Como você pode garantir que os sistemas de controle de aeronaves sejam redundantes e tolerantes a falhas?

1 Definir requisitos

O primeiro passo para garantir que os sistemas de controle da aeronave sejam redundantes e tolerantes a falhas é definir os requisitos para o sistema, com base na missão, no ambiente e nas normas. Os requisitos devem especificar o desempenho esperado, confiabilidade, disponibilidade, manutenibilidade e segurança do sistema, bem como os tipos e probabilidades de falhas que o sistema deve tolerar. Os requisitos também devem considerar os trade-offs entre redundância e custo, peso, complexidade e consumo de energia.

2 Arquitetura de design

O segundo passo é projetar a arquitetura do sistema, que define como os componentes, sensores, atuadores, computadores e software estão organizados e interconectados. A arquitetura deve fornecer redundância em diferentes níveis, como hardware, software, dados e controle. A redundância pode ser obtida usando vários componentes idênticos ou diversos, esquemas paralelos ou de votação, modos de backup ou standby ou estruturas modulares ou distribuídas. A arquitetura também deve fornecer mecanismos de detecção, isolamento e recuperação de falhas, como autoverificações, monitores, alarmes, switches ou reconfigurações.

3 Implementar algoritmos

O terceiro passo é implementar os algoritmos que controlam o comportamento e a lógica do sistema. Os algoritmos devem fornecer tolerância a falhas usando técnicas de controle robustas e adaptativas, como feedback, feedforward, programação de ganhos, controle preditivo de modelo ou redes neurais. Os algoritmos também devem fornecer gerenciamento de falhas usando métodos de diagnóstico e tomada de decisão de falhas, como árvores de falhas, redes bayesianas, lógica fuzzy ou sistemas especialistas. Os algoritmos devem ser verificados e validados por meio de simulações, testes e ferramentas de análise.

4 Aplicar padrões

O quarto passo é aplicar as normas que regulam e orientam o projeto e a implementação de sistemas de controle de aeronaves. As normas fornecem as melhores práticas, procedimentos e critérios para garantir a qualidade, segurança e certificação do sistema. Os padrões também fornecem as especificações, formatos e protocolos para garantir a compatibilidade, interoperabilidade e integração do sistema. Alguns dos padrões mais relevantes para sistemas de controle de aeronaves são DO-178C para software, DO-254 para hardware, DO-160G para condições ambientais e ARINC 429 para comunicação de dados.

5 Realizar testes

O quinto passo é realizar testes do sistema, tanto em solo quanto no ar, para verificar e validar sua funcionalidade, desempenho e confiabilidade em condições normais e anormais. O teste deve incluir diferentes cenários, entradas, saídas e falhas, para avaliar a resposta e o comportamento do sistema. O teste também deve incluir diferentes métricas, critérios e métodos, para medir e avaliar a redundância e a tolerância a falhas do sistema. Os testes devem ser documentados e relatados, para fornecer evidências e feedback para a melhoria e certificação do sistema.

6 Atualizar e manter

O sexto e último passo é atualizar e manter o sistema, durante todo o seu ciclo de vida, para garantir seu funcionamento contínuo e otimizado. O sistema deve ser atualizado aplicando patches, upgrades ou modificações, para corrigir bugs, melhorar recursos ou adaptar-se a alterações. O sistema deve ser mantido realizando inspeções, reparos ou substituições, para evitar falhas, restaurar funções ou prolongar a vida útil. O sistema também deve ser monitorado e analisado, para detectar e diagnosticar falhas, avaliar o desempenho e identificar tendências ou problemas.