Saab, 세계에서 가장 비용 효율적인 전투기 테스트 혁신

Anders Tunströmer, SAAB Aeronautics

"SLSC가 없었으면 시스템을 개발하기 위해 수천 시간과 수천 유로의 자재를 소비해야 할 수도 있었을 것입니다. COTS 제품을 보유한다는 것은 Saab 이니셔티브를 프로모션하면서 드는 개발 및 유지 보수 비용을 억제하여, 비용 곡선을 깨뜨릴 수 있음을 의미합니다. SLSC 기술을 사용하면 고급사양의 하드웨어 개발 없이도 HIL 테스트 시스템 및 장비를 만드는 데 더욱 집중할 수 있습니다."

- Anders Tunströmer, SAAB Aeronautics

과제:

Saab는 Saab Aeronautics 시뮬레이터의 라인 교체 가능 장치(line-replaceable unit)와 연결되는 맞춤형 시스템을 대체할 상용 기성 (COTS) 솔루션을 찾아야 했습니다.

해결책:

CompactRIO 및 PXI 기반 시스템과 연결되는 맞춤형 시스템을 개발하는 대신, NI가 스위치 부하 및 신호 컨디셔닝 (SLSC) 시스템을 개발할 때 협력하여 비용을 절감하고 최고의 유연성을 보장했습니다.

소개

Saab은 군수에서부터 민간 보안에 이르는 다양한 분야에서 글로벌 고객을 대상으로 업계 선도 제품, 서비스 및 솔루션을 제공합니다. Saab는 세계에서 가장 비용 효과적인, 첨단 기술을 보유한 국방 및 보안 회사라는 점에 자부심을 가지고 있습니다. 스웨덴 린셰핑에 있는 항공 부문에서 Gripen Fighter System은 핵심 제품입니다. Gripen은 단일 스마트 멀티롤 전투 시스템에서 탁월한 운영 성능, 정교한 기술, 산업 파트너십 및 비용 효율성의 여러 요소를 적절히 조화시킨 독특한 개념의 전투기 시스템입니다.

현재 Gripen 제품 계열에 Gripen E라는 신규 모델을 추가 개발하고 있습니다. Gripen E는 최신 항공기 기술, 향상된 레이더 시스템, 더욱 진화한 전투기 간 주요 전투정보 통신 기능 등을 제공할 것입니다.

HIL 어플리케이션

전투기 개발을 돕기 위해 HIL (hardware-in-the-loop) 시스템을 위한 시뮬레이터 및 장비를 구축하여 다양한 Gripen LRU를 테스트하고 있습니다. 이러한 LRU에는 비행 제어 시스템, 전술 시스템, 센서 및 기타 항공 전자 장비가 포함됩니다. 가장 복잡한 테스트에서는 최대 40개의 상호 연결된 LRU를 함께 테스트해야 합니다. HIL 시스템에서 I/O 시스템으로 사용하기에 적합한 COTS 제품을 알아보기 시작했고, 그 결과 모듈식이고 확장이 용이한 NI PXI 및 CompactRIO 플랫폼을 선택했습니다. 이 제품들은 당사의 시스템처럼 다양한 신호 유형을 갖는 시스템에 유리합니다. 우리는 여러 대의 CompactRIO 시스템을 기반으로 HIL 시스템을 구축했으며, LabVIEW를 이용해 이 시스템을 제어합니다. 필요한 경우 더 많은 CompactRIO 디바이스를 쉽게 추가할 수 있습니다.

HIL 시스템을 사용하면 실제 환경을 시뮬레이션하여 LRU가 예상대로 작동하는지 여부를 확인할 수 있습니다. 비용이 많이 들고 위험할 수 있는 실제 비행 테스트 대신 LRU 테스트를 실행할 수 있습니다. 당사의 HIL 시스템에서는 CompactRIO를 사용하여 LRU에 대한 시뮬레이션 신호를 생성하고 LRU 출력을 수신합니다.

스위치, 로드 및 신호 컨디셔닝

시스템을 당사 어플리케이션 맞게 특화시키기 위해서 CompactRIO와 LRU 사이에 맞춤형 시그널 컨디셔닝 기능이 필요했습니다. 맞춤형 스위치, 로드 및 신호 컨디셔닝을 위한 COTS 솔루션을 바로 찾지 못했기 때문에, NI 장비를 시뮬레이터와 통합하기 위한 내부 개발 프로젝트를 시작했습니다.

