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Proveedores y fabricantes de registradores de datos
Futuris Electronic
Procesamiento de imágenes resistente y electrónica de misión crítica para sistemas de defensa
Gold Partner
UAV Navigation-Grupo Oesía
Tecnologías de control de vuelo y navegación sin GNSS de última generación para plataformas UAV militares y gubernamentales.
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Resumen de los registradores de datos de misión para plataformas militares y de defensa
Introducción a los registradores de datos de misión
Los registradores de datos de misión capturan y conservan la información generada por aeronaves, vehículos, sensores, ordenadores de misión, equipos de comunicaciones y otros sistemas de defensa. A diferencia de un registrador de datos de vuelo convencional, que se asocia principalmente con la seguridad y la investigación de accidentes, otros registradores de datos de misión pueden servir de apoyo para el análisis operativo, el aprovechamiento de la inteligencia, las pruebas y la evaluación, el mantenimiento, la formación y el desarrollo de sistemas. No están protegidos de forma inherente contra accidentes, a menos que se hayan diseñado y homologado específicamente para esa función.
Las plataformas militares modernas pueden generar simultáneamente múltiples flujos de datos de alta velocidad, lo que hace que el ancho de banda del registrador, la compatibilidad de las interfaces, la precisión temporal, la capacidad de almacenamiento, la integridad de los datos y la resistencia ambiental sean aspectos importantes a tener en cuenta en el diseño. Por lo tanto, un registrador de datos resistente puede capturar datos de aviónica, sensores, telemetría, vídeo y otros datos de alta velocidad en un único sistema integrado.
Registrador de datos de vuelo FDR01 de UAV Navigation-Grupo Oesía
Tipos clave de datos y señales
Datos de aviónica y del bus del vehículo
Un registrador de datos de aeronaves puede capturar el tráfico de los buses de aviónica para proporcionar un registro sincronizado del estado de la aeronave, el comportamiento del sistema, los comandos y las comunicaciones entre subsistemas. Dependiendo de la plataforma, las fuentes registradas pueden incluir MIL-STD-1553, ARINC 429, ARINC 717, CAN, Ethernet y otras redes de la aeronave. En las plataformas terrestres militares se utilizan arquitecturas similares de registradores de datos de la aeronave.
Datos de radar y de guerra electrónica
Los sistemasde radar, guerra electrónica e inteligencia de señales pueden generar datos digitales de gran ancho de banda que plantean exigencias significativas en cuanto al rendimiento del almacenamiento. Un registrador de datos de RF o un registrador de señales de RF puede capturar información digitalizada de señales de RF o en fase/cuadratura (I/Q) para su posterior procesamiento, mientras que los sistemas de grabación de misiones pueden conservar los datos de control, sincronización y metadatos asociados necesarios para reconstruir un evento operativo.
Datos de sensores EO/IR y vídeo
Las cargas útiles electroópticas e infrarrojas (EO/IR) pueden producir vídeo continuo, imágenes, datos de selección de objetivos y metadatos de los sensores. La grabación de estos flujos permite a los operadores y analistas revisar el rendimiento de los sensores, reconstruir misiones, evaluar objetivos y correlacionar las imágenes con otra información de la plataforma. Las cargas útiles de alta resolución pueden requerir un rendimiento de escritura sostenido considerable y una gran capacidad de almacenamiento.
Comunicaciones y audio
Los registradores de datos de misión pueden capturar comunicaciones digitales, tráfico de radio, audio de intercomunicación, paquetes de red e información de enlace de datos. La grabación de las comunicaciones junto con los datos de los sensores y de la plataforma puede proporcionar un contexto valioso durante el análisis de la misión, las pruebas, la formación y la resolución de problemas, especialmente cuando es necesario reconstruir la información procedente de varios sistemas en una línea temporal común.
