Portik Tamás

Az Erasmus+ nyárigyakorlatomat a Simnest nevű Airbus A320 repülőgép szimulátorokat gyártó és üzemeltető cégnél töltöttem. Az egész cég keresés mérnököknek a gazdasági helyzetet, illetve és munkahelyleépítéseket figyelembe véve nehezen indult számomra az Erasmushoz való cég keresése. De végül 3 cégnél is kaptam ajánlatot nyárigyakorlatot végezni. A Simnest-et azért választottam, mert a repülés már régen érdekel, és közelebbről is megszerettem volna tapasztalni a különböző ICAO, EASA és FAA szabályozások, illetve mérnöki munkának a színfalak mögötti részét is. Az Airbus A320 egy olyan utasszállító repülőgép, amely szerte a világon használt költséghatékony repülőgép, amely egy mérnöki mestermunka gyümölcse. A repülőgép számos szabályozási rendszert használ, amely lehetővé teszi a gép könnyű kezelését, viszont probléma esetén ha a számítógépes irányítások elromlanak akkor 4 elkülönített módja van még a veszély kezelésére a gépnek. A legalsó üzemmód akkor lép elő, ha már több olyan létfontosságú eszköz is meghibásodást szenvedett, ilyenkor a manuális üzemmód lép elő, ekkor a pilóták egy teljesen más dinamikájú gépet kell, hogy vezessenek, ezért is szükséges szimulátor ilyen típusú gépekhez, hogy training órák alatt tudjanak minden lehetséges szcenáriót le szimulálni, hogy ha élesben történne ilyen szintű meghibásodás a géppel, akkor tudják a pilóták, hogy mit kell csinálni.

            A gyakorlatomat Hatvan-ban végeztem, a cég összeszerelő műhelyében. A hely szinte mindentől távol van, úgyhogy autóval jártam mindenfelé. A közszállítás Magyarországon kíván némi fejlődést, mivel a fővárosban járva a legjobb élményemen kívül (pontosan járnak a közszállítási eszközök némi késéssel) nem sok jót tudok írni. A piszok itt is, mint minden más Kelet Európai országban a megállókban és a járművekben is megfigyelhető. Szinte minden hétvégémet a fővárosban töltöttem, minden múzeumot meglátogattam, valamint barátokkal is szerencsém volt találkozni ott, mivel ők is Erasmus+ belül voltak Magyarországon. A cég székhelye is Budapesten van, és ott vannak az üzemeltetett szimulátorok, amelyeket pilóták továbbképzésére használnak. Hatvanról annyi jót tudok mondani, hogy nem légszennyezett kis város, ami jót tett nekem, mivel Marosvásárhely nem a legtisztább városok közé tartozik.

            Szerencsém volt az egyik működő szimulátorba is ellátogatni, ami azért nehéz mivel az időpontokat már hónapokkal előre lefoglalják a pilótáknak, ezért is csak egy kevés időre tudtam kipróbálni az Airbus A320 FTD szimulátort. Az FTD eszközöket úgy tervezték, hogy egy adott repülőgép-konfigurációt ábrázoljanak, és az FTD képzettségi szintjétől függően tartalmazhatnak zárt pilótafülkét és valósághű vizuális referenciákat. Nem mindig képesek mozgásra, de elég kifinomultak ahhoz, hogy képzést nyújtsanak a kereskedelmi és a légi közlekedési pilóta bizonyítványok, valamint más jogosítások megszerzésére való felkészüléshez. A légitársaságok is széles körben használják ezeket az eszközöket az újonnan felvettek képzésére, illetve a korszerűsítéshez (első tisztből kapitány) és az átképzéshez (pl. B-737-es repülőgépről B-747-es repülőgépre), vagy a visszatérő képzéshez. Az FTD-ket a 4-7. szintekbe sorolják. A 4., 5. és 6. szint a merevszárnyú eszközökre vonatkozik, míg a 7. szint a helikopterekre. A Simnestnél EASA FNPT II MCC FAA FTD 4/5 szintű Airbus A320 szimulátorok vannak.

            A feladatot, amit kaptam nyárigyakorlatomra, az Airbus A320 eredeti pedestaljához készíteni egy olyan programot Microchip dsPIC33CK256MP505 mikrokontrollerhez, amelyik képes nyomaték szabályozást vezérelni adott pozícióra a Gravity Gear Extender-hez. A karhoz egy 1:10-es hajtómű volt helyezve, illetve egy szervomotor és annak az inkrementális jeladója. Minden 360 fokos kézi elfordításnál van egy olyan rész, amelyen nagyobb ellen nyomatékot kell tartania a kart forgató pilótának. A harmadik kör után viszont maximum ellen nyomatékot kell kifejteni, hogy az jelezze a végállást. A pozíciót folyamatosan olvassa a dsPIC33 QEI speciális funkciójú regisztere. A program fejlesztéshez MPLAB X IDE fejlesztőfelületet használtam, de mivel az MPLAB felülete nem rendelkezik nagy felbontású font mérettel, ezért a szebb kód átláthatóságból és autocorrect funkcióval rendelkező VSCodium fejlesztőfelületet használtam vele párhuzamosan. Mivel a VSCode nem rendelkezik a kellő stabilitású pluginnal a XC 8 compiler-rel, ezért kénytelen voltam ezt az utat választani.

