PCB : CONCEPTION POUR AÉRONEF  AVANT CERTIFICATION AUX NORMES AVIATION FAA

Zachariah Peterson
|  Créé: March 19, 2021

Il n'est pas nécessaire d'être un mécanicien ou un ingénieur aéronautique professionnel pour savoir que les avions sont des systèmes mécaniques et électriques extrêmement complexes. De la résistance aux environnements extrêmes aux exigences électriques et électromécaniques des systèmes embarqués, la Federal Aviation Administration définit des normes pour chaque aspect de la conception des avions. Objectif : tous les avions sont conformes aux normes de fiabilité et de qualité, et les systèmes électroniques ne tombent pas en panne sous l'effet des contraintes.

Non seulement les PCB pour systèmes électroniques doivent répondre à des exigences critiques de qualité et de performance, mais les composants eux-mêmes doivent aussi répondre à des normes importantes de qualité, de facteur de forme et de traçabilité des sources d'approvisionnement. Conformément à ces normes, la conception, l'approvisionnement en composants conformes pour votre système, la planification de la production et la documentation de la totalité de vos circuits imprimés nécessitent un logiciel de gestion et de conception adaptable à toute application, y compris l'avionique. Altium Designer est la seule plateforme de conception qui réunit ces caractéristiques importantes dans un seul programme.

Si vous concevez des systèmes pour des avions civils, vous avez besoin de connaître les normes de la FAA applicables aux systèmes avioniques. Tout système avionique implique un haut niveau de complexité en termes de conception. De tels systèmes combinent des fonctionnalités diverses, des exigences de performances extrêmes, et doivent s'intégrer dans des systèmes embarqués plus importants pour contrôler et gérer l’aéronef. Les normes de certification des aéronefs de la FAA définissent tous les aspects des exigences mécaniques, électroniques et d'exploitation des aéronefs civils et devraient être au premier plan de toute stratégie de conception.

Alors que les systèmes électroniques continuent de progresser à une vitesse fulgurante en termes de fonctionnalité et de complexité, les concepteurs en avionique doivent comprendre comment mettre en œuvre leurs systèmes dans des systèmes embarqués plus importants au sein des avions tout en se conformant aux normes critiques de la FAA. La conception de PCB pour les systèmes électriques des aéronefs doit tenir compte de la distribution d'énergie, des systèmes mécaniques, des communications et des traitements de données dans une multitude de compartiments de chaque avion. Un mauvais choix de conception peut compromettre l'ensemble de l'avion et l’exposer à une catastrophe potentielle.

La sécurité et les performances des avions dépendent du fait que ces systèmes sont conçus pour dépasser toutes les normes électroniques définies par la Federal Aviation Administration. La mise en œuvre de pratiques de conception de PCB conformes exige un logiciel de conception de PCB adaptable, qui intègre tous les aspects de la conception dans un environnement unique, y compris les outils de schématique, de routage, de vérification et de simulation. Altium Designer intègre ces outils dans une plateforme logicielle unique et complète, assurant un contrôle total de la conception dans le respect des normes et un environnement unifié.

Normes de certification FAA

Les normes IPC devraient toujours être au premier plan de votre stratégie de conception, mais vous devez également tenir compte des directives standard de la FAA, des normes MIL et des normes de qualité AS9100. Pour accorder un certificat de navigabilité, la FAA doit s'assurer que vos systèmes électroniques peuvent résister à d'éventuelles fluctuations d’énergie, fonctionner normalement dans des tolérances de régime permanentes et gérer diverses exigences thermiques.

Comme les systèmes électroniques embarqués dans des avions font partie de systèmes plus vastes, vous devez tenir compte de la position et du rôle de votre carte dans un système d'alimentation, un système de contrôle, un système de communication ou un système électromécanique. En tant que composant d'un système d'alimentation ou électromécanique, votre conception aéronef doit satisfaire à diverses exigences en matière d'alimentation définies par la courbe CBEMA, comme le précisent les normes de navigabilité FAA.

Les systèmes électriques et les circuits imprimés des avions et autres systèmes avioniques doivent garantir un long cycle de vie, fournir des performances à la demande et répondre aux exigences de la compatibilité électromagnétique spécifiées par la FCC. Ces systèmes doivent être conçus pour offrir les meilleures performances dans des environnements extrêmes. Que vous conceviez des avions civils, des avions ultralégers ou des avions de sport légers, le service de certification des aéronefs de la FAA évaluera rigoureusement vos conceptions au sein de ces systèmes pour en assurer la navigabilité.

