"Voar é mais fácil que fazer voar": MODULAR AVIONICS UNIT -> AW-139

Pessoal, esse post vai para os entusiastas de Aviônicos. Ele fala sobre os computadores que gerenciam o AW-139. Servirá para dar uma noção geral sobre como ocorre o gerenciamento de voo de tal aeronave. O exemplo é acerca de uma aeronave de asa rotativa, o AW-139, mas o controle eletrônico é semelhante nos aviões. Tal postagem foi "pescada" no blog da Heliways. Interessantíssima leitura que poderá ser realizada ao clicar em MAIS INFORMAÇÕES.

Chamados de “Computador Central” eles são designados na aeronave pelos nomes de MAU1 e MAU2. As MAU´s (Modular Avionic Unit) se encontram instaladas no rack de eletrônica do bagageiro nos AW-139 mais antigos ou no compartimento do nariz da aeronave nas aeronaves mais novas.

MAU instalada no rack de eletrônica no compartimento do bagageiro. (clique na figura para ampliar)

As MAU´s possuem todas as unidades de hardwares e as funções necessárias para operar a aeronave. As MAU´s possuem as principais seguintes funções:

1. Manipular, calcular e distribuir dados de todos os sistemas da aeronave e apresentar o resultado em 4 telas (unidades display´s – DU´s) no painel principal.

2. Provê interface para controladores mecânicos e virtuais para operar os aviônicos.

3. Produzir informações de alerta para a tripulação.

4. Controlar as funções de operação do piloto automático.

As MAU´s são compostas por um gabinete equipado com uma fonte de força e uma placa mãe que se conecta através de slot e conectores a outras placas chamadas de linha de módulos substituíveis ou LRM – line replaceable modulo. Cada LRM tem uma função específica dentro das MAU´s, e estão distribuídas conforme mostra a figura abaixo:

(clique na figura para ampliar)

Um barramento de comunicação de dados do tipo VBPCI liga os módulos das MAU´s entre si e um barramentos de dados saindo das MAU´s de protocolo ASCB-D ligam as MAU´s aos circuitos da aeronave. Uma rede do tipo LAN, de comunicação externa, permite a obtenção de dados das MAU´s por um recipiente externo e a atualização dos softwares do sistema.

DESCRIÇÃO E OPERAÇÃO DA MAU

A Unidade Modular de Aviônicos (MAU) é um gabinete que contém uma linha de módulos substituíveis (LRM) que servem para integrar as diferentes funções das MAU´s. Os módulos mais importantes são duplicados nas MAU 1 e MAU 2 (para redundância), enquanto os outros módulos são simples.

O gabinete das MAU´s contém os módulos que se seguem:

• Módulo de Alimentação

• Módulo processador NIC/PROC (Processor Network Interface Controller)

• Seis locais para instalação de módulos de usuário (LRM).

O gabinete das MAU´s também contém um backplane bus, tipo uma placa mãe com conectores e os slots para inserção dos módulos LRM que são ligados entre si por uma rede de comunicação de protocolo VBPCI – Virtual Backplane Peripheral Component Interconnect. As MAU´s são equipadas com um conjunto de ventiladores de arrefecimento.

(clique na figura para ampliar)

A MAU1 inclui os principais componentes descritos a seguir:

• 1 módulo computador de manutenção central (CMC);

• 1 módulo número 1 processador de entrada / saída do AFCS (AIOP1);

• 1 módulo número 3 processador de entrada / saída do AFCS (AIOP3);

• 1 módulo processador de vídeo

• 1 módulo de controle de entrada / saída (CIO)

• 1 módulo de controle de entrada / saída (CSIO)

A MAU2 inclui os principais componentes descritos a seguir:

• 1 módulo GPS;

• 1 módulo número 1 processador de entrada / saída do AFCS (AIOP2);

• 1 módulo número 3 processador de entrada / saída do AFCS (AIOP4);

• 1 módulo banco de dados (data base)

• 1 módulo de controle de entrada / saída (CIO)

• 1 módulo de controle de entrada / saída (CSIO)

Módulos das MAU´s (clique na figura para ampliar)

2 Módulo de Alimentação (MAU 1 e MAU2): O módulo PS (power supply) energiza a MAU com 28 VDC. Duas entradas de 28 VDC estão disponíveis para cada MAU, pelo sistema de alimentação elétrica da aeronave.

2 Módulos NIC/PROC (MAU 1 e MAU2): é o principal módulo das MAU´s. Fornece a interface entre o backplane da MAU e a rede ASCB-D, e a LAN. O NIC/PROC controla todos os dados trocados entre os módulos e as redes ASCB-D/LAN. O módulo NIC/PROC usa dois slots no gabinete do MAU. O módulo NIC/PROC faz as funções de um módulo processador. A função básica do NIC/PROC é permitir o acesso dos módulos das MAU´s as redes ASCB-D e a LAN.

O NIC/PROC também:

• Sincroniza a rede de ASCB-D;

• permite a configuração do sistema;

• fornece informação de data e hora para o sistema;

• Faz um cheque de configuração;

• Monitora o módulo da fonte de força (PS);

• Monitora e controla o sistema de arrefecimento das MAU´s.