            A fejlesztés során sok problémába is belefutottam, mivel az inkrementális enkóder jelvesztést szenvedett, pontosabban a kart eltekerve a nulla pont mindig más pozícióra került. Erre próbáltam különböző szűrő algoritmusokat alkalmazni (alul áteresztő szűrő, gyors medián szűrő), de mind hiába, mivel a problémát így okát így sem sikerült megoldani. Egy hasonló hardveres konfiguráció volt a repülőgép trim kerekén is, ott viszont a program nem vesztette az ABZ jeleket (jelen esetben csak AB jelet használtunk a programhoz, mivel a zéró az a pozíció, ahonnan indul a program). A végén sikerült identifikálni a hiba okát, névlegesen a QEI SFR konfigurációjában volt a hiba az inicializálásnál és emiatt nagyobb sebességnél jeleket vesztett az impulzus számláló. A konfiguráláshoz hozzátartozott az AC servo motor vezérlő, a Delta ASDA A2, amely egy ipari minőségű könnyen integrálható motor vezérlő. A vezérlő képes több módban működni: pozíció, sebesség, nyomaték. A kommunikáció részét a CN1 és CN2 csatlakozók végzik, a CN1 és a mikrokontroller között egy analóg kommunikációval (-10V – 10V) vezéreljük a szervomotort, a -10V óra irányával megfelelő és +10V óra irányával ellentétes maximum nyomatékot fejt ki a karral szembeni nézetből. A CN2 csatlakozó az ASDA A2 kontroller és az inkrementális jeladó közötti kommunikációhoz szükséges, amely egy saját kommunikációt valósít meg.

            A Microchip dsPIC33CK256MP505 mikrokontroller impulzus szélesség moduláció szabályozás és egy erősítővel éri el az analóg feszültséget a szervo kontroller vezérléséhez. A nulla nyomatékhoz tartozó PWM értéket kellett kalibráljam, hogy a struktúrában írt táblázathoz tartozó értékek megfelelőek legyenek a pozíció függvényében. A kalibrálás annyiból állt, hogy különböző értékeket adtam a PWM-nek és néztem, hogy melyeknél nem forog tovább a kar. A PWM 0 és 1000 közötti egész szám értékét veszi fel, a nulla jelenti a -10V-ot és az 1000 érték a +10V-ot, valamint a periódusa 400KHz. A vezérlést egy véges állapotú gépen belül a vezérlő állapot végzi, itt a táblázatba található pozícióra a megfelelő nyomatékot párosítva lineárisan növeli, illetve csökkenti a nyomatékot (ramp up, ramp down). A pontos értékek kiválasztásához MATLAB-ot is használtam ábrázoláshoz, hogy pontosan tudjam szimulálni a kért gravity gear extender-hez tartozó nyomatékokat. A kar működése a valóságban a következő: mikor a másodpilóta aktiválja a kart, eltekeri óra irányával megegyezően a futómű hidraulikát izolálja a zöld hidraulika rendszertől; Kinyitja a futómű ajtókat; Engedi, hogy a gravitáció hatására a futóművek a kinyitott pozícióra kerüljenek és ott a helyükre rögzíti őket az utolsó tekerés végén. Összegezve ez a sok folyamatot, a három teljes tekerésben történik mindez.

A feladat legnehezebb része az volt, hogy hogyan oldjam meg azt, hogy ne forogjon magától a kar. A forgás abból adódik, hogy a szervomotort, ha konstans értékű nyomatékra állítjuk, ami nullától eltér plusz a tengelyen és a hajtóműben található súrlódásokat is leküzdi, akkor forogni fog, hiszen a nyomatékot csak úgy tudja tartani, mivel leküzdötte a fizikai ellenállásokat. Ezt kellett kiküszöbölnöm úgy, hogy csak akkor aktiválja az ellen irányú nyomatékot, ha forgatja azt a pilóta kívülről. A feladatot sikerült megoldanom a nyári gyakorlat végére és erre nagyon büszke is vagyok, hiszen sok előbbi tudást tudtam felhasználni az előző tanulmányaimból a Sapientia EMTE egyetemen belül, névlegesen: irányítástechnika, villamos gépek és hajtások, mikrokontrollerek tantárgyak.

Továbbá érdemes megemlítenem azt is, hogy sikerült a Sziget fesztiválra is eljussak, ami nagyon tetszett, rengeteg programon vettem részt és sok más nemzetiségű embereket is megismerhettem. Budapest legelőkelőbb és érdekesebb vendéglőibe is eljártam hétvégente. Hatvan – Budapest út autóval 68km úgyhogy nem kellett olyan sokat vezessem az autót. A gyakorlatom végén sikerült eljutnom még a Gödöllői sportrepülő pályára is, ahol egy Tomark Viper SD4 Szlovák gyártmányú repülővel sikerült is repüljek a CAVOK jóvoltából. Mivel még nem repültem kis repülővel ezért nagy élmény volt repülni a javítás alatt levő Hungaroring pálya fölött egész a Duna kanyarig és vissza, valamint élményem volt egy jobb oldali iskola körben is. Számomra ez volt a legjobb élmény a 2 hónap alatt, valamint a hangárokban található repülők megtekintése közelről, mint például a híres Cessna 175 repülőgép.

Összességében az Erasmus-t illetve a külföldön való nyári gyakorlaton gondolkodó diákoknak nagyon tudom ajánlani, hogy menjetek és próbáljátok ki, nem ígérem, hogy probléma mentes lesz minden, de megéri, hiszen jobban megismersz más, új embereket, illetve technológiákat is, elvárásokat amelyeket bárhol tudsz majd használni a javadra.