Система управления общесамолетным оборудованием для ближне-среднемагистрального самолета

Авторы патента:

B64C13 - Системы управления и передачи для приведения в действие поверхностей управления, предкрылков и закрылков, тормозных щитков или интерцепторов

Полезная модель относится к авиационной технике и предназначена для использования при реализации управления летательными аппаратами, прежде всего ближне-среднемагистральными пассажирскими самолетами. Технический результат полезной модели заключается в повышении безопасности полетов, повышении надежности, контролепригодности и снижении затрат на эксплуатацию самолета. Система управления общесамолетным оборудованием для ближне-среднемагистрального пассажирского самолета содержит автоматический и ручной контуры управления, причем автоматический контур управления содержит основной и резервный каналы преобразований и вычислений, включающие в себя основной и резервный блоки преобразований и вычислений соответственно, каждый из которых соединен двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена с общесамолетным оборудованием через блок управления и контроля, а ручной контур управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов, система сопряжена кодовой линией связи с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования, в систему включены два основных, два контрольных и два резервных блока коммутации интерфейса, n-блоков управления и контроля, m-блоков концентраторов сигналов, а в автоматический контур управления введен контрольный канал, включающий в себя контрольный блок вычислений и преобразований, причем основной, резервный и контрольный блоки вычислений и преобразований соединены двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена через основной, контрольный и резервный блоки коммутации интерфейса с m-блоками концентраторами сигналов и верхним пультом пилотов и через основной, контрольный и резервный блоки коммутации интерфейса с n-блоками управления и контроля, которые соединены с датчиками самолетных систем и исполнительными механизмами общесамолетного оборудования.

Система управления общесамолетным оборудованием для ближне-среднемагистрального пассажирского самолета (далее по тексту - СУОСО) является составной частью интегрированного комплекса бортового оборудования (ИКБО) и предназначена для выполнения задач преобразования и транспортирования к потребителям информации о параметрах систем самолетного оборудования, управления общесамолетным оборудованием и их исполнительными устройствами, контроля систем, выдачи информации для подготовки отображения их состояния, выдачи сигнальных сообщений о состоянии систем и их режимах работы.

В настоящее время существует необходимость проводить управление, контроль и диагностику состояния общесамолетного оборудования при наземной отработке и в полете с высокой степенью полноты, достоверности и надежности.

Известна система управления общесамолетным оборудованием описанная в патенте 2263045 РФ МПК B64C 13/00 от 05.10.2004, включающая два контура автоматического управления, конструктивно оформленные в основной и резервный блоки преобразований и вычислений, связанные с датчиками систем общесамолетного оборудования и подключенные к исполнительным устройствам через блок управления и контроля, а также контур ручного управления с пультами управления, светосигнальным табло и центральным светосигнальным огнем.

Непрерывно возрастающие требования к степени автоматизации полета, к уровню надежности приборов и систем, к комфортности работы экипажа современных ближне-среднемагистральных пассажирских самолетов предполагают более высокий уровень интеграции бортового оборудования, резервируемости его отдельных трактов приема, обработки и выдачи сигналов.

Система управления общесамолетным оборудованием, принятая за прототип, не обеспечивает в достаточной мере требуемый высокий уровень защиты от формирования ложных команд управления общесамолетным оборудованием в аварийных ситуациях (в случае отказов аппаратуры системы), который предъявляется к управлению современными, а тем более, перспективными ближне-среднемагистральными пассажирскими самолетами.

Задачей, на которую направлена заявляемая полезная модель, является создание системы управления общесамолетным оборудованием, обеспечивающей повышение безопасности полетов за счет автоматизации управления и контроля общесамолетного оборудования и снижение затрат на эксплуатацию самолета.

Технический результат полезной модели заключается в повышении безопасности полетов, повышении надежности, контролепригодности и снижении затрат на эксплуатацию самолета.

Технический результат достигается за счет того, что в системе управления общесамолетным оборудованием для ближне-среднемагистрального пассажирского самолета, содержащей автоматический и ручной контуры управления, в которой автоматический контур управления состоит из основного и резервного каналов преобразований и вычислений, включающих в себя основной и резервный блоки преобразований и вычислений, каждый из которых подключен к исполнительным устройствам общесамолетного оборудования через блок управления и контроля, а ручной контур управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов сопрягаемого с датчиками самолетных систем и исполнительными устройствами общесамолетного оборудования, упомянутая система сопряжена по кодовой линии связи с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования, причем в систему управления общесамолетным оборудованием дополнительно ведены m-блоков концентраторов сигналов, n-блоков управления и контроля, основные, резервные и контрольные блоки коммутации интерфейса, контрольный блок преобразований и вычислений, основной, контрольный и резервный блоки преобразований и вычислений соединены с двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена, а через основные, контрольные и резервные блоки коммутации интерфейса с n-блоками управления и контроля, которые соединены с датчиками самолетных систем и исполнительными механизмами общесамолетного оборудования, а так же с m-блоками концентраторами сигналов и с верхним пультом пилотов, причем блоки концентраторы сигналов, блоки преобразований и вычислений, блоки управления и контроля, блоки коммутации интерфейса снабжены встроенными средствами контроля работоспособности.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы управления общесамолетным оборудованием, предлагаемого самолета, где:

