Maximiser l’efficacité des tests de dirigeables grâce à un système sur demande

Le concept de dirigeable gagne en popularité au 18e siècle. Avec l’arrivée des moteurs dans les années 1850, la croissance de l’industrie s’accélère. Néanmoins, pendant la Seconde Guerre mondiale, cette progression a été brusquement mise en suspens. Dans ce contexte historique de hauts et de bas, le secteur des dirigeables fait actuellement son grand retour, porté par les progrès technologiques et un besoin croissant de modes de transport créatifs. Les tendances du marché révèlent un intérêt croissant pour les dirigeables dans divers secteurs, allant du transport de marchandises aux opérations de secours d’urgence, en passant par la production d’électricité, l’aide humanitaire, l’industrie, la logistique, les services de soins aériens, le transport de bois et de matériaux de construction, la manutention de cargaisons et de marchandises surdimensionnées, les installations en hauteur, la lutte contre les incendies et les missions spéciales.

Garantir la sécurité, la fiabilité et les performances des dirigeables justifie une phase de test rigoureuse et approfondie. Cette étape du développement du dirigeable présente des défis particuliers qui nécessitent des solutions spécialisées pour assurer la validation des chaînes fonctionnelles cruciales et l’atténuation des risques associés. Les composants et les systèmes des dirigeables sont critiques et exigent donc des procédures de test spécialisées. Les contraintes de planification des tests de dirigeables et la complexité des systèmes concernés exigent une ponctualité et une validation rigoureuse pour assurer la sécurité, la fiabilité et les performances. Une solution de test complète est essentielle, offrant une approche globale pour relever les défis techniques et non techniques tels que les contraintes de délais, la gestion des modifications et la gestion du cycle de vie. 

Défis liés au test de dirigeables 

Les tests de dirigeables soulèvent de nombreux défis techniques et de planification, principalement causés par la nécessité de valider les chaînes fonctionnelles clés avant de pouvoir les intégrer dans des opérations réelles. De plus, les clients sont confrontés à des obstacles importants liés à la réduction des risques, à l’accessibilité à des installations de test adéquates, à la facilité des processus de test et à la disponibilité des ressources nécessaires.

L’un des défis majeurs est l’adoption de nouvelles fonctionnalités. En raison de l’évolution permanente des spécifications et des exigences, les environnements de test de dirigeables sont sujets à des changements importants et à des reprises tout au long de la phase de développement, ce qui pose des risques liés à la planification du programme tout en étant coûteux. Un système de test non extensible aggrave encore ce problème, d’où la nécessité de disposer d’un système plus modulaire et plus flexible.

Un autre défi important concerne le processus de certification. Alors que des procédures bien établies sont disponibles pour obtenir la certification des aéronefs à voilure fixe et à voilure tournante, les certifications de dirigeables sont beaucoup moins définies, nécessitant de naviguer à travers de nouvelles lignes directrices en constante évolution établies par les autorités nationales, telles que l’Agence de l’Union européenne pour la sécurité aérienne (AESA) et la Federal Aviation Administration (FAA).

Enfin, la compétition féroce sur le marché du secteur des dirigeables présente un autre défi majeur. Avec FLYING WHALES s’efforçant d’être à l’avant-garde, de nombreuses autres entreprise sont également dans une course concurrentielle au développement de leurs dirigeables, notamment Pathfinder de LTARE et Airlander de HAV. Ces principaux concurrents sont confrontés à une multitude d’incertitudes, comme l’identification des tests nécessaires pour garantir la sécurité et les performances, la gestion des exigences de conception en constante évolution et la nécessité d’attendre que la phase de conception soit bloquée avant de commencer les tests. Cette pression concurrentielle ajoute de la complexité et un sentiment d’urgence au processus déjà exigeant de développement et de test de dirigeables.

