NO339520B1 - Fremgangsmåte for kontroll av funksjonsevnen for ubemannede bevæpnede armerte flylegemer - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til kontroll av funksjonsevnen til ubemannede armerte flylegemer ifølge innledningen til krav 1.

En slik fremgangsmåte er eksempelvis kjent fra DE 10 2004 042 990 Al. Fremgangsmåten gjort kjent der forutser at i tilfelle av at det opptrer en fatal feil, det vil si en feil som fører til at flylegemet ikke kan brukes, blir det utgitt en feilmelding, hvor det fremgår i hvilken modul den fatale feilen har opptrådt. For en detaljert feilanalyse må flylegemet så i den inerte tilstanden (uten stridshode og andre pyrotekniske elementer) bli omrustet, hvorved gjennom denne omrustningen bare tilstanden hvor denne feilen har opptrådt blir forandret. Derigjennom kan det forekomme at feilen etter omrustningen av flylegemet ikke lenger opptrer eller feilbildet forandrer seg i den inerte tilstanden.

Det er derfor oppgaven til den foreliggende oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte av samme art til kontroll av funksjonsevnen til ubemannede armerte flylegemer, som tillater uten risiko også å foreta en kontroll av funksjonsevnen på et flylegeme utstyrt med stridshode og pyrotekniske elementer.

Denne oppgaven blir løst gjennom fremgangsmåten angitt i krav 1 og innretningen som angitt i krav 9.

Gjennom å utgi en feilprotokoll som danner et feilbilde av en defekt komponent når det opptrer en fatal feil som omfatter den identifiserte feilen og også al relevant informasjon fra den defekte komponenten og også fra omgivelsene til den defekte komponenten, står det i forhold til kjente fremgangsmåter ifølge teknikkens stand en forbedret fremgangsmåte med kraftigere utsagn til rådighet, som særlig utmerker seg gjennom sine detaljerte informasjoner om feilen i feilprotokollen. Ut over dette blir det gjennom nedtegningen og etter gjennomføringen av testen om sporadiske feil som opptrådte under testen og de ikke fatale feilene stilt til rådighet i de utleverte informasjonene om tilstanden til flylegemet, hvorfra fagmannen kan utlede om kommende feil eller slitasje- eller aldringstegn.

Fordelaktige videreutforminger av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er angitt i de øvrige kravene.

Det er fordelaktig når under kontrollen varigheten av hvert av de tekniske forløpene inne i flylegemet blir målt og lagret i en lagerinnretning og etter avslutningen av kontrollen blir gitt ut over et flylegemegrensesnitt, også når kontrollen er blitt avsluttet uten at det opptrer en fatal feil og følgelig har ført til en frigivelse av flylegemet. Kontrollen og protokolleringen av varigheten av tekniske forløp inne i flylegemet muliggjør videre en grunnleggende analyse av ukritiske ikke optimale funksjoner og begynnende slitasjetegn.

Fortrinnsvis blir kontrollen for minst noen av følgende komponenter i et flylegeme gjennomført: inertial måleenhet, satelittnavigasjonsenhet, høydemåler, stridshode, infrarødt målsøkehode, målavstandsmåler, drivverk, rormaskiner, styringsberegner for flylegemet.

I en utvalgt realisering av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir det under kontrollen av komponentene til flylegemet for hver komponent gjennomført en innkoplingstest, en utløst selvtest og en kontinuerlig test under en oppdragssimulering.

En fordelaktig videreutforming av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerket seg ved at det under kontrollen av flylegemet blir den inertiale måleenheten testet i det akselerasjonene og omdreiningsrater blir sammenlignet med den lokale jordakselerasjonen og jordrotasjonen.

