Saab potenzia i test dellaereo da caccia più economico al mondo

Anders Tunströmer, SAAB Aeronautics

"Senza SLSC, avremmo dovuto spendere migliaia di ore di lavoro e molte migliaia di euro in materiali per sviluppare il sistema autonomamente. . ."

- Anders Tunströmer, SAAB Aeronautics

La sfida:

Saab era alla ricerca di una soluzione COTS (commercial off-the-shelf) per sostituire il proprio sistema personalizzato per l'interfacciamento con LRU (Line-Replaceable Unit) nei simulatori Saab Aeronautics.

La soluzione:

Abbiamo ridotto i costi e assicurato la massima flessibilità collaborando con NI nel pilotaggio del sistema Switch Load and Signal Conditioning (SLSC), piuttosto che sviluppare un sistema personalizzato per interfacciare i sistemi basati su CompactRIO e PXI preferiti.

 

Introduzione

Saab è presente sul mercato a livello internazionale con prodotti, servizi e soluzioni leader in numerosi settori, dalla difesa militare alla sicurezza civile. Siamo orgogliosi di essere la società di difesa e sicurezza più redditizia e con la tecnologia più avanzata del mondo. Nella Divisione Aeronautica, con sede a Linköping, in Svezia, il Gripen Fighter System è un prodotto chiave. Il Gripen è un caccia dalla concezione unica che bilancia eccellenti prestazioni operative, tecnologia sofisticata, partnership industriale ed efficienza dei costi in un unico, intelligente sistema caccia multiruolo.

 

Attualmente stiamo sviluppando un nuovo aereo della famiglia Gripen, il Gripen E. Questo aereo presenterà la più recente tecnologia avionica, sistemi radar ottimizzati e una comunicazione più avanzata di importanti informazioni di combattimento tra caccia.

 

L'applicazione HIL

Per sostenere lo sviluppo dei caccia, stiamo costruendo simulatori e dispositivi per i nostri sistemi HIL (hardware-in-the-loop) per testare varie LRU Gripen. Queste LRU comprendono sistemi di controllo del volo, sistemi tattici, sensori e altre apparecchiature avioniche. Nei nostri test più complessi, devono essere testate in combinazione fino a 40 LRU interconnesse. Quando abbiamo iniziato a cercare un prodotto COTS da utilizzare come sistema I/O nei nostri sistemi HIL, abbiamo scelto le piattaforme NI PXI e CompactRIO perché sono sia modulari che facili da espandere. Si tratta di un aspetto vantaggioso per i nostri sistemi, che spesso dispongono di molti tipi di segnali diversi. Abbiamo costruito il nostro sistema HIL sulla base di diversi sistemi CompactRIO e utilizzato LabVIEW per controllarlo. Se necessario, possiamo aggiungere facilmente più dispositivi CompactRIO.

 

Un sistema HIL ci consente di verificare che le LRU funzionino come previsto, simulando l'ambiente reale di esecuzione. Possiamo eseguire molti test LRU senza mettere in volo alcun caccia, una pratica costosa e potenzialmente pericolosa. Nel nostro sistema HIL, utilizziamo CompactRIO per produrre segnali simulati per l'LRU e ricevere i risultati dall'unità.

 

 

Commutazione, carichi e condizionamento del segnale

Per rendere il sistema specifico per la nostra applicazione avevamo bisogno di funzionalità di condizionamento dei segnali personalizzate tra CompactRIO e l'LRU. Non abbiamo trovato immediatamente una soluzione COTS per funzioni di condizionamento dei segnali, commutazione e applicazione dei carichi personalizzate, per cui abbiamo avviato un progetto di sviluppo interno per integrare l'apparecchiatura NI con i nostri simulatori.



Durante questo progetto abbiamo incontrato gli ingegneri NI che ci hanno fornito una panoramica del sistema SLSC (Switch Load and Signal Conditioning). La soluzione SLSC amplia l'hardware di misurazione PXI e CompactRIO con relè ad alta potenza per offrire commutazione del segnale, carichi di potenza e funzionalità aggiuntive di condizionamento del segnale in linea. Il sistema è costituito da uno chassis con raffreddamento attivo integrato, in grado di ospitare 12 moduli che possono essere utilizzati in applicazioni come i nostri test HIL.

