Mit dem rasanten Fortschritt der Luft- und Raumfahrttechnologie werden moderne Flugzeuge immer stärker von Leit-, Navigations- und Flugmanagementsystemen abhängig. Die genaue Entwicklung, Validierung und Leistungsbewertung solch komplexer Avioniksysteme ist eine wesentliche Voraussetzung für technologische Innovationen. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, hat die Integrierte Simulationslösung für vierdimensionale Avionik-Führung und -Verifizierung wurde entwickelt - eine fortschrittliche Avionik-Simulationsplattform, die Echtzeitleistung, hohe Zuverlässigkeit und eine skalierbare Architektur vereint.

Das System basiert im Kern auf einem verteilten Echtzeit-Simulationsrahmen, der von einer HRT-Hardware-in-the-Loop-Simulationsplattform und dem Echtzeitbetriebssystem VxWorks unterstützt wird. Zusammen mit Hochleistungsprozessoren bietet es eine robuste Umgebung für die Ausführung von Steuergesetz-Zielcodes in Echtzeit. Die Lösung unterstützt volldigitale Simulationen, Hardware-in-the-Loop-Tests und integrierte Closed-Loop-Experimente und deckt damit das gesamte Spektrum von der Konzeptvalidierung bis zur technischen Verifikation ab. Ausgestattet mit 10 Simulationsrechnern und einer dreifach redundanten Struktur von 3 integrierten Navigationssimulatoren, gewährleistet die Plattform Zuverlässigkeit und Anpassungsfähigkeit für anspruchsvolle Luft- und Raumfahrtanwendungen.

Die Funktionen des Systems zeichnen sich durch Flexibilität und Integration aus. Erstens unterstützt es die Matlab/Simulink-Modellierung und den modellbasierten Entwurf, was ein schnelles System-Prototyping und eine automatische Zielcode-Generierung ermöglicht, während es gleichzeitig die Stateflow-basierte Modellierung für Single-Rate/Multi-Rate- und Single-Task/Multi-Task-Echtzeitcodes ermöglicht. Zweitens ermöglicht die Fähigkeit zur verteilten Echtzeitsimulation die Zerlegung eines Gesamtsystemmodells in verteilte Teilmodelle, die jeweils unabhängig voneinander auf verschiedenen CPUs mit optimierter Schrittgröße, Integrationsalgorithmen und Scheduling-Modi ausgeführt werden. Drittens bietet das System umfassende Unterstützung für Avionik-Schnittstellen, einschließlich ARINC429 und ARINC664, mit Echtzeit-Datenweiterleitung zwischen Netzwerken über RDC-Geräte, wodurch eine nahtlose Kompatibilität mit aktuellen und zukünftigen Avionik-Architekturen gewährleistet wird.

Aus der Sicht der Simulation und Visualisierung integriert die Lösung Vega Prime für eine realitätsgetreue 3D-Flugszenensimulation, die einen Geländemaßstab von 4000 km × 4000 km abdeckt. Sie ermöglicht eine vollständige Reproduktion der Flugphasen vom Rollen auf der Startbahn bis hin zu Start, Reiseflug und Landung. Ergänzend dazu steuert GL Studio die Cockpit-Anzeige und -Steuerungssimulation und bietet digitale Fluginstrumentenanzeigen, Flugplanungsmanagement, Fehlermanagement und Flug-/Navigationsstatusüberwachung. Ein bodengestütztes Luftverkehrssimulationssystem interagiert mit den Cockpitmodulen über eine RF-Datenverbindung und berechnet und visualisiert dynamisch Abweichungen zwischen tatsächlichen und geplanten Flugwegen.

Das System unterstützt auch die Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation durch echte Hardware-E/A-Schnittstellen, was die funktionale Substitution und Validierung mit Prototyp-Avionikgeräten unter betriebsnahen Bedingungen ermöglicht. Die benutzerfreundliche Mensch-Maschine-Schnittstelle ermöglicht eine einheitliche Verwaltung verteilter Simulationsmaschinen und bietet Funktionen wie Zielcodegenerierung, Laufzeitsteuerung, Online-Parameterabstimmung und Modellüberwachung. Selbst unter komplexen Versuchsbedingungen sorgt das System für einen effizienten und stabilen Betrieb.

Mit diesen Merkmalen ist die Integrierte Simulationslösung für vierdimensionale Avionik-Führung und -Verifizierung ist in vielen Bereichen einsetzbar: Hardware-in-the-Loop-Laboratorien für Lenkwaffensysteme, Radar- und Multispektralsuchkopf-Tests, Trägheits- und Satellitennavigationssimulationen sowie dreidimensionale Flugbahn- und Flugvisualisierung für Lenkmunition. Es bietet Forschern und Ingenieuren eine realistische und zuverlässige Testumgebung und dient gleichzeitig als leistungsstarke Plattform für Innovationen im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnologien der nächsten Generation.