ГосНИИАС
О координаторе проекта
Итоги
Аналитика
Карта проекта
Русская версия
Домашняя страница
English version
Написать письмо
Aerion создает авионику для сверхзвукового полета
и расширяет возможности подключения бизнес-джета AS2
Новости/ > 2020/ > Aerion создает авионику для сверхзвукового полета и расширяет возможности подключения.../
Aerion создает авионику для сверхзвукового полета и расширяет возможности подключения бизнес-джета AS2
28 декабря 2020 «Прогресс в воплощении нового технического дизайна и соглашения с поставщиками по авионике, системам управления полетом и возможностям подключения позволят сверхзвуковому бизнес-джету AS2 пройти сертификацию типа в середине-конце 2020-х годов», — сказал главный операционный директор создающей его компании Aerion Стив Беррот.

Но вышеуказанное партнерство с Honeywell Aerospace стало результатом лишь одного договора о сотрудничестве из целого ряда, подписанного в 2020-ом году будущим производителем этих самолетов. Среди других событий следует особо отметить состоявшийся в феврале выбор ориентированного на проектирование и моделирование передового программного обеспечения Siemens Xcelerator, позволяющего разработать «цифровую магистраль» для всего жизненного цикла AS2.

Дело в том, что Aerion использует в процессе создания своего сверхзвукового детища технологию цифровых двойников. «…Появление цифровых двойников предлагает инженерам совершить технологический скачок «через зеркало» в самое сердце их физических активов. Цифровые двойники дают нам представление о том, что происходит или может произойти с физическими активами сейчас и в далеком будущем», — отмечают специалисты компании IBM.

Конечно, в компьютерном моделировании нет ничего нового. Оно существует уже много лет. Новым является то, что современное оборудование в сочетании с искусственным интеллектом создает «двойной» элемент. Машинное обучение генерирует очень сложную виртуальную модель, которая является точным двойником физического актива. Цифровые двойники особенно полезны в аэрокосмическом секторе, где постоянные испытания и постепенные улучшения буквально удерживают самолеты в воздухе.

«Бизнес-джет AS2 разрабатывался с нуля как полностью цифровая среда. Мы объединили наш собственный многопрофильный инструмент оптимизации конструкции — платформу Digital Carbon — с программным обеспечением Siemens для создания технологических систем цифровых двойников, чтобы спроектировать и построить сверхзвуковой самолет мирового класса», — объяснил Том Вайс, генеральный директор Aerion. >>>
>>> По словам Вайса, цифровые двойники влияют не только на проектирование и обслуживание, но и на другие сферы деятельности компании. «Мы обращаемся к этой технологии, чтобы добиться превосходных результатов в производственной среде. Создав виртуального двойника заводского цеха, мы можем строить самолеты тысячи раз, прежде чем первый планер обретет форму в реальном мире. Это сократит брак, переделки и минимизирует дефекты качества. Благодаря такому удивительному прогрессу производитель с небольшими объемами может достичь точности производственных линий с большими объемами», — сообщил он.

Технология цифровых двойников вкупе с постоянным обменом данными между бортовым и наземным оборудованием поможет компании усовершенствовать конструкцию самолета, предоставляя клиентам новые функциональные возможности. «Наша платформа поможет нам прогнозировать, — подчеркнул Вайс, — Если мы определим функцию, которая принесет пользу заказчикам, мы перенесем ее на весь парк воздушных судов почти в реальном времени».

Используя Xcelerator, Aerion может применять передовое программное обеспечение проектирования и моделирования как для ускорения разработки самолетов, так и для достижения высочайшего уровня летных характеристик и совершенства в эксплуатации.

Siemens в лице своего нового ПО предоставила аэрокосмической и оборонной отраслям промышленности гибкую экосистему, которая объединила открытую программную платформу и быструю разработку приложений, позволяющие максимально облегчить процессы создания, интеграции и расширения баз данных и систем. Благодаря портфелю Xcelerator в сочетании с доступом к технологиям и решениям партнеров по всему миру компания Siemens создала серию адаптируемых цифровых потоков, которые позволяют заказчикам оптимизировать и расширять свою деятельность, быстро приспосабливаясь к изменениям в отрасли.

«Использование проверенного портфеля Xcelerator может помочь Aerion работать как динамичная цифровая организация, что значительно сократит время и стоимость разработки новых авиационных систем. Siemens сотрудничает с рядом компаний аэрокосмической отрасли, таких как Aerion, чтобы способствовать созданию открытых и адаптируемых «цифровых магистралей» на протяжении всего жизненного цикла их систем и изделий», — сказал Барри Чапман, вице-президент по аэрокосмической, оборонной отраслям промышленности и федеральному правительству Siemens Digital Industries Software. >>>
>>> «Портфель решений Siemens и надежная «цифровая магистраль», соединяющая каждое звено нашего процесса, помогают компании быстро анализировать и оптимизировать инновационный конструкторский замысел, — дополнил его слова Том Вайс, — Мы даже можем моделировать влияние изменений в проекте на будущий углеродный выброс воздушного судна, что имеет решающее значение для нашей экологической миссии».

