СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБЩЕСАМОЛЕТНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Российский патент 2014 года по МПК G01C23/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования в управлении летательными аппаратами, в том числе пассажирскими самолетами. Система управления общесамолетным оборудованием (СУОСО) предназначена для выполнения задач преобразования и передачи информации о параметрах систем самолетного оборудования, контроля состояния систем, выдачи информации для подготовки отображения их состояния на индикаторах, выдачи сигнальных сообщений о состоянии систем и режимах их работы для автоматического и ручного управления общесамолетным оборудованием и самолетными системами.

Уровень техники

Известна система управления летательным аппаратом (патент РФ на изобретение RU 2364548 С2, В64С 13/16, G05D 1/00, 17.05.2007), представляющая собой бортовую систему дистанционного управления воздушным судном, в частности самолетом.

Известна универсальная система универсальная система управления общесамолетным оборудованием (патент РФ на изобретение RU 2263045 C1, B64C 13/00, 05.10.2004), предназначенная для использования при реализации управления летательными аппаратами.

Известна система управления оборудованием самолета (патент США US 7,826,937 В2, G01C 23/00, U.S. Cl. 701/3, 11.08.2004), которая, по количеству и содержанию функционально сходных признаков, выбрана в качестве прототипа. Система управления общесамолетным оборудованием включает панели управления со средствами управления, выполненными с возможностью управления оператором, общесамолетное оборудование и соединяющую его со средствами управления систему связи, содержащую первый и второй каналы связи, отделенные друг от друга и проложенные разными путями в самолете, каждый из которых содержит два канала информационного обмена, набор первых компьютеров, подключенных к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к панелям управления с помощью первого канала связи и набор вторых компьютеров, подключенных к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к панелям управления с помощью второго канала связи.

В прототипе не обеспечивается повышенный уровень надежности и не достигается высокая контролепригодность как приспособленность к выполнению необходимых операций контроля и диагностирования технического состояния.

Сущность изобретения

Целью изобретения является повышение надежности и улучшения контролепригодности системы управления общесамолетным оборудованием и, как следствие, повышение эффективности использования самолета и сокращение расходов на техническое обслуживание и ремонт.

Указанная цель достигается за счет того, что в системе управления общесамолетным оборудованием, включающей панели управления со средствами управления, выполненными с возможностью управления оператором, общесамолетное оборудование и соединяющую его со средствами управления систему связи, содержащую первый и второй каналы связи, отделенные друг от друга и проложенные разными путями в самолете, каждый из которых содержит два канала информационного обмена, набор первых компьютеров, подключенных к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к панелям управления с помощью первого канала связи и набор вторых компьютеров, подключенных к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к панелям управления с помощью второго канала связи, дополнительно установлены:

- первый блок защиты и коммутации постоянного электрического тока и первый блок защиты и коммутации переменного электрического тока, подключенные к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к первым компьютерам с помощью первого канала связи,

- второй блок защиты и коммутации постоянного электрического тока и второй блок защиты и коммутации переменного электрического тока, подключенные к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к вторым компьютерам с помощью второго канала связи, а также

- первый блок преобразования сигналов, подключенный к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к первым компьютерам с помощью первого канала связи,

- второй блок преобразования сигналов, подключенный к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к вторым компьютерам с помощью второго канала связи.

В системе управления общесамолетным оборудованием набор первых компьютеров выполнен в виде первого блока вычислителей-концентраторов, а набор вторых компьютеров выполнен в виде второго блока вычислителей-концентраторов.

В системе управления общесамолетным оборудованием первый блок вычислителей-концентраторов, второй блок вычислителей-концентраторов, первый блок защиты и коммутации постоянного электрического тока, первый блок защиты и коммутации переменного электрического тока, второй блок защиты и коммутации постоянного электрического тока, второй блок защиты и коммутации переменного электрического тока, а также первый блок преобразования сигналов и второй блок преобразования сигналов выполнены в виде двух встроенных в них функционально и технически попарно одинаковых основных каналов и резервных каналов.

В системе управления общесамолетным оборудованием панели управления со средствами управления выполнены в виде комплексного потолочного пульта управления.

В системе управления общесамолетным оборудованием каналы информационного обмена в первом канале связи и во втором канале связи выполнены в виде двунаправленного мультиплексного канала, соответствующего спецификации ARING-825.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения со ссылками на Фиг.1), на которой изображена блок-схема системы управления общесамолетным оборудованием.