1 - комплекс бортового радиоэлектронного оборудования БРЭО

2 - блок преобразований и вычислений БПВ основного канала

3 - блок преобразований и вычислений БПВ контрольного канала,

4 - блок преобразований и вычислений БПВ резервного канала,

5 - блок коммутации интерфейса БКИ основного канала,

6 - блок коммутации интерфейса БКИ контрольного канала,

7 - блок коммутации интерфейса БКИ резервного канала,

8 - n-блоков управления и контроля БУК,

9 - m-блоков концентраторов сигналов БКС,

10 - датчики самолетных систем и исполнительные механизмы общесамолетного оборудования,

11 - верхний пульт пилотов ВПП,

12 - кодовая линия связи,

13 - двунаправленный мультиплексный канал информационного обмена.

БРЭО 1 включает в свой состав комплексную систему электронной индикации и сигнализации КСЭИС, систему измерения воздушных данных СИВД, многоканальную систему регистрации полетной информации МСРП, бортовую систему контроля двигателя БСКД, бортовую систему технического обслуживания БСТО и т.д.

БПВ 2 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации основного канала вычислений и преобразований.

БПВ 3 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации контрольного канала вычислений и преобразований.

БПВ 4 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации резервного канала вычислений и преобразований.

БКИ 5 является моноблочным изделием и предназначен для организации информационного обмена между блоками СУОСО основного канала вычислений и преобразований.

БКИ 6 является моноблочным изделием и предназначен для организации информационного обмена между блоками СУОСО контрольного канала вычислений и преобразований.

БКИ 7 является моноблочным изделием и предназначен организации информационного обмена между блоками СУОСО резервного канала вычислений и преобразований.

N-блоков БУК 8 являются моноблочными изделиями и предназначены для обеспечения формирования и выдачи силовых разовых команд на исполнительные механизмы общесамолетного оборудования, команд управления запуском встроенных средств контроля (ВСК) сопрягаемых систем и сигналов управления средствами световой сигнализации, питающихся напряжением постоянного тока 27 В и питающихся напряжением переменного тока 115 В.

M-блоков БКС 9 являются моноблочными изделиями и служат для организации связи блоков СУОСО с датчиками самолетных систем и исполнительными механизмами общесамолетного оборудования 10.

Датчики самолетных систем и исполнительные механизмы общесамолетного оборудования 10 включают датчики и механизмы от системы электроснабжения, системы внешнего светотехнического оборудования, системы запуска, управления и контроля силовой установкой, системы запуска, управления и контроля вспомогательной силовой установки, топливной системы, системы управления и измерения топлива, системы кондиционирования воздуха, гидропневмосистемы, системы пожарной защиты, кислородной системы, системы шасси, системы электрического обогрева стекла, системы внутрикабинной сигнализации и другие датчики и сигнализаторы.

ВПП 11 представляет собой многофункциональный пульт с расположенными на нем органами управления общесамолетным оборудованием.

Кодовая линия связи 12 служит для сопряжения блоков СУОСО с БРЭО 1.

Двунаправленный мультиплексный канал информационного обмена 13 является каналом, объединяющим блоки СУОСО.

СУОСО работает следующим образом.

СУОСО имеет два контура управления - автоматический и ручной.

Автоматический контур управления содержит основной, контрольный и резервный каналы вычислений и преобразований, состоящие из основного 2, контрольного 3 и резервного 4 блоков вычислений и преобразований БПВ, двух основных 5, двух контрольных 6 и двух резервных 7 блоков коммутации интерфейса БКИ, n-блоков управления и контроля БУК 8 и m-блоков концентраторов сигналов БКС 9.

Введенные в систему блоки концентраторы сигналов упрощают топологию бортового фидера, что ведет к повышению его надежности и снижению его массы, а блоки коммутации интерфейса совершенствуют межканальные связи СУОСО.

Использование контрольного канала в СУОСО обеспечивает возможность применения способов мажоритарной обработки информации в целях обеспечения необходимого для ближне-среднемагистрального пассажирского самолета уровня безопасности полета.

В системе основной, контрольный и резервный блоки БПВ 2, 3, 4 взаимодействуют с сопрягаемым бортовым радиоэлектронным оборудованием БРЭО 1 по кодовой линии связи 12.

Режим автоматического управления в СУОСО осуществляется в соответствии с программой функционирования. Блоки БПВ 2, 3, 4 через основной, контрольный и резервный блоки коммутации интерфейса 5, 6, 7 и m-блоков БКС 9 по двунаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 13 осуществляют сбор параметрической информации от БРЭО 1 и датчиков самолетных систем и их логическую обработку по алгоритмам управления и контроля, формируют команды управления и передают для исполнения в n-блоков управления и контроля БУК 8.

