Iron Bird 測試系統有助於推動土耳其的航太計畫

​現代航太開發計畫不可或缺的地面測試設施。在新飛機起飛前,必須先驗證其控制、液壓、電力與登陸配備系統,不僅要在額定條件下,還要在劣化與故障情況下進行驗證。鐵鳥 (Iron Bird) 是一款完整的設備,可複製這些在地面上的系統,為您提供實際環境,以安全且有效地測試這些元件。

 

​TAAC Aerospace Technologies 是土耳其航太 (TA) 與 Altinay Defense Technologies 之間的聯合企業,為土耳其的先進噴射機訓練機與第五代戰鬥機計畫提供這些功能。TA 與 TAAC 共同開發出最先進的鐵鳥設備,這些設備採用標準化的多重備援架構、靈活的模擬功能、精確的匯流排通訊,以及先進的故障植入方法。

 

​為支援這些功能,這些設備使用 Emerson 的 NI 隨選系統 (SoD) 測試架構,以提供可靠的閉迴路作業與可調整的系統整合。這些設施可降低計畫風險、加快時程,並提供認證所需的完整證明。

 

 

 

​TAAC 的設備可以應用於現代戰鬥機的許多系統 (圖片:TAAC)

 

 

​複製複雜的飛機在地面上

​鐵鳥並非新手,但其角色已大幅擴大。這類系統以前主要用於整合飛行控制系統,現在卻是完整飛機系統開發的關鍵。在受控環境中建立高精確度的飛機重要子系統複本,工程師就能在第一個原型離開地面之前就重複測試任務設定檔、測試備援管理,並驗證致動行為。

 

​此優勢包含技術與程式設計。由於不需讓飛機受危險,即可探索故障案例,因此安全邊限會提高。由於可立即在平台上測試設計迭代,因此開發時程會縮短。認證流程需仰賴實驗室測試的可重複性與可追蹤性。

 

 

 

​液壓動力系統經過功能性測試,而該測試設備也支援起落架和公用設備測試 (圖片:TAAC)

多重備援架構

​TA/TAAC 的設備採用能容錯、多重架構,能反映現代戰鬥機。飛行控制電腦 (FCC) 通道各自可獨立運作,也可整合為閉迴路的一部分。這樣一來,工程師即可執行隔離式控制器測試,或透過致動器與代表負載,將整個控制系統投入運作。

 

​此設備在整個生命週期中會逐漸使用。早期作業可能屬於模型迴路或軟體迴路,且必須仰賴致動器與感測器的模擬。隨著硬體成熟,控制器和致動器會逐一導入,直到完整的飛行控制系統在設備上運作為止。在飛機首次飛行時,這套系統在實際條件下已累積數千個測試時間。

 

​隨選系統的角色

​Emerson 的 NI SoD 架構是 TAAC 方法的特徵。SoD 位於飛行控制電腦、駕駛艙設備、航空電子設備與致動器之間,即使沒有有效的飛行狀態資料,也可維持閉迴路完整性。它會透過 ARINC 429、MIL-STD-1553、類比與數位匯流排產生精確訊號,讓系統保持在飛行中運作。

 

​SoD 也提供控制故障植入的基礎架構。工程師可於位元與線路層級導入短路、開路或時序異常,故意強調備援管理與內建測試常式。這種程度的存取在飛行中極少可行,因此能夠嚴格評估衰減模式的效能。

 

​另一項關鍵功能則是混合式呈現。Emerson 的 NI SoD 可讓任何元件 (控制器、致動器或子系統) 為實際硬體或模擬元件。因此,程式可透過模擬模型及早開始測試,並在硬體上市時逐步取代硬體,從模型迴路轉換為硬體迴路活動。

 

 

​Ironbird 中的 NI SoD 測試系統 – 回頭 (圖片:NI/Emerson)

 

​完整的系統涵蓋範圍

​TA/TAAC 的飛行器涵蓋多種系統,遠超越主要飛行控制。

 

​油壓電力系統的功能行為與效能均經過廣泛測試。工程師可驗證分析預測、評估需求與壓力降特性,並確認系統大小與穩定性。專屬活動會著重探討汲極幫浦、冷啟動行為與漏電調查,且全都會在風險有限的環境中進行。

 

​這些測試設備也支援起落架與公用設備測試。完整的延伸與迴歸週期,在實際負載下執行,包括門與鎖定機制。這些測試能確保飛機在暴露於飛行負載前,都能符合安全規定。

 

​電力系統也越來越多。隨著飛機架構轉變為「更電動」的架構,驗證切換暫態與地面瞬間電源中斷變得至關重要。鐵鳥測試有助於及早掌握這些行為,避免後期發生可能影響航空電子設備或飛行控制效能的意外情況。

 

​對目前程式的應用

​就土著進階噴射導師計畫而言,位於 TA 設施的鐵鳥已經扮演了相當重要的角色。在飛機首次飛行之前,工程師使用此設備來驗證控制邏輯、評估備援策略,並練習故障管理常式。故障情境 (包括重設與衰減模式轉換) 已在實驗室中重複進行,同時提供證據並提供信心。

 

​為了本土第五代戰鬥機計畫而開發的鐵鳥,代表著更大的進步。此裝置專為處理高通道數與同步負載所設計,可同時測試數十個致動器,同時模擬液壓與電子動態。其中一項特點就是能直接在平台上製作致動控制器原型,在停機前快速迭代演算法與設定。這種方式不但能降低開發成本、縮短時程,還能提供更優質的設計。

 

​策略價值與適應性

​TA 與 TAAC 工程合作團隊的設備設計旨在做為長期資產,而不是單一計畫工具。模組化架構與廣泛使用數位模擬,有助於因應未來平台或現有平台的升級。此策略與業界傾向於採用可重設測試環境,且可應用於多種飛機類型。

 

​對土耳其的航太產業而言,這會造成相當大的策略影響。測試基礎架構具備主權控制權,代表國家計畫不需仰賴專屬的外部解決方案。開放式架構與商用現成元件能確保使用壽命達數十年的維護與升級功能。透過這些鐵鳥活動所獲得的知識,就能直接發掘未來平台的設計與認證專業知識。

 

 

​TAI Hürjet 是一款由土耳其航太產業開發的單引擎、同級座椅、超高音速進階噴射訓練機與輕型戰鬥機 (圖片:TAI)

 

 

​未來的展望

​新一代的 TA/TAAC 鐵鳥,展現了地面測試系統如何成為航太創新的核心。此設備結合了 TA/TAAC 的整合專業知識與 NI SoD 測試架構,不但可支援現行飛機,還能因應未來的平台需求。這樣能確保工程師的技術價值持續不變,也能確保航太產業的長期策略實力。

 

​對於土耳其的進階噴射機訓練人員,他們已經確保首次飛行更安全,開發過程也更順暢。對土耳其的原住民戰鬥機而言,這正是第五代戰鬥機目前最複雜的鐵鳥活動之一。對土耳其的航太產業而言,這代表著在設計、測試與維護先進飛機領域的永續能力。