Fortrinnsvis blir under kontrollen av flylegemet rormaskinene testet, hvortil testen gjennom en dialog fører en betjeningsperson og betjeningspersonen må bekrefte hver aksjon foregitt av testen og så foretatt av denne, hvorved testen har følgende trinn: frigjøring av rorene fra boltene som holder dem på flylegemet, sekvensiell manuell frigjøring av hver enkelt rormaskin, styring av hver rormaskin enkeltvis med en nominell verdi og automatisk kontroll på om disse nominelle verdiene er blitt nådd av rormaskinene, samtidig bevegelse av flere rormaskiner med tilsvarende kontroll av nominelle verdier, tilbakestyring av rormaskinene til sine nøytralposisjoner på 0° rorutslag.

Det er også foretrukket når under kontrollen av flylegemet detektoren til målsøkehodet blir testet, i det det ved konstant scenario blir kontrollert om de målte pixelgråverdiene stiger tilsvarende lineært med forhøyet integrasjonstid.

En annen utvalgt utforming av fremgangsmåten utmerker seg derigjennom ved at under kontrollen av flylegemet blir målregistreringsfunksjonen til det infrarøde-målsøkehodet, hvorved følgende trinn blir utført: anordning av en landmerkemaske med inngraverte målkonturer i en definert avstand fra det infrarøde målsøkende hodet, kjøling av det infrarøde målsøkende hodet, innlasting av en testoppdragsplan som har et passende landemerke i styringsberegneren til flylegemet, kontroll av om og hvor raskt det infrarøde målsøkende hodet påviser en overensstemmelse for landemerket foregitt i oppdragsplanen med målkonturen inngravert i landemerkemasken.

En utvalgt innretning til gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg gjennom sin modulære oppbygning og den mobile anvendeligheten som følge av dette.

Utvalgte utformingseksempler på oppfinnelsen med ytterligere utformingsdetaljer og andre fordeler er i det etterfølgende beskrevet og forklart nærmere med henvisning til den vedlagte tegningen.

Her viser figur 1 en skjematisk fremstilling av testoppbygningen for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og figur 2 et flytdiagram for fremgangsmåte-forløpet for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Figur 1 viser i skjematisk fremstilling et flylegeme 1, en ekstern simulasjonsenhet 2, en ekstern test- og prøveenhet 3, og også andre komponenter også beskrevet.

Flylegemet 1 har et skrog 10, bæreflater 11, rorklaffer 12, 13, i det minste ett drivverk, hvor det i figur 1 bare er fremstilt den høyre luftinnstrømningskanalen 14 og i dens fremre ende et infrarødt-målsøkehode 15. I det fremre skrogområdet 16 foreligger det i det indre av skroget en testeenhet (TLP) som over et grensesnitt 16' som befinner seg bak en skrogklaff kan forbindes med komponenter som foreligger utenfor flylegemet 1. Flylegemet er i det indre av ski 01

roget forsynt med et eller flere stridshoder (for eksempel gjennomslagsladning eller penetrator). På oversiden av skroget er det anbrakt to opphengningsinnretninger 17, 17' som flylegemet 1 kan bli hengt opp på et<*>transportfly, eksempelvis på bombepyloner som befinner seg der. Et annet grensesnitt 18 foreligger på oversiden av flylegemet 1 som flylegemet under innsats er forbundet over med luftfartøyet som transporterer det (Umbilical-grensesnitt) og som i den foreliggende fremgangsmåten blir brukt til datautveksling med simulasjonsenheten 2.

Simulasjonsenheten 2, også kalt "Umbilical-Box" omfatter en computer 20, eksempelvis en laptop og en innretning til signalfordelingen og signalsammenføringen 21. Computeren 20 blir forbundet med det vanlige strømnettet over en strømforsyningsledning 22 ført ut på yttersiden, men den kan også bli drevet uavhengig av strømnettet ved hjelp av akkumulatorer. Videre er computeren over en intern datautvekslingsledning 23 forbundet med innretningen 21 til signalfordelingen og signalsammenføringen.