Datos de navegación, posición y sincronización
Las fuentes de navegación, como los receptores del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), los sistemas de navegación inercial (INS) y los ordenadores de misión de la plataforma, proporcionan información sobre la posición, la velocidad, la actitud y la sincronización. La grabación de estos datos permite asociar las observaciones de los sensores y los eventos del sistema con la ubicación y la orientación de la plataforma. La precisión en la sincronización es especialmente importante cuando se analizan conjuntamente múltiples fuentes de datos independientes. La sincronización puede derivarse del GNSS, de los códigos de tiempo IRIG o del Protocolo de Tiempo de Precisión (PTP) IEEE 1588, en función de la arquitectura de la plataforma.
Señales analógicas, discretas y digitales
Las plataformas militares de ensayo y operativas también pueden requerir que se registren, junto con el tráfico de red, entradas de tensión analógicas, estados discretos, canales serie y otras señales digitales. Un registrador de señales digitales o un registrador de datos resistente puede consolidar estas fuentes, reduciendo la necesidad de dispositivos de instrumentación independientes y simplificando la correlación posterior a la misión. La frecuencia de muestreo, la resolución, el acondicionamiento de la señal y la precisión de la marca de tiempo influyen en la fidelidad de los datos analógicos capturados.
Interfaces y protocolos de los registradores de datos de misión
Las interfaces de los registradores de datos de misión deben seleccionarse en función de la arquitectura de la plataforma, la velocidad de transmisión de datos, el tipo de señal y el nivel de sincronización requerido. Entre las interfaces habituales se incluyen tanto los buses militares y aeroespaciales ya consolidados como las tecnologías de red más recientes de gran ancho de banda.
| Interfaz | Datos típicos | Función típica | Consideraciones de integración |
| MIL-STD-1553 | Tráfico del bus de aviónica | Sistemas de aeronaves y vehículos militares | Bus determinista con doble redundancia y velocidades de transmisión de datos relativamente bajas |
| ARINC 429 | Parámetros de aviónica | Comunicaciones entre subsistemas de aeronaves | Arquitectura punto a punto y velocidades de transmisión definidas |
| ARINC 717 | Parámetros de vuelo | Adquisición y registro de datos de vuelo | Normalmente asociado a los sistemas de datos de vuelo |
| Ethernet / Gigabit Ethernet | Datos de red y de sensores | Ordenadores de misión, sensores, vídeo | Requiere un ancho de banda de grabación sostenido suficiente y capacidad de gestión de paquetes |
| Ethernet de 10 Gigabits y superior | Datos digitales de alta velocidad | Radar, EO/IR, ISR y grabación de red | El almacenamiento, el almacenamiento en búfer y el rendimiento del procesador cobran una importancia fundamental |
| CAN / ARINC 825 | Datos de vehículos y aviónica | Vehículos terrestres y subsistemas de aeronaves | Puede ser necesario el filtrado de mensajes y el sellado de tiempo |
| RS-232 / RS-422 | Datos en serie | Equipos, sistemas de control e instrumentación heredados | Es necesario comprobar la velocidad de transmisión y la compatibilidad de la interfaz eléctrica |
| Fibre Channel | Datos digitales de alta velocidad | Sistemas aeroespaciales y de instrumentación | Requiere hardware de interfaz y gestión de datos adecuados |
| sFPDP | Flujos de sensores de alta velocidad | Radar, guerra electrónica e instrumentación | Diseñado para la transferencia serie determinista de alta velocidad |
| E/S analógicas y discretas | Tensiones y cambios de estado | Instrumentación de pruebas y supervisión de subsistemas | La frecuencia de muestreo y el acondicionamiento de la entrada influyen en la fidelidad de la grabación |
La combinación adecuada de interfaces depende tanto de los requisitos actuales de la plataforma como de las actualizaciones previstas, especialmente cuando los buses heredados deben funcionar junto con redes Ethernet y de sensores de mayor velocidad.