Xcelerator объединяет все системы автоматизации конструкторско-технологического проектирования Siemens со средой малокодовой разработки приложений Mendix, поэтому любой сотрудник, включая непрофессиональных программистов и инженеров, теперь легко может создавать, интегрировать и расширять существующие системы и массивы данных. В состав платформы Mendix вошли как облачные, так и мобильные сервисы разработки приложений и инструменты поддержки технологий интернета вещей (Internet of Things, IoT — прим. ред.) на основе MindSphere — открытой облачной операционной системы IoT от Siemens.

«Siemens уже много лет рождает инновации, стирая границы между этапами разработки и эксплуатации изделий, а также сближая виртуальный и реальный миры. Xcelerator продолжает эти традиции, объединяя программные решения — от автоматизации проектирования электронных устройств до управления жизненным циклом изделия — на платформе Mendix и ОС интернета вещей MindSphere. Уникальная особенность Xcelerator — возможность создания специализированных приложений, предназначенных для оценки эксплуатационных характеристик и использования собранной информации на этапах конструкторско-технологического проектирования», — заявил Тони Хеммелгарн, главный исполнительный директор Siemens Digital Industries Software.

Эффективное взаимодействие входящих в Xcelerator систем гарантирует генерацию точного цифрового двойника, состоящего из результатов численного имитационного моделирования, результатов натурных испытаний и сведений о реальной эксплуатации.

В октябре 2020 года AS2 был воплощен в физической форме для проведения серии испытаний в аэродинамических трубах на территории штата Джорджия и во Франции. Разница, конечно же, в том, что в данном случае тесты в аэродинамической трубе являются лишь дополнением к цифровым тестам компании, а не частью медленного, исключительно реального режима тестирования. >>>
>>> Последние новости о создании этого 8-10-местного бизнес-джета, предназначенного для полетов с максимальной скоростью 1,4 Маха, говорят о достижении фазы совместного с Honeywell определения состава комплекса авионики и возможностей бортового подключения, а также о переходе к работе с BAE Systems по электродистанционной системе управления полетом, включая боковые ручки управления. Оба соглашения, о которых было объявлено в том же октябре, будут реализованы на основе как уже существующих, так и новых элементов бортовых сетей и систем пользовательского интерфейса пилотов. В частности, это касается платформы анализа данных Honeywell Forge, синхронизированной с первоначальным проектом кабины экипажа.

Компания BAE Systems в своем пресс-релизе от 15 сентября 2020-го г. следующим образом описала боковые ручки управления, обладающие одновременно статической и динамической тактильно-силовой обратной связью, которые она предоставит будущим пилотам этой гражданской сверхзвуковой машины: «Такая ручка обладает приводом с электронным управлением, который посылает на нее тактильную обратную связь пилоту. Эта связь предупреждает о конструктивных или аэродинамических эксплуатационных ограничениях».

«В наших планах три широкоформатных сенсорных дисплея и три небольших дисплея размером с iPad. С точки зрения разработки авионики нашей совместной с Honeywell целью является использование автоматизации и сенсорного управляющего интерфейса везде, где это возможно, чтобы снизить нагрузку на пилота. Мы хотим достичь непревзойденного уровня ситуационной осведомленности при различных фазах полета, особенно на переходах от околозвукового режима к сверхзвуковому и при крейсерском сверхзвуковом полете без звукового удара, что будет способствовать получению сертификата типа к 2027-му году», — подчеркнул Стив Беррот.

Он назвал обеспечение сверхзвукового крейсерского режима без звукового удара ключевой особенностью авионики, которую Honeywell будет поставлять для AS2, добавив, что это не новая технология, но соответствующие вспомогательные системы стали доступны только недавно. >>>
>>> По словам Беррота, концепция предполагает применение наземного комплекса, создающего начальный план полета на основе высокоточной модели погоды и «обученной модели», а затем отправляющего его на борт через спутниковую связь, ОВЧ-канал передачи данных или посредством сотовой сети с использованием встроенного сетевого сервера Honeywell.

«Будет создано приложение Aerion, которое мы зарегистрируем как товарный знак и которое будет размещено в интегрированной модульной авионике Honeywell, объединяющее наземные данные и данные нескольких бортовых систем для определения правомерного плана сверхзвукового крейсерского полета без звукового удара», — поделился информацией Беррот.

Ключом к разрешению на использование такого плана будет приближенный к реальному времени мониторинг изменений ландшафта и погоды с целью гарантии, что при полете над сушей волна звукового удара никогда не достигнет поверхности земли.