Innretningen 21 til signalfordelingen og signalsammenføringen blir over en antenneledning 24 utenfra tilført signalet fra en satelittnavigasjonsantenne 25 eksempelvis en GPS-antenne. Endelig er innretningen 21 til signalfordelingen og signalsammenføringen over en elektrisk ledningsforbindelse 26 i luftfartsområdet forbundet med en vanlig strømforsyning 27 på 3 x 115 V 400 Hz.

Innretningen 21 til signalfordelingen og signalsammenføringen i simulasjonsenheten 2 er med en forbindelseskabel 28, den såkalte "Umbilical-kabelen", forbundet med Umbilical-grensesnittet 18 til flylegemet 1. Med computeren 20 som foreligger i simulasjonsenheten 2 kan det så bli kommunisert og interagert med flylegemet 1 på samme måte (som for eksempel over Milbus eller diskrete ledninger ifølge Mil-standard 1760) som med et transportfly.

Den eksterne test- og prøveenheten 3, som også blir betegnet "TLP-Box", omfatter en computer 30 og en innretning 31 til signalfordelingen og signalsam-menføringen.

Computeren 30 er over en vanlig strømforsyningsledning 32 forbundet med et vanlig strømnett, men den kan også bli drevet ved hjelp av akkumulatorer uavhengig av strømnettet. Computeren 30 og innretningen 31 til signalfordelingen og signalsammenføringen er inne i test- og prøveenheten 3 forbundet med hverandre over en intern datautvekslingskabel 33 og kan over denne kabelen utveksle data.

Innretningen 31 til signalfordelingen og signalsammenføringen i test- og prøveenheten 3 står over en datakabel 34, den såkalte "TLP-kabelen", i forbindelse med grensesnittet 16' som foreligger i det fremre skrogområdet 16 i flylegemet 1, og ut over dette med datamaskinen til flylegemet 1 som foreligger i skroget 10 over et kommunikasjonselement 16" (TLP) for datautveksling. Dataene utlevert fra kommunikasjonselementet 16" (TLP) under og etter gjennomføringen av en kontroll av flylegemet 1 blir over dataledningen 34 utlevert til test- og prøveenheten 3 og særlig til computeren 30 som befinner seg inne i denne til anvisning og til videre vurdering.

I tillegg til den eksterne simulasjonsenheten 2 og den eksterne test- og prøveenheten 3 foreligger det et eksternt kjølekar 4 som over en kjøleledning 40 er forbundet med en kjøleinnretning som foreligger i flylegemet for infrarødt-målsøkehodet 15, for å avkjøle dette under gjennomføringen av kontrollen.

Videre kan, slik det er fremstilt med de stiplede dataledningene 50, en innretning 5 til nedlasting av oppdragsdata til en datamaskin i flylegemet 1 over grensesnittet 16' være forbundet med datamaskinen til flylegemet 1. Med denne innretningen, som også blir betegnet "Ground Loader Unit" (GLU), kan en oppdragsplan for et oppdrag som skal utføres (her i det fremstilte utvalgte utformingseksemplet en spesiell test-oppdragsplan) blir lastet inn i datamaskinen i flylegemet 1. Med oppdragsdata er det å forstå data som flylegemet trenger for å nå sitt mål, altså data for navigasjonen, fluktbanen, men også data over mål det skal flys til, eksempelvis bilder eller modeller av bestemte landemerker eller bilder eller en modell av målet det skal flys til.

I figur 1 er det dessuten i en viss avstand foran nesen på flylegemet 1, altså foran det infrarøde-målsøkehodet 15 vist en landemerke-maske 19, som er forsynt med inngraverte målkonturer og tjener til kontrollen av det infrarøde-målsøkehodet 15. Målkonturene inngravert i landemerke-masken 19 tilsvarer målbildet henholdsvis målmodellen som ved hjelp av GKU 5 er blitt spilt inn i mållageret til datamaskinen 1.

Endelig er flylegemet 1 over en antenneledning 60 forbundet med en ekstern satelittnavigasjonsantenne 6 som forsyner datamaskinen tilhørende flylegemet med satelittnavigasj onsdata.

