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최신 전투기급 항공기 내부 통신 인터페이스 소개 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.33 no.11, 2016년, pp.39 - 49  

유재성 (한화시스템) ,  박한준 (한화시스템)

초록
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본고에서는 항공기 시스템 내부의 인터페이스를 비행제어 시스템 인터페이스와 항공전자 시스템 인터페이스로 구분하고, 각 시스템 인터페이스의 개요, 발전동향, 인터페이스 별 특성, 적용현황에 대해 기술한다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • AS6802는 실제 항공기 인터페이스에 적용된 사례는 없으나 ARINC-664 Part7 규격을 수용하고 전체적인 네트워크 시간 동기화로 통신 예측 (Determinism) 기능을 제공한다. 따라서 AS6802는 항공전자 시스템뿐만 아니라 비행제어 시스템에도 활용이 가능하며, 나아가 항공기 전체를 동일한 통신 인터페이스로 적용이 가능할 것으로 판단되어 간략히 소개하고자 한다.
  • 본 절에서는AS6802 제공하는 (1)여러 타이밍 요구를 수용할 수 있고 (2) 명료한 동기화 (3) 유연한 고장감내 특성에 대해 좀더 상세히 살펴보도록 하겠다.
  • 본고에서는 최신 전투기급 항공기 및 민항기에 적용되고 있거나 적용 가능한 데이터 통신 인터페이스의 특성 및 적용 방안에 대해 살펴 보았다. MIL-1394, ARINC-664 Part7, AS6802 모두 항공기 인터페이스 요구도를 충족시키기 위해 각각 다중화, 고장감내, 예측된 데이터 통신 기능을 제공하고 있다.

  • II. 본론

    본론에서는 MIL-1394, ARINC-664 Part7, AS6802 통신 인터페이스에 대해 세부적인 특성과 적용 사례 및 시스템 구성 방안을 살펴본다.

  • 본론에서는 전투기급 항공기의 비행제어 및 항공전자 시스템 인터페이스의 특성을 기반으로 F-35(JSF)의 비행체 제어 시스템에 적용된 MIL-1394, Ethernet을 기반으로 제어 시스템에 특화된 AS6802/Time Triggered Ethernet, 민간 항공기에서 항공전자 인터페이스로 적용되고 있는 ARINC-664 Part7 인터페이스에 대해 조금 더 자세한 내용과 적용 사례를 소개하고 결론에서는 3가지 인터페이스의 특성을 요약 정리하고자 한다.
  • 비행제어 시스템 인터페이스는 비행제어 컴퓨터를 중심으로 조종사 입력장비, 비행제어용 센서의 신호 연동을 목적으로 한다. 비행제어 시스템은 안전 치명적(Safety Critical) 특성으로 인해 데이터 전송에 대한 예측(Deterministic)이 가능 해야 하며, 고장이 발생해도 항공기의 안전에 이상이 없어야 하고(Fail-Safe), 고장 간 시스템을 운용할 수 있는(Fail Operative) 기능이 요구된다.

가설 설정

  • (1) 네트워크 토폴로지의 사전설정: 시스템 요구도 및 탑재 장비 특성에 따라 사전에 토폴로지를 구성하여 대역폭 및 고장감내 기능을 보장한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
항공기 인터페이스인, MIL-1394, ARINC-664 Part7, AS6802 각각의 적용 방안에 대해 서술하시오 MIL-1394 인터페이스는 F-35 JSF의 비행체 제어시스템 네트워크로 사용되어 이미 그 성능과 신뢰성이 입증되었다. ARINC-664 Part7은 처음 민간항공기에서 적용되었으나 고장 감내 및 대역폭 보장 기능으로 전투기급 항공기의 항공전자 시스템 인터페이스로 자리잡기 시작했다. AS6802는 아직 항공기에 적용된 사례는 없으나 타이밍 특성, 타 Traffic과 공존할 수있는 유연성을 가지고 있어 항공기 내부 인터페이스로 적용이 유력하다.
비행제어 시스템의 역할은 무엇인가? 항공기 내부 통신은 크게 항공기를 제어하는 비행제어 시스템 인터페이스, 임무를 위한 항공전자 시스템 인터페이스로 나눌수 있다. 비행제어 시스템은 조종사의 제어 명령과 자세, 가속도, 대기정보 센서 등의 데이터를 기반으로 항공기 조종면을 제어하는 역할을 수행한다.
비행제어 시스템에 요구되는 기능은 무엇인가? 비행제어 시스템 인터페이스는 비행제어 컴퓨터를 중심으로 조종사 입력장비, 비행제어용 센서의 신호 연동을 목적으로 한다. 비행제어 시스템은 안전 치명적(Safety Critical) 특성으로 인해 데이터 전송에 대한 예측(Deterministic)이 가능 해야 하며, 고장이 발생해도 항공기의 안전에 이상이 없어야 하고(Fail-Safe), 고장 간 시스템을 운용할 수 있는(Fail Operative) 기능이 요구된다. 특히 최신 전투기는 빠른 기동성 확보를 위해 의도적으로 정적 안정성이 보장되지 않도록 RSS(Relaxed Static Stability) 방식으로 설계됨에 따라 제어 루프에 비행제어 컴퓨터가 개입되지 않으면 항공기 안정성 확보를 위해 추가적인 조종사의 제어가 요구된다.
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참고문헌 (9)

  1. J.S. Yu, S.H. Park, "Analysis of SAE AS5643/MIL-1394 and ARINC-664/AFDX for Vehicle Management System", KSAS 2012 

  2. Richard Mourn, "IEEE-1394 and AS5643 bring deterministic networking to high reliability Mil-Aero Designs", DAP Technology (http://www.1394ta.org) 

  3. Mike Wroble, Jack Kreska, "SAE Mil-1394 For Military and Aerospace Vehicle Application", Lockheed Martin Aero. (http://ntrs.nasa.gov) 

  4. "SAE-AS5643 :IEEE-1394b interface requirements for and aerospace vehicle applications". SAE Aerospace, REV.A, 2006. 

  5. "SAE-AS6802 : Time Triggered Ethernet". SAE Aerospace, 2011. 

  6. "IEEE-1394b Interface Requirements for Military and Aerospace Vehicle Application", SAE AS5643, SAE International Group, 2006 

  7. "IEEE-1394b for Military and Aerospace Vehicles - Application Handbook", SAE AIR5654, SAE International Group, 2009 

  8. "Aircraft Data Network Part7: Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX) Network", ARINC-664 Part7, Aeronautical Radio INC., Annapolis, 2005 

  9. "Aircraft Data Network Part2: Ethernet Physical and Data Link Layer Specification", ARINC-664 Part 2, Aeronautical Radio INC., Annapolis, 2002 

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