СПОСОБ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ И ИНДИКАЦИИ СОСТОЯНИЯ ОДНОМЕСТНОГО САМОЛЕТА Российский патент 2023 года по МПК G01D7/08 B64D45/00 G06F17/40 

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к способу мониторинга за текущим состоянием одноместного самолета, обеспечивающему оперативный контроль за аварийной, предупреждающей и уведомляющей информацией о состоянии бортовых систем и агрегатов самолета и быстрое принятие летчиком соответствующего решения.

Эксплуатация двухместных самолетов предыдущих поколений подразумевала осуществление контроля состояния систем, в целях обеспечения безопасности, непрерывно одним из летчиков, а цель второго пилота заключалась в выполнении целевой задачи.

Развитие современных сценариев применения авиации привело к необходимости повышения функциональности самолетов, преимущественно пилотируемых одним летчиком. Управление самолетом одним летчиком не позволяет постоянно осуществлять контроль состояния самолетных систем ввиду необходимости решать также и поставленные целевые задачи, что оказывает влияние на безопасность пилотирования и снижает эффективность применения авиационного комплекса.

Из уровня техники известен способ общего представления информации, критичной для безопасности, информации, не критичной для безопасности и дисплейном устройстве транспортного средства, в том числе летательного аппарата (патент RU 2702295, МПК B60K 37/00, G09G 5/377, опубл. 07.10.2019), включающий прием информации, не критичной для безопасности, и создание по меньшей мере одной графической презентации информации, не критичной для безопасности, прием информации критичной для безопасности и создание по меньшей мере одной графической презентации информации, критичной для безопасности, представление презентаций информации критичной и некритичной для безопасности на дисплейном устройстве, при этом указанное представление имеет по меньшей мере две панели представления, при этом презентация информации не критичной для безопасности, происходит на задней относительно направления просмотра наблюдателем панели по меньшей мере из двух панелей представления, а презентация информации, критичной для безопасности, происходит на передней панели представления, и проверку является ли распознаваемой информация, критичная для безопасности, в случае по меньшей мере частичного перекрытия представления информации. Недостатком известного способа является низкая функциональность.

Известна также система аварийной, предупреждающей и уведомляющей сигнализации самолета (патент RU 169053, МПК G09G 3/00, G08B 19/00, В64С 13/16, опубл. 02.03.2017), содержащая датчики аварийных, предупреждающих и уведомляющих сигналов, взаимодействующие с основным модулем управления светосигнализаторами. Недостатком данного изобретения является то, что оно охватывает малое количество контролируемых систем, требует большого количества проводов разовых команд (типа +27/обрыв, корпус/обрыв) от системы до приборной панели, на каждый сигнал свое соединение к светосигнализатору (для охвата всех систем самолета требуется увеличение габаритов и массы), а также требуется много места на приборной панели для светосигнализаторов.

Наиболее близким аналогом предложенного способа является способ и устройство предупреждения критических режимов работы системы оператор - объект (патент RU 2114456, МПК G05B 13/00, G05D 1/00, опубл. 27.06.1998), при котором измеряют параметры состояния системы оператор - объект, запоминают опасные факторы, определяют текущие опасные факторы, формируют показатель сложности управления, при необходимости формируют и выдают оператору команды для вывода системы оператор - объект из сложившейся ситуации, определяют для каждого текущего опасного фактора приращение показателя сложности управления. Недостатком известного способа является его низкая функциональность и малая эффективность при пилотировании самолета одним летчиком.

Задачей изобретения является устранение недостатков известного уровня техники.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности пилотирования, улучшении эксплуатационной технологичности и расширении функциональных возможностей.

Приведенный технический результат достигается настоящим изобретением. Способ централизованного контроля и индикации состояния одноместного самолета включает поступление от датчиков по меньшей мере в один аналогово-цифровой преобразователь информации о состоянии всех систем и агрегатов самолета, ее преобразование в цифровой вид и передачу по цифровым линиям связи преобразованной информации по меньшей мере в одну бортовую центральную вычислительную систему (ЦВС), обработку и анализ ЦВС поступившей информации и формирование показателей работоспособности всех самолетных систем и агрегатов. Способ характеризуется тем, что в ЦВС поступает информация по цифровым линиям связи напрямую от других самолетных систем, и одновременно с формированием показателей работоспособности всех самолетных систем и агрегатов ЦВС анализируются и сопоставляются текущие режимы функционирования самолета и показатели работоспособности всех самолетных систем и агрегатов и осуществляется комплексирование и формирование набора данных для передачи по цифровой линии связи по меньшей мере на один многофункциональный индикатор в виде интегральных мнемокадров, при этом отображение самих мнемокадров, а также их наполнения в части информации о состоянии систем на многофункциональном индикаторе осуществляется в зависимости от выполняемой пилотом целевой задачи и текущего режима функционирования самолета и включает подсказки и рекомендации по действиям пилота.

