BAE Systems: F-35 için entegre yapısal test rejimi

Genel Bakış

Binlerce kanallı bir yapısal test, teknik olarak bir ölçüm problemi gibi görünse de asıl zorluk veri yönetimindedir. Kanal sayısı arttıkça, doğru veriyi doğru kişiye doğru zamanda ulaştırmak, sensör seçmekten daha belirleyici hâle gelir.

BAE Systems, F-35 Lightning II savaş uçağının gövdesinde kapsamlı yapısal (statik ve yorulma) testlerinden sorumludur. Uçağın operasyonel ömrü boyunca gövdenin test edilmesi ve devasa hacimdeki test verisinin uluslararası, dağıtık test tesisleri arasında yönetilip paylaşılması gerekiyordu.

Büyük ölçekli yapısal testin zorlukları

Tam ölçekli bir uçak gövdesi testi, laboratuvar ölçeğindeki bir deneyin büyütülmüş hâli değildir; nitelik olarak farklı problemler üretir.

• Kanal yoğunluğu: Binlerce gerinim ölçer, yük hücresi ve deplasman sensörü; her biri ayrı kablolama ve kanal yapılandırması demektir.
• Test süresi: Yorulma testleri aylarca sürer; sistemin bu süre boyunca kararlı ve kesintisiz çalışması gerekir.
• İzlenebilirlik: Her kanalın kalibrasyon durumu, sensör kimliği ve yapılandırma geçmişi belgelenmiş olmalıdır.
• Dağıtık ekipler: Veriyi üreten tesis ile değerlendiren ekip farklı ülkelerde olabilir; paylaşım gecikmesi doğrudan karar gecikmesidir.
• Veri hacmi: Uzun süreli ve çok kanallı kayıt, otomatik işleme olmadan yönetilemeyecek boyuta ulaşır.

Bu beş kısıt birlikte ele alındığında, çözümün tek bir cihaz değil uçtan uca bir sistem olması gerektiği ortaya çıkar.

Yaklaşım

HBK, büyük ölçekli ve entegre bir veri toplama ve analiz sistemi sağladı: 8 kabin içinde 32 MGCplus ünitesi ile 3.800'den fazla ölçüm kanalı, catman Enterprise yazılımı ve bir Ölçüm Verisi Sunucusu; ayrıca otomatik depolama, analiz ve grafikleme için nCode Automation ve GlyphWorks, gerçek zamanlı veri paylaşımı için MD Client.

Binlerce kanalı yönetilebilir kılmak

3.800 kanallı bir sistemde her kanalı tek tek yapılandırmak mümkün değildir. Ölçeklenebilirliği sağlayan şey, kanal yapılandırmasının merkezî olarak tanımlanması ve şablonlar üzerinden uygulanmasıdır.

Bu ölçekte en sık yaşanan sorun, bir veya birkaç kanalın sessizce bozulmasıdır. Binlerce kanal içinde bozulmuş bir kanalı gözle fark etmek mümkün değildir; bu yüzden kanal sağlığının otomatik olarak izlenmesi, sistemin ayrılmaz bir parçasıdır. Çok kanallı köprü ölçümü için MGCplus ve mekanik ve yapısal veri toplama çözümleri, yapılandırma ve kayıt yönetimi için catman Enterprise kullanılır.

İzlenebilirlik: kalibrasyondan rapora

Yapısal test verisi, uçağın sertifikasyon dosyasının parçası olur. Bu nedenle her ölçümün hangi sensörle, hangi kalibrasyon durumuyla ve hangi yapılandırmayla alındığının belgelenmesi gerekir. İzlenebilirlik burada bir kalite tercihi değil, zorunluluktur.

Pratikte bu, kalibrasyon kayıtlarının ölçüm sistemiyle bütünleşmesi anlamına gelir: her kanalın sensör kimliği, kalibrasyon tarihi ve geçerlilik süresi sistemde tutulur, süresi dolmuş bir kanal kayıt sırasında işaretlenir. Kalibrasyon zincirinin nasıl kurulduğunu düzenli kalibrasyon yazımızda ele aldık; gerinim ölçüm zincirinin kurulumu için gerinim ölçer temelleri yazımıza bakabilirsiniz.

Statik ve yorulma testi: iki farklı gereksinim

Tam ölçekli gövde testleri iki ayrı kampanya olarak yürütülür ve ikisi ölçüm sisteminden farklı şeyler ister.

Statik testte yapı, tasarım sınır yüklerine kadar kademeli olarak yüklenir. Burada belirleyici olan ölçümün mutlak doğruluğu ve kararlılığıdır; yükleme adımları yavaş olduğu için yüksek örnekleme hızı gerekmez, ancak sıfır kararlılığı ve sürünme doğrudan sonuca girer. Ölçülen gerinim dağılımı, sonlu elemanlar modelinin doğrulanmasında kullanılır.