N-блоков управления и контроля БУК 8 осуществляют прием информации через основной, контрольный и резервный блоки БКИ 5, 6, 7 по двунаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 13 и ведут мажоритарную обработку принятой информации с целью определения достоверного источника, а также формируют команды управления исполнительными механизмами общесамолетных систем, «эхо-контроль» команд управления, контроль напряжений питания блоков, и в процессе работы проводят самоконтроль технического состояния.

Введение n-блоков управления и контроля делает архитектуру СУОСО универсальной, что позволит в дальнейшем модифицировать ее в любых летательных аппаратах с дальнейшим наращиванием необходимых функций.

Введение основного, контрольного и резервного блоков коммутации интерфейса повышает уровень надежности информационного обмена блоков СУОСО. При отказе даже двух каналов система будет функционировать без выдачи ложных сигналов и команд.

Контроль общесамолетного оборудования осуществляется СУОСО методом сопоставления сформированных команд управления с информацией, полученной от общесамолетных систем вследствие ее выполнения и с помощью команд «запроса», получаемых от входящего в состав БРЭО 1 БСТО и инициирующих запуск процедуры встроенного самоконтроля систем, входящих в состав БРЭО 1. Информация о результатах контроля СУОСО передается в БРЭО 1.

Все блоки СУОСО - блоки концентраторы сигналов, блоки вычислений и преобразований, блоки управления и коммутации, снабжены встроенными средствами контроля работоспособности, позволяющими в результате сравнения расчетов и показаний в основном и контрольном канале, в случае их несовпадения, определить с высокой степенью достоверности отказавший канал и перейти к использованию работоспособного резервного канала, а в случае отказа резервного канала перейти к использованию ручного контура управления самолетными системами.

Ручной контур управления содержит верхний пульт пилотов ВПП 11. Верхний пульт пилотов ВПП 11 имеет в своем составе органы управления исполнительными механизмами общесамолетного оборудования и светосигнальные табло для отображения технического состояния самолетных систем общесамолетного оборудования.

Режим ручного управления осуществляется путем выдачи команды управления исполнительными механизмами общесамолетного оборудования от органов управления верхнего пульта пилотов, находящегося в кабине пилотов.

Следует отметить, что в предложенной системе максимально автоматизирован процесс управления и контроля общесамолетного оборудования, что позволяет экипажу из двух пилотов ближне-среднемагистрального пассажирского самолета переходить на режим ручного управления только в критических ситуациях.

Ручное управление имеет более высокий приоритет, чем автоматическое управление.

Блоки СУОСО разработаны на основе использования мультипроцессорных средств, обеспечивающих высокую производительность и функциональное деление решаемых задач - цифровая обработка сигналов, выполнение алгоритмов контроля параметрической информации, выполнение алгоритмов реконфигурации системы управления с целью минимизации последствий отказа, формирование команд управления, оценка собственной работоспособности без применения наземной контрольно-проверочной аппаратуры. Каждый блок СУОСО состоит из универсальных функционально независимых модулей.

Таким образом, в заявляемой системе реализовано трехкратное резервирование управления общесамолетным оборудованием. Это обеспечивает высокую надежность и безопасность полета, а также ведет к снижению затрат на эксплуатацию самолета.

1. Система управления общесамолетным оборудованием для ближне-среднемагистрального пассажирского самолёта, содержащая автоматический и ручной контуры управления, причем автоматический контур управления содержит основной и резервный каналы преобразований и вычислений, включающие в себя основной и резервный блоки преобразований и вычислений соответственно, каждый из которых соединен двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена с общесамолетным оборудованием через блок управления и контроля, а ручной контур управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов, система сопряжена кодовой линией связи с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования, отличающаяся тем, что в систему управления общесамолетным оборудованием включены два основных, два контрольных и два резервных блока коммутации интерфейса, n-блоков управления и контроля, m-блоков концентраторов сигналов, а в автоматический контур управления введен контрольный канал, включающий в себя контрольный блок вычислений и преобразований, причем основной, резервный и контрольный блоки вычислений и преобразований соединены двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена через основной, контрольный и резервный блоки коммутации интерфейса с m-блоками концентраторами сигналов и верхним пультом пилотов и через основной, контрольный и резервный блоки коммутации интерфейса с n-блоками управления и контроля, которые соединены с датчиками самолетных систем и исполнительными механизмами общесамолетного оборудования.

2. Система управления общесамолетным оборудованием для ближне-среднемагистрального пассажирского самолёта по п. 1, отличающаяся тем, что входящие в систему управления общесамолетным оборудованием блоки концентраторы сигналов, блоки преобразований и вычислений, блоки управления и контроля, блоки коммутации интерфейса снабжены встроенными средствами контроля работоспособности.