Способ также характеризуется тем, что при функционировании самолета в резервном контуре обработка, анализ, сопоставление информации и формирование набора данных для отображения пилоту осуществляется в многофункциональном индикаторе.

Современные боевые летательные аппараты (ЛА) оснащаются многофункциональными индикаторами (МФИ), центральными вычислительными системами (ЦВС) и аналогово-цифровыми преобразователями (АЦП), позволяющими реализовать данный способ.

В качестве примера осуществления способа приведена система, включающая вычислитель из состава ЦВС, блок АЦП и МФИ. Такой вариант выполнения системы не ограничивает осуществление способа, а приведен только в качестве примера (фиг. 5).

АЦП (1) (фиг. 5) представляет собой одно- или многомодульное устройство, предназначенное для приема электрических сигналов различных характеристик (разовой командой и аналоговые) от датчиков самолетных систем и агрегатов, преобразования в цифровой вид и выдачи потребителям по цифровым каналам информационного обмена.

ЦВС (2) (фиг. 5) представляет собой одно- или многопроцессорное устройство, предназначенное для выполнения комплексных вычислений (в том числе анализ и сопоставление показателей работоспособности самолетных систем и агрегатов, режимов функционирования самолета и целевых задач) и осуществления информационного обмена.

МФИ (3) (фиг. 5) представляет собой устройство, состоящее из графического и вычислительного модуля, предназначенное для отображения информации, а также выполнения вычислений (в том числе анализ и сопоставление показателей работоспособности самолетных систем и агрегатов, режимов функционирования самолета) и осуществление информационного обмена в резервном контуре (в случае аварийных и других неисправностей или не штатного функционирования).

Приведенные технические средства обеспечивают реализацию способа и позволяют пилоту осуществлять контроль за самолетом, получая актуальную информацию в виде сформированных мнемокадров о состоянии систем и агрегатов самолета в зависимости от текущего режима полета и реализуемой целевой задачи. МФИ при этом не отображает информацию, которая в текущий момент является не актуальной (не имеющей высокую степень важности).

Предлагаемый способ контроля по мнемокадрам позволяет произвести быструю оценку работоспособности систем в зависимости от выполняемой пилотом целевой задачи и текущего режима функционирования самолета и включает в том числе подсказки и рекомендации по действиям пилота. Пилоту не требуется выполнять дополнительных действий по выбору кадра интересующей системы. При возникновении не штатного функционирования самолетной системы на индикации будет представлена вся необходимая информация по ситуации с рекомендуемыми действиями пилота (подсказками).

Повышение безопасности пилотирования в рассматриваемом способе обеспечивается: исключением отвлекающих факторов, за счет реализации алгоритмов комплексной обработки информации и представления летчику информации в виде сгруппированных (сформированных) мнемокадров, которые формируются в зависимости от текущего режима полета; сокращением времени принятия решения, за счет реализации комплекированного представления и централизованной подачи актуальной в текущий момент информации о состоянии всех систем и агрегатов самолета; повышением качества принятия решения, за счет формирования летчику не только информации об отклонениях в функционировании систем, но и рекомендаций о необходимых действиях.

Улучшение эксплуатационной технологичности в рассматриваемом способе обеспечивается увеличением полноты охвата самолетных систем (благодаря использованию блока АЦП и прямым цифровым линиям связи, в ЦВС поступает информация практически от всех самолетных систем) и формированием рекомендаций действий летчику для парирования возникших ситуаций.

Информирование летчика осуществляется не только об случившихся нарушениях работы систем самолета, но и о необходимых действиях для их парирования (интеллектуальная поддержка) в виде: «отказ-подсказка действий».

Расширение функциональных возможностей достигается за счет:

- Увеличения списка контролируемых систем и параметров с повышением точности определения отказов, за счет совместного применения АЦП, позволяющего подключить к нему большего количества датчиков, и ЦВС, получаемой информацию от самолетных систем по цифровым линиям связи;

- Внедрения фильтрации выдаваемой информации по критичности в зависимости от режима функционирования самолета, этапа полета и выполняемой целевой задачи, в том числе с выдачей подсказок и рекомендаций по действиям пилота. Например, до запуска двигателя, информация по отказам в гидросистеме не выдается пилоту, поскольку при не работающем двигателе, отсутствует давление в гидросистеме и это не является проблемой. Аналогично, при нахождении самолета в целевом режиме работы, пилоту не выдается информация об отказах, не влияющих на выполнение целевой задачи.