O processador do módulo NIC/PROC utiliza o sistema operacional DEOS. O NIC/PROC utiliza recursos de tempo (clock) para operar funções de múltipla (multitarefa) como as descritas abaixo:

• O sistema de gerenciamento do vôo;

• O sistema de monitoramento de alarmes.

4 Módulos AIOP (2 módulos em cada MAU): Os módulos AIOP fazem as funções de piloto automático (AFCS – automatic flight control system) e tem interfaces com:

• Os 6 atuadores lineares duplos de pilotagem;

• Os 4 atuadores TRIM – função de embrenhar o sistema de comando de vôo;

• Os sensores de posição.

Cada módulo AIOP tem uma interface com três dos seis atuadores lineares. As interfaces são um para cada eixo (P,R,Y). O módulo também tem uma interface com três (ou quatro) atuadores de TRIM de pitch, roll, yaw e coletivo para as aeronaves de 4 eixos. O módulo AIOP é um módulo de dois slots da MAU com uma conexão no backplane. O módulo tem um cartão de I/0 e um processador. A placa de I/0 não contém software e o processador se comunica diretamente com o cartão através do Peripheral Component Interconnect (PCI) do barramento local. A função primária é o controle de atuadores, excitação / desmodulação de sensores de posição e controle de funcionais que permitem ativar e desativar linhas de controle.

Os módulos AIOP contêm circuitos a seguir:

• barramentos ARINC 429.

•sinais discretos de I/0.

• Circuito AC para excitação de sensores de LVDT.

• Processamento de circuitos de entrada analógica decodificadores de AC.

• Barramentos de Control Area Network (CAN) para fazer a interface com os atuadores lineares.

• Circuitos de PWM para as funções dos atuadores de TRIM.

1 Módulo CMC: O módulo CMC é instalado no gabinete da MAU 1 e recebe os dados de falha dos sistemas de componentes e transmite os comandos para eles. Os dados de falhas são armazenar em um histórico de falhas de banco de dados no módulo CMC. A CMC tem diferentes modos de manutenção que o usuário define através de um terminal remoto – Remote Maintenance Terminal (RMT).

1 Módulo de Sistema de Posicionamento Global (GPS): O módulo GPS é instalado no gabinete MAU2. O GPS módulo é um receptor de navegação autônoma de satélite. O módulo GPS recebe sinais de satélite GPS processa e informa ao piloto através do sistema de navegação do helicóptero.

1 Módulo Bando de Dados: O módulo de banco de dados está instalado no gabinete da MAU2 e possui uma área que armazena os dados de controle da aeronave. Ele também armazena uma cópia de backup de todos os softwares que controlam as MAU´s e do banco de dados de manutenção. No caso de haver perda de software de controle em alguma parte da aeronave ou no caso de troca de componentes, é possível reabilitar o sistema a partir de um comando de restauração do software armazenado no banco de dados. O módulo utiliza um banco de dados de memória não-volátil de estado sólido.

2 Módulos padrões de entrada e saída de dados (CSIO): O módulo CSIO usa rotinas de I/O e de conversão para mudar dados externo de entrada para o padrão da rede ASCB-D. O módulo CSIO possui duas placas e utiliza dois slots da MAU.

A placa de circuito principal da CSIO é um cartão de entrada e saída genérico que fornece ARINC 429 e interfaces de entradas e saídas discretas e de dados analógicos.

• Cartão genérico de I/O tem as entradas que se segue:

• Entradas aberta discreta;

• A entrada analógica simples DC;

• Entrada diferencial analógica de DC;

• Termistor – dispositivo de entrada térmica resistiva;

• A entrada de potenciômetro.

O cartão genérico também tem as interfaces que se seguem:

• As várias entradas discretas: terra (aberto) ou 28 V DC (aberto);

• múltiplos receptores ARINC 429 (alta ou baixa velocidade);

• Múltiplss entradas discretas / aberta de até 200 mA.

A segunda placa de circuito no módulo CSIO tem mais entradas e interfaces personalizadas do que as disponíveis no cartão genérico de I/O. A segunda placa de circuito está conectada ao cartão genérico de E/S através de um conector. O processador no cartão genérico controla o hardware de E / S. O cartão de I / O tem os circuitos que se seguem:

• As entradas de termopar;

• Receptores RS-422;

• Entradas de baixa nível DC;

• Entradas de tacômetro;

• Entradas digitais;

• Entradas analógicas AC;

• Unidade de deslocamento linear variável (VDTL).

2 Módulos de entrada e saída de dados CIO

O módulo CIO é uma interface para de dados I/O para o barramento ASCB-D. O módulo CIO é uma interface para o sistema controlador de telas, dispositivos de controle de cursor (CCD) e as unidades multifunções de controle de exibição (MCDU). O módulo de CI/O 2 também tem um circuito de alerta sonoro de aviso sonoro no cockpit.

O módulo fornece interfaces que se seguem:

• Receptores RS-422;

• Transmissores RS-422;

• O receptor de RS-232;

• O transmissor de RS-232;

• Receptores de ARINC 429;

• O gerador de áudio analógico com duas saídas em buffer (para fonética de avisos);

• Entrada aberta discreta;

• 28 V DC / entrada discreta aberta (para alerta sonoro);

• As entradas versátil discreta (qualquer combinação de aberto ou 28 V DC);

• Saídas digitais de 500rnA cada;

• Saída aberta discreta 28 V DC (usada para controladores);