АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КОНТРОЛЬНО-ПРОВЕРОЧНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ БОРТОВОГО РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к области автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры и может использоваться как аппаратура для выполнения периодических проверок бортового радиоэлектронного оборудования (далее - БРЭО) и кабельной сети летательного аппарата (далее - ЛА), наземных проверок БРЭО в процессе технического обслуживания ЛА, поиска и устранения неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации ЛА, а также проверки работоспособности БРЭО при монтаже на борт ЛА. Аппаратура включает в себя инструментарий для поиска неисправностей и локализации их до конструктивно-съемной единицы и позволяет проводить проверки в условиях аэродрома и технико-эксплуатационной части или лаборатории.
Известна автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата из патента РФ №2657728 с датой приоритета 16.08.2017, содержащая формирователь выходных сигналов, выход которого соединен с входом объекта контроля, блок управления, соединенный с коммутатором и формирователем выходных сигналов, и блок нормализации. Причем в состав автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры введены ПЭВМ, контроллер интерфейса, устройство измерения длительностей и задержек, блок имитаторов, блок аналого-цифрового преобразователя (далее - АЦП), блок прецизионного аналогового преобразователя (далее - ПАП). Контроллер интерфейса соединен с персональной электронно-вычислительной машиной (далее - ПЭВМ) и блоком управления, блок имитаторов соединен с блоком управления и блоком цифроаналогового преобразователя (далее - ЦАП), выход которого соединен с формирователем выходных сигналов. Блок нормализации соединен с блоком управления и объектом контроля. Блок АЦП соединен с блоком нормализации и коммутатором, устройство измерения длительностей и задержек соединено с коммутатором и блоком управления. Контроллер интерфейса, блок управления, устройство измерения длительностей и задержек, коммутатор и блок имитаторов объединены в решающее устройство на основе программируемой логической интегральной схемы (далее - ПЛИС). Блок АЦП, блок ЦАП и решающее устройство на основе ПЛИС объединены в универсальный решающий модуль. Блок нормализации и формирователь выходных сигналов объединены в специализированный модуль ввода/вывода.
Недостатками известной автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры интегрированной информационно-управляющей системы беспилотного летательного аппарата являются ограниченные функциональные возможности, так как аппаратура рассчитана на диагностику электронных блоков и не позволяет проводить диагностику цепей кабельной сети, а также низкая универсальность.
Известна автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для проверки и регулирования цепей энергетического и информационного взаимодействия системы самолет-силовая установка из патента РФ №52288 с датой приоритета 03.06.2005, содержащая ПЭВМ, соединенный с ней коммутатор каналов и соединенный с коммутатором каналов блок контроля цепей. Причем в состав автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры введены соединенный с блоком контроля цепей контрольный разъем и блок регулирования, соединенный с коммутатором каналов.
Недостатком известной автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры для проверки и регулирования цепей энергетического и информационного взаимодействия системы самолет-силовая установка являются ограниченные функциональные возможности по номенклатуре интерфейсов информационного взаимодействия.
Наиболее близкой по технической сущности является система контроля автоматизированная НАСКД-200 производства ЗАО «Бета-ИР», содержащая унифицированную автоматизированную контрольно-измерительную аппаратуру, рабочее место оператора, пульт управления оператора, принтер и функциональное программное обеспечение (включающее программы самоконтроля и технического обслуживания), адаптеры интерфейса; при этом унифицированная автоматизированная контрольно-измерительная аппаратура включает: устройства централизованного управления, обработки, индикации, регистрации и ввода-вывода данных, а также связи с информационными системами высшего уровня, совокупность средств, реализующих магистрально-модульный принцип агрегатирования, совокупность унифицированных функциональных модулей, приборов, обеспечивающих формирование, преобразование унифицированных стимулирующих и контролируемых сигналов (измерительное и стимулирующее оборудование), унифицированную подсистему коммутации, унифицированные средства коммутации и защиты по цепям питания объекта контроля от первичных источников; средства размещения аппаратуры изделия.
