Система управления общевертолетным оборудованием

Заявляемая в качестве полезной модели система управления общевертолетным оборудованием (СУОВО) относится к авиационной технике и предназначено для использования в управлении летательными аппаратами, в том числе вертолетами и пассажирскими самолетами.
Она предназначена для выполнения задач преобразования и передачи информации о параметрах систем вертолетного 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 общевертолетным оборудованием и самолетными системами.
Известен интегрированный бортовой пилотажно-навигационный комплекс вертолета, который содержит навигационную систему, систему управления вертолетом, систему индикации, бортовую вычислительную машину, выход которой подключен к первому входу системы управления вертолетом. Выход последней подключен к первому входу системы индикации, при этом выход навигационной системы подключен ко вторым входам системы индикации и системы управления вертолетом. Еще содержит систему преобразования аналоговой и дискретной информации, устройство интегрированного формирования информации и устройство сопряжения.
Система индикации выполнена в виде интегрированного многофункционального перенастраиваемого индикатора, причем выход устройства сопряжения подключен к первым входам навигационной системы и бортовой вычислительной машины и третьему входу системы индикации. Выход бортовой вычислительной машины подключен к первым входам устройства сопряжения и системы преобразования аналоговой и дискретной информации, выход последней подключен ко второму входу бортовой вычислительной машины и четвертому входу системы индикации. Ко второму входу системы преобразования аналоговой и дискретной информации подключены датчики параметров силовой установки и систем общевертолетного оборудования, выход навигационной системы подключен ко второму входу устройства сопряжения, при этом выход устройства интегрированного формирования информации соединен с вторым входом навигационной системы, с третьими входами системы управления вертолетом и системы преобразования аналоговой и дискретной информации, с четвертым входом бортовой вычислительной машины и пятым входом системы индикации, а вход - с выходом бортовой вычислительной машины.
Интегрированный бортовой пилотажно-навигационный комплекс вертолета также содержит датчики измерения параметров вибрации, приемник спутниковой связи, вход которого соединен с антенной, а выход подключен к третьему входу бортовой вычислительной машины, образуя подсистему спутниковой навигации, схему выбора частоты и режима работы радиостанции, соединенную с входами в каналы управления.
Также содержит подсистему генерации изображения картографической информации, а система индикации содержит второй многофункциональный индикатор, первый вход последнего соединен с выходом устройства сопряжения, второй вход - с выходом подсистемы генерации изображения картографической информации, третий вход - с выходом системы управления, четвертый вход - с выходом системы преобразования аналоговой и дискретной информации.
Еще содержит вторую бортовую вычислительную машину в комплекте с системой индикации, приемником спутниковой связи, схемой выбора частоты и режима радиостанции. При этом бортовые вычислительные машины соединены между собой линиями связи, а система преобразования аналоговой и дискретной информации, устройство сопряжения и устройство интегрированного формирования информации выполнены двухканальными, входы вторых каналов которых соединены с выходом второй бортовой вычислительной машины. В системе навигации, системе преобразования аналоговой и дискретной информации, в устройстве сопряжения и устройстве интегрированного формирования информации содержатся контроллеры, образуя с бортовыми вычислительными машинами распределенную компьютерную систему (патент РФ №2204504).
Прототипом данного технического решения является система управления общесамолетным оборудованием, которая содержит панели управления со средствами управления, выполненными с возможностью управления оператором. Также содержит общесамолетное оборудование и соединяющую его со средствами управления систему связи, которая содержит 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, подключен к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к панелям управления - с помощью первого канала связи.
Второй блок вычислителей-концентраторов подключен к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к панелям управления - с помощью второго канала связи.
Система управления общесамолетным оборудованием также содержит:
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 ко вторым компьютерам - с помощью второго канала связи;
первый блок преобразования сигналов, подключен к общесамолетному оборудованию непосредственно, а к первым компьютерам - с помощью первого канала связи;
второй блок преобразования сигналов, подключен к общесамолетному оборудованию непосредственно, а ко вторым компьютерам - с помощью второго канала связи (патент РФ №2528127).
Недостатком данных технических решений является невысокая надежность.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение - это повышение надежности работы системы управления общевертолетным оборудованием.