Yorulma testinde ise yapı, ömrünü temsil eden yükleme çevrimlerine aylar boyunca maruz bırakılır. Burada mutlak doğruluktan çok uzun dönem kararlılığı ve kesintisiz kayıt önem kazanır. Kanal sayısının yanı sıra veri hacmi de belirleyici olur; her çevrimin ham hâlde saklanması yerine, çevrim sayımı gibi türetilmiş büyüklüklerin kayıt sırasında hesaplanması tercih edilir.

İki kampanyanın ortak noktası, aynı sensör ağının kullanılmasıdır. Bu nedenle sistem, iki farklı çalışma moduna yapılandırma değişikliğiyle geçebilmelidir.

Otomatik analiz: veriyi rapora dönüştürmek

Binlerce kanaldan aylarca toplanan veri, elle analiz edilemez. Bu ölçekte analiz de otomatikleşmelidir: kayıt tamamlandığında önceden tanımlanmış işlem zinciri çalışır, kanallar doğrulanır, türetilmiş büyüklükler hesaplanır ve standart grafikler üretilir.

Yorulma testlerinde bu zincirin merkezinde çevrim sayımı bulunur. Ölçülen gerinim zaman serisinden, yapının gerçekte maruz kaldığı yükleme spektrumu çıkarılır ve tasarım varsayımlarıyla karşılaştırılır. nCode ailesi, özellikle GlyphWorks bu tür test verisinin işlenmesi için geliştirilmiştir; tasarım tarafındaki CAE yorulma analizi için ise DesignLife kullanılır.

Otomasyonun ikinci faydası tutarlılıktır. Aynı işlem zinciri her kayda uygulandığında, farklı mühendislerin farklı yöntemlerle ürettiği ve karşılaştırılamayan sonuçlar ortadan kalkar.

Dağıtık ekipler ve veri paylaşımı

Uluslararası bir program kapsamında test verisi, üretildiği yerden başka noktalarda değerlendirilir. Bu durumda gecikme, doğrudan karar gecikmesine dönüşür: bir testte beklenmedik bir sonuç çıktığında, bir sonraki test adımına geçmeden önce ilgili ekiplerin görüş vermesi gerekir.

Merkezî bir ölçüm verisi sunucusu ve buna bağlı istemciler, bu paylaşımı standart bir sürece dönüştürür. Veriye erişen her ekip aynı kaynağı, aynı meta verilerle görür; e-posta ekiyle dolaşan ve sürümü belirsiz dosyalar ortadan kalkar.

Kullanılan HBK çözümleri:

• MGCplus veri toplama sistemi (32 ünite / 3.800+ kanal)

• catman Enterprise + Ölçüm Verisi Sunucusu

• nCode Automation & GlyphWorks

• MD Client

Sonuçlar

Sistem, mühendislere tam izlenebilir ve kalibre edilmiş ölçümler sunuyor; BAE Systems, bir test tamamlandıktan sonra iki saat içinde doğrulanmış yapısal test verisini birden fazla uluslararası ekibe iletebiliyor. Bu da uçağın yapısal bütünlüğüne duyulan güveni önemli ölçüde artırıyor.

İki saatlik bu döngü süresi, teknik bir ayrıntıdan fazlasıdır: test programının hızını belirler. Veri paylaşımı günler sürdüğünde test tesisi bekler; saatlere indiğinde program kesintisiz ilerler.

Aynı yaklaşımı daha küçük ölçeğe taşımak

Bu vakadaki ilkeler, üç yüz kanallı bir test için de geçerlidir. Kanal yapılandırmasını merkezî ve sürümlenebilir tutmak, kanal sağlığını otomatik izlemek, analiz zincirini önceden tanımlamak ve veriyi tek bir kaynaktan paylaşmak; hepsi ölçekten bağımsız kazanç sağlar.

Yapısal test ve izleme kurgusu için mekanik test çözümleri ve yapısal sağlık izleme sayfalarına bakabilirsiniz.

Ne yapmalı

Mevcut test altyapınızı değerlendirirken şu soruyu sorun: bir test tamamlandıktan sonra doğrulanmış veriyi ilgili ekiplere ulaştırmanız ne kadar sürüyor? Bu süre, ölçüm sisteminizin gerçek performansının en dürüst göstergesidir.

Çok kanallı yapısal test altyapınızı kurgulamak veya mevcut sistemi genişletmek için bizimle iletişime geçebilirsiniz.

Kaynak: HBK — BAE Systems