Aplicaciones de los registradores de datos resistentes en plataformas militares
Aeronaves militares y sistemas aéreos no tripulados (UAS)
Las aeronaves militares pueden utilizar un registrador de datos aerotransportado para capturar información sobre la aviónica, el ordenador de misión, la carga útil, las comunicaciones y la navegación. En las plataformas no tripuladas, un registrador de datos de vuelo para drones puede registrar tanto el estado de la aeronave como la información sobre la carga útil de la misión, lo que facilita el desarrollo, la revisión operativa, el mantenimiento y la verificación del sistema.
Plataformas de ISR, guerra electrónica e inteligencia de señales
Las aeronavesde inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR), guerra electrónica (EW) e inteligencia de señales (SIGINT) generan con frecuencia grandes cantidades de datos de sensores y señales que deben conservarse para su posterior análisis. Los registradores de datos de misión pueden capturar estos flujos junto con la información de sincronización y navegación de la plataforma, lo que permite a los analistas correlacionar las señales detectadas, la actividad de los sensores, la posición de la aeronave y los acontecimientos de la misión.
Vehículos terrestres tácticos y no tripulados (UGV)
Un registrador de datos resistente instalado en un vehículo terrestre blindado, táctico o no tripulado (UGV) puede capturar el tráfico del bus CAN, los datos de Ethernet, la información de navegación, los parámetros del tren de potencia, las salidas de los sensores y la actividad del sistema de misión. El registro puede servir de apoyo para pruebas, diagnóstico de fallos, desarrollo de la autonomía, evaluación del estado del vehículo y análisis posterior a la acción.
Unidad de registro de datos de grado aviónico de Futuris Electronic
Buques de guerra y submarinos
Un registrador de datos para buques utilizado en un entorno de defensa puede recopilar información sobre navegación, maquinaria, comunicaciones, sistemas de combate y sensores. Las instalaciones navales también plantean requisitos ambientales relacionados con la vibración, la humedad, la exposición a la sal, la compatibilidad electromagnética y la integración con las arquitecturas de alimentación y de red a bordo.
Grabación de datos de radares, sensores y cargas útiles
Los registradores autónomos o integrados pueden capturar datos de radar, EO/IR, acústicos, de radiofrecuencia y de otras cargas útiles durante misiones operativas y ensayos de sistemas. Un registrador de datos de alta velocidad resulta especialmente importante cuando es necesario conservar datos de sensores sin procesar o mínimamente procesados sin perder información durante períodos prolongados de alto rendimiento.
Pruebas de desarrollo y evaluación de plataformas
Los registradores de misión tienen una amplia aplicación en ensayos de desarrollo, pruebas de vuelo, evaluación de armamento y cualificación de subsistemas. Un registrador de datos de vuelo, un registrador de datos de telemetría, un registrador de datos portátil o un registrador de datos de campo pueden conservar datos de ingeniería para la reconstrucción posterior a las pruebas cuando la transmisión de todas las mediciones mediante telemetría resulte poco práctica o innecesaria.
Normas y consideraciones de cualificación
Los requisitos aplicables dependen de la plataforma, la instalación, el programa de adquisición y la función prevista del registrador. Entre las normas y directrices pertinentes pueden figurar las siguientes:
- MIL-STD-810: Establece un marco de adaptación ambiental y de ensayos de laboratorio para tener en cuenta factores de estrés como la temperatura, la vibración, los golpes, la humedad, la altitud y otras condiciones de servicio.
- MIL-STD-461: Define los requisitos de emisión y susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas (EMI) para los equipos y subsistemas electrónicos y eléctricos del Departamento de Defensa (DoD) a los que sea aplicable.
- IRIG 106, capítulo 10: Define los requisitos para la grabación digital a bordo, incluyendo el funcionamiento del registrador, las interfaces, los formatos de datos, el control, la descarga y la interoperabilidad.