Осуществление изобретения

Система управления общесамолетным оборудованием 1 (Фиг.1) содержит панели управления со средствами управления 2, выполненными с возможностью управления оператором, общесамолетное оборудование 3 и соединяющую его со средствами управления систему связи 4, содержащую первый канал связи 5 и второй каналы связи 6, отделенные друг от друга и проложенные разными путями в самолете, каждый из которых содержит два канала информационного обмена 7, 8 и 9, 10, набор первых компьютеров, выполненных в виде блоков вычислителей-концентраторов (БВК1-О) 11, набор вторых компьютеров, выполненных в виде блоков вычислителей-концентраторов (БВК2-Р) 12, первый блок защиты и коммутации постоянного электрического тока (БЗК1-О) 13 и первый блок защиты и коммутации переменного электрического тока (БЗК2-О) 14, подключенные к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к первым компьютерам 11 с помощью первого канала связи 5, второй блок защиты и коммутации постоянного электрического тока (БЗК1-Р) 15 и второй блок защиты и коммутации переменного электрического тока (БЗК2-Р) 16, подключенные к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к вторым компьютерам 12 с помощью второго канала связи 6, а также первый блок преобразования сигналов (БПС1-О) 17, подключенный к общесамолетному оборудованию 3 непосредственно, а к первым компьютерам 11 с помощью первого канала связи 5, второй блок преобразования сигналов (БПС2-Р) 18, подключенный к общесамолетному оборудованию 3 непосредственно, а к вторым компьютерам 12 с помощью второго канала связи 6.

Система управления общесамолетным оборудованием позволяет осуществлять управление, контроль и диагностику состояния общесамолетного оборудования при наземной отработке и в полете с высокой степенью полноты, достоверности и надежности. Она обеспечивает выполнение следующих функций: автоматического управления сопрягаемыми системами самолета на всех этапах полета; сбора информации от сопрягаемых систем, датчиков и исполнительных устройств; обработки потоков собранных данных для обеспечения работы сопрягаемых систем; дистанционного прямого управления агрегатами самолетных систем от органов управления на комплексном потолочном пульте управления пилотов; полетного и наземного контроля технического состояния общесамолетных систем; визуализации состояния сопрягаемых систем и оборудования на многофункциональных индикаторах и сигнализаторах панелей управления; организации контура аварийной сигнализации.

Блоки вычислителей-концентраторов БВК1-О 11 и БВК2-Р 12 (Фиг.1) осуществляют информационный обмен в соответствии с требованиями действующих стандартов и технических регламентов, прием от сопрягаемого оборудования входных разовых команд первого и второго уровней, самоконтроль, логическую обработку информации, контроль напряжений питания блока, текущий контроль исправности блока, формирование текущего состояния блока.

Блоки преобразования сигналов БПС1-О 17 и БПС2-Р 18 (Фиг.1) осуществляют прием всех аналоговых и дискретных сигналов, их первичную обработку и выдачу по каналам связи 5 и 6, питание датчиков, контроль напряжений питания блока, текущий контроль исправности блока, формирование текущего состояния блока.

Блоки защиты и коммутации постоянного электрического тока БЗК1-О 13 и БЗК1-Р 15 в варианте исполнения с напряжением 27 В (Фиг.1) осуществляют прием информации по каналам связи 5 и 6, а также пяти дискретных сигналов прямого управления, поступающих из комплексного потолочного пульта, самоконтроль, формирование команд управления исполнительными механизмами общесамолетных систем, «эхо- контроль» команд управления и защиту выходных силовых цепей блока от перегрузок, контроль напряжений питания блока, текущий контроль исправности блока, формирование текущего состояния блока.

Блоки защиты и коммутации переменного электрического тока БЗК2-О 14 и БЗК2-Р 16 в варианте исполнения с напряжением 115 В (Фиг.1) осуществляет прием информации по каналам связи 5 и 6, прием дискретных сигналов прямого управления от верхнего пульта пилотов, самоконтроль, формирование команд управления исполнительными механизмами общесамолетных систем, «эхо-контроль» команд управления и защиту выходных силовых цепей блока от перегрузок, контроль напряжений питания блока, текущий контроль исправности блока, формирование текущего состояния блока.

Блоки системы управления 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 системы управления общесамолетным оборудованием состоит из универсальных функционально независимых модулей.