Недостатком известной системы контроля автоматизированной НАСКД-200 является низкая универсальность применения (для обеспечения проверок в полевых и стационарных условиях необходимо применение различных модификаций), отсутствие возможности обеспечения объектов контроля всей необходимой номенклатурой напряжений, в том числе 115В 400 Гц, невозможность проведения оперативных предполетных проверок БРЭО и обеспечения комплексных проверок системы сбора данных ЛА, а также проверок БРЭО ЛА в совокупности с пилотажно-навигационным комплексом.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при использовании предлагаемой автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры для бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата, является быстрая, точная и расширенная по функционалу диагностика бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата при изготовлении и эксплуатации, с возможностью выявления неисправности до конструктивно-съемной единицы.
Технический результат полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры для бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата с возможностью ее применения, как в полевых условиях (аэродром), так и в стационарных условиях (технико-эксплуатационная часть, лаборатория).
Для достижения указанного технического результата заявляемая автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата содержит соединенные с помощью жгутов модуль питания, формирующий необходимые напряжения для работы автоматизированной КПА для БРЭО ЛА, модуль диагностики интерфейсов, блок отображения и управления. При этом модуль питания содержит в своем составе соединенные с помощью жгутов блок защиты по току, блок измерения, преобразователь напряжения 27В, преобразователь напряжения 115В 400 Гц. Модуль диагностики интерфейсов содержит вычислитель, к которому по цифровым интерфейсам подключены блок индикации, источник бесперебойного питания (далее - ИБП), блок защиты и блок коммутации, блок аналого-цифрового преобразователя (далее - АЦП) и делитель напряжения, блок чтения интерфейсов, блок опроса датчиков, блок имитации датчиков, модуль программного обеспечения, включающий блок мониторинга параметров, блок имитаторов БРЭО, блок проверок, пользовательский интерфейс.
На фиг. 1 представлена структура автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры для бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата.
Описание осуществления полезной модели может быть использовано в качестве примера для лучшего понимания ее сущности и изложено со ссылками на фигуру, приложенную к настоящему описанию. При этом приведенные ниже подробности призваны не ограничить сущность полезной модели, а сделать ее более ясной.
Для целей настоящего описания используется термин «объект контроля», под которым следует понимать конкретный тип БРЭО ЛА, для диагностики которого применяется автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура.
Заявляемая автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата содержит соединенные с помощью жгутов модуль питания, формирующий необходимые напряжения для работы автоматизированной КПА для БРЭО ЛА, модуль диагностики интерфейсов, блок отображения и управления.
Модуль питания включает в себя блок защиты по току, блок измерения, преобразователь напряжения 27В, преобразователь напряжения 115В 400 Гц, соединенные с помощью жгутов. Модуль питания подключается с помощью соединительного жгута к промышленной сети переменного тока 220В 50 Гц.
С помощью преобразователей напряжения 27В и 115В 400 Гц модуль питания формирует номенклатуру рабочих напряжений, необходимых для обеспечения работы модуля диагностики интерфейсов и объекта контроля в процессе проверки. Также модуль питания производит измерение показателей напряжения и тока и передает эту информацию в модуль диагностики интерфейсов по цифровому интерфейсу. На основе данных об измеренных значениях напряжения и тока реализована защита от превышения потребления для каждого из проверяемых блоков БРЭО ЛА. В модуле питания также реализована защита от короткого замыкания по каналу 220В, а также защита по превышению значения максимально допустимого тока для каналов 27В, 12В.
Модуль диагностики интерфейсов содержит вычислитель с программным обеспечением, к которому по цифровым интерфейсам подключены блок индикации, ИБП, блок защиты и блок коммутации, блок АЦП и делитель напряжения, блок чтения интерфейсов, блок опроса датчиков, блок имитации датчиков, модуль программного обеспечения, включающий блок мониторинга параметров, блок имитаторов БРЭО, базу проверок и пользовательский интерфейс. Вычислитель управляет всеми периферийными блоками, организуя с их помощью сбор необходимой информации. Блок имитации датчиков позволяет формировать сигналы идентичные сигналам датчиков ЛА. Блок опроса датчиков - позволяет считывать информацию напрямую с датчиков ЛА. Блок имитации датчиков и блок опроса датчиков ведут обмен информацией по цифровому интерфейсу непосредственно с вычислителем. Блок чтения интерфейсов осуществляет информационный обмен с объектом контроля. Управление блоком осуществляет вычислитель, посредством интерфейса PCIe.