VOUS POUVEZ PASSER LE CONTRÔLE DES PERFORMANCES DE LA FAA GRÂCE À DES CONCEPTIONS NORMALISÉES

Que vous conceviez un ordinateur monocarte embarqué pour un système avionique, ou des systèmes de communication et de traitement de données, des logiciels critiques pour la sécurité d'un système embarqué ou des systèmes de contrôle électromécaniques complexes, vous aurez besoin du bon logiciel de conception avec les meilleurs outils de routage et de validation. Chacun de ces systèmes possède ses propres normes de performance et de conception, et vous devez encoder ces normes sous forme de règles de conception dans votre logiciel de conception de PCB.

Vous resterez conforme à toutes les exigences de performance des PCB si votre logiciel de conception vous permet d'intégrer des spécifications comme règles de conception. Un logiciel de conception entièrement adaptable qui garantit que vos outils de conception vérifient votre routage par rapport aux normes et au fur et à mesure que vous concevez en temps réel. Vous pourrez alors réellement et efficacement personnaliser les fonctions importantes de conception électrique dans votre logiciel et vérifier votre agencement au fur et à mesure de la conception. C'est de loin la meilleure façon de s'assurer que votre conception aéronef répondra aux normes critiques de la FAA et vous aidera à construire votre système pour maximiser les performances sous contrainte.

Routage à haute vitesse près d'un boîtier BGA dans Altium Designer souvent utilisé lors de la conception aéronef.

Routage à haute vitesse près d'un boîtier BGA dans Altium Designer souvent utilisé lors de la conception aéronef.

Certification FAA et homologation de conception de PCB

La FAA impose de nombreuses exigences aux entreprises d'avionique concernant les performances et la qualité de leurs systèmes électroniques. Pour prouver la navigabilité, les entreprises aéronautiques et spatiales doivent prouver qu'elles sont conformes à la norme AS9100 spécifiée par la FAA. L'approvisionnement en composants et la gestion des données sont deux processus critiques pour l'industrie aéronautique et aérospatiales. Les bonnes procédures de documentation peuvent vous aider à prouver la conformité en un instant.

Pour la conception de PCB pour les systèmes électriques des aéronefs, votre logiciel doit éliminer les problèmes inhérents à la documentation en transmettant directement les données à vos outils de documentation. Il n'est donc pas nécessaire de passer d'un logiciel de conception à un logiciel de traitement de texte, en documentant manuellement les changements de conception et les ECO au fur et à mesure.

Lorsque votre logiciel de conception intègre ces caractéristiques dans un environnement unique, vous pouvez facilement compiler la documentation dont vous avez besoin pour prouver la navigabilité dans un secteur aussi fortement réglementé. Vous pouvez passer plus de temps à concevoir en fonction des exigences de performance critiques et moins de temps à copier les informations source et conception entre les programmes.

COMMENT LES OUTILS D'APPROVISIONNEMENT ET DE GESTION INTÉGRÉS CONTRIBUENT À LA CONFORMITÉ

La documentation et la gestion des données sont des processus essentiels pour toute organisation qui opère dans un secteur extrêmement réglementé. La documentation ne se limite pas à l'audit de votre chaîne d'approvisionnement en composants, au contrôle des fabricants et à la copie des données dans des documents. Pour les systèmes avioniques, la bonne documentation doit couvrir tous les aspects de la conception qui aident à prouver la navigabilité et satisfaire la FAA. Mais qui a le temps de compiler manuellement des ECO et de s'assurer que les fabricants comprennent intégralement les objectifs de votre conception ?

Travailler dans un environnement qui intègre la conception électronique avec des outils de documentation standardisés est le meilleur moyen de maintenir une productivité élevée pour ces deux processus. Cela vous permet de gagner du temps tout au long du processus de conception et vous aide à planifier la production sans problème. Pour planifier la production, vous bénéficierez d’une vue complète de votre chaîne d'approvisionnement, ce qui vous permettra de prouver le respect des exigences en matière d'approvisionnement.

Ce type de logiciel vous permet de personnaliser vos outils de conception afin de vous assurer que vos conceptions répondent aux exigences de navigabilité et sont conformes aux normes de l'industrie. Vous aurez la possibilité de gérer vos données dans un seul programme, en contrôlant les versions des variantes, les révisions et en réutilisant les anciennes données de conception comme modèle pour les nouveaux systèmes.

Conception mécanique en 3D native dans Altium Designer, utile pour veiller au respect des normes de conception aéronef.

Conception mécanique en 3D native dans Altium Designer, utile pour veiller au respect des normes de conception aéronef.

