BAE Systems, a lead UK contractor for the aircraft’s build and development, is responsible for the structural testing of the CTOL airframe.

BAE Systems의 통합 구조 테스트 체제를 통한 F-35의 성능

미국에서 Lightning II라고 불리는 F-35 Joint Strike Fighter의 성능이 크게 향상되었다. 영국에서의 이름은 Joint Combat Aricraft(JCA)이다. 이 전투기는 전통적 이착륙 버전(CTOL)과 짧은 이륙 및 수직 착륙 버전(STOVL), 그리고 캐리어 버전(CV), 이렇게 세 가지 버전으로 제작되는데, 총 3,000대의 전투기가 제작될 것으로 예상된다.


전투기는 매우 다양한 군사 영역에 배치되고 결합되기 때문에 기체 구조가 수명 중 최고 성능을 발휘할 수 있도록 철저한 시험을 거쳐야 한다. 그 외에도, 전투기는 최첨단 전투기에서 공통적으로 볼 수 있듯이, 높은 동작을 사용할 수 있도록 다이나믹하게 움직이기 쉽다. 이러한 점으로 인해 전투기를 개발하고 사용하는 동안에는 보다 철저하게 전투기를 점검해야 하는 체제적 문제가 발생하게 된다.


BAE Systems는 전투기 개발 및 제작 분야에서 선두 위치에 있는 영국의 도급업체로, CTOL 기체의 구조적 테스트에 대한 책임을 맡고 있다. 이 업체는 West Yorkshire, Brough를 기반으로 하는 구조 및 다이나믹 테스트 시설(S&DT)에서 두 대의 F-35 기체의 구조적인 개발을 착수하고 모니터링하고 있다.


S&DT는 예상되는 운용 수명 기간 동안 기체가 구조적 강도 설계 사양을 충족할 수 있도록 양적인 데이터를 제공한다. 전문 분야는 전체 테스트 수명 주기 동안 대규모의 구조 테스트를 설계하고 제작 및 운영하는 것이다.


F-35의 구조 테스트에 대한 BAE Systems 접근 방식의 핵심은 테스트 정보를 관리하기 위한 보다 개선된 방식을 개발해야 한다는 것이었다. 이 회사는 이전 방식에 도전장을 던지는 새로운 방식을 채택하여 그 접근 방식을 합리화하고자 했다.

정적 시험 및 동적 시험

BAE Systems F-35 구조 테스트에서는 HBM 장비를 사용하여 세계 최고의 DAQ 시스템 중 하나의 3,800개 채널에서 데이터를 수집한다.

S&DT는 피로 시험정지 시험을 시행한다. 피로 시험은 정지 시험보다 더 많은 시간이 소요되며, 시간이 지남에 따른 구조적 반응의 변화를 확인하는 데이터 트렌딩을 기반으로 한다. 이를 통해 크랙의 가능성이나 기타 현장 관련 조건을 보다 쉽게 파악할 수 있다.


이 테스트는 잠재적인 작동 상의 손상을 재현하기 위해 가속화된 타임 프레임에서 여러 구조적 구성요소에 다양한 부하를 가하여 수행한다. 복합 PC-기반 테스트 제어 및 데이터 획득 시스템을 사용하여 여러 테스트 구조물에 힘을 가하는 방법을 제어하고, 그에 따른 응답을 철저하게 모니터링한다. 시험 표본에는 스트레인 게이지가 있어 발생되는 스트레인을 실시간으로 레코딩할 수 있다.


S&DT의 구조 테스트에서는 HBM 장비를 사용하여 데이터를 캡쳐하고 분석한다. 이 장비에는 HBM에서의 데이터 획득 시스템catman Enterprise software이 포함되어 있으며, 테스트 리그에 여덟 개의 캐비닛에 분산되어 있는 catman® Enterprise software와 이에 연결된 32MGCplus  장치로 구성되어 있다. HBM 장비는 완벽하게 동기화되어 있는 제품으로, BAE Systems를 세계에서 가장 큰 구조 DAQ 시스템 중 하나로 발돋움하게 해준 일등 공신이다.


MGCplus는 다양한 스펙트럼의 센서, 변환기, 필드버스 연결 및 표준 PC 인터페이스를 지원하여 해당 어플리케이션에 대한 적합성을 한층 높여준다. 이 제품의 모듈형 설계는 BAE Systems의 요건이 바뀌는 경우에도 이를 쉽게 확장하고 변경할 수 있도록 한다.


catman® Enterprise 소프트웨어 슈트는 MGCplus DAQ 시스템을 사용하여 MGCplus DAQ 시스템을 통한 높은 채널-카운트 측정 작업 전용으로 특별히 설계되었으며, 그 전용 Measurement Data Server (MDS)는 실시간으로 모니터링 및 평가가 가능한 실제 측정 작업을 수행한다. 이 셋업을 통해 테스트 엔지니어는 데이터 획득을 위해 RJ45 커넥터에서 종단되는 HBM의 ML801 카드 및 AP815 연결 보드와 사용되는 일부 3,800개의 채널에 액세스할 수 있다.