Videre foreligger det en forsinkelsesinnretning 45 for en radarhøydemåler anordnet i det nedre fremre skrogområdet til flylegemet 1. Forsinkelsesinnretningen 45 blir anordnet i området til radarhøydemåleren under flylegemet 1. Den består av to antenner som er forbundet med hverandre over en forsinkelsesledning (RALT Delay Line) med definert lengde (eksempelvis 31,6 m). Radarhøydemåleren til flylegemet 1 emitterer til den første antennen, hvorved de elektromagnetiske impulsene over forsinkelsesledningen blir ledet til den andre antennen som så igjen avgir impulsene til antennen til radarhøydemåleren. Når forsinkelsesinnretningen 45 for radarhøyde-måleren, slik det er vist i figur 1, er posisjonert under denne kan det i flylegemet 1 bli kontrollert om radarhøydemåleren registrerer den forhåndsangitte lengden til forsinkelsesledningen (i eksemplet 31,6 m) som målt høyde. På denne måten kan det med forsinkelsesinnretningen 45 for radarhøydemåleren målefunksjonen til radarhøydemåleren bli testet.

Innretningen til gjennomføringen av kontrollen av flylegemet 1 er bygget opp i moduler og består av flere mobile innretninger, i alt vesentlig av simulasjonsenheten 2 og test- og prøveenheten 3 som hver eksempelvis kan være oppbevart i en koffert og følgelig er lett transporterbare, slik at kontrollen også kan foregå på stedet, eksempelvis i et materialdepot eller på en flystasjon kort tid før bruk av flylegemet. En annen koffert, som i figur 1 likeledes bare er fremstilt skjematisk, tjener til oppbevaring av forbindelseskablene, forsinkelsesinnretningen 45 for radarhøydemåleren, landemerke-masken og også andre enkeltdeler, slik at den samlede innretningen til kontrollen av flylegemet 1 kan bli transportert i alt i alt tre kofferter.

Forløpet av kontrollen blir nå beskrevet ved hjelp av flytdiagrammet fremstilt i figur 2.

Fremgangsmåteforløpet i flytdiagrammet i figur 2 begynner etter starten på testen med den egentlige prøvegjennomgangen 100 som har mange tester som blir gjennomført etter hverandre eller parallelt for forskjellige komponenter som skal kontrolleres i flylegemet 1. Først foregår for en første komponent en innkoplingstest 101, hvor komponentene selvstendig tester sine basisfunksjoner. Så foregår i trinn 102 en utløst selvtest 102 for komponentene som blir kommandert av datamaskinen til flylegemet og hvor det komplette testspektrum for de isolerte komponentene blir aktivert. I det etterfølgende trinn 103 foregår så en kontinuerlig test av de tilsvarende komponentene gjennomført under simulasjon i transportfly på stedet og en oppdrags-software lastet inn i computeren til flylegemet 1, hvorved særlig funksjonsevnen til sensorer, detektorer eller aktuatorer som eventuelt foreligger i komponentene blir prøvet. Parallelt med dette foregår i trinn 103 a tester av komponentgrupper og funksjonskjeder.

Etter at disse tre testene er over foregår det en avgjørelse om det ved en av testene har opptrådt en fatal feil, det vil si en feil som gjør flylegemet ikke innsatsdyktig. Er dette tilfelle så blir et "NOGO"-signal overført til den eksterne prøve-og testeinnretningen 3 sammen med et fullstendig feilbilde av disse nettopp testede komponentene som har ført til "NOGO", og fra denne over en anvisningsinnretning utsendt i trinn 106. Dette komplette feilbildet inneholder i alt vesentlig en fullstendig protokoll for hver enkelt test som er gjennomført med hver sine resultater og også feilårsaken for komponentene som er meldt defekte inklusiv all relevant informasjon fra de defekte komponentene og også fra omgivelsene til de defekte komponentene.

NOGO-kontrollen kan også foregå kontinuerlig i alle tre trinnene 101, 102, 103.

