BAEシステムズ・ロチェスターの戦闘機パイロット装備テストの舞台裏

ベネディクト・エヴァンスの言葉

BAE システムズ ロチェスターは、航空宇宙および防衛企業のファラデー テスト センターとそのシミュレーションおよび合成環境施設の本拠地です。 ここのチームは、内部プログラムと外部顧客の両方に、商業、民間、軍事、航空宇宙製品の複雑なテスト プログラムと UKAS 認定の資格を提供しています。

ロチェスターの研究所では、フライト スティック、ヘルメット、除細動器、さらには電子レンジに至るまで、さまざまな製品が出荷されています。 それに応じて資格要件も多様化します。 しかし、BAE システムズ ロチェスター社は、そこで開発されたヘルメットマウント ディスプレイ (HMD) および戦闘機パイロットが使用するヘッドアップ ディスプレイ (HUD) 技術におけるいくつかの重要な進歩で最もよく知られています。

BAE Systemsのロチェスター施設にあるワイドボディジェットフライトシミュレーターのパイロットコントロール(画像: BAE Systems / Christopher Ison)

ロチェスターのファラデー テスト センターは、電磁両立性 (EMC) テストと環境テストを実施しています。 ポール・デイヴィソンはファラデーセンターのマネージャーを 18 年間務め、その進化に不可欠な役割を果たしてきました。 センターは数年前に再編されました。 加えられた変更は、ワンストップの資格部門としてセンターの効率を向上させると同時に、チームメンバーのスキルを向上させ、仕事への関与を高めるのに役立ちました。

「以前、テスト センターには 4 つの別々のチームがありました。環境ラボ、電磁伝導性ラボ、2 階に設計エンジニアとプログラム管理チームがありました。その配置がばらばらだったので、私たちはすべてを 1 つの部門にまとめ、協力して作業できるようにしました。」と氏は言います。デイヴィソン。

テスト センターの有効性が最も顕著に表れるのは、2014 年から開発が進められ、今後数年以内に使用開始される予定の Striker II HMD の高度な機能です。 BAEシステムズはストライカーIIについて数カ国と協議中で、ロチェスターの拠点では必要に応じて月に最大80機を製造できる可能性がある。

前任者をはるかに上回る性能にもかかわらず、ストライカー II は価格が 40 万ドルの F-35 ヘルメットよりも安価です。 BAE Systems のビジネス開発責任者である Allan Charles 氏は、「私たちはこれを世界で最も先進的なヘルメット装着型ディスプレイとして公然と宣伝しています」と述べています。

チームが Striker II を開発した速度と効率は、BAE System の開発チームとテスト チームの間で確立されたプロセスとそのシミュレーション施設の使用のおかげです。 BAE Systemsのヘッドマウントディスプレイ担当ディレクター、ナイジェル・キッド氏は「ストライカーIIの設計のすべてと、高速風による爆風などの特殊なテストを除くテストの大部分はここで行われる」と語る。 「ここで行われる製造は、世界的なサプライチェーンによって支えられています。」

BAE Systems の恒温槽内の温度は -70°C まで下げることができます (画像: BAE Systems)

アナログからデジタルへの移行は、安全性とシンプルさを最優先して設計された HMD にとって開発のパラダイムシフトでした。 しかし、この変化は複雑な課題をもたらします。 古いバージョンに存在していたかさばる陰極線管を取り除き、4K デジタル ディスプレイを採用することでヘルメットが軽量になり、シンボルの輝度と明瞭さがアップグレードされ、パイロットのより迅速で本能的な反応が可能になります。 これらは、ストレスの高い戦闘状況で使用される場合に理想的な機能です。

「ストライカー II は、F-35 で利用可能なものよりも一世代先を行っています」とキッド氏は言います。 「カメラ技術は、ヘルメットの能力に常に追いつき、一致させる必要があります。その逆ではありません。空間オーディオは強力にステレオであり、ナイトビジョンを装備していてもシンボルが見えるのです。」

開発およびテスト段階の長さを最小限に抑えることは、BAE Systems とその顧客にとって重要な考慮事項です。 中断を最小限に抑えてテストを繰り返すことができるため、開発が迅速化されます。 各チームはまた、開発の 1 つのフェーズから次のフェーズに可能な限り前進することを目指しています。 ただし、ストライカー II などの先進的な軍事装備に必要なテストの範囲を軽視することはできません。 テスト中に何百ものテスト記事が限界点を超えてテストされます。

「私たちは多くの資産を破壊しますが、それには長い時間がかかります」とキッド氏は言います。

ファラデー テスト センターで行われる環境および EMC テストは、3 つの電波暗室と 10 の気候室によって促進されます。 スリップテーブル、過圧容器、ショックマシン、遠心分離機、塩水噴霧室があります。

パイロット機器の振動試験に使用されるスリップテーブル（画像：BAE Systems）

振動試験は、BAE Systems ロチェスターにおけるこのフライト スティックなどのコンポーネントの認定および認証試験の主要部分を占めています (画像: BAE Systems)

各テストベッドはカスタムメイドで、高度に専門化されており、高価です。 リードタイムは最大 18 か月で、各気象室の費用は 120,000 ポンド (145,000 米ドル) を超え、電波暗室の費用は約 500,000 ポンド (600,000 米ドル) になります。 気候室のうち 3 つは、温度、高度、湿度の急激な変化をシミュレートでき、温度は -70 °C (-94 °F) まで急降下し、140 °C (284 °F) まで上昇します。 衝撃機は最大 300G の出力が可能で、遠心分離機は 30G に達します。

ヘリコプター部品の最近の一連のテストは 6 週間続き、テスト対象物は長期間にわたって非常に過酷な条件にさらされました。 蓄積されたストレスは、テストされるアイテムとテストベッド自体の両方にかかっています。 効率を維持するために、チャンバー、特に環境実験室のメンテナンスには常に細心の注意が払われています。