데이터 공유

HBM의 MGCplus 및 catman® Professional 소프트웨어는 F-35의 Flight Test Instrumentation이 완벽하게 운용됨을 보증하기 위해 데이터를 캡쳐하고 분석하는데 사용된다.

또 다른 과제는 여러 현장에서 시간적으로 테스트 데이터를 성공적으로 공유하는 것이었다. 여기에는 미국 Northrop Grumman의 El Segundo 공장과 세 개의 Lockheed Martin 공장, 그리고 Brough 및 Samlesbury에 있는 BAE Systems 현장이 포함된다. 이 과제는 테스트 실제 위치와 상관 없이 공동 제작 방식으로 테스트 팀이 즉각적인 결정을 할 수 있다는 점에서 매우 중요했다. HBM은 실시간으로 테스트 데이터를 공유하고 다양한 구조적 완전성 팀과 알람 상한/하한값 및 예측 값과 비교하는데 사용하는 MD Client 소프트웨어를 제공했다

BAE Systems는 로컬 영역 네트워크(LAN)를 통해 각 테스트 시스템 컴퓨터 사이에서 통신한다. HBM의 Measurement Data Server (MDS)는 산업용 표준 TCP-IP 프로토콜을 사용하여 이더넷 상에서 BAE Systems의 제어 네트워크와 통신하도록 구성된다.

BAE Systems는 HBM의 nCode Automation™를 사용하여 데이터를 저장하고 업로드 과정 중에 통계 데이터를 자동으로 생성하며, HBM의 nCode GlyphWorks®를 사용하여 그래픽 형태의 플롯을 그린다. HBM의 nCode Automation는 자동화 데이터 저장, 분석 및 보고 기능과 테스트 데이터와 관련 정보를 공유하기 위한 웹-기반 공동 인터페이스를 제공한다. 이를 사용하여 BAE Systems는 테스트를 완료하고 두 시간 내에 다른 팀에 데이터를 제공할 수 있었다. HBM의 nCode 제품 범주는 HBM의 DAQ 및 분석 툴을 보안하도록 설계되었다.


완벽한 추적이 가능한 시스템은 끊임 없이 보정되며 BAE Systems을 사용하는 HBM UK 직원이 완벽하게 운영할 수 있다. 이를 통해 엔지니어는 기체를 테스트하는 동안 얻은 모든 결과의 기밀 및 보안을 향상시킬 수 있다. HBM UK는 ISO 9001 인증을 받아 중요한 엔지니어링 문제를 최적으로 지원한다.

FTI 테스트

BAE Systems의 전문 지식이 중요한 F-35의 또 다른 개발 분야는 기체의 Flight Test Instrumentation (FTI) 시스템을 디리스크(de-risk)하는 것이다. 이것은 특별한 도전 과제로서 독특한 접근 방법이 필요했다. 일반적으로 현대식 군용 항공기에서 데이터 획득 시스템을 테스트하는 중요한 작업은 항공기 자체의 FTI 시스템을 사용하여 완료된다.


그러나 F-35의 경우, 온보드 시스템에서의 테스트는 미국, 텍사스, Fort Worth에서 시스템에 설치되는 것과 같이 신중하게 조정되어야 한다. 즉, 제작 중에 Samlesbury에서의 BAE Systems에 장착된 모든 변환기와 관련 항공기의 배선에 동력을 제공하고 철저하게 점검할 수 있는 기능이 있어야 한다는 것이다. 접근 방법은 전체 시스템이 제 기능을 다 하고 있다는 높은 수준의 신뢰성을 제공하는 것이다.


그러나 HBM의 장비는 BAE Systems 엔지니어가 필요로 하는 툴을 제공한다. HDM의 MGCplus catman® Professional 소프트웨어를 사용하여 데이터를 캡쳐하고 분석함으로써 BAE Systems은 테스트를 보다 쉽고 정확하게 시행할 수 있었다.


이 장비는 스트레인 게이지와 압력 변환기, 가속도계 등을 비롯하여 다양한 범주의 변환기로부터 데이터를 수집하는데 사용된다. HBM와 상의한 후 BAE Systems는 스트레인 게이지 입력에는 48개의 채널, 가속도계 입력에는 16개 채널, 그리고 8개의 서모커플 입력에 집중된 시스템을 선택했다. 그 외에도 HBM은 현장 교육과 지원을 제공했다.

The Customer

BAE Systems

1:1 문의 이곳을 클릭하셔서 요청사항을 작성해 주세요