امروزه با پیشرفت سیستم‏ها و تجهیزات هوایی تقاضا برای ورود سیستم‏های جدید روز به روز بیشتر می‏شود. در نتیجه هر روز شاهد معرفی و ارائه سیستم‏ها و تجهیزات جدید هستیم. با توجه به تمایل شرکت‌های خطوط هوایی به توسعه تجهیزات سرگرمی‌های حین پرواز برای مسافران، طراحان سیستم‌های اویونیکی نیز به فناوری‌های جدید انتقال سریع اطلاعات مانند MIL-STD-1760 و ARINC 664 روی آورده‌اند. بنابراین می‌توان گفت افزایش نیاز به گذرگاه‌های داده با سرعت بالا از جمله نتایج ارتقاء و مدرن‌سازی تجهیزات اویونیکی هواپیما است. طبق آمار بدست آمده در سال 2015، نزدیک به 72 درصد از تقاضاهای اعلام شده به شرکت‌های تولیدکننده تجهیزات تست و آزمایش هوایی، مربوط به سیستم‌های اویونیکی تست گذرگاه‌های داده بوده است. ازاینرو نیاز به یکپارچه سازی سیستم‏های تست گذرگاه داده به عنوان بخشی جدید در هواپیماهای امروزی در کنار سایر تجهیزات قدیمی احساس می‏شود. همچنین طبق گفته سازندگان، حدود 70 درصد از خریداران تجهیزات تست، ملاک انتخاب خود را وجود امکان تست نسل‌های جدید گذرگاه‌های داده در کنار نسخه‌های قدیمی آن‌ها بیان کرده‌اند. امکان قابلیت تست سیستم‏های اویونیکی مبتنی بر نرم‌افزار، عامل دیگری است که بر انتخاب مشتریان تاثیرگذار است. به همین علت در آینده‏ای نزدیک حدود 50 درصد از سازندگان، این موارد را به عنوان یک عامل اصلی در روند توسعه محصولاتشان در نظر خواهند گرفت.

یکی از چالش‌های مهم پیش روی مهندسان تلفیق سیستم‌ها در هواپیما، ایجاد ارتباط مطمئن و امن بین نسل‌های مختلف تجهیزات اویونیکی و البته گذرگاه‌های داده است. بسیاری از سیستم‌های قدیمی از نسخه‌های قبلی گذرگاه‌های داده پشتیبانی می‏کنند و هم اکنون با ظهور گذرگاه‌های داده پر سرعت، نیاز به انجام برخی تغییرات در سیستم‌ها احساس می‌شود. بنابراین سازندگان به منظور حل چالش‏های جدید در حال ارائه و معرفی مجموعه‏ای از راه‏حل‏ها هستند. این روش‏ها علی رغم داشتن محدودیت‏هایی مانند وزن، اندازه و توان، برای مدیریت جریان داده بین گذرگاه‏های قدیمی و جدید کاربرد دارند.

تحقق IFC و IFE با اترنت

همانطور که اشاره شد، رشد سریع امکانات مربوط به اتصال حین پرواز[1](IFC) و سرگرمی حین پرواز[2] (IFE) چشم‌انداز پیچیده‌ای را پیش روی تولیدکنندگان و طراحان تجهیزات تست گذرگاه‏های داده ایجاد کرده است. آقای یاکولویچ مدیر ارشد بخش طراحی سیستم‌های یکپارچه در شرکت TTTech (از شرکت‌های بزرگ تولید کننده کامپیوترهای تعبیه شده و پلتفرم‌های اویونیکی) ضمن تایید رشد سریع راهکارهای مبتنی بر اترنت در هواپیماها، بیان می‌کند که در حال حاضر شاهد تمایل شدید به استفاده از برنامه‌های کاربردی نیازمند به گذرگاه‌های داده با پهنای باند زیاد هستیم. در واقع هدف وی از این گفته، بیان اهمیت استفاده از گذرگاه داده AFDX است.

آقای یاکولویچ همچنین عنوان می‌کند که بیشتر مشتریان شرکتشان مجذوب توانایی ادغام توابع مهم و غیر بحرانی در یک شبکه فیزیکی می‌شوند. ساختار یکپارچه تجهیزات و پلتفرم‌های تعبیه‌شده که از فناوری اترنت استفاده می‌کنند، موجب کاهش شدید هزینه‌های نهایی تلفیق سیستم‌ها می‌شود. همچنین بهره‌مندی از فناوری اترنت سبب می‌شود تا طراح بتواند با پیکره‌بندی‌های مختلف (نقطه به نقطه، نقطه به سوئیچ و سوئیچ به سوئیچ) تجهیزات را به یکدیگر متصل کند. بنابراین استفاده از اترنت موجب ایجاد شبکه‌ای به مراتب قدرتمندتر از گذرگاه‌های داده قدیمی می‌شود.

معماری‏های مبتنی بر فناوری اترنت قطعی[3]، به دلیل یکپارچه کردن چند گذرگاه داده که از نظر فیزیکی مجزا هستند، پیچیدگی سیستم را کاهش می‏دهند. این فناوری همچنین موجب کاهش اندازه، وزن و توان مصرفی نهایی محصول می‌شود. تا زمانی که کل سیستم‏های هواپیما بتواند به اترنت قطعی مجهز شوند، لازم است جریان داده بین گذرگاه‏های قدیمی و جدید با ابزارهایی مدیریت شوند. شرکت TTTeck با معرفی محصولی با عنوان AeroQ توانسته است راهکاری مناسب برای این چالش ارائه دهد. این محصول با استاندارد DO-330 سازگاری کامل داشته و برای تایید فرمال شبکه‌های هوافضایی ناهمگون مانند ARINC 664، ARINC 429 و ARINC 825 کاربرد دارد. با اطمینان می‌توان گفت که وجود ابزارهایی همچون TTTech,s AeroQ برای تغییر گذرگاه‏های قدیمی هواپیما به گذرگاه‏هایی که کاملا بر اساس اترنت باشند، حیاتی و ضروری است.