L’approche SoD

Le système sur demande (SoD) est un processus de développement de système agile qui tire parti de composants standard et modulaires afin de concevoir, intégrer et fournir des systèmes de validation et de test fonctionnels pour le matériel LRU, des algorithmes de logiciels embarqués, le test hardware-in-the-loop (HIL), les laboratoires d’intégration, et bien plus encore. L’approche modulaire et standard du commerce (COTS) fonctionne en tirant parti de conceptions préconfigurées pour la plupart des types de signaux. Cela garantit que la compatibilité et les fonctionnalités sont évaluées à l’avance, évitant ainsi la nécessité de développer des conceptions sur mesure. Chaque élément, de la connectivité du signal et du câblage à l’infrastructure du rack, est conçu pour être modulaire, ce qui permet de s’adapter aux changements et de profiter d’un assemblage simple. 

Le SoD est bien plus que du matériel standard du commerce et assemblé. Il inclut également un processus de conception basé sur un modèle, ce qui nous permet de modéliser entièrement le système dès la phase de proposition. En tant que source unique de vérité (SSOT), ce modèle est utilisé pour générer tous les artefacts requis pour construire et configurer le système, y compris les configurations logicielles (drivers, commutateurs, autres composants, etc.). Cette capacité nous permet de réagir rapidement aux changements de conception sans avoir besoin de réviser manuellement les artefacts.

Le SoD offre également une solution flexible, adaptable et modulaire qui relève efficacement les défis associés aux tests de dirigeables. La solution SoD de NI se compose de plusieurs éléments essentiels : 

• Le Centre d’expérience NI de Düsseldorf, qui offre des installations de test et une expertise de pointe. 
• Une approche modulaire et standard du commerce qui facilite le déploiement rapide de solutions de test personnalisées. 
• Un délai de livraison considérablement réduit, faisant passer le délai moyen entre le bon de commande et la livraison de six mois à seulement quinze semaines.
• Un soutien local dédié par des ingénieurs d’application (AE) et des ingénieurs d’application sur le terrain (FAE), garantissant une assistance complète tout au long du processus de test.

L’approche basée sur un modèle du SoD atténue les risques des projets en modélisant entièrement le système pendant la phase de proposition, fournissant ainsi au client une spécification détaillée plutôt qu’un simple concept, comme cela est généralement le cas dans les environnements non basés sur un modèle. De plus, le processus de conception basé sur un modèle et l’architecture hautement standardisée permettent des modifications simples, ce qui accélère considérablement la mise en œuvre des changements. Les méthodes traditionnelles suivent souvent un processus en cascade, ce qui peut entraîner des retards et une augmentation des coûts dus aux reprises liées aux modifications des exigences. La méthodologie agile du SoD permet une intégration et des tests continus, réduisant les risques et accélérant les délais de livraison. Alors que d’autres approches puissent être rigides et moins adaptables aux changements, la flexibilité et la conception modulaire du SoD lui permettent de dépasser les exigences de projet en constante évolution.

Expérience de FLYING WHALES avec le SoD

FLYING WHALES, start-up pionnière à Suresnes en France, a d’abord cherché à transporter du bois français vers des régions isolées, mais a depuis évolué pour inclure des applications telles que les opérations de secours d’urgence et le transport de pales d’éolienne. Sa vision va au-delà du transport : l’entreprise souhaite fonctionner à la manière d’une compagnie aérienne, en mettant l’accent sur une faible empreinte environnementale, un coût réduit, une bonne flexibilité et une sécurité optimale. Le dirigeable LCA60T offre un transport point à point, des capacités de vol stationnaire pour le chargement et le déchargement sans impact environnemental, de faibles coûts d’exploitation et une structure rigide dotée de plusieurs points de propulsion pour assurer la sécurité et la contrôlabilité. Il bénéficie également de la certification de l’AESA et de la surveillance de flotte en temps réel. 

Cette expansion a nécessité des tests approfondis des commandes électroniques LRU, composants essentiels au fonctionnement du dirigeable. Le banc Iron Whale est au cœur du processus de test de FLYING WHALES. Il s’agit d’une installation de test d’intégration de produits électroniques dans laquelle tous les ordinateurs embarqués de vol et d’échange de charge, le système électrique non propulsif (NPES) et le système d’interconnexion de câblage électrique (EWIS) sont intégrés. Ces composants utilisent leur propre modèle de simulation représentatif pour introduire des défauts aux fins des tests de robustesse et enregistrent méticuleusement les données d’instrumentation. L’objectif premier du banc Iron Whale est d’intégrer et de valider les chaînes fonctionnelles du dirigeable tout en atténuant les risques techniques et de planification avant le déploiement en conditions réelles. 

