Sind Interferenzen zwischen Flugzeugen ein Problem für die Fly-by-Wireless-Technologie?

Ich habe mich über die Entwicklung von Fly-by-Wire informiert und einen kurzen Abschnitt über Fly-by-Wireless- Technologie gelesen . Es scheint eine großartige Idee zu sein, mit dem Potenzial, Kosten, Gewicht und Komplexität zu senken. Ich sehe ein mögliches Szenario, in dem es ein Problem geben könnte:

1. Zwei Flugzeuge sind sehr nahe beieinander (z. B. auf einer Landebahn oder in Formation fliegen).
2. Ein Pilot überträgt Befehle über das Fly-by-Wire-System des Flugzeugs an andere Teile des Flugzeugs.
3. Das andere Flugzeug empfängt versehentlich das Signal, weil es so nah ist.
4. Die Dinge werden sehr schnell sehr schlecht.

Die Sache ist, ich konnte keine technischen Spezifikationen für Fly-by-Wireless-Systeme finden und ich habe keine Ahnung, ob die Übertragung leistungsfähig genug wäre, um das andere Fahrzeug zu erreichen, und ob sie dann als tatsächlich interpretiert würde gesendeten Daten aus betreffenden Flugzeugs Piloten.

Ist diese gegenseitige Beeinflussung von Fly-by-Wireless-Systemen möglich? Wenn ja, wie kann dies gemildert werden?

Eine gegenseitige Beeinflussung von Flugzeugen ist sehr unwahrscheinlich, da alle Konstruktionen von Verkehrsflugzeugen die Anforderungen der DO-160- Umweltprüfung erfüllen müssen. Zu den Prüfspezifikationen des DO-160 gehören EMI / EMC-Prüfungen. Diese Tests umfassen Strahlenemissions-, Interferenz- und Immunitätstests. Ein Teil dieser Tests besteht darin, zu beantworten: " Zwei Flugzeuge sind sehr nahe beieinander " und " Das andere Flugzeug empfängt versehentlich das Signal, weil es so nahe ist. " Unten sehen Sie ein Bild einer schalltoten Kammer, die zum Testen von Flugzeugen verwendet wird.

Fly-by-Wire ermöglicht es dem Flugzeugsteuerungssystem, auf Überwachungs- und Steuerungssysteme zuzugreifen und diese zu steuern. Die Überwachungs- und Steuerungssysteme haben eine spezifische Adresse ähnlich einer Internetprotokoll-Adresse (IP-Adresse). Dadurch kann das Flugzeugsteuersystem bestimmte Geräte ansprechen.

Flugzeugprüfprotokolle ähneln den Automobilprüfprotokollen, sind jedoch strenger. Aber alle Konstruktionsentwürfe sind nicht narrensicher. Um das Risiko zu minimieren, verwenden die meisten Ingenieure einen Prozess namens DFMEA (Design Failure Mode Effect Analysis) . Leider gibt es immer noch ein paar unglückliche Vorfälle. Die jüngsten Beispiele sind der Verlust des MH370 und Rückrufe von Toyota-Fahrzeugen wegen plötzlicher unbeabsichtigter Beschleunigung .

Verweise:

• DO-160F Umgebungsbedingungen und Testverfahren für Luftfahrzeuge
• MIL-STD-461 EMV-Integrität: EMV-Emissionen und Störfestigkeit

Um Russell noch etwas hinzuzufügen, wäre ein sehr dummes Protokoll nötig, um den Befehlen eines Flugzeugs die Kontrolle über das andere Flugzeug zu ermöglichen, selbst wenn man davon ausgeht, dass der Gegenempfang gut ist.

Stellen Sie sich als alltägliches Beispiel eine Gruppe von Leuten vor, die auf Handys sprechen, die in der Nähe voneinander stehen. Eine Person, die versehentlich ein Gespräch mit einer anderen Person empfängt, passiert einfach nicht. Dies muss absichtlich in die Protokolle integriert werden. Dies unterscheidet sich jedoch nicht von der Konstruktion des Fahrwerks, das robust genug ist, um das Gewicht des Flugzeugs zu tragen. Es ist nur etwas, was Sie als normalen Teil des Designs tun würden.