「製品は航空機の耐用年数にわたって機能する必要があるため、極限までテストされます。25 年間も製品を振動させ続けることはできません。そのため、より高いレベルでより短い期間のテストを行っています」とデービソン氏は言います。 「私たちは最大10年先を見据えて継続的に投資計画を立てています。」

環境テストベッドのアップグレードにおける次のマイルストーンは、より速いランプレートとより短いサイクルタイムを達成することです。 これらの目標を達成するために、デービソン氏のチームは 35 万ポンド (42 万米ドル) の新しい気候室を検討しています。

BAE Systems のロチェスター施設は世界クラスであり、BAE Systems の成功と革新能力に結びついています。 社内外の無数の関係者とテストと開発のための製品のパイプラインを考慮すると、そのコアチーム内の情熱は明らかです。 また、研究開発、テスト、ISO/IEC 17025 までの認定、シミュレーション、アフターサービスをその場で処理できるため、Striker II などのテクノロジーを開発するための設備も備えています。シミュレーションおよび合成環境施設は、ファラデー テストから歩いてすぐの場所にあります。中心。 VR、AR、シミュレーターを組み合わせてホストし、エンジニアが製品や機器を開発および調整できるようにします。

シミュレーターは、暗視機能を備えたヘッドアップディスプレイなどの機器をテストするために使用されます(画像: BAE Systems / Christopher Ison)

イギリス空軍の台風試験評価飛行隊 41 TES は、ストライカー II の開発を支援するためにこの施設を使用しました。 同飛行隊は、ストライカー II について開発チームに貴重なフィードバックを提供しました。 フィードバックは、BAE システムが戦闘機ユーロファイター タイフーンを製造するワートン施設からの自社の業界テスト パイロットからも提供されています。

「各段階で改善が繰り返されてきました。私たちはフィードバックに基づいて製品に機能を導入し、製品が必要なことを確実に実行できるようにすることができました。」とキッド氏は言います。ファラデー テスト センターと同様、細心の注意が払われます。装置の。

「1992年に施設に組み込まれたヘリコプターシミュレーターがあり、当時の費用は100万ポンドだった。それは今でも使われている」とシミュレーション施設マネージャーのポール・ハリソン氏は語る。

「業界の要件に合わせてシミュレーションと合成環境を変更およびアップグレードするのは非常に迅速かつ即応性があります」と彼は付け加えました。

このシミュレーション施設には、BAE Systems の最新の HUD、LiteWave を備えた民間航空シミュレーターも設置されています。 ヘリコプター シミュレーター、戦闘機シミュレーター、民間航空シミュレーターを 1 つ屋根の下に揃えることは、BAE Systems にとって大きな資産です。 これは、英国および海外における姉妹施設の発展の基盤として機能してきました。

ファラデー テスト センターとシミュレーションおよび合成環境施設との共生関係は明らかであり、テクノロジーが進化するにつれて、BAE システムズのロチェスター サイトも進化するでしょう。

2005 年以来、主にユーロファイター タイフーン戦闘機パイロットが使用するために、約 1,000 個のストライカー I ヘルメットが製造されてきました。 ストライカー II ヘルメットは、2014 年のファンボロー航空ショーでその代替品として発表されました。その最も近い競合製品は、主にロッキード マーティン F-35 ライトニング II で使用されている F-35 Gen III ヘルメット取り付けディスプレイ (HMD) システムです。

Striker II は、HMD テクノロジーにおけるいくつかの進歩を特徴としています。 そのディスプレイは、分散型アパーチャ センサー アレイと航空機の周囲に分散された高解像度カメラからのオーディオビジュアル入力を使用して、周囲環境のライブ フィードを提供します。

ライブ フィードにより、パイロットは航空機の構造 (床など) を見ることができます。 この機能は、フルカラー ディスプレイ、統合ナイト ビジョン、ピクチャー イン ピクチャー テクノロジー、およびほぼゼロの遅延で 3D 空間オーディオと組み合わされています。

シンボルには対気速度と高度が含まれており、敵と味方をさまざまな色で強調表示します。 Striker II はプラットフォームに依存せず、アナログとデジタルの両方のドライブ電子機器と互換性があります。

BAE Systems Rochester の EMC 実験室には、フェライト プレートとカーボンを含むプレートの両方が並べられています。 電波暗室は、RF 伝導放射、放射放射、ボルト電流注入、静電気放電、核電磁パルス試験に及ぶ非常に複雑な試験を実施するために再配置できます。

すべてのテストは、電気デバイスが過剰なノイズを発生させず、相互に干渉しないことを確認するように設計されています。

BAE Systems のロチェスター施設にある 3 つの電波暗室のうち 1 つの内部 (画像: BAE Systems / Christopher Ison)

EMC 研究所の資格グループリーダー、ケン・モーリー氏は、「騒音の大きい機器の隣を歩いているために携帯電話が動作しなくなったら、それは不便です。高度 30,000 フィートで飛行していて、飛行制御コンピューターが動作しなくなったら、それは不便以上のものです。」

モーリーと彼のチームは、それを超えて行動する傾向があります。 たとえば、BCI テストの商用標準は 300mA ですが、EMC 研究所は最大 4A までテストできます。 チームはまた、周波数領域ではなく時間領域全体で測定を行う最新の高速フーリエ転送 (FFT) 受信機を統合し、テスト時間を数時間短縮しました。 「DO160 の一般的な伝導性放出掃引を 20 ミリ秒の滞留時間で行うと、約 50 分かかります。FFT 受信機を使用すると、約 2 分かかります」と Morley 氏は言います。