Блок АЦП предназначен для измерения напряжения в контрольных точках проверяемого БРЭО ЛА или на контактах соединителей кабельной сети. Для увеличения диапазона измерения напряжения АЦП используется делитель напряжения. Управление работой АЦП проводится с помощью вычислителя посредством цифрового интерфейса. Блок коммутации совместно с блоком защиты управляют подачей напряжения питания на объект контроля. По команде вычислителя, при наличии разрешения от блока защиты, блок коммутации подает питание от одного из каналов модуля питания на объект контроля. Если результаты измерения тока в модуле питания превышают пороговое значение для заданного объекта контроля, то вычислитель подает команду на отключение электропитания. Блок защиты анализирует состояние вычислителя и формирует команду разрешения подачи питания на БРЭО ЛА. Блок защиты на основе информации о значениях тока и напряжения, поступающей от модуля питания, вырабатывает управляющее воздействие для подачи или снятия питания с объекта контроля путем управления блоком коммутации. Блок индикации визуализирует текущее состояние КПА БРЭО ЛА. ИБП обеспечивает непрерывность работы вычислителя в течение времени не более 15 минут в случае пропадания электропитания на входе в модуль диагностики интерфейсов.
Конструкция автоматизированной КПА реализована на базе ударопрочных промышленных кейсов, обеспечивающих выполнение проверок, как в полевых, так и в стационарных условиях, перемещение аппаратуры по территории аэродрома, а также мобильность в эксплуатации. Конструкция модуля диагностики интерфейсов предусматривает наличие индикаторов сети, готовности контрольно-проверочной аппаратуры к работе, а также индикатора отказа КПА.
Модуль программного обеспечения содержит: блок имитаторов БРЭО, который организует обмен по интерфейсам с каждым объектом контроля в соответствии с Протоколом информационного взаимодействия (далее - ПИВ), принятого для конкретного ЛА, блок мониторинга параметров, с помощью которого можно просматривать данные, получаемые и передаваемые в объект контроля, базу проверок, в которой хранятся проверки для каждого конкретного изделия, и удобный пользовательский интерфейс.
Пользовательский интерфейс обеспечивает взаимодействие пользователя с приложением и включает в себя средства авторизации пользователей, средства настроек приложения, средства формирования отчетов о проверках и хранения архива проверок. Пользовательский интерфейс представлен следующими инструментами: экран приложения, поле ввода, кнопки выбора, меню пользователя, списки, индикаторы занятости. При запуске программного обеспечения пользователь заполняет данные для входа в окне авторизации. В заголовке экрана приложения содержится информация в каком разделе находится пользователь. В основной рабочей области располагаются иконки с отображением объектов контроля. Выбранный объект контроля подсвечивается синим цветом. После выбора объекта контроля открывается поле ввода для занесения данных об объекте контроля (серийный номер), далее с помощью инструмента «список» раскрывается перечень возможных проверок. После выбора конкретной проверки раскрывается список подпроверок, включающий в себя способ проведения проверки (проверка через жгут/проверка через радиоканал). После выбора способа проверки происходит её запуск. В правой части основного окна индицируется ход проверки. В нижней части основного окна индикатор занятости информирует о том, что приложение обрабатывает данные и ведет обмен с объектом контроля.
Блок отображения и управления обеспечивает взаимодействие оператора и автоматизированной КПА для БРЭО ЛА. На блок отображения передается изображение с интерфейсом программного обеспечения, а от оператора передаются управляющие воздействия, позволяющие выбрать необходимую проверку и ввести дополнительную информацию.
Функционирование заявляемой автоматизированной КПА для БРЭО ЛА происходит следующим образом.
На месте проведения проверок производится подключение модуля диагностики интерфейсов к модулю питания с помощью соединительного жгута, затем подключение модуля питания к промышленной сети переменного тока 220 В. Далее проводят подключение КПА к соответствующему объекту контроля и кабельной сети ЛА, затем последовательно включают все функциональные составные части КПА, происходит запуск модуля программного обеспечения.
После запуска модуля программного обеспечения на блоке отображения информации индицируется окно авторизации с полями для заполнения данных о пользователе. Оператор указывает данные для входа, Ф.И.О. и пароль, осуществляет вход в функциональное приложение.  Далее оператор выбирает тип проверяемого воздушного судна. Открывается дерево проверок с поясняющими изображениями для выбора типа конкретной проверки. После выбора типа проверки оператор заполняет серийный номер проверяемого оборудования и выбирает способ проверки.
