에어 캡을 이용한 도시 항공 이동성(UAM)은 인구 밀집 지역에서도 빠르고 혼잡 없는 이동을 가능하게 합니다. 현재 이 목적을 위해 개발 중인 eVTOL(전기 수직 이착륙)이라고도 하는 수직 이착륙 기능을 갖춘 순수 전기 항공기는 다음과 같은 유망한 잠재력을 지니고 있습니다. 이러한 서비스는 대중에게 보급 가능하면서 인프라가 거의 필요하지 않으며 새로운 모빌리티 서비스에도 높은 유연성을 제공합니다. 또한, 무탄소배출 주행을 통해 지속 가능한 이동성 목표를 달성하는 데 기여합니다.

얼마나 많은 주행 거리가 필요합니까?

현재 수많은 기업들이 eVTOL 항공기의 기술적 문제를 해결하기 위한 다양한 접근 방식을 조사하고 있습니다. 이때 결정적인 역할을 하는 것은 바로 계획된 주행 거리 범위입니다. 기본적으로, 최대 50km 짧은 주행거리의 도시 내 비행과 300km 이상의 긴 주행거리가 필요한 도시-도시간의 비행이 구분됩니다. Diehl Aerospace의 Software and Validation+Verification Avionics 책임자인 Heinrich Fischer는 다음과 같이 확신합니다. "상대적으로 높은 순항 속도와 먼 거리를 비행할 수 있는 동시에 헬리콥터처럼 호버링할 수 있는 능력은 eVTOL을 효과적이고 빠른 지점 간 운송 수단으로 만듭니다.”

트랜스포머 이동

eVTOL 항공기의 추진을 위한 한 가지 가능한 기술적 솔루션은 로터 각도에 따라 수직 이륙과 수평 비행을 모두 가능하게 하는 조정 가능한 틸트로터입니다. 이 드라이브 개념은 특히 장거리 비행에 적합합니다. 또 다른 옵션은 쿼드콥터에서 알려진 여러 개의 견고하게 장착된 기존 로터입니다. 여기에서 비행 속도와 방향은 전기 구동 로터의 다양한 속도로 제어할 수 있습니다.

"실시간 테스트는 특히 기능이 실제로 안전한지 여부에 대한 결정적인 사실을 제공하고, 오류가 발생한 경우 예를 들어 부적절한 타이밍, 신호 및 버스 데이터의 동기화 등에 대한 결과를 제공합니다."라고 Heinrich Fischer는 설명합니다.

Diehl Aerospace는 문제 해결을 위한 의미 있는 결과와 함께 효율적인 테스트 실행을 달성하기 위해 다음 주제에 특히 중점을 두었습니다.

• 테스트 자동화(TA)
• 문서화된 결과로 재현 가능한 테스트
• 사용 가능한 개발 도구(예: Python 인터페이스)를 통해 테스트를 쉽게 생성
• 오랫동안 최신 상태로 유지될 수 있는 안정적인 테스트 환경

자세히 보기: 안전 규정

항공 우주 개발 분야에서는 Diehl Aerospace가 개발 및 검증 활동에서 고려해야 하는 다양한 표준, 안전 규정 및 지침이 적용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

• ARP4754: 시스템 인증
• DO-178: 안전에 중요한 소프트웨어 개발
• DO-254: 전자 하드웨어 개발
• DO-160: 항공 장비의 환경 조건 및 테스트 절차

이러한 복잡한 요구 사항을 가진 테스트 시스템은 기존 개발 인프라에 완벽하게 통합되어야 합니다. 쉬운 확장성도 개발에 중요한 역할을 했습니다. Heinrich Fischer는 "우리는 요구 사항이 변화함에 따라 확장 가능하고 모듈화된 솔루션을 찾고 있었습니다."라고 말합니다.

가상 항공기에서의 테스트

명시된 요구 사항에 대한 테스트 솔루션을 찾는 것을 목표로 Diehl Aerospace는 HIL(Hardware-in-the-Loop) 시뮬레이터 시장을 신중하게 평가하고 dSPACE HIL 포트폴리오에서 적합한 하드웨어 및 소프트웨어 시스템을 찾아 기존 테스트 자동화 환경에 원활하게 통합할 수 있었습니다.

SCALEXIO HIL 시뮬레이터는 FCC용 환경을 가상으로 복제하여 마치 설계된 항공기에 있는 것처럼 작동할 수 있도록 해줍니다. 테스트 시스템은 비행 제어 컴퓨터(FCC)의 여러 인터페이스와 통신하여 센서, 액추에이터 및 제어용 신호를 교환하도록 구성됩니다.

HIL 시뮬레이터는 기본 컴퓨터와 백업 제어 시스템을 모두 테스트하도록 설계되었습니다. 테스트 작동 중에 테스트 자동화에서 테스트할 장치를 선택할 수 있습니다.

시스템 통합자에 동일한 테스트 시스템을 설치하고 다른 구성 요소와 상호 작용하면서 FCC를 테스트했습니다.

안전을 결정하는 실시간 기능

"SCALEXIO를 사용하면 실시간으로 시간에 민감한 입력 신호를 생성하는 동시에 출력 신호를 사용하여 FCC의 동작을 정확하게 모니터링하고 필요한 경우 시뮬레이션을 통해 다른 구성 요소를 테스트 환경에 통합할 수 있습니다."라고 Heinrich Fischer는 말합니다. 그는 추가 절차에 대해 "시뮬레이터를 사용하면 중요한 신호 특성을 실시간으로 기록하고 그래픽으로 평가할 수도 있습니다. 궁극적으로, 이를 통해 FCC의 작동 실행을 시뮬레이션하고 올바르게 작동하는지 확인할 수 있습니다."라고 설명합니다.

시뮬레이션을 통한 감항성 보장

Heinrich Fischer는 "SCALEXIO HIL 시뮬레이터를 통해 FCC를 철저히 검사하고 안전에 중요한 기능을 검증할 수 있습니다."라고 설명합니다. 제어되는 시스템의 정밀한 시뮬레이션을 통해 항공기에서의 사용과 다를 바 없는 작동이 가능합니다. 시뮬레이터는 테스트 프로토콜 생성을 포함하여 유연한 테스트 생성 및 자동화된 테스트 실행을 가능하게 합니다. 테스트 시스템은 높은 안정성, 견고성 및 가용성을 통해 일상적인 테스트에서 스스로 증명합니다. Diehl Aerospace는 시뮬레이터를 개별적으로 구성하고 독립적으로 확장할 수 있습니다. Heinrich Fischer는 "dSPACE의 시뮬레이터는 우리의 요구 사항을 충족합니다. 이를 통해, 우리는 엄격한 항공 지침에 따라 FCC를 개발하고 테스트하는 데 성공했습니다. 광범위한 구성 옵션과 결합된 확장 용이성은 정말 인상적이었습니다."라고 요약합니다.

Diehl Aerospace 소개:

Diehl Aerospace는 Diehl Aviation과 프랑스 회사인 Thales의 조인트 벤처로서 다양한 항공기 프로그램을 위한 광범위한 제품을 공급하는 최고의 항공 우주 공급업체 중 하나입니다.