Quanta capacidade de computação é necessária para manter os aviões comerciais e militares voando?

Question

Quanta capacidade de computação é necessária para manter os aviões comerciais e militares voando?

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Sempre me perguntei que tipo de poder de computação é necessário para manter os aviões comerciais e militares modernos no ar?

Existem muitos sistemas de um avião comercial moderno (por exemplo, um Airbus A350), que precisariam ser automatizados e controlados por computador, um exemplo que vem à mente é o piloto automático, outro é os instrumentos de vôo.

Similarmente, estou assumindo que haveria muitos sistemas (por exemplo, fly-by-wire) que precisam ser controlados por computador em um jato militar moderno (por exemplo, F-22 Raptor).

Que tipo de poder de computação é necessário para executar aviões comerciais e jatos militares, e como eles se comparam, e como o poder de computação deles se compara ao poder de computação das CPUs comerciais modernas? (Poderia meu processador Intel i7 de segunda geração, com o hardware apropriado para transformá-lo em um PC, hipoteticamente ser capaz de controlar todos os sistemas automatizados em um avião comercial moderno ou jato militar?)

military commercial-aviation flight-instruments fly-by-wire software

por Perturbative 29.11.2017 / 01:13

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Para aviões comerciais: o poder de computação é definido durante o desenvolvimento e certificação do tipo. O A320 foi desenvolvido na década de 1980 e ainda usa processadores Intel 80186 e Motorola 68020. Seu CPU i7 seria capaz de rodar anéis em torno de qualquer coisa a bordo do avião comum.

Mas a capacidade de processamento é de importância secundária para os aviões, a segurança e a redundância estão no centro das atenções. Qualquer capacidade de processador que pode fazer o trabalho é boa o suficiente, e é apenas o começo de todos os aspectos que entram na certificação de um avião, incluindo seus sistemas.

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Os aviões militares são diferentes, em que os requisitos são mais prementes e os riscos aceitos são maiores. Sim, os modernos aviões fly-by-wire usam sistemas digitais, no entanto, quando o F-16 saiu com um sistema de controle fly-by-wire, era um sistema analógico redundante quádruplo, com um requisito de processamento digital de zero. Estes foram atualizados para o fly-by-wire digital no upgrade do bloco 40/42 no início dos anos 90, então novamente o fly -by-wire usou processadores bastante primitivos pelos padrões de hoje.

Generalizando, o longo tempo de desenvolvimento e certificação / pronto para a missão dos sistemas de aeronaves significa que qualquer sistema a bordo usa o poder de processamento que está por trás das especificações mais recentes do mercado.

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O código de voo geralmente não é inteligentemente projetado para ser eficiente, mas sim claro e simples, portanto, uma reconfiguração de otimização pode economizar um pouco de tempo da CPU. Se você tiver apenas 1 processador, não terá nenhuma redundância para se preocupar, não será necessário registrar falhas ou redigir os dados, pois somente uma coisa que pode falhar, somente a E / S necessária seria diretamente dos sensores e dos controles / exibições. Deixa você com apenas as funções principais para processar. Isso diminui a carga do processador em pelo menos metade. Livre-se do SO particionado, TAWS, visão sintética, controla o canal b, assuma que sensores externos e controles nunca falham e talvez, apenas talvez, você (não eu) possa voar em um único i7 multi-core, por algum tempo.

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Com a potência atual do processador, o Gerenciamento de Voo seria mais do que possível. As operações matemáticas em um sistema de controle de vôo automático são bastante simples (multiplicação de matrizes, algumas funções de transferência, alguns filtros) para uma cpu dos padrões atuais.

O truque seria ter um sistema operacional robusto (em tempo real talvez) e manipular a E / S dentro da janela de tempo requerida para o controle.

Esta resposta assume que os dados GPS e INS estão fundidos em um dispositivo separado, e os comandos do atuador são acionados através de servo-atuadores.

Especialmente em aeronaves militares, e também em aeronaves comerciais, vários filtros de alta freqüência precisam ser incluídos no controlador, para dissociá-lo dos modos estruturais. Isso traz mais requisitos computacionais, mas seria facilmente manipulado pelo processador, desde que a E / S de dados necessária não sufoque o processador.