Все управляющие воздействия при работе с автоматизированной КПА для БРЭО ЛА оператор производит с помощью блока отображения и управления, который может быть реализован, например, на базе ноутбука в промышленном исполнении. Для проведения проверки оператор производит выбор типа проверяемого БРЭО и конкретную проверку. После выбора вида проверки модуль программного обеспечения индицирует на блоке отображения и управления перечень работ, инструментов и дополнительного оборудования, которые необходимо подготовить для выполнения проверочных работ.
После запуска проверки оператору требуется последовательно выполнить действия, описанные в интерактивном руководстве. Часть операций может предусматривать ручной режим проверки, это связано с особенностями работы конкретного объекта контроля. В случае выполнения автоматических операций действия оператора ограничиваются запуском проверки и визуальным контролем состояния ее прохождения. В случае выполнения операций, предусматривающих ручной режим, интерактивное руководство выдает оператору инструкцию с алгоритмом их выполнения.
В автоматическом режиме вычислитель, в соответствии с алгоритмом, заложенным в модуль программного обеспечения, обращается к блокам из состава модуля диагностики интерфейсов и проводит операции, необходимые для проведения проверки.
С помощью блока коммутации вычислитель подает напряжение питания на проверяемый объект контроля или снимает напряжение питания с проверяемого объекта контроля.
С помощью блока АЦП и делителя напряжения вычислитель измеряет напряжение в контрольных точках и контактах соединителей кабельной сети.
С помощью блока чтения интерфейсов, блока имитаторов БРЭО и блока мониторинга параметров вычислитель производит обмен информацией по специфическим для каждого конкретного объекта контроля цифровым интерфейсам, таким как ARINC 429, RS-482, RS-422, CAN, Ethernet, дискретные входы, дискретные выходы.
С помощью блока опроса датчиков и блока имитации датчиков автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура БРЭО ЛА обеспечивает поиск и устранение неисправностей в системе сбора данных ЛА до датчика, как в автоматическом, так и в ручном режимах. Блок опроса датчиков принимает сигналы от датчиков системы сбора данных ЛА и передает полученную информацию в вычислитель, вычислитель обрабатывает полученную информацию, программное обеспечение индицирует сигнал зеленого цвета, если полученное значение попадает в диапазон нормативных значений, красного цвета, если полученное значение не попадает в диапазон нормативных значений. Блок имитации датчиков имитирует сигналы от датчиков системы сбора данных ЛА с целью проверки целостности тракта прохождения сигналов. Программное обеспечение индицирует сигнал зеленого цвета в случае, если сигнал доходит до вычислителя, красного цвета, в случае, если сигнал не доходит до вычислителя.
По окончании проверки модуль программного обеспечения автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры для БРЭО ЛА формирует отчет, содержащий результаты проверок с указанием признаков соответствия/несоответствия необходимым параметрам. Отчет выводится в электронном виде и может быть сохранен на внешний USB накопитель.
Расширение функциональных возможностей обеспечивается тем, что автоматизированная КПА для БРЭО ЛА содержит вычислитель, к которому по цифровым интерфейсам подключены блок индикации и модуль программного обеспечения, включающий блок мониторинга параметров и пользовательский интерфейс. Причем автоматизированная КПА для БРЭО ЛА содержит соединенные с помощью жгутов модуль питания, формирующий необходимые напряжения для работы автоматизированной КПА для БРЭО ЛА, модуль диагностики интерфейсов, блок отображения и управления, при этом модуль питания содержит в своем составе соединенные с помощью жгутов блок защиты по току, блок измерения, преобразователь напряжения 27В, преобразователь напряжения 115В 400 Гц; модуль диагностики интерфейсов содержит вычислитель, к которому по цифровым интерфейсам подключены дополнительно источник бесперебойного питания, блок защиты и блок коммутации, блок аналого-цифрового преобразователя и делитель напряжения, блок чтения интерфейсов, блок опроса датчиков, блок имитации датчиков; модуль программного обеспечения дополнительно содержит блок имитаторов БРЭО и блок проверок.