Интегрированная система резервных приборов Российский патент 2020 года по МПК G01C21/00 

Изобретение относится к системам измерения и индикации, обеспечивающим пилотирование летательных аппаратов в случае отказа основных пилотажно-навигационных систем.

Известна интегрированная система резервных приборов для самолетов и вертолетов [1], выполненная в виде отдельного блока, содержащая датчики полного и статического давлений, соединенные со входом устройства обработки и преобразования сигналов, выход с вычислителем, модуль пространственной ориентации, магнитный зонд, ЖК экран с органом управления им, устройство управления режимами работы, устройство ввода-вывода, соединенные с вычислителем.

Недостатком данной системы является невысокая надежность и недостаточная безопасность пилотирования летательного аппарата, в случае выхода из строя основных источников пилотажно-навигационной информации.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение надежности и безопасности полета, за счет введения устройства интерфейсного обмена, для выдачи информации об угловом положении летательного аппарата и высотно-скоростных параметрах интегрированной системы резервных приборов на бортовое оборудование, в том числе и на пилотажно-навигационные дисплеи, для обеспечения визуальной информацией пилота, в случае выхода из строя основных источников пилотажно-навигационной информации, что повышает безопасность полета.

Поставленная задача решается за счет того, что в интегрированную систему резервных приборов, выполненную в виде отдельного блока, содержащую датчики полного и статического давления, соединенные через устройство обработки и преобразования сигналов с вычислителем, модуль пространственной ориентации, устройство управления режимами работы, магнитный зонд, жидкокристаллический индикатор, соединенные с вычислителем, креноскоп; фотодатчик, соединенный с устройством управления режимами работы; устройство компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля пространственной ориентации, подключенное своим входом к модулю пространственной ориентации, а выходом - к вычислителю; устройство списания девиационной погрешности с памятью, подключенное своим входом к магнитному зонду, а выходом к вычислителю; встроенную систему контроля, подключенную своими входами к магнитному зонду, к модулю пространственной ориентации, к датчикам полного и статического давления, а выходом - к вычислителю, согласно изобретения, дополнительно введено устройство интерфейсного обмена, подключенное входом к вычислителю, а выходом к введенному устройству гальванической развязки, выход которого подключен к входу бортового оборудования, в том числе и к пилотажно-навигационному дисплею, отображающему информацию с основных пилотажно-навигационных систем.

Отличительной особенностью заявленной системы является введение в нее устройства интерфейсного обмена и устройства гальванической развязки, которые обеспечивают обмен информацией между интегрированной системой резервных приборов и бортовым оборудованием летательного аппарата, причем электрические цепи не имеют непосредственного электрического контакта между устройствами.

На фиг. 1 представлена схема системы, в которую входят датчик 1 полного давления, датчик 2 статического давления, устройство 3 обработки и преобразования сигналов, вычислитель 4, модуль 5 пространственной ориентации, ЖК индикатор 6, магнитный зонд 7, устройство 8 управления режимами работы, креноскоп 9, фотодатчик 10, устройство 11 компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля 5 пространственной ориентации, устройство 12 списания девиационной погрешности с памятью, встроенная система 13 контроля, устройство 14 гальванической развязки, устройство 15 интерфейсного обмена.

В предложенной системе датчики 1 и 2 полного и статического давления подключены через устройство 3 обработки и преобразования сигналов к вычислителю 4. Модуль 5 пространственной ориентации, устройство 8 управления режимами работы, магнитный зонд 7, ЖК индикатор 6 подключены также к вычислителю 4. Фотодатчик 10 соединен с устройством 8 управления режимами работы. Устройство 11 компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля 5 пространственной ориентации подключено своим входом к модулю 5 пространственной ориентации, а выходом - к вычислителю 4, устройство 12 списания девиационной погрешности с памятью подключено своим входом к магнитному зонду, а выходом - к вычислителю 4. Встроенная система 13 контроля подключена своими входами к магнитному зонду 7, к модулю 5 пространственной ориентации к датчикам 1 и 2 полного и статического давления, а выходом - к вычислителю 4, устройство 15 интерфейсного обмена, подключенное входом к вычислителю 4, а выходом к устройству 14 гальванической развязки, выход которого подключен к бортовому оборудованию. Креноскоп 9 работает автономно.