Meine Angst vor dieser Art von System ist keine Querkommunikation, sondern überwältigende Interferenz. Sie müssen sicherstellen, dass die Sendungen der anderen in der Nähe befindlichen Flugzeuge Ihre Empfänger nicht bis zu dem Punkt überfordert haben, an dem sie Ihre Signale nicht mehr hören können. Das sollte auch nicht allzu schwer sein, vorausgesetzt, alle spielen nett.

Es wäre jedoch nicht so einfach, sich vor absichtlichen Störungen von außen zu schützen. Das andere Flugzeug könnte, wenn es dafür ausgelegt ist, absichtlich um Größenordnungen mehr Leistung an Ihre Empfänger abgeben als Ihre eigenen Sender. Die Protokolle würden es ihnen im Wesentlichen unmöglich machen, Ihr Flugzeug zu übernehmen, aber Ihre Steuerungen würden nicht mehr funktionieren. Dies ist im Grunde wie ein DoS-Angriff (Denial of Service).

Ich bezweifle, dass solche Systeme, zumindest in kommerziellen und militärischen Flugzeugen, weit verbreitet sein werden, bis sie als vor solchen Angriffen sicher gelten. Andernfalls könnte ein Terrorist mit einer lenkbaren Parabolantenne ernsthafte Probleme verursachen.

Es gibt andere Alternativen zur Verwendung vieler schwerer Kupferkabel für die Kommunikation, z. B. Glasfaser und verschiedene Arten von Multiplexing.

Moderne Kommunikationssysteme sind in der Lage, in jeder hinreichend definierten Umgebung im Wesentlichen jede gewünschte Datenrate und jeden gewünschten Grad an Nachrichtenintegrität zu erreichen. Es ist "nur eine Frage" des Aufwands, der Komplexität und der Kosten, die erforderlich sind.

Das Entwerfen eines Systems, das jeder gewünschten Datenrate, Anzahl der Benutzer und Integrität entspricht, ist daher "nur eine Frage des Engineerings". Nähe, Signalstärke, Störsignale ... sind „nur ein Teil der Systemspezifikation“.

Die Dinge werden schlecht, wenn die Spezifikation und die Realität übereinstimmen und / oder wenn kein ordnungsgemäß ausfallsicheres Design verwendet wird. "Das Problem definieren" ist wohl der schwierigste und wichtigste Teil eines solchen Systems.

Nein, gekreuzte Kommunikationen wären völlig unproblematisch.

Stellen Sie es sich wie ein drahtloses Heimnetzwerk vor. Alle Ihre Geräte zu Hause können über Ihr WiFi-Netzwerk miteinander kommunizieren, und das Gleiche gilt für Ihren Nachbarn. Ihre Geräte können jedoch nicht mit den Geräten Ihres Nachbarn kommunizieren, da sie sich in einem anderen drahtlosen Netzwerk befinden.

Solche drahtlosen Netzwerke in Flugzeugen müssten weitaus robuster sein als Ihr typisches Heimnetzwerk, da es andere potenzielle Probleme gibt:

• Versehentliche Störung durch ein anderes Fahrzeug, das nicht zwischen Fahrzeugen wechselseitig kommuniziert, aber möglicherweise die Kommunikation in einem oder beiden Netzwerken blockiert.
• Absichtliche Störung (Störung) der Kommunikation durch beispielsweise einen Terroristen im Flugzeug oder in der Nähe.
• Absichtliches Abfangen oder Spoofing von Kommunikationen, um das Flugzeug abzuspielen. Dies würde ein Hacken in das sichere Netzwerk erfordern und wäre daher viel schwieriger als ein Jamming.

Einige Ideen zur Minderung dieser Probleme könnten sein:

• Richtantennen am Funkgerät. Dies könnte dazu beitragen, das Blockieren oder Abfangen von Signalen zu erschweren, da andere Signale blockiert würden, sodass potenzielle Hacker ihre Geräte physisch direkt zwischen den Antennen platzieren müssten.
• Mehrteilige Verschlüsselungsschlüssel und Zertifikate in den Geräten und auf einer vom Piloten gehaltenen Karte gespeichert. Auf diese Weise kann das Gerät überprüfen, ob Befehle von einer überprüften Quelle (dem Piloten / Cockpit) stammen, und es kann auch sichergestellt werden, dass niemand die Befehle abhören oder abfangen / fälschen kann.