LA NORMATIVA AERONAUTICA NELLA NORMATIVA AERONAUTICA NEL

CAMPO DELLA COMPATIBILITÀ

ELETTROMAGNETICA: RTCA DO 160Fing. Marco CrescenziCoordinatore Commissione Ingegneria IndustrialeOrdine degli Ingegneri di Frosinone

Giovedì 23 Aprile 2009 - Sede Confindustria Frosinone

UN EPISODIO ILLUMINANTE

Nel Gennaio 1993, su un volo da Denver, Colorado,verso Newark, NJ, un velivolo perse tutti igiroscopidirezionali (strumenti elettromeccanici cheindicano l’orientamento) ad altezza di crociera. Il capitanoincaricò l’assistente di volo di attraversare tutta la cabinachiedendo ai passeggeri di spegnere i loro strumentichiedendo ai passeggeri di spegnere i loro strumentielettronici.

L’assistente riferì che circa 25 passeggeri con radiolineportatili stavano ascoltando una partita di spareggio deiDenver Broncos e che inoltre un passeggero stava usandoun computer portatile. Dopo due minuti dalla richiesta delcapitano, i giroscopi erano tornati alla normalità.

Più tardi durante il volo, diversi tifosi dei Broncos ripreseroad usare le radio di nascosto, e di nuovo i giroscopidirezionali smisero di funzionare correttamente.

LA NORMATIVA AERONAUTICA NEL CAMPO

DELLA COMPATIBILITÀ

ELETTROMAGNETICA: RTCA DO 160F

� Le normative aeronautiche nel campo della compatibilità elettromagnetica

� RTCA� La RTCA DO 160F:

� Scopo� Scopo� Struttura� Sezione 20� Sezione 21

� RTCA DO 160 rev G � Sfide attuali

NORMATIVE IN CAMPO AERONAUTICO

� AIRBUS: ABD0100� Boeing: D6-16050 Electromagnetic Intereference Control Requirements

� EUROCAE/ED-14F Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipmentand Test Procedures for Airborne Equipment

� RTCA/DO-160F, Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment

CHE COS’È LA RTCA?RTCA, Inc. È una società privata,no -profit che sviluppa

“ raccomandazioni” relativamente asistemi di comunicazione,navigazione, sorveglianza egestione del traffico aereo(CNS/ATM).

Le sue “raccomandazioni” sonousate dalla “Federal AviationAdministration (FAA) come baseper i suoi programmi e perdecisioni normative e dal settoreprivato come base per lo sviluppodi prodotti

ORGANIZZAZIONE

� Nata nel 1935 come Radio Technical Commission for Aeronautics, RTCA oggi è costituita da

� Federal Aviation Administration

� Air Line Pilots Association

� Air Transport Association of America

� Aircraft Owners and Pilots Association

ARINC Incorporatedoggi è costituita da circa 335 governi, industrie e associazioni accademiche internazionali.

� ARINC Incorporated

� The Boeing Company

� Department of Defense

� GARMIN International

� Rockwell International

� Stanford University

� Lockheed Martin

� MIT Lincoln Laboratory

� NASA

RTCA/DO160F� RTCA/DO-160F, Environmental Conditions and Test Procedures for

Airborne Equipment, preparata da RTCA Special Committee 135, è stataemessa il 6 Dicembre 2007, rendendo obsoleta la DO-160E.

� La DO-160F raccoglie procedure standard e criteri di test ambientali pertestare apparecchiature elettriche ed elettroniche (avioniche) installatesugli aerei.

� I tests e i livelli di test (definiti "Equipment Categories") elencati nellaDO-160F sono applicabili a tutti i tipi di aerei in commercio, compresipiccoli aerei dell’aviazione generale, business jets, elicotteri, regional jets,e "Jumbo Jets" come l’AIRBUS A380 e il Boeing 787

� Il documento è costitutito da 26 sezioni e 3 Appendici

� Le sezioni relative a EMC sono la 15,16,17,18,19,20,21,22,23 e 25.

