СРЕДНЕМАГИСТРАЛЬНЫЙ ПАССАЖИРСКИЙ САМОЛЕТ С СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ОБЩЕСАМОЛЕТНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Российский патент 2014 года по МПК B64C13/24 G05D1/10 

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования при реализации управления летательными аппаратами, прежде всего среднемагистральными пассажирскими самолетами.

Известен самолет с системой управления общесамолетным оборудованием [1].

Пассажирский самолет включает две системы управления общесамолетным оборудованием. Первая система управления общесамолетным оборудованием имеет два контура автоматического управления, конструктивно оформленные в основной и резервный блоки преобразований и вычислений и подключенные к исполнительным устройствам через блок управления и контроля. Контур ручного управления выполнен с пультами управления, светосигнальными табло и центральным светосигнальным огнем. Система управления сопряжена по мультиплексному каналу с комплексом БЦВМ, электронными системами управления двигателей, системой регистрации и контроля, аппаратурой наведения и посадки, комплексной системой управления. Вторая система управления состоит из независимого и неподконтрольного пилотам аварийного автоматического контура. Это третий аварийный автоматический контур, включающий в себя независимую дублирующую систему общесамолетного оборудования, состоящую из независимой дублирующей аварийной системы регистрации и контроля работы всех систем и агрегатов самолета.

Недостатком данного аналога является то, что не обеспечивается необходимая безопасность полета в случае неконтролируемых отказов блоков системы во всех возможных режимах полета самолета.

Прототипом изобретения является самолет с системой управления общесамолетным оборудованием [2].

Самолет содержит фюзеляж, крыло, оперение, шасси, двигатели основной силовой установки, воздухозаборники, вспомогательную силовую установку и систему управления общесамолетным оборудованием (СУОСО). СУОСО имеет два контура автоматического управления, конструктивно оформленные в основной и резервный блоки преобразований и вычислений, подключенные к исполнительным устройствам через блок управления и контроля, а также контур ручного управления с пультами управления, светосигнальным табло и центральным светосигнальным огнем.

Самолет с системой управления общесамолетным оборудованием, принятый за прототип, не обеспечивает требуемый высокий уровень защиты от формирования ложных команд управления общесамолетным оборудованием в аварийных ситуациях (в случае отказов аппаратуры системы), который предъявляется к современным, а тем более к перспективным пассажирским самолетам.

Задачей изобретения является создание среднемагистрального пассажирского самолета с системой управления общесамолетным оборудованием, обеспечивающей повышение безопасности полетов за счет автоматизации управления и контроля общесамолетного оборудования и снижение затрат на эксплуатацию самолета.

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

Технический результат достигается за счет того, что в самолете, содержащем фюзеляж, крыло, оперение, шасси, двигатели основной силовой установки, воздухозаборники, вспомогательную силовую установку и систему управления общесамолетным оборудованием, содержащую автоматический и ручной контуры управления, в которой контур автоматического 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 коммутации, а контур ручного управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов, сопрягаемого с исполнительными устройствами общесамолетного оборудования, упомянутая система сопряжена с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования, причем в систему управления общесамолетным оборудованием дополнительно введены блоки концентраторы сигналов, блоки управления и коммутации, контрольный блок вычислений и преобразований. Основной, контрольный и резервный блоки преобразований и вычислений соединены двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена через блоки управления и коммутации с исполнительными механизмами общесамолетного оборудования, а через блоки концентраторы сигналов - с верхним пультом пилотов, причем блоки концентраторы сигналов, блоки преобразований и вычислений, блоки управления и коммутации снабжены встроенными средствами контроля работоспособности.

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

1 - блок концентратор сигналов БКС,

2 - верхний пульт пилотов ВПП,

3 - комплекс бортового радиоэлектронного оборудования БРЭО,

4 - блок преобразований и вычислений БПВ основного канала,

5 - блок преобразований и вычислений БПВ контрольного канала,

6 - блок преобразований и вычислений БПВ резервного канала,

7 - n-блоков управления и коммутации БУК,

8 - общесамолетное оборудование,

9 - двунаправленный мультиплексный канал информационного обмена,

10 - однонаправленный мультиплексный канал информационного обмена.

БКС 1 является моноблочным изделием и служит для организации связи блоков СУОСО с верхним пультом пилотов ВПП 2.

ВПП 2 представляет собой многофункциональный пульт с расположенными на нем органами управления общесамолетным оборудованием.

БРЭО 3 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 4 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации основного канала вычислений и преобразований.

БПВ 5 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации контрольного канала вычислений и преобразований.

БПВ 6 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации резервного канала вычислений и преобразований.

N-блоков БУК 7 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.