Videre blir på den eksterne prøve- og testeinnretningen 3 under testene sporadiske ikke-fatale feil som dukker opp, som er blitt nedtegnet, sendt ut, slik at en person som skal vurdere testresultatet ved hjelp av disse sporadiske ikke-fatale feildataene kan lage et bilde over tilstanden til flylegemet 1, også når denne feilen ikke har bidratt til "NOGO"-avgjørelsen. Personen som vurderer testen kan av dette trekke slutninger om tilstanden til flylegemet, slik at det på grunnlag av disse dataene kan bli foretatt bestemte ettersyns- eller reparasjonsarbeider på flylegemet, for at dette ved en eventuell senere test ikke har noen fatale feil.

Det blir også under testforløpet tidene på enkelte prosesser som forløper i flylegemet 1 eller dens styringsdatamaskin målt, protokollert og utlevert på den eksterne test- og prøveinnretningen. Også av disse tekniske tidene kan en person som analyserer testresultatet trekke slutninger om tilstanden til flylegemet og slik anordne ettersynsarbeider i rett tid.

Har det ved testene 101 til 103 ikke opptrådt noen fatale feil så blir det i et annet trinn Sioste verifisert om de nettopp testede komponentene er de komponentene som er testet sist. Er ikke dette tilfelle så blir det gått over til å teste de neste komponentene og testen begynner for disse neste komponentene på nytt med trinn 101.

Var de nettopp testede komponentene de siste komponentene som skulle testes så vil i trinn 105 avgjørelsen bli "ja", hvoretter så hele testsyklusen 100 blir avsluttet med en positiv "GO"-melding som blir sendt videre til den eksterne test- og prøveinnretningen 3. Samtidig blir også de sporadiske ikke-fatale feilene og de tekniske tidene gitt ut i trinn 107 fra test- og prøveinnretningen 3, slik at også ved positiv bestått testresultat står data til rådighet for personen som skal analysere testen, hvor det ved hjelp av disse kan det bli registrert eventuelle reparasjoner eller ettersyn om kort tid.

Gjennom denne fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir følgelig ikke bare laget en mobil test til kontrollen av funksjonsevnen til ubemannede armerte flylegemer som også kan bli brukt utenfor de stasjonære fremstillings- eller ettersynsinnretningene for flylegemet 1, men det blir også ut over dette angitt en test og en testfremgangsmåte som også for flylegemer, som har bestått den egentlige testen, kan man få henvisninger om tilstanden til flylegemet som allerede er utplassert, som muligens i fremtiden kan føre til en feilfunksjon eller en effektreduksjon eller som kan gi en henvisning om nødvendig ettersynsarbeider.

Henvisningene i kravene, beskrivelsen og tegningene tjener bare til bedre forståelse av oppfinnelsen og skal ikke begrense beskyttelsesomfanget.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for kontroll av funksjonsevnen til ubemannede, armerte flylegemer, hvor flylegemet har mange elektroniske komponenter, hvor flylegemet har kommunikasjonsgrensesnitt til kommunikasjon fra minst en del av komponentene med innretninger anordnet utenfor flylegemet, hvor i det minste noen av komponentene har sensorer og/eller aktuatorer, hvor flylegemet under kontrollen blir forsynt med energi, data og kjølemidler utenfra, hvor kontrollen i det minste omfatter funksjonsevnen til sensorene og aktuatorene til flylegemet, og kommunikasjonen til flylegemet over dets kommunikasjonsgrensesnitt,karakterisert ved at feil påvist under kontrollen blir kategorisert i sporadisk forekommende feil, ikke-fatale feil og fatale feil, at når det opptrer en fatal feil i en komponent følger en avbrytelse av kontrollen, og en feilmelding og også en feilprotokoll som danner et feilbilde av denne komponenten blir sendt ut over et flylegemegrensesnitt, at sporadisk forekommende feil og ikke-fatale feil blir lagret i en lagerenhet i flylegemet, og etter avslutningen av kontrollen blir sendt ut over et flylegemegrensesnitt, også når kontrollen er blitt avsluttet uten at det har forekommet en fatal feil og følgelig har ført til en frigivelse av flylegemet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat under kontrollen blir varigheten av de tekniske forløpene inne i flylegemet målt og lagret i en lagerinnretning i flylegemet, og etter at kontrollen er avsluttet sendt ut over et flylegemegrensesnitt, også når kontrollen er blitt avsluttet uten at det har forekommet en fatal feil og følgelig har ført til en frigivelse av flylegemet.

