactRIO et le SLSC dans un certain nombre de nouveaux simulateurs, afin de continuer à tester des fonctionnalités innovantes pour les chasseurs Gripen dans un délai très court, et atteindre notre objectif de réduire le coût des tests.

 

Récemment, l'avion de combat Gripen E a effectué son premier vol au-dessus du sud de la Suède.  Ce fut un grand succès et une nouvelle étape importante dans notre histoire de l'aviation.  Nous commencerons à utiliser notre simulateur basé sur le SLSC pour affiner encore plus les systèmes LRU du Gripen E, en vue de livrer le premier avion dans les prochaines années.

 

Informations sur l’auteur:

Anders Tunströmer
SAAB Aeronautics
Bröderna Ugglas Gata, Linköping, Sweden
Tel: +46 734 18 52 48
anders.tunstromer@saabgroup.com

Figure 1. Système SLSC chez SAAB
Figure 2. Diagramme du système de test de LRU chez SAAB
Figure 3. Module de simulation VDT/résolveur à 8 voies de Bloomy Controls utilisé par Saab
Figure 4. Module S131 démodulateur VDT 8 voies de Syncore, utilisé par Saab
Figure 5. Gripen E Fighter System. Copyright Saab AB