Будущее авионики
В конце 2020 года в МАИ открылся Центр разработки бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) для авиации «Авионика».
В конце 2020 года в МАИ открылся Центр разработки бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) для авиации «Авионика». В рамках работы подразделения маёвцы организуют разработку и испытания авиационного оборудования и участвуют в перспективных проектах — деятельность центра направлена на развитие компетенций студентов в области авионики.
Спрос растёт
До 2030 года МАИ планирует реализовать ряд стратегических проектов, среди которых — программа «Будущие аэрокосмические рынки — 2050». Проект предполагает обеспечение мирового лидерства МАИ по прорывным технологическим направлениям развития аэрокосмической индустрии, в том числе по авионике. Развитием этого направления будет заниматься одноимённое подразделение МАИ.
Спрос на работы в области проектирования и испытаний бортового оборудования ежегодно растёт. За год работы Центр «Авионика» принял не один заказ, заключив ряд контрактов с ведущими корпорациями индустрии. В работе подразделения — стенд для Уральского завода гражданской авиации, стенд для У-УАЗ, конструкторская документация по SSJ New, а также прототипы систем отображения информации на имитаторе НСЦИ и систем управления бортовым комплексом на основе регистрации отображения взгляда пилота.
Первый проект
Первым проектом, реализованным на базе центра, стал стенд интеграции пилотажно-навигационного авиационного комплекса для Уральского завода гражданской авиации. Стенд уже прошёл аттестацию в сертифицирующих органах и введён в эксплуатацию. Он предназначен для разработки бортового программного обеспечения, загрузки его в бортовые вычислительные устройства, проведения входного контроля и решения ряда других задач систем самолёта УТС-800.
— На стенде размещаются индикатор на лобовом стекле и четыре многофункциональных индикатора. В индикаторы загружается программное обеспечение, которое обеспечивает их взаимодействие в соответствии с логикой работы, — объясняет директор Центра «Авионика» Виктор Поляков. — Программное обеспечение проходит все виды комплексной отработки, на проверенную версию оформляется этикетка, а на весь пилотажно-навигационный комплекс оформляется паспорт. Далее пилотажно-навигационный комплекс (ПНК-800) стыкуется с периферийным реальным оборудованием на самолёте, и после проведения наземных отработок самолёт передаётся на лётные испытания.
Разработка центра позволяет воспроизводить взаимодействие частей оборудования самолёта: на стенде все индикаторы стыкуются с математическими моделями реального механизма.
Наземная проверка
Вторым проектом, над которым центр разработки бортового радиоэлектронного оборудования работает в интересах внешнего заказчика, стал стенд для Улан-Удэнского авиационного завода. Его предназначение заключается в проведении входного автоматизированного контроля. Стенд позволяет имитировать различные режимы работы штатного оборудования.
— Перед установкой на вертолёт всё оборудование проходит через стенд входного контроля, на котором оборудование должно подтвердить свою работоспособность. На стенде задаются тестовые процедуры, и оборудование должно выдать нужную реакцию. В случае если на вертолёте в ходе наземных или лётных отработок обнаруживается отказ, данное оборудование перед выбраковкой также проходит через этот стенд, на котором необходимо подтвердить или отказ оборудования, или его работоспособность. Во втором случае отказ ищется уже на вертолёте: обрыв кабельной сети, неисправность датчиков и другое, — говорит Виктор Поляков.
Управление взглядом
Маёвцы также исследуют возможность управления функционалом БРЭО с помощью системы регистрации взгляда. В полёте, когда руки пилота заняты управлением или же выполнение операции стандартным методом не актуально, может возникнуть необходимость произвести манипуляции с информационно-управляющим полем кабины.
Директор Центра «Авионика» Виктор Поляков
Инженеры задались вопросом: «Как решить данную проблему?» В первую очередь было необходимо удостовериться в жизнеспособности гипотезы: может ли управление БРЭО через систему регистрации взгляда быть эффективным и достоверным по сравнению с действующими способами управления. Маёвцы провели эксперимент, в котором оператору были предложены два альтернативных способа управления: кнюппель и взгляд. Опыт показал потенциал развития испытуемой системы. Аналогичные результаты уже получали западные разработчики авионики.
— Мы предлагаем метод управления через трекеры взгляда, — поясняет инженер Центра «Авионика» Глеб Боярский. — Есть два варианта исполнения системы отслеживания взгляда: стационарный прибор, размещённый на приборной панели, и система, установленная на шлеме пилота. В настоящий момент мы используем стационарно размещённую систему. Для самолёта, вероятно, система будет устанавливаться в шлеме — видеокамеры будут отслеживать положение глаз пилота изнутри. Направление взгляда рассчитывается из данных о положении глаз и головы. Затем данные передаются в бортовой комплекс, и управление осуществляется по аналогии с компьютерной мышью.
