ロッキードマーティン社: ジェットエンジン吸気口の評価を実現

Author(s):
Michael Fortenberry氏 - G Systems, Inc.社
Dave Scheibenhoffer氏 - G Systems, Inc.社

Industry:
Aerospace/Avionics

Products:
LabWindows/CVI, LabVIEW, PXI/CompactPCI, Real-Time Module

The Challenge:
最近機器のアップグレードを行い、当社が提供する業界標準の計測ソフトウェアやハードウェアを利用して、次世代F-35ジェット戦闘機のテストを実施する

The Solution:
LabVIEW、LabWindows/CVIやPXIなど、業界標準の市販テクノロジを使用して、最先端のシステムを開発

ロッキードマーティン・エアロノーティックスカンパニー（以下、ロッキードマーティン社）では、最近機器のアップグレードを行い、当社が提供する業界標準の計測ソフトウェアやハードウェアを利用して、次世代F-35ジェット戦闘機のテストを実施しています。前身のVMEベースのシステムを使用していたときに比べ、かかった時間は数分の一、費用も数十万ドル抑えてのテストが実現しました。軍事用航空機の設計をテストするにあたって、ロッキードマーティン社では当社のアライアンスプログラムメンバーであるG Systems社が構築した2つの計測システムを使用しています。1つの計測システムにはNI LabVIEW Real-TimeとPXIベースの計測ハードウェアを使って、遷音速風胴内で行われる詳細なエンジンテストの監視と制御を行っています。もう1つのテストシステムでは、LabWindows/CVIと当社の計測ハードウェアを使って、航空機のサブシステムをテストしています。いずれのシステムでも、G Systems社ではLabVIEW、LabWindows/CVIやPXIなど、業界標準の市販テクノロジを使用して、最先端のシステムを開発しています。その結果、G Systems社は、20週もかからないうちに、元のVMEベースのテストシステムを単にアップグレードして信号調整機能を統合するのにかかるのとほぼ同額でテスト能力を向上させることができました。

様々な飛行条件下でのエンジン内への空気の流入を再現するために、ポータブルデータ集録システム（PDDAS）を使用して風洞内のF-35エンジンの縮尺模型のテストを行います。このPDDASは、データ集録と風洞制御フィードバック用にG Systems社がLabVIEWReal-Timeを使用して開発したものです。LabVIEW Real-Timeは「バズ」計算として知られる450，000の浮動小数点計算を実行し、風洞内に音速に近い空気圧を制御します。もしこの空気圧の流入を正しく制御しなければ、エンジンに深刻な損傷を与えることもあります。制御システムには、最大20，000サンプル／秒でサンプリングする128個にも及ぶチャネルで集録されたダイナミック空気圧データが入力されます。LabVIEWは、それぞれ8個のNI PXI-4472ダイナミック信号集録モジュールを搭載した2つのPXIシャーシを統合してデータ集録を行います。2つのPXIシャーシはMXI-3インタフェースで接続され、最大80 MB／秒でデータを転送します。LabVIEWとDSAハードウェアとの緊密な統合により、テストサイクルタイムは2秒から50ミリ秒に短縮され、ロッキードマーティン社の旧VMEベースシステムよりも80倍高速になりました。

また、業界標準のPXIの使用により、G Systems社は、風洞テスト中に集録された大規模データセットを処理できるようになりました。データ量が大きく、計算の負担が非常に多大なために、組込式のNI PXI-8176コントローラでは、永久保存用に全集録データをディスクに格納できるだけの十分な帯域幅は残っていませんでした。この問題に対処するため、G Systems社はVMICリフレクティブメモリカードをPXIシャーシに挿入し、集録データを光ファイババス経由でWindows XPが動作するPentiumワークステーションに「反映」させました。そしてワークステーションでは、RAIDにデータを保存したのです。さらに、ロッキードマーティン社のエンジニアは現在、F-35の多数の計器やサブシステムの性能評価に必要な、温度や流量、圧力その他のパラメータを計測するための、NI製品をベースにしたアプリケーションを開発しています。これらのシステムは、大きな金属性のキャリッジ上に置かれ、飛行シミュレータを使用して飛ばされるF-35の実物大模型の「航空機システムシミュレータ」内に設置されます。NI LabWindows/CVIとハードウェアは、航空機シミュレータからの1,200の信号をモニタしており、これには、800のアナログと400のデジタルによる入出力を使用しています。5つのPXIシャーシをIRIG-Bタイミング・スタンダードと接続して、すべての情報の同期をとっています。

ロッキードマーティン社のエンジニアはLabVIEWReal-Timeを用いて、遷音速風洞内における次世代主力戦闘機F-35の縮尺模型のテストを行っています。

LabVIEWとDSAハードウェアとの緊密な統合により、テストサイクルタイムは2秒から50ミリ秒に短縮され、ロッキードマーティン社の旧VMEベースシステムよりも80倍高速になりました。

いずれのアプリケーションにおいても、G Systems社では当社のソフトウェアとハードウェアを他の業界標準テクノロジと組み合わせることにより、綿密に統合された高性能な計測システムを構築しています。これらのシステムは、開発費用が比較的安価で、性能の向上と高い効率性によりロッキードマーティン社では費用を削減することが可能となっています。

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Michael Fortenberry氏
G Systems, Inc.社

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