Техническим результатом является снижение веса бортового оборудования за счет замены большого количества дискретных органов управления и индикации, а также уменьшением модулей ввода-вывода, необходимых для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму, применяемых в комплексных потолочных пультах управления общевертолетным оборудованием на виртуальные, отображаемые на дублируемых сенсорных многофункциональных мониторах (МФМ).
Достигается это за счет того, что система управления общевертолетным оборудованием содержит комплексный пульт управления, два блока бортового вычислителя, блоки удаленных концентраторов сигналов, блоки коммутации и защиты, подключенные к общевертолетному оборудованию непосредственно, а связь между всеми блоками осуществляется через два мультиплексных канала информационного обмена.
Также достигается за счет того, что в комплексный потолочный пульт управления введены два многофункциональных сенсорных монитора, подключенные непосредственно к блокам вычислителя системы основному и резервному, а остальные блоки объединены двумя линиями двунаправленного мультиплексного канала связи, выполненные в виде двух петель, каждая из которых начинается и заканчивается в комплексном потолочном пульте.
На фиг. 1 изображена заявляемая в качестве полезной модели блок-схема системы управления общевертолетным оборудованием.
Система содержит:
1 - общевертолетное оборудование
2 - комплексный потолочный пульт КПП
3 - многофункциональный монитор (МФМ-1)
4 - многофункциональный монитор (МФМ-2)
5 - модуль ввода-вывода с элементами ручного управления и индикации
6 - модуль контроллера 1
7 - модуль контроллера 2
8 - блок удаленного концентратора сигналов БУКС
9 - модули ввода-вывода дискретных, аналоговых и силовых сигналов, а также модули информационного обмена
10 - модуль контроллера 1
11 - модуль контроллера 2
12 - блок коммутации и защиты БК3-27
13 - силовые ключи
14 - контроллер первого канала управления
15 - контроллер второго канала управления
16 - блок коммутации и защиты БК3-115
17 - силовые ключи
18 - контроллер первого канала управления
19 - контроллер второго канала управления
20 - блок вычислителя системы основной БВС-О
21 - блок вычислителя системы резервный БВС-Р
22 - первый канал мультиплексного двунаправленного информационного обмена
23 - второй канал мультиплексного двунаправленного информационного обмена
Комплексный потолочный пульт КПП совместно с многофункциональными мониторами МФМ-1 и МФМ-2 обеспечивают управление общевертолетными системами и контроль работы бортового оборудования.
Управляющие воздействия с КПП и МФМ на системы и агрегаты общевертолетного оборудования осуществляются через один из блоков вычислителя системы БВС.
Блок удаленного концентратора сигналов (БУКС) предназначен для приема аналоговой и цифровой информации от датчиков устройств и агрегатов вертолетных систем, преобразования ее в цифровую форму с последующей математической обработкой и передачей ее в бортовой вычислитель системы (БВС) по двум интерфейсам ARINC 825. Блок также осуществляет прием от БВС команд через те же интерфейсы и преобразование их в разовые команды на устройства управления общевертолетным оборудованием ОВО.
Блок вычислителя системы (БВС) - предназначен для реализации алгоритмов управления и контроля вертолетных систем.
Блок выполняет следующие задачи:
реализация алгоритмов управления и контроля вертолетных систем;
мониторинг технического состояния вертолетных систем;
проверка загрузок программного обеспечения (ПО) во все блоки по интерфейсу ARINC 825;
контроль работы программного обеспечения.
Блок БК3-27 предназначен для коммутации напряжения 27 В постоянного тока и обеспечения защиты выходных цепей от перегрузки по току и короткого замыкания.
БК3-27 используется:
в системах распределения вторичного электропитания напряжения 27 В;
в системах управления агрегатами и устройствами летательных аппаратов в качестве силовых коммутационных элементов с защитой выходных цепей.
Блок БК3-115 предназначен для коммутации трехфазного напряжения 115 В переменного тока с частотой 400 Гц, а также обеспечивает защиту выходных цепей от перегрузок по току и короткого замыкания.
Многофункциональные мониторы (МФМ) используются совместно с комплексным потолочным пультом КПП для управления общевертолетным оборудованием ОВО (также возможно управление общесамолетным оборудованием ОСО).
Все блоки системы управления общевертолетным оборудованием объедены двумя линиями двунаправленного мультиплексного канала связи осуществляемых в виде двух петель, каждая из которых начинается и заканчивается в КПП, обмен информацией по которым осуществляется согласно стандарту ARINC 825.
Система работает следующим образом.