Conception basée sur des règles dans Altium Designer

Avec tant de facteurs à prendre en compte pour la conception aéronef, les avions civils et les systèmes aérospatiaux, la bonne plateforme de conception peut vous aider à respecter toutes les normes de conception essentielles dans votre secteur d’activité. Travailler avec une plateforme de conception intégrée basée sur un moteur de conception et axé sur des règles vous permet d'intégrer d'importantes normes de performance comme règles de conception. Vous pouvez ainsi si plus facilement maximiser vos possibilités de certification de navigabilité.

Compte tenu de la diversité des fonctionnalités requises dans les aéronefs, les ingénieurs de l'aérospatiale et de l'aviation civile ont besoin d'outils de conception qui les aident à se conformer aux normes industrielles. Travailler avec un logiciel de conception basé sur des règles vous permet de vérifier la conformité de vos conceptions en temps réel et d'apporter des corrections immédiatement. Chaque exigence mécanique et de performance peut être mise en œuvre comme une règle de conception et utilisée pour garantir que votre système répondra aux normes de performance.

ALTIUM DESIGNER : UN SEUL PROGRAMME POUR TOUTES VOS CONCEPTIONS

Pour travailler avec des normes de conception et des règles d'approvisionnement strictes, une véritable intégration est indispensable, et non pas le type d'intégration fictive proposé par la plupart des logiciels de conception de circuits imprimés. La plupart des entreprises vous obligent à créer un flux de travail ad-hoc à partir de plusieurs outils de conception provenant de plusieurs fournisseurs. Vous perdriez alors des caractéristiques essentielles qui vous permettraient de recevoir ce certificat de navigabilité critique.

Avec Altium Designer, vos fonctions de routage, de schématique, de conception mécanique, de documentation, de vérification et d'approvisionnement existent dans un seul programme construit sur un moteur de conception piloté par des règles. Vous n'aurez pas besoin de passer d'un programme externe à un autre pour réaliser vos tâches de conception de base et avancées. Vous aurez accès aux outils essentiels dont vous avez besoin dans un environnement unique.

D'autres plateformes de conception prétendent créer un environnement de conception de PCB unifié, mais elles séparent toujours les outils en différents programmes. Au lieu de travailler avec différents outils de différentes sociétés de logiciels pour accomplir des tâches de conception standard, vous avez besoin d'une suite complète d'outils de conception dans un seul programme. Seul Altium Designer vous apporte les meilleurs outils pour concevoir tous les systèmes électroniques demandés.

Les ingénieurs en avionique et en aérospatiale conçoivent des avions civils et des systèmes électroniques dans un univers strictement réglementé. Les concepteurs électroniques ont besoin des meilleurs outils de routage, d'approvisionnement, de vérification et de documentation pour s'assurer qu'ils recevront une certification de navigabilité. Travailler avec le meilleur logiciel de conception du secteur est le meilleur moyen d'atteindre tous ces objectifs simultanément.

Lorsque votre logiciel de conception est bâti sur un moteur de conception basé sur des règles, vos outils de conception et de vérification communiqueront en utilisant un format de données standardisé. Vos outils doivent préserver votre productivité et respecter les normes qui régissent les performances, comme dans tout secteur d’activité. Altium Designer, la référence industrielle en matière de conception de PCB, vous permet de réaliser tout cela et bien plus encore.

Si jamais vous êtes bloqué par un logiciel ou si vous souhaitez élargir vos capacités par de nouvelles fonctionnalités, Altium vous propose les ressources et les produits dont vous avez besoin pour tirer le meilleur parti de votre logiciel de conception. Vous aurez accès au forum AltiumLive, à des tutoriels, des podcasts et des webinaires avec des experts en conception de PCB, ainsi qu'à une vaste base de connaissances. Altium vous fournit le soutien dont vous avez besoin pour concevoir des PCB pour n'importe quelle application.

Le processus de certification FAA est déjà remarquablement exigeant. Votre logiciel de conception de PCB doit donc contribuer à faciliter le processus de conception, de conformité et d'examen. D'autres plateformes de conception séparent les caractéristiques de conception critiques dans différents programmes, ce qui a un impact négatif très important sur votre productivité et fragmente les normes de conception importantes sur de multiples interfaces. Seul Altium Designer intègre dans un seul programme les caractéristiques essentielles dont vous avez besoin pour la conception de PCB pour les systèmes électriques des aéronefs.. Il est temps d'abandonner les imitateurs et de travailler avec le meilleur logiciel de conception du secteur : essayez Altium Designer.

A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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