Предлагаемый способ также характеризуется универсальностью применения поскольку для каждого самолета существует единый (общий) перечень используемых систем: топливная система, шасси, силовая установка, система электроснабжения, гидропневмо система, пилотажно-навигационное оборудование, комплекс средств связи, что позволяет реализовать способ на широком ряде самолетов. Наличие отдельных систем для разного типа самолетов или особенностей исполнения систем может быть интегрировано в базовую составляющую технических средств и позволяет реализовать предложенный способ в уникальном исполнении для любого типа самолетов.

Изобретение поясняется чертежами где на фиг. 1 вся параметрическая информация от систем общесамолетного оборудования и силовой установки сгруппирована на едином кадре, что позволяет оперативно проконтролировать как работу всех систем, так и обратить внимание на особые ситуации в работе путем формирования и вывода индикации или цветовым выделением.

На фиг. 2 показан кадр состояния систем общесамолетного оборудования, силовой установки и комплекса бортового оборудования (КБО).

На фиг. 3 показан кадр состояния составных частей КБО, сформированный с учетом текущей информации по работе систем и позволяющий быстро определить возможные ограничения в работе системы при решении тактической задачи.

Например, индикация красным цветом транспаранта «АНТ-Л» указывает на неисправность левой антенны и предполагает пилотирование с учетом исправной правой антенны.

На фиг. 4 показан кадр состояния гидропневмо системы, который разработан таким образом, что летчик может визуально и в кратчайшее время оценить работоспособность всех управляющих поверхностей и возможных ограничений.

Предлагаемый способ централизованного контроля и отображения состояния систем может использоваться на различных летательных аппаратах, например, на самолетах и вертолетах.

Предложенный способ предусматривает возможность применения при реализации в аппаратном исполнении самолета двух контуров функционирования:

- основном, при исправном вычислителе;

- резервном, при отказе основного вычислителя (в данном случае анализ и комплексирование информации осуществляется в МФИ).

На фиг. 5 представлен вариант бортовой вычислительной системы реализующий предлагаемый способ.

При функционировании самолета в резервном контуре (например в случае отказа части оборудования, в том числе ЦВС), предлагаемый способ предусматривает реализацию обработки и анализа информации вмногофункциональном индикаторе. Данный режим является резервным, так как индикатор может обладать меньшими вычислительными мощностями и не получать информацию от всех самолетных систем.

Изобретение относится к способу централизованного контроля и индикации состояния одноместного самолета. Для контроля и индикации состояния одноместного самолета передают информацию от датчиков в аналого-цифровые преобразователи, преобразующие ее в цифровой вид для передачи в центральные вычислительные системы, формирующие данные для передачи в многофункциональный индикатор, осуществляющий отображение информации в зависимости от выполняемой пилотом целевой задачи и текущего режима функционирования самолета, и включает подсказки и рекомендации по действиям пилота. Обеспечивается повышение безопасности при пилотировании самолета одним летчиком. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ централизованного контроля и индикации состояния одноместного самолета, включающий поступление от датчиков по меньшей мере в один аналогово-цифровой преобразователь информации о состоянии всех систем и агрегатов самолета, ее преобразование в цифровой вид и передачу по цифровым линиям связи преобразованной информации по меньшей мере в одну бортовую центральную вычислительную систему (ЦВС), обработку и анализ ЦВС поступившей информации и формирование показателей работоспособности всех самолетных систем и агрегатов, отличающийся тем, что в ЦВС поступает информация по цифровым линиям связи напрямую от других самолетных систем, и одновременно с формированием показателей работоспособности всех самолетных систем и агрегатов ЦВС анализируются и сопоставляются текущие режимы функционирования самолета и показатели работоспособности всех самолетных систем и агрегатов, и осуществляется комплексирование и формирование набора данных для передачи по цифровой линии связи по меньшей мере на один многофункциональный индикатор в виде интегральных мнемокадров, при этом отображение самих мнемокадров, а также их наполнения в части информации о состоянии систем на многофункциональном индикаторе осуществляется в зависимости от выполняемой пилотом целевой задачи и текущего режима функционирования самолета и включает подсказки и рекомендации по действиям пилота.

2. Способ централизованного контроля и индикации состояния систем одноместного самолета по п. 1, отличающийся тем, что при функционировании самолета в резервном контуре обработка, анализ, сопоставление информации и формирование набора данных для отображения пилоту осуществляется в многофункциональном индикаторе.