� Il documento speculare sviluppato nell’Unione Europea si chiamaEUROCAE/ED-14F

STRUTTURA DELLA NORMA

� 4 Temperature & Altitude

� 5 Temp Variation

� 6 Humidity

� 7 Operational Shock and Crash Safety

� 17 Voltage Spike

� 18 Audio Frequency Conducted Susceptibility –Power input

� 19 Induced Signal Susceptibility

20 Radio Frequency

Sezioni

Safety

� 8 Vibration

� 9 Explosion Atmosphere

� 10 Waterproofness

� 11 Fluids Susceptibility

� 12 Sand and Dust

� 13 Fungus Resistance

� 14 Salt Fog

� 15 Magnetic Effect

� 16 Power Input

� 20 Radio Frequency Susceptibility (Radiated and Conducted)

� 21 Emissions of Radio Frequency Energy

� 22 Lightning Induced Transient Susceptibility

� 23 Lightning Direct Effects

� 24 Icing

� 25 Electrostatic Discharge (ESD)

� 26 Fire, Flammability

SEZIONE 20 RADIO FREQUENCYSUSCEPTIBILITY (RADIATED AND CONDUCTED)

Scopo:I tests specificati in questa sezione determinano se un dispositivo opera secondo le sue caratteristiche specifiche quando insieme ai suoi cavi di interconnessione è esposto a interferenze cavi di interconnessione è esposto a interferenze in radio frequenza.

SEZIONE 20 RADIO FREQUENCYSUSCEPTIBILITY (RADIATED AND CONDUCTED)

Categorie: � B,D,F,G,L,M e O: High Intensity Radiated FieldHIRF (criticità altissima)

� R: HIRF (criticità alta)� S: livelli minimi� T : HIRF (criticità media)� W,Y: HIRF (criticità media)� Q: al di fuori dei casi precedenti

HIRF

Le HIRF, o emissioni irradiate di alta intensità (chiamate anche emissioni radio ad alta intensità) indicano le emissioni dei radar, microonde, trasmettitori radio e TV, ed altri potenti sistemi di comunicazione.

HIRF -NORMATIVA

� FAA AC 20-158 The Certification of aircraft Electrical and Electronic Systems for Operation in

the High-Intensity Radiated Fields (HIRF)

Environment

� FAA14 CFR Parts 23, 25, 27 and 29 High-Intensity � FAA14 CFR Parts 23, 25, 27 and 29 High-Intensity Radiated Fields (HIRF) Protection for Aircraft

Electrical and Electronic Systems; Final Rule

� SAE ARP 5583 Guide to Certification of Aircraft in a High Intensity Radiated Field (HIRF)

Environment

� EUROCAE ED-107, Guide to Certification of Aircraft in a High Intensity Radiated Field (HIRF)

Environment

SEZIONE 20

Set up radiateLISN10 µµµµF

*Field Calibration

Distance is 1 m (typical)

Antenna

Field Calibration Point

RF Absorber

Notes 4 & 5

Power

Note 3

EUT

Note 1

≥≥≥≥ 1m

1m*

1m +/10 cm

Shielded Enclosure

10 cm

Directional

Coupler

RF Power

Amplifier

Signal Generator

Modulation

Generator

Amplitude Measurement Instrument 1

Amplitude Measurement Instrument 2Test Set Interface: aircraft

load simulation, analog, digital, discretes, etc.

Note 2

SEZIONE 20

Set up condotte

LISN10 µF

Directional

Coupler

Monitor Probe

Injection Probe

5 cm from probe face to EUT

5 cm between probe faces

Monitor Probe

Injection Probe

Probes for Power Line Test

Shielded

Enclosure

EUTNote 1

Note 3

Power

Coupler

RF Power

Amplifier

Signal Generator

Modulation

Generator

Amplitude Measurement Instrument 2

Amplitude Measurement Instrument 1

Test Set Interface: aircraft load simulation,

analog, digital, discretes, etc.

10 cm

Data RecorderData Recorder

Aircraft

Loads Note 2

SEZIONE 20 RADIO FREQUENCYSUSCEPTIBILITY (RADIATED AND CONDUCTED)

Procedure: � Conducted Susceptibility

� MIL-STD-461F test method CS114

� Radiated Susceptibility

� Campo radiato con frequenze da 100 MHz a 18 GHz

� 1° metodo: MIL-STD-461F test method RS103� 2° metodo: Camera riverberante

SEZIONE 20 RADIO FREQUENCYSUSCEPTIBILITY (RADIATED AND CONDUCTED)

Limiti:Conducted Susceptibility Test Levels

CAT M, O, R, S, T, W & Y

100

1000

Cal

ibra

tio

n F

ixtu

re C

urr

ent (m

A)

27

37

47

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10 100 1000

Frequency (MHz)

Cal

ibra

tio

n F

ixtu

re C

urr

ent (m

A)

-53

-43

-33

-23

-13

-3

7

17

Po

wer

into

50

Oh

ms

(dB

m)

CAT SCAT TCAT RCAT WCAT YCAT MCAT O

SEZIONE 20 RADIO FREQUENCYSUSCEPTIBILITY (RADIATED AND CONDUCTED)

Novità: � Riduzione delle categorie. � C’è un solo metodo per la suscettibilità condotta� Sono state aggiunte chiarificazioni per quanto � Sono state aggiunte chiarificazioni per quanto riguarda i requisiti dell’esposizione dell’EUT in camera anecoica.