При подаче питающего напряжения 27 В на блоки 2 (КПП), 8 (БУКС), 12 (БК3-27), 16 (БК3-115) системы управления общевертолетным оборудованием (СУОВО), в них автоматически запускаются программы самоконтроля (автономной проверки работоспособности). Результаты проверок блоки в цифровом формате передают по каналам мультиплексного двунаправленного информационного обмена (22, 23) соответствующие интерфейсу ARINC 825 в блок вычислителя системы основной БВС-О (20) и резервный БВС-Р (21).
В случае положительного результата БВС-О (20) выводит соответствующую индикацию на многофункциональный монитор МФМ -1 (3) и МФМ-2 (4). Затем через интерфейсы ARINC 825 первого и второго канала мультиплексного двунаправленного информационного обмена (22, 23) выдает во все блоки команду о начале работы с системой общевертолетного оборудования ОВО.
Сигналы от модуля ввода-вывода (5) с элементами ручного управления и индикации комплексного потолочного пульта (2) КПП поступают в модули контроллеров МК-1 (6) и МК-2 (7), где они преобразуются в цифровую форму и по интерфейсам ARINC 825 (22), (23) поступают в блоки вычислителя системы БВС-О (20) и БВС-Р (21).
Сигналы управления от многофункциональных мониторов МФМ-1 (3) и МФМ-2 (4) поступают непосредственно в блоки вычислителей системы основной БВС-О (20) и резервный БВС-Р (21).
Сигналы от датчиков общевертолетного оборудования ОВО (1) поступают на входы блока удаленного концентратора сигналов БУКС (8), где преобразуются в модулях ввода-вывода (9) в цифровую форму, затем проходят математическую обработку в модулях контроллеров 10, 11 и затем результаты передаются по интерфейсу А825 в БВС-О (20) и БВС-Р (21).
В БВС-О и БВС-Р полученная информация обрабатывается в соответствии с алгоритмами программного обеспечения.
БВС-О (20) (при штатной работе) выдает через интерфейс по стандартам А825 (22, 23) команды управления в блоки БК3-27 (12), где через контроллеры первого и второго канала управления (14, 15) поступают команды управления на модули силовых ключей (13), которые коммутируют силовое напряжение +27 В на устройства ОВО (1).
В блок коммутации и защиты БК3-115 (16) через контроллеры первого и второго канала управления (18, 19) поступают команды управления на модули силовых ключей (17), которые коммутируют силовое напряжение 115 В, 400 Гц на устройства ОВО (1).
В блок удаленного концентратора сигналов (8) БУКС через модули контроллеров 10, 11 и модули ввода-вывода дискретных, аналоговых и силовых сигналов, а также модули информационного обмена (9) в общевертолетное оборудование (1) ОВО выдаются силовые разовые команды и цифровая информация.
Блоки БУКС (8), БКЗ-27 (12), БК3-115 (16) по интерфейсу ARINC 825 (22, 23) выдают информацию в БВС-О (20) о выполнении команд управления. Затем блок вычислителя системы основной БВС-О (20) через интерфейс ARINC 825 (22, 23) выдает на комплексный потолочный пульт КПП (2) и на многофункциональные мониторы МФМ-1 (3) и МФМ-2 (4) команды для соответствующей индикации.
При нештатной работе блока вычислителя системы основного БВС-О (20), управляющую функцию берет на себя блок вычислителя системы резервный БВС-Р (21).
При отрицательном результате самоконтроля одного из блоков 2, 8, 12, 16 БВС-О (18) или БВС-Р (21) на МФМ-1 (3) и МФМ-2 (4) выдают соответствующую индикацию о неисправности и выполнение рабочей программы блокируется.
Заявляемая в качестве полезной модели система управления общевертолетным оборудованием позволяет повысить в 2 раза надежность управления системы, а также улучшить диагностику всей аппаратуры.
Также позволяет уменьшить на 50% вес аппаратуры комплексного потолочного пульта за счет замены большого количества механических кнопок, переключателей (до 75%) и табло на виртуальные в многофункциональных мониторах МФМ.
Заявляемая система обеспечивает с высокой надежностью и информативностью управление как общевертолетным, так и общесамолетным оборудованием в автоматическом и ручном режимах, а это ведет к повышению безопасности полетов, улучшению эксплуатационных характеристик и сокращению времени предполетной подготовки.