Scientific Aviation Association(FVA)は航空機の部品や航空機そのものの研究・開発を行っている組織で、ドイツ・アーヘンに拠点があります。彼らは100年以上の歴史があり、これまで多くのイノベーションを生み出しており、航空業界で定評があります。彼らの最新のイノベーションはハイブリッド電動航空機FVA30です。FVA30は最新のバッテリマネジメントや冷却技術、ハイブリット発電、重要な航空機制御等の画期的な技術を組み合わせて作られています。機体は最新のグライダーに相当しますが、Vテールの上部2つの電気モータはこの航空機が単なるグライダーではないことを示しています。FVA30のプロトタイプはVテールの先端にモータを搭載したハイブリット電動航空機の部品試験・検証に理想的なプラットフォームを提供します。この技術の認証を取ることが最も難しかった為、大規模な検証やテストが可能なツールが必要でした。
Purpose
このハイブリット電動航空機を設計・検証するには、各部品や制御戦略をテストし、各航空局の要件に準拠している必要がありました。SpeedgoatとMathWorksのソリューション提供前は、モデリング・シミュレーション・テストプラットフォームがないため、ソフトウェアやハードウェアの部品を複数接続する必要がありました。FVA30の設計を始めてまもなく、FVAのエンジニアたちは分割された個々のツールを用いても設計・検証が不十分だと気付きました。つまり、分割された複数のツールでは、新しいアイデアやコンセプトを試すことができなかったのです。このハードルを乗り越える為に、全てのアルゴリズムをSimulink®で設計し、最終的なコントローラのプロトタイプとしてSpeedgoatを活用することを決めました。Speedgoatマシンはデータ取得や信号生成のためのシームレスなIOの提供だけでなく、新しい制御コンセプトを繰り返しテストし、簡単に正しいエラー処理を証明することができます。さらに、スクリプトやドキュメント等、すべてのテストを自動化でき、要件を満たすための包括的かつ効率的なテストを実現しました。
MIS Solution
彼らはBaselineを様々な用途で活用しており、アナログ及びデジタルIOはスロットルやエレベータ条件、さらに操縦者による動きに関連するモータ制御などのコマンドの読み取りに使われています。 そしてSimulinkをベースとした複雑な制御アルゴリズムが、リアルタイムにトルクの値を計算且つインバータを制御し、既製品のバッテリマネジメントシステム(BMS)にCAN経由でコマンドを送信しています。このBMSは例えば、飛行前・中・後の電池の安全性を確認する等、SoC(State of Charge)とバッテリ温度を監視しています。この情報はメインコントローラへ定期的に送られ、操縦者に必要な情報を提供できます。Simulinkとシームレスに統合されたフル機能のコントローラを使用することで、彼らはシステムを迅速に診断・弱点を特定し、コンプライアンス試験で自動的に適切な動作を確認することができます。
Simulinkとシームレスに統合したSpeedgoatプラットフォームは航空機向けのCS-22/CS-23やバッテリ向けのDO-160/DO-311等の企画に準拠した効率的なツールチェーンを提供します。さらに今後の自動操縦の搭載など、さらなる検証の可能性を秘めています。