 

 

Il sistema SLSC ci è apparso subito interessante e simile a quello che stavamo sviluppando internamente, oltre a rendere più facile la creazione del sistema, poiché NI è già fornitore preferenziale di Saab. Affidando a NI il compito di definire l'ecosistema o i "vincoli" per switch, carichi e condizionamento del segnale mirati alle applicazioni HIL con la piattaforma NI, avremmo potuto ridurre i costi in quanto non avremmo avuto bisogno di dedicare tempo e fatica a definirli da soli. Abbiamo sospeso lo sviluppo del nostro sistema interno per affidarci al sistema COTS SLSC.

 

Possiamo scegliere tra una varietà di moduli SLSC di terze parti, crearne uno nostro o contattare terze parti per creare moduli in base a un development kit per hardware e software dettagliato e alle specifiche di progettazione di NI. Tutto ciò soddisfa appieno le nostre esigenze specifiche e ci consente di seguire ognuna di queste strade. Creiamo i nostri moduli in collaborazione con uno sviluppatore locale, Syncore Technologies AB. Poiché questo ha sede anche a Linköping, possiamo sviluppare i moduli molto più velocemente, il che rappresenta per noi un enorme vantaggio.

 

Grazie a SLSC MDK e alle linee guida di progettazione, siamo in grado di utilizzare senza problemi la proprietà intellettuale di alcuni dei nostri progetti esistenti. Abbiamo collaborato con NI per delineare i nostri requisiti e con gli esperti del settore aerospaziale e partner NI Alliance, Bloomy Controls e SET GmbH per i moduli.

 

 

Vantaggi di SLSC

Possiamo utilizzare il sistema SLSC per concentrarci sullo sviluppo di circuiti personalizzati seguendo i vincoli definiti da NI nello standard SLSC, così da risparmiare tempo e risorse di sviluppo. Senza SLSC, avremmo dovuto dedicare migliaia di ore di lavoro e spendere molte migliaia di euro in materiali per sviluppare il sistema da soli. Avremmo dovuto considerare il raffreddamento, il fattore di forma, i connettori e altro ancora per creare un sistema di condizionamento del segnale personalizzato.

 

Disporre di un prodotto COTS significa poter contenere costi di sviluppo e di manutenzione, promuovendo l'iniziativa Saab di abbattimento della curva dei costi. L'utilizzo del sistema SLSC promuove ulteriormente il nostro obiettivo di concentrare l'attenzione sulla creazione di sistemi e dispositivi di test HIL, non sullo sviluppo di hardware avanzato.

 

 

Progetti futuri

Abbiamo già iniziato a pianificare l'integrazione di SLSC in un simulatore presso Saab. Anche se si tratta di un progetto importante, senza precedenti e denso di sfide, stiamo andando avanti. Con i risparmi derivanti dall'utilizzo di un sistema COTS di NI, prevediamo di utilizzare CompactRIO e SLSC in una serie di nuovi simulatori nel prossimo futuro per continuare a testare funzionalità innovative per i caccia Gripen in un breve lasso di tempo e raggiungere l'obiettivo di abbassare i costi di test.

 

Recentemente, il Gripen E è partito per il suo volo inaugurale sulla Svezia meridionale. È stato un grande successo, che ha segnato un'altra grande pietra miliare nella nostra storia dell'aviazione. Inizieremo a utilizzare il nostro simulatore basato su SLSC per perfezionare ulteriormente i sistemi LRU di Gripen E per la consegna del primo aeromobile nei prossimi anni.

 

Informazioni sull’autore:

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

Figura 1. Sistema SLSC presso Saab
Figura 2. Schema del sistema di test LRU Saab
Figura 3. VDT a 8 canali/Modulo di simulazione resolver Bloomy utilizzato da Saab
Figura 4. Modulo demodulatore VDT a 8 canali Syncore S131 utilizzato da Saab
Figura 5. Sistema Gripen E Fighter. Copyright Saab AB