Общесамолетное оборудование 8 содержит систему электроснабжения, систему внешнего светотехнического оборудования, систему запуска, управления и контроля силовой установки, систему запуска, управления и контроля вспомогательной силовой установки, топливную систему, систему управления и измерения топлива, систему кондиционирования воздуха, гидропневмосистему, систему пожарной защиты, кислородную систему, систему шасси, систему электрического обогрева стекла, систему внутрикабинной сигнализации, датчики и сигнализаторы.

Двунаправленный мультиплексный канал информационного обмена 9 является каналом, объединяющим блоки СУОСО автоматического контура управления.

Однонаправленный мультиплексный канал информационного обмена 10 служит для сопряжения СУОСО с БРЭО 3.

Система управления общесамолетным оборудованием 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.

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, контрольного и резервного блоков вычислений и преобразований БПВ 4, 5, 6 соответственно, n-блоков управления и коммутации БУК 7 и двух блоков концентраторов сигналов БКС 1.

Введенные в систему блоки концентраторы сигналов упрощают топологию бортового фидера, что ведет к повышению его надежности и снижению его массы.

В самолете основной, контрольный и резервный каналы, содержащие блоки БПВ 4, 5, 6 соответственно, в режиме автоматического управления обеспечивают прием параметрической информации от датчиков самолетных систем общесамолетного оборудования 8, БРЭО 3 и ее логическую обработку для формирования управляющих команд исполнительными механизмами общесамолетного оборудования 8 через n-блоков БУК 7, подключенных по двунаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 9.

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

В самолете основной, контрольный и резервный блоки БПВ 4, 5, 6 взаимодействуют с сопрягаемым бортовым радиоэлектронным оборудованием БРЭО 3 по однонаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 10.

В самолете в режиме автоматического управления размещенный в кабине пилотов верхний пульт пилотов ВПП 2 взаимодействует с блоками БПВ 4, 5, 6 через блоки БКС 2, связанные с блоками БПВ по двунаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 9.

N-блоков управления и коммутации БУК 7 осуществляют прием информации по двунаправленному мультиплексному каналу 9, мажоритарную обработку принятой информации с целью определения достоверного источника, формирование команд управления исполнительными механизмами общесамолетных систем, «эхо-контроль» команд управления, контроль напряжений питания блоков, а также самоконтроль технического состояния.

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

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 3 БСТО и инициирующих запуск процедуры встроенного самоконтроля систем, входящих в состав БРЭОЗ. Информация о результатах контроля СУОСО передается в БРЭО 3.

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 каналах 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 3. Верхний пульт пилотов ВПП 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.

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 заявляемом самолете реализовано четырехкратное резервирование управления общесамолетным оборудованием. Это обеспечивает высокую надежность и безопасность полета, а также ведет к снижению затрат на эксплуатацию самолета.

Источники информации

1 Патент РФ №2359868, В64С 13/00, 27.07.2008.

2 Патент РФ №2263044, В64С 13/00, 27.10.2005.

Изобретение относится к авиационной технике. Самолет содержит систему управления общесамолетным оборудованием, включающую автоматический и ручной контуры управления. Контур автоматического управления содержит основной и резервный каналы преобразований и вычислений, включающие основной и резервный блоки преобразований и вычислений соответственно, каждый из которых соединен двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена с общесамолетным оборудованием через блок управления и коммутации. Контур ручного управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов. Система сопряжена с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования. В систему управления включены блоки концентраторы сигналов, n-блоков управления и коммутации. В автоматический контур введен контрольный канал, включающий контрольный блок вычислений и преобразований. Основной, резервный и контрольный блоки вычислений и преобразований соединены двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена через блоки концентраторы сигналов с верхним пультом пилотов и через n-блоков управления и коммутации с исполнительными механизмами общесамолетного оборудования. Изобретение направлено на повышение безопасности полета. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1 Среднемагистральный пассажирский самолет с системой управления общесамолетным оборудованием, содержащий фюзеляж, крыло, оперение, шасси, двигатели основной силовой установки, воздухозаборники, вспомогательную силовую установку и систему управления общесамолетным оборудованием, включающую автоматический и ручной контуры управления, причем контур автоматического 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 коммутации, а контур ручного управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов, система сопряжена с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования, отличающийся тем, что в систему управления общесамолетным оборудованием включены блоки концентраторы сигналов, n-блоков управления и коммутации, а в автоматический контур 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 блоки концентраторы сигналов с верхним пультом пилотов и через n-блоков управления и коммутации с исполнительными механизмами общесамолетного оборудования.
2 Среднемагистральный пассажирский самолет с системой управления общесамолетным оборудованием по п.1, отличающийся тем, что входящие в систему управления общесамолетным оборудованием блоки концентраторы сигналов, блоки преобразований и вычислений, блоки управления и коммутации снабжены встроенными средствами контроля работоспособности.