- MIL-STD-1553: Establece una arquitectura de bus de datos en serie de uso militar muy extendida, cuyos datos pueden necesitar ser adquiridos, supervisados y registrados.
- Normas ARINC: Lasnormas ARINC 429 y ARINC 717 son pertinentes cuando los registradores interactúan con sistemas de aviónica y de datos de vuelo, tanto de origen civil como militar.
- MIL-STD-704: Define las características de la energía eléctrica de las aeronaves en los terminales de entrada de los equipos de utilización.
- MIL-STD-1275: Define las características de la alimentación de entrada de 28 VCC para los equipos de utilización conectados a los sistemas eléctricos de los vehículos terrestres militares.
- Serie EUROCAE ED-112: La norma ED-112A se refería a los sistemas de registradores de a bordo protegidos contra accidentes, mientras que la norma ED-112B actualizó posteriormente la especificación. Estos requisitos son pertinentes cuando un registrador realiza funciones de registro de vuelo con protección contra accidentes, en lugar de limitarse únicamente al registro general de la misión.
- MIL-HDBK-2124: Establece las características funcionales y los parámetros de registro para los registradores de datos de vuelo aerotransportados del Departamento de Defensa (DoD) utilizados para el análisis de incidentes, percances o accidentes.
Por lo tanto, la cualificación debe basarse en el entorno real de la plataforma y en la función del registrador, en lugar de partir de la premisa de que todos los registradores de misión requieren la misma certificación o el mismo perfil de ensayo.
Selección de un registrador de datos de misión
La selección de un registrador de datos de misión requiere tener en cuenta toda la cadena de adquisición, desde las interfaces de señal hasta el almacenamiento y el análisis posterior a la misión.
- Ancho de banda de grabación: el rendimiento de escritura sostenido debe dar cabida a la tasa de datos combinada de todos los canales requeridos, incluidas las ráfagas previstas y la sobrecarga de grabación, con un margen operativo adecuado.
- Número de canales: El registrador debe proporcionar suficientes entradas simultáneas para los sensores de corriente, los buses, los enlaces de comunicaciones y la instrumentación.
- Compatibilidad de interfaces: La compatibilidad con interfaces como Ethernet, CAN, serie, ARINC 429, MIL-STD-1553, Fibre Channel y enlaces de sensores de alta velocidad debe ajustarse a la arquitectura prevista.
- Capacidad de almacenamiento: La capacidad debe tener en cuenta el ancho de banda de grabación, la duración de la misión, los requisitos de retención de datos y si se almacenan datos de sensores en bruto o procesados. También deben tenerse en cuenta la grabación continua, cíclica o activada por eventos, así como cualquier captura previa o posterior al evento que sea necesaria.
- Sincronización temporal: El sellado de tiempo preciso permite correlacionar la información procedente de sensores y subsistemas independientes durante la reconstrucción y el análisis. Se deben definir para la aplicación la precisión requerida, la fuente de sincronización y la deriva aceptable.
- Seguridad: Es posible que se requieran medidas de cifrado, autenticación, controles de soportes extraíbles, depuración y descarga segura de datos cuando se almacene información sensible de la misión.
- Descarga de datos: La velocidad de transferencia, la gestión de soportes, la integridad de los datos y la recuperación tras una interrupción de la transferencia o un corte de suministro eléctrico pueden afectar al tiempo de respuesta de la aeronave o del vehículo cuando es necesario trasladar rápidamente grandes conjuntos de datos grabados a los sistemas de análisis.
Ya se trate de un registrador de vuelo militar, un registrador de datos Ethernet, un registrador de datos de bus CAN, un registrador de datos en serie o un sistema integrado de grabación de misiones, la arquitectura más adecuada viene determinada por las fuentes de datos de la plataforma, las condiciones ambientales, las restricciones de tamaño, peso y potencia (SWaP), los requisitos de seguridad y el flujo de trabajo posterior a la misión.