Та же самая технология лежит в основе системы объективного контроля качества работы экипажа и является частью реализации искусственного интеллекта на борту.
Если пилот неадекватно реагирует на сигнализацию со стороны борта, если смотрит не на те показатели или не может найти нужный параметр, то система понимает, что член экипажа не справляется, и переходит к автопилоту.
Центр разработки бортового радиоэлектронного оборудования проверяет гипотезы, ставит эксперименты, проводит анализ результатов и формулирует выводы, а затем готовит объективное заключение об эффективности технологии. Далее Центр «Авионика» совершенствует метод, проводит испытания на полноценном тренажере, а не на компьютере, и подтверждает потенциальному заказчику, что система работает в нужном направлении и выполняет необходимые функции.
— Со временем численность лётного экипажа пассажирского судна сильно сократилась: когда-то в него входили два лётчика, штурман и бортинженер. Сейчас функции бортинженера и штурмана взяла на себя автоматика, а экипаж представлен двумя лётчиками. Сегодня это нормативное требование: таким образом решается задача контроля деятельности экипажа — человек не должен находиться в кабине один, — комментирует Виктор Поляков.
Центр «Авионика» работает над решением проблемы другим способом: за счёт модуля контроля обстановки.
АR в полёте
В настоящее время центром ведутся переговоры о сотрудничестве с АО «Компания «Сухой». Маёвцы представили опытно-конструкторскому бюро функционирующий прототип системы отображения информации на имитаторе НСЦИ. По словам руководителя проекта Глеба Боярского, целью работ является создание технологий, которые могут быть применены к летательным аппаратам и повышать их функциональные качества.
— Важно понимать, что мы не разрабатываем новую нашлемную систему целеуказания и индикации (НСЦИ), мы создаём инструмент прототипирования и отработки индикации этой системы. Используются промышленные очки дополненной реальности (AR-гарнитура), программная среда моделирования полёта и инструментарий создания индикационных паттернов. Далее в составе среды моделирования создаются математические модели необходимого оборудования, размещённого на летательном аппарате, и формируется информационный протокол, который транслируется через специальный программный модуль в AR-гарнитуру. Благодаря тому, что весь инструментарий доступен для кастомизации, появляется возможность итерационно сформировать и обосновать технические требования к будущим НСЦИ, системам бортового оборудования, эргономике и логике работы экипажа. Так мы отрабатываем концепцию «прозрачного фюзеляжа», когда виртуальные камеры в составе модели формируют изображение окружающего самолёт пространства и выводят изображение на очки. Такой метод позволяет пилоту видеть пространство под самолётом, — рассказывает Глеб Боярский.
Обе системы реализуются и отрабатываются на базе стенда сверхзвукового пассажирского самолёта. Концепт кабины подразумевает работу только одного члена экипажа, а также отсутствие переднего остекления и использование технического зрения.
SSJ NEW
В октябре этого года центр выиграл тендер на разработку конструкторской документации для размещения систем объективного контроля на борту российского среднемагистрального узкофюзеляжного пассажирского самолёта Sukhoi Superjet New.
Инженер Центра «Авионика» Глеб Боярский
Инженеры и студенты, работающие в центре, выпускают документацию на установку систем бортовых измерений. Таким образом, МАИ принимает участие в подготовке лётных испытаний нового самолёта производственного Центра филиала ПАО «Корпорация «Иркут» «Региональные самолёты».
Сейчас работы находятся на этапе изготовления моделей. В дальнейшем планируется создать полный комплект рабочей конструкторской документации установки систем.
Будущее центра
Студенты Московского авиационного института принимают активное участие в проектах Центра «Авионика» и работают над практическими решениями в интересах российской промышленности.
— Потенциал центра заключается во взаимодействии опытных специалистов отрасли и студентов. Талантливые ребята участвуют в одних проектах с квалифицированными экспертами. Подкованные, компетентные руководители работают вместе с одарённой молодёжью — такое сочетание потенциально может дать высокие результаты, — считает Глеб Боярский.
Сейчас центр готовит предложения в рамках исполнения проекта «Будущие аэрокосмические рынки — 2050» и планирует реализацию ряда инициатив по развитию направления. По словам директора Центра «Авионика» Виктора Полякова, команда нацелена на участие в больших серьезных задумках в рамках программы «Приоритет-2030».
Дарья Васенина
