I registratori di dati di missione acquisiscono e conservano dati sincronizzati provenienti da velivoli militari, veicoli, sensori, computer di missione, sistemi di comunicazione e altre piattaforme di difesa, a fini di analisi operativa, collaudo, addestramento, manutenzione e sviluppo dei sistemi. Tali sistemi possono registrare i bus avionici, i segnali radar e di guerra elettronica (EW), le immagini EO/IR, i dati audio, i dati di navigazione, il traffico di rete e gli ingressi analogici o discreti.
Questa categoria comprende i produttori di registratori di dati rinforzati, che supportano applicazioni aeree, terrestri, navali, ISR e di collaudo, consolidando al contempo più fonti di dati.
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I registratori di dati di missione acquisiscono e conservano le informazioni generate da aeromobili, veicoli, sensori, computer di missione, apparecchiature di comunicazione e altri sistemi di difesa. A differenza dei registratori di dati di volo convenzionali, utilizzati principalmente a fini di sicurezza e per le indagini sugli incidenti, altri registratori di dati di missione possono supportare l’analisi operativa, lo sfruttamento delle informazioni di intelligence, i test e la valutazione, la manutenzione, l’addestramento e lo sviluppo dei sistemi. Essi non sono intrinsecamente protetti in caso di incidente, a meno che non siano specificatamente progettati e certificati per tale scopo.
Le moderne piattaforme militari sono in grado di generare contemporaneamente più flussi di dati ad alta velocità, rendendo la larghezza di banda del registratore, la compatibilità delle interfacce, la precisione temporale, la capacità di archiviazione, l’integrità dei dati e la resistenza alle condizioni ambientali fattori progettuali di primaria importanza. Un registratore di dati robusto può quindi acquisire dati avionici, dei sensori, di telemetria, video e altri dati ad alta velocità all’interno di un unico sistema integrato.
Registratore di dati di volo FDR01 di UAV Navigation-Grupo Oesía
Un registratore di dati aeronautici è in grado di acquisire il traffico proveniente dai bus avionici per fornire una registrazione sincronizzata dello stato del velivolo, del comportamento dei sistemi, dei comandi e delle comunicazioni tra i sottosistemi. A seconda della piattaforma, le fonti registrate possono includere MIL-STD-1553, ARINC 429, ARINC 717, CAN, Ethernet e altre reti di bordo. Architetture simili di registratori di dati di bordo vengono utilizzate su piattaforme terrestri militari.
I sistemiradar, di guerra elettronica e di intelligence dei segnali possono generare dati digitali ad alta larghezza di banda che comportano requisiti significativi in termini di capacità di archiviazione. Un registratore di dati RF o un registratore di segnali RF può acquisire informazioni relative a segnali RF digitalizzati o in fase/quadratura (I/Q) per una successiva elaborazione, mentre i sistemi di registrazione delle missioni possono conservare i metadati, i dati di controllo e di temporizzazione associati necessari per ricostruire un evento operativo.
I carichi utili elettro-ottici e a infrarossi (EO/IR) possono produrre video in continuo, immagini, dati di puntamento e metadati dei sensori. La registrazione di questi flussi consente agli operatori e agli analisti di esaminare le prestazioni dei sensori, ricostruire le missioni, valutare gli obiettivi e correlare le immagini con altre informazioni della piattaforma. I carichi utili ad alta risoluzione possono richiedere notevoli prestazioni di scrittura sostenute e una notevole capacità di archiviazione.
I registratori di dati di missione possono acquisire comunicazioni digitali, traffico radio, audio dell’interfono, pacchetti di rete e informazioni relative al collegamento dati. La registrazione delle comunicazioni insieme ai dati dei sensori e della piattaforma può fornire un contesto prezioso durante l’analisi della missione, i test, l’addestramento e la risoluzione dei problemi, in particolare quando è necessario ricostruire le informazioni provenienti da diversi sistemi rispetto a una linea temporale comune.