Les systèmes devant être intégrés et testés sont les suivants : l’amarrage, le système électrique non propulsif (NPES), le système de contrôle de vol (FCS), l’avionique, tous les concentrateurs de données à distance (RDC), les capteurs de navigation, le système de vidéosurveillance (VSS), le système de charge utile, le système de ballast et le système de levage.

En s’associant à NI, FLYING WHALES a tiré parti de la puissance du SoD pour tester et intégrer son dirigeable, un aéronef rigide de 60 tonnes, conçu pour être peu coûteux, flexible, sûr et respectueux de l’environnement avec une empreinte carbone minimale. Lancé en octobre 2023, le projet NI-FLYING WHALES a connu des progrès remarquables avec le développement et la livraison du banc Iron Whale en moins de deux trimestres. Cette collaboration a permis de garantir le bon fonctionnement de tous les systèmes. Le banc Iron Whale a été développé au centre NI de Düsseldorf, où les installations avancées et l’expertise du personnel ont contribué à la réalisation rapide du projet.

NI offre plusieurs avantages clés. Les clients peuvent commencer les tests beaucoup plus tôt grâce aux capacités d’intégration rapide. La nature modulaire de l’architecture de test du SoD permet d’ajouter des capacités de test à un système existant en continuant à utiliser le même script. Le Centre d’expérience NI de Düsseldorf aide les clients en appliquant la méthodologie de test directement à l’unité sous test (UUT), permettant ainsi une atténuation des risques approfondie avant l’achat. 

Contrairement à d’autres fournisseurs qui proposent des systèmes de test fermés, NI offre une approche standard du commerce personnalisable et logicielle, ce qui permet aux clients de s’approprier leur système de test. Ce système ouvert fournit aux clients des informations détaillées sur la manière dont le système de test a été conçu et construit, garantissant la transparence et la flexibilité.

Ce partenariat a simplifié la validation des chaînes fonctionnelles, l’atténuation des risques techniques et de planification, tout en assurant la disponibilité des ressources de test. En tirant parti de l’expertise et des ressources de NI, FLYING WHALES a accéléré son processus de développement, permettant une accélération du délai de mise sur le marché. Cette approche stratégique a déjà donné lieu à d’importants bons de commande, ce qui marque une étape importante dans le parcours de l’entreprise vers la révolution du transport aérien. L’architecture modulaire du SoD permet à FLYING WHALES de s’adapter à l’évolution des spécifications et des exigences tout au long de la phase de test. L’adaptabilité du SoD est démontrée par sa capacité à intégrer de manière fluide de nouveaux types de signaux et des changements dans l’architecture de test existante, garantissant ainsi des processus de test efficaces et performants.

Points importants à retenir 

Le partenariat entre NI et FLYING WHALES démontre la manière dont le SoD a révolutionné les tests de dirigeables. Le SoD a permis d’accélérer le développement, de réduire les risques et de surmonter les défis rencontrés par les fabricants. Les bases du SoD ne se limitent pas seulement aux tests de dirigeables, mais aussi à l’intégration de systèmes, aux tests de vérification et de validation et aux tests de certification. Les principes de modularité et d’adaptation rapide peuvent accélérer les processus de développement d’autres technologies, ce qui réduit les coûts et les délais de mise sur le marché. 

L’industrie aérospatiale peut bénéficier de la capacité des SoD à gérer les tâches d’intégration de composés et les processus de validation, ce qui renforce la robustesse et la fiabilité des systèmes. Ce succès client illustre les applications plus larges du SoD dans l’industrie aérospatiale, mettant en lumière un changement de paradigme dans les méthodologies de test tout en favorisant le développement et l’adoption de la technologie des dirigeables. Au-delà du test de dirigeables, les implications plus larges du SoD sous-entendent un potentiel conséquent en matière d’innovation et de gains d’efficacité dans une gamme d’applications aéronautiques.