Улучшение контролепригодности самолета с данной системой управления общесамолетным оборудованием по сравнению с прототипом достигается за счет введения блоков преобразования сигналов БПС1-О 17 и БПС2-Р 18 (Фиг.1). Они позволяют определять в реальном масштабе времени соответствие общесамолетного оборудования требованиям оперативного контроля работоспособности и штатного его функционирования на всех этапах полета, а также выполнение требований к обработке и накоплению полетной диагностической информации для ее последующего использования на земле и прогнозирования.

Повышение надежности самолета с данной системой управления общесамолетным оборудованием по сравнению с прототипом достигается за счет реализации схемы четырехкратного резервирования всех ее блоков. Эта схема реализована путем двукратного резервирования на уровне блоков вычислителей-концентраторов, блоков защиты и коммутации постоянного электрического тока, блоков защиты и коммутации переменного электрического тока, блоков преобразования сигналов, в которых имеются первый - основной блок и второй - резервный блок. Кроме того, в каждом из указанных блоков осуществлено двукратное резервирование на уровне каналов за счет введения двух встроенных функционально и технически попарно одинаковых основных каналов и резервных каналов.

Промышленная применимость

Изобретение предназначено для использования в авиационной промышленности при проектировании и изготовлении современных и перспективных пассажирских самолетов, обеспечивающих высокую надежность и безопасностью полетов при осуществлении массовых перевозок авиапассажиров в различных условиях.

Все технические средства и обеспечивающее их работу программное обеспечение, применение которых предусмотрено изобретением, разрабатываются и выпускаются как отечественными промышленными предприятиями, так и ведущими компаниями в зарубежных странах.

Предусмотренное изобретением взаимодействие средств реализуется в известных процессах различного назначения в области авиастроения. В процессе изготовления всех устройств, входящих в систему управления общесамолетным оборудованием и самолетными системами, может быть использовано типовое, стандартное промышленное оборудование, известные материалы и комплектующие изделия.

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования в управлении летательными аппаратами, в том числе пассажирскими самолетами. Система управления общесамолетным оборудованием содержит панели управления, систему связи, компьютеры, блоки защиты и коммутации постоянного и переменного электрического тока, блоки преобразования сигналов. Изобретение улучшает контролепригодность, повышает надежность и эффективность использования самолета, сокращает расходы на техническое обслуживание и ремонт. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система управления общесамолетным оборудованием, включающая панели управления со средствами управления, выполненными с возможностью управления оператором, общесамолетное оборудование и соединяющую его со средствами управления систему связи, содержащую первый и второй каналы связи, отделенные друг от друга и проложенные разными путями в самолете, каждый из которых содержит два канала информационного обмена,
первый блок вычислителей-концентраторов, подключенный к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к панелям управления - с помощью первого канала связи, и второй блок вычислителей-концентраторов, подключенный к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к панелям управления - с помощью второго канала связи, отличающаяся тем, что в системе управления общесамолетным оборудованием дополнительно установлены:
- первый блок защиты и коммутации постоянного электрического тока и первый блок защиты и коммутации переменного электрического тока, подключенные к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к первым компьютерам с помощью первого канала связи,
- второй блок защиты и коммутации постоянного электрического тока и второй блок защиты и коммутации переменного электрического тока, подключенные к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к вторым компьютерам с помощью второго канала связи, а также
- первый блок преобразования сигналов, подключенный к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к первым компьютерам с помощью первого канала связи,
- второй блок преобразования сигналов, подключенный к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к вторым компьютерам с помощью второго канала связи.

2. Система управления общесамолетным оборудованием по п.1, в которой первый блок вычислителей-концентраторов, второй блок вычислителей-концентраторов, первый блок защиты и коммутации постоянного электрического тока, первый блок защиты и коммутации переменного электрического тока, второй блок защиты и коммутации постоянного электрического тока, второй блок защиты и коммутации переменного электрического тока, а также первый блок преобразования сигналов и второй блок преобразования сигналов выполнены в виде двух встроенных в них функционально и технически попарно одинаковых основных каналов и резервных каналов.

3. Система управления общесамолетным оборудованием по п.1, в которой панели управления со средствами управления выполнены в виде комплексного потолочного пульта управления.

4. Система управления общесамолетным оборудованием по п.1, в которой каналы информационного обмена в первом канале связи и во втором канале связи выполнены в виде двунаправленного мультиплексного канала, соответствующего спецификации ARINС-825.