3. Fremgangsmåte ifølge foregående krav,karakterisert vedat kontrollen i det minste blir gjennomført for de følgende komponentene i et flylegeme: inertial måleenhet, satelittnavigasjonsenhet, høydemåler, stridshode, målsøkende hode, målavstandsmåler, drivverk, rormaskiner, styringsberegner i flylegemet.

4. Fremgangsmåte ifølge foregående krav,karakterisert vedat det under kontrollen av komponentene i flylegemet for hver komponent blir gjennomført en innkoplingstest, en utløst selvtest, en kontinuerlig test under en oppdragssimulering og også tester av komponentgrupper og derved av funksjonsrekker.

5. Fremgangsmåte ifølge foregående krav,karakterisert vedat under kontrollen av flylegemet blir den inertiale måleenheten og navigasjonsberegneren testet, idet akselerasjonene og dreieratene målt av den inertiale måleenheten blir sammenlignet med den virksomme tyngdeakselerasjonen og jordrotasjonen.

6. Fremgangsmåte ifølge foregående krav,karakterisert vedat under kontrollen av flylegemet blir rormaskinene, en lokal styringsberegner og GPS-systemet (Bordrechner) testet hvor testen fører en betjeningsperson gjennom en dialog, og betjeningspersonen må bekrefte hver pålagte og deretter foretatte aksjon, hvor testen har følgende trinn: frigjøring av rorene fra boltene som holder dem på flylegemet, sekvensiell manuell frigjøring av hver enkelt rormaskin, styring av hver rormaskin enkeltvis med en nominell verdi og automatisk kontroll på om disse nominelle verdiene er blitt nådd av rormaskinene, samtidig bevegelse av flere rormaskiner med tilsvarende kontroll av nominelle verdier, tilbakestyring av rormaskinene til sine nøytralposisjoner på 0° rorutslag.

7. Fremgangsmåte ifølge foregående krav,karakterisert vedat under kontrollen av flylegemet blir detektoren til det infrarødt målsøkende hodet, særlig dets kamera, bildebearbeidingsberegneren og GPS-systemet testet, idet det ved konstant scenarium blir kontrollert, om de målte Pixelgråverdiene stiger tilsvarende lineært med forhøyet integrasjonstid.

8. Fremgangsmåte ifølge foregående krav,karakterisert vedat under kontrollen av flylegemet blir målregistreringsfunksjonen til det målsøkende hodet testet, hvor følgende blir utført: anordning av en landmerkemaske med inngraverte målkonturer i en definert avstand fra det infrarøde målsøkende hodet, kjøling av det infrarøde målsøkende hodet, innlasting av en testoppdragsplan som har et tilsvarende landemerke i styringsberegneren til flylegemet, kontroll om og hvor raskt det infrarøde målsøkende hodet påviser en overensstemmelse av landemerket foregitt i oppdragsplanen med målkonturen inngravert i landemerkemasken.

9. Innretning for gjennomføring av en fremgangsmåte ifølge foregående krav, med en simuleringsenhet (2) som kan forbindes med et første grensesnitt (18) på flylegemet (1), og en test- og kontrollenhet (3) som kan forbindes med et andre grensesnitt (16') på flylegemet (1), hvor simuleringsenheten (2) og test- og kontrollenheten (3) hver er utformet som mobil, fortrinnsvis bærbar innretning.