Заявляемая интегрированная система резервных приборов работает следующим образом: в процессе полета сигналы от встроенных в систему датчиков полного 1 и статического 2 давлений поступают в устройство 3 - обработки и преобразования сигналов, которое обрабатывает эти сигналы, вычисляет полное Р_п и статическое Р_ст давления, а также корректирует сигналы с датчиков полного 1 и статического 2 давлений, в зависимости от температуры окружающей среды. Скорректированные сигналы давлений (Р_ст, Р_п) и сигнал Т_п из устройства 3 обработки и преобразования сигналов поступают в вычислитель 4. С помощью датчиков угловых скоростей, датчиков линейных ускорений и электронных вычислительных средств, размещенных в модуле 5 пространственной ориентации, вычисляются основные параметры положения летательного аппарата: угол крена, угол тангажа, гироскопический курс. Данные о пространственном положении летательного аппарата передаются в вычислитель 4, который на основе полученных сигналов с блока устройства 3 обработки и преобразования сигналов вычисляет по известным зависимостям основные пилотажные параметры: приборную скорость V_пр, истинную скорость V _ист, абсолютную высоту Н_абс, относительную высоту Н_отн, вертикальную скорость V _в, температуру наружного воздуха Т_ст, число М.

Встроенная система 13 контроля предназначена для проведения тест-контроля модуля 5 пространственной ориентации, датчиков полного 1 и статического 2 давлений во время предполетной подготовки и в течение полета.

При контроле модуля 5 пространственной ориентации производится измерение потребляемых токов датчиков угловой скорости с последующим сравнением измеренного значения с ожидаемым значением.

Креноскоп 9 позволяет пилоту контролировать величину скольжения летательного аппарата во время координированного разворота. При правильном координированном развороте скольжение должно отсутствовать.

Фотодатчик 10 расположен на лицевой панели прибора, рядом с ЖК индикатором 6 и выдает информацию о величине внешней освещенности в устройство 8 управления режимами работы, которое через вычислитель 4 осуществляет автоматическую регулировку яркости ЖК индикатора 6. При увеличении внешней освещенности яркость ЖК индикатора 6 также увеличивается, а при снижении освещенности - снижается.

Устройство 11 компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля 5 пространственной ориентации позволяет повысить точность вычисления углов ориентации.

Вычислитель 4 выдает информацию в ЖК индикатор 6 и в модуль информационного обмена 15.

Модуль интерфейсного обмена 15 формирует и передает электрические сигналы, согласно спецификации используемого интерфейса (например, ARINC429, RS-422/485 или др.), на устройство 14 гальванической развязки для передачи этой информации на бортовое оборудование, в том числе на основные пилотажно-навигационные дисплеи.

Использование данного изобретения позволяет, в случае отказа основных источников пилотажно-навигационной информации, на пилотажно-навигационном дисплее индицировать соответствующую информацию, выдаваемую интегрированной системой резервных приборов, с помощью модуля интерфейсного обмена. Пилот летательного аппарата продолжает пилотирование, используя основной пилотажно-навигационный дисплей, размеры и разрешение экрана которого значительно превышают соответствующие характеристики интегрированной системы резервных приборов, что повышает безопасность полета и надежность летательного аппарата. В случае отказа основного пилотажно-навигационного дисплея пилот продолжает полет, но уже используя информацию, индицируемую на ЖК-индикаторе интегрированной системы резервных приборов, что также повышает безопасность полета.

Источники информации

1. Патент РФ №2386927, МПК G01C 21/00 2009 г. (прототип).

Изобретение относится к системам измерения и индикации, обеспечивающим пилотирование летательных аппаратов в случае отказа основных пилотажно-навигационных систем. Технический результат - повышение надежности летательного аппарата и безопасности полета. Изобретение представляет собой интегрированную систему резервных приборов, содержащую датчики полного и статического давления, устройство обработки и преобразования сигналов, вычислитель, модуль пространственной ориентации, устройство управления режимами работы, магнитный зонд, жидкокристаллический индикатор, креноскоп, фотодатчик, устройство компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля пространственной ориентации, устройство списания девиационной погрешности с памятью, встроенную систему контроля, устройство интерфейсного обмена, подключенное входом к вычислителю, а выходом - к введенному устройству гальванической развязки. 1 ил.

Интегрированная система резервных приборов, выполненная в виде отдельного блока, содержащая датчики полного и статического давления, соединенные через устройство обработки и преобразования сигналов с вычислителем, модуль пространственной ориентации, устройство управления режимами работы, магнитный зонд, жидкокристаллический индикатор, соединенные с вычислителем, креноскоп, фотодатчик, соединенный с устройством управления режимами работы, устройство компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля пространственной ориентации, подключенное своим входом к модулю пространственной ориентации, а выходом - к вычислителю, устройство списания девиационной погрешности с памятью, подключенное своим входом к магнитному зонду, а выходом - к вычислителю, встроенная система контроля, подключенная своими входами к магнитному зонду, к модулю пространственной ориентации, к датчикам полного и статического давления, а выходом - к вычислителю, отличающаяся тем, что дополнительно введено устройство интерфейсного обмена, подключенное входом к вычислителю, а выходом к введенному устройству гальванической развязки, выход которого подключен к бортовому оборудованию.