SEZIONE 21 EMISSION OF RADIO

FREQUENCY ENERGY

Scopo: I tests specificati in questa sezione determinano che un dispositivo non emetta disturbi RF indesiderati oltre i limiti specificati.

SEZIONE 21 EMISSION OF RADIO

FREQUENCY ENERGY

Categorie: Indicano la posizione del dispositivo e la separazione tra il dispositivo e le antenne dell’aereo. B: generico� B: generico

� L: dispositivi lontani dalle aperture dell’ aereo (es. finestre) e lontani da antenne radio

� M: cabina passeggeri e cockpit� H: dispositivi al di fuori dell’aereo� P: dispositivi vicino ad antenne VHF e GPS

SEZIONE 21 EMISSION OF RADIO

FREQUENCY ENERGY

Set up:

SEZIONE 21 EMISSION OF RADIO

FREQUENCY ENERGY

Procedure: � Conducted Emissions

� Clamp-on current probe� Misurazioni da 150 kHz a152 MHzMisurazioni da 150 kHz a152 MHz� Radiated Emissions

� Misurazioni con un’ antenna polarizzata linearmente in un intervallo di frequenze da 100 MHz a 6 GHz.

SEZIONE 20 RADIO FREQUENCYSUSCEPTIBILITY (RADIATED AND CONDUCTED)

Limiti:

SEZIONE 21 EMISSION OF RADIO

FREQUENCY ENERGY

Novità:

� Le frequenze per le emissioni condotte sono state ampliate :150 kHz - 152 MHz

� Le frequenze per le emissioni radiate sono state ridotte: 100 MHz - 6 GHz.

� Nuova procedura per le emissioni radiate in camera riverberante .� Nuova procedura per le emissioni radiate in camera riverberante .

� Sono state aggiunte chiarificazioni per quanto riguarda i requisiti dell’esposizione dell’EUT in camera anecoica.

� Nuova categoria P.

� Category P comprende limiti speciali per ricevitori GPS.

LA REV G

� Special Committee 135� Emissione prevista Dicembre 2010� Uno degli obiettivi principali è armonizzare i requisiti di emissione delle radio frequenze nelle bande di frequenza relative al GPS. Questa bande di frequenza relative al GPS. Questa attività sarà svolta insieme al RTCA SC-159.

NUOVE SFIDE

� A bordo dei futuri aeroplani saranno installati centinaia di sensori per il monitoraggio della stato del sistema, dell’integrità della struttura e dell’ambiente di volo.

� Nuove reti di dati e architetture wireless.� Nuove reti di dati e architetture wireless.� Le nuove strutture in composito avranno bisogno di teconologie avanzate per la diagnostica dei danni; ciò richiederà una rete di sensori wireless a bordo.

NUOVE SFIDE DALL’UTILIZZO DEI

TELEFONI CELLULARI A BORDO

RETI DI SENSORI WIRELESS

NUOVE SFIDE DAI NUOVI MATERIALI

IL PROGETTO HIRF SE

HIRF SE (High Intensity Radiated Field Synthetic Environment) riunisce 44 partner di 11 paesi ed è coordinato dalla Alenia. L'équipe realizzerà simulatori intesi a sperimentare la reazione di un nuovo aereo all'interferenza reazione di un nuovo aereo all'interferenza elettromagnetica. Il maggior impiego di materiali compositi nella costruzione di aeromobili ha reso prioritario incrementare la ricerca in questo settore.

NUOVE NORMATIVE

� La Boeing nel campo dei compositi ha emesso nuove normative ad esempio:

� D6-16050-5C: Electromagnetic Interference control requirements for composite airplanescontrol requirements for composite airplanes

� RTCA Special Committee SC-202 ha sviluppato nuovi requisiti relativamente all’utilizzo di PED a bordo

� DO-307–‘Aircraft Design and Certification for Portable Electronic Device (PED) Tolerance’in Ottobre 2007

Il lavoro di Maxwell ha cambiato il mondo per sempre. (Albert Einstein)(Albert Einstein)

RIFERIMENTI

� www.rtca.org/� www.nasa.gov/� www.eurocae.net/� http://easa.europa.eu