Le fonti di navigazione, quali i ricevitori del Sistema globale di navigazione satellitare (GNSS), i sistemi di navigazione inerziale (INS) e i computer di missione della piattaforma, forniscono informazioni relative a posizione, velocità, assetto e temporizzazione. La registrazione di questi dati consente di associare le osservazioni dei sensori e gli eventi di sistema alla posizione e all’orientamento della piattaforma. Una sincronizzazione accurata è particolarmente importante quando si analizzano congiuntamente più fonti di dati indipendenti. La sincronizzazione può essere ricavata dal GNSS, dai codici temporali IRIG o dal Protocollo di sincronizzazione di precisione (PTP) IEEE 1588, a seconda dell’architettura della piattaforma.
Le piattaforme militari di collaudo e operative possono inoltre richiedere la registrazione, parallelamente al traffico di rete, di ingressi di tensione analogici, stati discreti, canali seriali e altri segnali digitali. Un registratore di segnali digitali o un data logger rinforzato è in grado di consolidare tali fonti, riducendo la necessità di dispositivi di strumentazione separati e semplificando la correlazione post-missione. La frequenza di campionamento, la risoluzione, il condizionamento del segnale e la precisione del timestamp influenzano la fedeltà dei dati analogici acquisiti.
Le interfacce dei registratori di dati di missione devono essere selezionate in base all’architettura della piattaforma, alla velocità di trasmissione dati, al tipo di segnale e al livello di sincronizzazione richiesto. Tra le interfacce più comuni figurano sia i bus consolidati nel settore militare e aerospaziale, sia le più recenti tecnologie di rete ad alta larghezza di banda.
| Interfaccia | Dati tipici | Ruolo tipico | Considerazioni sull’integrazione |
| MIL-STD-1553 | Traffico sul bus avionico | Sistemi per velivoli e veicoli militari | Bus deterministico a doppia ridondanza con velocità di trasmissione dati relativamente basse |
| ARINC 429 | Parametri avionici | Comunicazioni tra sottosistemi dell’aeromobile | Architettura punto-punto e velocità di trasmissione definite |
| ARINC 717 | Parametri di volo | Acquisizione e registrazione dei dati di volo | Comunemente associati ai sistemi di dati di volo |
| Ethernet / Gigabit Ethernet | Dati di rete e dei sensori | Computer di missione, sensori, video | Richiede una larghezza di banda di registrazione sostenuta e una gestione dei pacchetti adeguate |
| 10 Gigabit Ethernet e superiori | Dati digitali ad alta velocità | Radar, EO/IR, ISR e registrazione di rete | Le prestazioni di archiviazione, bufferizzazione e del processore assumono un’importanza fondamentale |
| CAN / ARINC 825 | Dati relativi a veicoli e avionica | Veicoli terrestri e sottosistemi aeronautici | Potrebbero essere necessari il filtraggio dei messaggi e la marcatura temporale |
| RS-232 / RS-422 | Dati seriali | Apparecchiature legacy, sistemi di controllo e strumentazione | È necessario verificare la compatibilità della velocità di trasmissione e dell’interfaccia elettrica |
| Fibre Channel | Dati digitali ad alta velocità | Sistemi aerospaziali e di strumentazione | Richiede hardware di interfaccia adeguato e gestione dei dati |
| sFPDP | Flussi di dati da sensori ad alta velocità | Radar, guerra elettronica e strumentazione | Progettato per il trasferimento seriale deterministico ad alta velocità |
| I/O analogici e discreti | Tensioni e cambiamenti di stato | Strumentazione di prova e monitoraggio dei sottosistemi | La frequenza di campionamento e il condizionamento degli ingressi influiscono sulla fedeltà della registrazione |
La corretta combinazione di interfacce dipende sia dai requisiti attuali della piattaforma sia dagli aggiornamenti previsti, in particolare laddove i bus legacy debbano operare in parallelo con reti Ethernet e reti di sensori a velocità più elevate.