 

تست و اشکال زدایی سیستم‏های ARINC

آداپتور GE RAR-USB ARINC 429 برای تست و اشکال زدایی سیستم‏های ARINC و همچنین نظارت و تجزیه و تحلیل ترافیک گذرگاه و ضبط داده کاربرد دارد. این پلتفرم بر روی سیستم عامل‏های ویندوز XP به بعد قابل استفاده است.

 

 

تکامل سیستم‏ ها

به دنبال روی کار آمدن معماری‏های دیجیتالی جدید برای سیستم‏ها و تجهیزات اویونیکی هواپیماها، برخی از شرکت‏ها برنامه‏های کاربردی جدیدی را برای گذرگاه‏های داده معرفی می‏کنند. وظیفه اینگونه برنامه‏ها پشتیبانی از یکپارچه سازی سیستم‏ها است. به دلیل افزایش تقاضاهای اپراتورها مبنی بر کارکرد آسان‌تر و افزایش قابلیت‌های دیداری از عملکرد گذرگاه‏های داده، ابزارهای تست و شبیه سازی به صورت دائم در حال رشد و تکامل هستند و به طور پیوسته ویژگی‏ها و قابلیت‏های جدید به ابزارهای پایه اضافه می‏شود.

با افزایش قیمت تجهیزات اویونیکی و البته اهمیت ایمنی در هواپیما، کاربران هواپیما ترجیح می‌دهند با افزایش دوره‌های تعمیر و نگه‌داری و استفاده از تجهیزات تست دقیق‌تر، چرخه حیات سیستم‌های هواپیما را افزایش دهند. از اینرو سازندگان تجهیزات تست نیز در رقابتی تنگاتنگ ویژگی‌های مختلفی را به محصولات خود اضافه می‌کنند. یکی از مهم‌ترین فناوری‌هایی که اخیرا در تجهیزات تست سیستم‌های اویونیکی و به خصوص گذرگاه‌های داده ظهور کرده، نرم افزار در حلقه است. با این فناوری امکان تشخیص خطا بطور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. از سوی دیگر با تغییر مداوم فناوری‌های رایج در صنعت هوایی نیاز است تا خود تجهیزات تست نیز چرخه عمر طولانی داشته باشند. به عبارت دیگر از یک دستگاه بتوان برای تست نسل‌های مختلف یک سیستم استفاده کرد. شرکت GE که از پیشتازان عرصه تجهیزات تست هواپیما است با بهره‌گیری از فناوری FPGA پاسخ مناسبی را به این چالش داده است. بدین ترتیب با ظهور نسل جدیدی از یک محصول اویونیکی، توسعه دهندگان این شرکت با روز آمد کردن محصول، دستگاه‌های تست موجود را با آن سازگار می‌کنند.

یکی از چالش‌های دیگر در زمینه گذرگاه‌های داده، انتقال از عناصر الکترونیکی 5 ولت به 3/3 ولت است. محصولات جدیدی مانند دستگاه رابط هواپیما[4] (AID) ضمن پاسخ گویی به این چالش، قابل حمل بوده و امکانات نظارتی زیادی را برای کاربر فراهم می‌کند. در واقع دستگاه رابط هواپیما به عنوان یک دیوار آتش بین قسمت‌های بحرانی و غیربحرانی شبکه‌های اویونیکی عمل می‌کند. به عنوان مثال دستگاه HI-3200 که محصول شرکت هالت است توانایی ایجاد ارتباط بین شبکه قدیمی ARINC 429 و شبکه جدید ARINC 825 (که در محل‌های غیر بحرانی مانند سرویس بهداشتی و آشپزخانه هواپیما استفاده می‌شود) را دارد.

در هر دو بخش هوافضای نظامی و تجاری، افزایش پیچیدگی رابط‏های جدید و ابزارهای تست به خوبی نمایان است. در این میان بخش تجاری به شدت در حال توسعه سیستم‏ها است، در حالی که بخش نظامی کمتر به توسعه سیستم‏های جدید توجه دارد. اپراتورهای نظامی بیشتر به دنبال تجاری کردن فناوری‏ها (COTS) و کاهش هزینه‏ها هستند، در نتیجه فعالیت خود را در زمینه توسعه و یکپارچه سازی فناوری COTS صرف می‏کنند. با توجه به بررسی‏های انجام گرفته، سازندگان و تولید کنندگان تجهیزات تست نظامی به سمت فناوری‏هایی همچون اترنت، CAN و ترکیب پروتکل‏ها درون سیستم‏های تست در حرکت هستند.

در انتها می‌توان گفت با وجود آینده مبهم فناوری‌های استفاده شده در تجهیزات اویونیکی و گذرگاه‌های داده، نیاز به یکپارچه‌سازی و ترکیب سیستم‌های تست وجود دارد. انتقال از گذرگاه‌های داده قدیمی به نسل جدید گذرگاه‌ها و شبکه‌های اویونیکی فرصت مناسبی را پیش روی بازار تجهیزات تست و مراقبت ایجاد کرده است.

پانویس ها:

[1] In-Flight Connectivity

[2] In-Flight Entertainment

[3] Deterministic Ethernet

[4] Aircraft Interface Device