Дело в том, что на малых сверхзвуковых скоростях напорная волна звукового удара может сталкиваться с одним из нижних слоев атмосферы (известным как слой каустики), который действует во многом как отражатель и заставляет волну давления преломляться или отклоняться от этого слоя. Высота, на которой возникает слой каустики, сильно зависит от температурного профиля атмосферы и наличия любых слоев инверсии температуры, которые могут существовать в воздушной толще под самолетом, так как основным фактором, вызывающим изменение скорости распространения звука в атмосфере, является именно температура воздуха.

Зная этот профиль и обладая текущим полетным планом, можно предсказать расположение слоя каустики, а вместе с ним — и максимальное число Маха, с которым может лететь самолет, чтобы генерируемый им звуковой удар преломлялся от такого слоя.

«Мы будем использовать эффект атмосферной феноменологии, называемый отсечкой Маха. Хотя мы все еще создаем звуковой удар, он, на самом деле, преломляется от слоя каустики и возвращается вверх. Так что на земле вы его не услышите», — пояснил Том Вайс. Пилоты не смогут отключить сверхзвуковой режим без звукового удара, если они не находятся над океаном. >>>
>>> Майк Ингрэм, вице-президент и генеральный директор Honeywell Aerospace, сказал, что есть некоторые детали, связанные с разработкой авионики и созданием возможностей подключения для этого воздушного судна, которые нельзя обсуждать в данный момент.

«То, что вы увидите в кабине экипажа, окажется совершенно новым и еще не выпущенным на рынок, — подчеркнул Ингрэм — Это будет сочетание одного из существующих программных комплексов Honeywell Primus Epic, модифицированного под нужды заказчика, и некоторых из новейших технологий, касающихся сенсорных интерфейсов и контроллеров. Мы сможем продемонстрировать для AS2 лучшую траекторию сверхзвукового крейсерского полета без звукового удара, созданную на основе работы наших алгоритмов, которые используют самую свежую информацию о полетном плане».

Стив Беррот разделил это мнение, отметив, что видит здесь пользовательский интерфейс пилота как индикатор с разложенным перед экипажем «ковром», показывающим оптимальную траекторию полета для сверхзвукового крейсерского режима без звукового удара.

После завершения всех работ создаваемый для AS2 комплекс авионики будет представлять собой следующее поколение бортового оборудования для самолетов деловой авиации. В его состав войдет отвечающая последним достижениям кабина экипажа от Honeywell, укомплектованная передовыми индикаторами с интуитивно-понятной символикой, а также новейшими системами связи, навигации, управления и самолетовождения. Все они будут поддерживать разработанную Aerion технологию сверхзвукового режима без звукового удара, позволив бизнес-джету летать как на околозвуковых, так и на сверхзвуковых скоростях над землей без ощутимого шума, ее достигающего.

Кроме того, будут готовы как усовершенствованные решения этого поставщика, обеспечивающие возможности подключения, так и платформа Honeywell Forge, которая предоставит критически важную по безопасности связь и функционал для преобразования критически важных полетных данных в информацию, революционизирующую процесс управления эксплуатацией и техническим обслуживанием воздушного судна. >>>
>>> Еще одним значимым моментом при проектировании системы, обеспечивающей возможности подключения самолета, будет разработка антенны, которая отвечает целям Aerion по снижению аэродинамического сопротивления на скоростях до 1,4 Маха.

«В настоящее время есть несколько поставщиков, которые могут предоставить систему связи, соответствующую нашим строгим требованиям к производительности. Но существует очень большая проблема, заключающаяся в том, что антенна должна быть конформной (то есть максимально «вписанной» в агрегат-носитель — прим. ред.), чтобы мы уменьшили лобовое сопротивление, и в этой области необходимо продолжить некоторые разработки. Сейчас мы сотрудничаем с поставщиками, которые способны поддержать такой конструктив», — подытожил Беррот.

Помимо совместных с Honeywell и BAE Systems опытно-конструкторских работ Aerion также взаимодействует с регулирующими органами над обновлением правил сверхзвуковых полетов над континентальной частью США. В настоящее время такие полеты запрещены, однако американское федеральное управление гражданской авиации (Federal Aviation Administration, FAA — прим. ред.) приняло меры по их будущему разрешению, уведомив общественность еще в марте 2020 г. о внесенном предложении, касающемся соответствующего нормотворчества. Его результатом станет обновление требований для претендентов, которые запрашивают специальное разрешение на полеты со скоростями выше 1-го Маха над территорией Соединенных Штатов.

Aerion планирует начать производство AS2 к 2023-му году. >>>
Поиск по проекту
Искать!
© 2021 Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем. Все права защищены. Условия использования информации.