Gli aeromobili militari possono utilizzare un registratore di dati di bordo per acquisire informazioni relative all’avionica, al computer di missione, al carico utile, alle comunicazioni e alla navigazione. Sulle piattaforme senza pilota, un registratore di dati di volo per droni è in grado di registrare sia le informazioni sullo stato dell’aeromobile sia quelle relative al carico utile della missione, supportando lo sviluppo, la revisione operativa, la manutenzione e la verifica del sistema.
I velivoli destinatiall’intelligence, alla sorveglianza e alla ricognizione (ISR), alla guerra elettronica (EW) e all’intelligence dei segnali (SIGINT) generano spesso grandi quantità di dati provenienti dai sensori e dai segnali che devono essere conservati per una successiva analisi. I registratori di dati di missione sono in grado di acquisire questi flussi insieme alle informazioni temporali e di navigazione della piattaforma, consentendo agli analisti di correlare i segnali rilevati, l’attività dei sensori, la posizione del velivolo e gli eventi della missione.
Un registratore di dati robusto installato su un veicolo blindato, tattico o terrestre senza pilota (UGV) è in grado di acquisire il traffico del bus CAN, i dati Ethernet, le informazioni di navigazione, i parametri del gruppo motopropulsore, i dati in uscita dai sensori e l’attività dei sistemi di missione. La registrazione può supportare prove, diagnosi dei guasti, sviluppo dell’autonomia, valutazione dello stato di salute del veicolo e analisi post-operativa.
Unità di registrazione dati di livello avionico prodotta da Futuris Electronic
Un registratore di dati navale utilizzato in ambito difensivo può raccogliere informazioni relative alla navigazione, ai macchinari, alle comunicazioni, ai sistemi di combattimento e ai sensori. Le installazioni navali comportano inoltre requisiti ambientali legati a vibrazioni, umidità, esposizione alla salsedine, compatibilità elettromagnetica e integrazione con le architetture di alimentazione e di rete di bordo.
I registratori autonomi o integrati sono in grado di acquisire i dati provenienti da radar, sistemi EO/IR, sistemi acustici, sistemi RF e altre uscite dei carichi utili durante le missioni operative e le prove di sistema. Un registratore di dati ad alta velocità è particolarmente importante nei casi in cui sia necessario conservare i dati dei sensori grezzi o minimamente elaborati senza perdere informazioni durante periodi prolungati di elevata produttività.
I registratori di missione trovano ampia applicazione nei test di sviluppo, nelle prove di volo, nella valutazione delle armi e nella qualificazione dei sottosistemi. Un registratore di dati di volo, un registratore di dati telemetrici, un registratore di dati portatile o un registratore di dati sul campo può conservare i dati ingegneristici per la ricostruzione post-test quando la trasmissione di ogni singola misurazione tramite telemetria risulta impraticabile o superflua.
I requisiti applicabili dipendono dalla piattaforma, dall’installazione, dal programma di acquisizione e dalla funzione prevista del registratore. Tra le norme e le linee guida pertinenti possono figurare le seguenti:
La qualificazione dovrebbe pertanto basarsi sull’effettivo ambiente della piattaforma e sul ruolo del registratore, anziché partire dal presupposto che ogni registratore di missione richieda la stessa certificazione o lo stesso profilo di prova.
La scelta di un registratore di dati di missione richiede di prendere in considerazione l’intera catena di acquisizione, dalle interfacce di segnale fino all’archiviazione e allo sfruttamento post-missione.
Che si tratti di un registratore di volo militare, di un registratore di dati Ethernet, di un registratore di dati su bus CAN, di un registratore di dati seriale o di un sistema integrato di registrazione della missione, l’architettura più idonea è determinata dalle fonti di dati della piattaforma, dalle condizioni ambientali, dai vincoli di dimensioni, peso e potenza (SWaP), dai requisiti di sicurezza e dal flusso di lavoro post-missione.
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