이 프로젝트가 진행되는 동안 스위치 로드 및 신호 컨디셔닝 (SLSC) 시스템에 대한 검토를 위해 NI와 미팅을 가졌습니다. SLSC 솔루션은 신호 스위칭, 전력 부하 및 추가적인 인라인 신호 컨디셔닝 기능을 위해 고전력 릴레이를 통해 PXI 및 CompactRIO 측정 하드웨어를 확장합니다. 이 시스템은 우리의 HIL 테스팅와 같은 어플리케이션에 사용할 수 있는 12개의 모듈을 장착할 수 있는 능동 냉각 기능이 내장된 섀시로 구성됩니다.

SLSC 시스템은 흥미로웠고 우리가 자체적으로 개발 중이던 시스템과 비슷하기도 했습니다. 또한 NI는 Saab의 우선 공급업체이기 때문에 시스템 구축도 용이했습니다. HIL 어플리케이션을 대상으로 하는 스위치, 로드 및 신호 컨디셔닝 생태계 또는 '제약 조건'을 NI가 정의하게 함으로써, 시간과 노력을 들여 자체적으로 정의할 필요가 없었고 덕북에 잠재적으로 비용을 절감할 수 있었습니다. 우리는 내부 시스템 개발을 보류하고 COTS SLSC 시스템을 사용하기로 했습니다.

덕분에 다양한 타사 SLSC 모듈 중에서 선택하거나, 자체적으로 제품을 만들거나, 타사에 연락하여 NI의 상세한 하드웨어 및 소프트웨어 개발 키트와 설계 사양을 기반으로 모듈 제작을 주문할 수도 있습니다. 이는 우리의 특수한 필요에 잘 맞는 특성이며 우리는 이 모든 방법을 활용하고 있습니다. 자체 모듈은 Syncore Technologies AB라는 지역 개발자와 협력하여 만듭니다. 이 회사도 린셰핑을 기반으로 하므로, 협력하여 모듈을 훨씬 빠르게 개발할 수 있다는 큰 이점이 있습니다.

SLSC MDK와 설계 가이드라인을 사용하여 일부 기존 설계의 지적 재산을 상당히 쉽게 사용할 수 있습니다. NI와 협력하여 요구 사항을 정리하고, 항공 우주 분야 전문가이자 NI 얼라이언스 파트너인 Bloomy Controls 및 SET GmbH와 협력 관계를 맺었습니다.

SLSC의 이점

SLSC 시스템을 사용하면 SLSC 표준에서 NI가 정의한 제약 조건을 준수하여, SLSC 시스템을 이용한 맞춤형 회로 개발에 집중해 시간과 개발 리소스를 절약할 수 있습니다. SLSC가 없었다면 시스템을 직접 개발하는 데 수천 시간의 노동이 필요했을 것이고, 수천 유로를 재료비에 소비해야 했을 것입니다. 주문형 신호 컨디셔닝 시스템을 만들기 위해 냉각, 폼 팩터, 커넥터 등을 고려해야 했을 것입니다.

COTS 제품을 보유한다는 것은 Saab 이니셔티브를 프로모션하면서 드는 개발 및 유지 보수 비용을 억제하여, 비용 곡선을 깨뜨릴 수 있음을 의미합니다. SLSC 기술을 사용하면 고급 사양의 하드웨어 개발이 아니라 HIL 테스트 시스템 및 장비를 만드는 데 더욱 집중할 수 있습니다.

향후 계획

우리는 이미 하나의 Saab 시뮬레이터에 SLSC를 통합하기 위한 계획을 시작했습니다. 이 프로젝트는 이전에 결코 해보지 않았고 도전 과제가 많은 대규모 프로젝트이지만 우리는 계속 나아갈 것입니다. NI의 COTS 시스템 사용 덕분에 비용 절감이 가능하였고, 가까운 시일 내에 많은 새로운 시뮬레이터에서 CompactRIO 및 SLSC를 사용하여 단기간에 Gripen 전투기용 혁신적인 기능 테스트를 지속하고 궁극적으로 비용 절감 목표를 달성할 계획입니다.

최근 Gripen E는 스웨덴 남부에서 처녀 비행을 마쳤습니다. 항공 역사에 획을 긋는 큰 성공이자 또 다른 이정표였습니다. 우리는 앞으로 몇 년 안에 첫 번째 항공기를 추가로 인도하기 위해, SLSC 기반 시뮬레이터를 활용해 Gripen E의 LRU 시스템을 개선할 것입니다.