УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПОЛЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПАРАШЮТИСТА

Полезная модель относится к информационно-измерительной технике, а именно к устройствам накопления полетной информации десантника-парашютиста от момента покидания летательного аппарата (ЛА) до момента приземления и создания необходимых условий для последующей обработки информации на наземном комплексе.
Известно устройство накопления информации (Патент РФ №2245581, МПК G07C 5/00, 2003 г.), содержащее блок обработки, блок обогрева с термодатчиком, индикатор, соединенный с выходом блока обработки, и блок питания, соединенный с блоком обработки, блоком обогрева с термодатчиком и индикатором, с введенным блоком управления, блоком «тестера» разовых команд, блок радиальных каналов и кассетоприемник, содержащий кассету с флеш-диском и соединенный двухсторонней связью с первым входом обработки, второй вход которого соединен с выходом блока управления, третий вход соединен двусторонней связью с блоком «тестера» и разовых команд, а четвертый вход соединен двусторонней связью с блоком радиальных каналов, при этом питающий выход кассетоприемника соединен с входом питания, подающего напряжение питания на блок «тестера» и разовых команд и блок радиальных каналов, входы которых являются входами устройства.
Недостатками устройства накопления информации является то, что в нем конструктивно не предусмотрена возможность регистрировать полетную информацию парашютиста, а именно необходимых параметров, характеризующих его снижение при управлении парашютной системой типа «летающее крыло», вследствие этого не указываются параметры, регистрируемые при полете, а для разрабатываемого технического решения это имеет определяющее значение.
Известно устройство слежения за парашютной экипировкой (патент США № US 20160150360 от 26.05.2016), предназначенное для отслеживания в режиме реального времени географических координат основного парашюта после его отцепки от ранца в случае применения запасного парашюта. Устройство слежения за парашютной экипировкой состоит из модуля связи, навигационного модуля, источника питания, включателя, обеспечивающего работу устройства после отцепки от ранца в случае применения запасного парашюта.
Недостатком устройства слежения за парашютной экипировкой является то, что оно не позволяет регистрировать полетную информацию парашютиста, а именно угловую скорость вращения, проекцию ускорений свободного падения, напряженность магнитного поля Земли, как при свободном падении, так и при управляемом снижении парашютиста.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по функциональным возможностям относится навигационный компьютер для высотных парашютных прыжков (патент США № US 20080021646 А1 от 24.01.2008), предназначенный для информационной поддержки парашютиста при его свободном падении от момента покидания летательного аппарата, управляемом снижении под куполом парашютной системы и до момента приземления с целью наведения парашютиста на точку приземления. Навигационный компьютер для высотных парашютных прыжков содержит процессор, который получает в качестве входных сигналов информацию от GPS датчика в виде географических координат парашютиста и его высоты над уровнем моря, компас (магнитный датчик), инерционно-измерительное устройство и различные датчики, звуковой сигнализатор тревоги, источник питания, устройство передачи навигационной информации на внешние приемники.
Недостатком навигационного компьютера для высотных парашютных прыжков является отсутствие функции сохранения информации, также из текста не ясно, в какие именно параметры регистрирует инерционно-измерительное устройство.
Технический результат направлен на повышение информативности о деятельности парашютиста от момента покидания ЛА до приземления за счет функции сохранения информации для последующей оценки этих данных при проектировании динамического тренажера, моделирующего прыжок.
Технический результат достигается тем, что в устройство для регистрации полетной информации парашютиста, содержащее датчик центра масс парашютиста, в который входят процессор, спутниковый GPS приемник (с антенной), связанный с ним односторонней связью, компас (магнитометр), связанный с процессором односторонней связью, источник питания, обеспечивающий электропитанием все устройство, дополнительно введены блок регистрации параметров левой руки парашютиста, блок регистрации параметров правой руки парашютиста, при этом каждый из них содержит трехосевой акселерометр и магнитометр, соединенный со считывающим контроллером, который соединен с выходным разъемом подключения витой пары, кроме того, датчик центра масс парашютиста дополнительно содержит два входных разъема подключения витой пары, устройство записи информации на micro SD карту, датчик угловой ориентации тела, при этом входные разъемы подключения витой пары, датчик угловой ориентации тела соединены параллельно односторонними связями с процессором, который соединен двусторонней связью с устройством записи информации на micro SD карту.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для регистрации полетной информации парашютиста.
Устройство для регистрации полетной информации парашютиста включает: I - блок регистрации параметров центра масс парашютиста, включающий в себя: 1 - процессор; 2 - спутниковый GPS приемник с антенной; 3 - магнитометр; II - блок регистрации параметров левой руки парашютиста; III - блок регистрации параметров правой руки парашютиста; 4 - трехосевой акселерометр и магнитометр; 5 - считывающий контроллер; 6 - выходной разъем подключения витой пары; 7 - входной разъем подключения витой пары; 8 - датчик угловой ориентации тела; 9 - устройство записи информации на micro SD карту, источник питания (не показан).
Блок регистрации параметров левой руки парашютиста (II) крепится на запястье левой руки при помощи эластичного ремня и включает в себя корпус, в котором размещены трехосевой акселерометр и магнитометр 4 и считывающий контроллер 5, передающий получаемую информацию на выходной разъем подключения витой пары 6.
Блок регистрации параметров правой руки парашютиста III аналогичен, крепится на запястье правой руки.
Блок регистрации параметров центра масс парашютиста I размещается в области живота и фиксируется с помощью эластичного пояса в плоскости тела парашютиста. Он включает в себя: процессор 1; спутниковый GPS приемник с антенной 2; магнитометр 3; два входных разъема подключения витой пары 7; источник питания (не показан); датчик угловой ориентации тела 8; устройство записи информации на micro SD карту 9. Блок регистрации параметров центра масс парашютиста также предназначен для сохранения всей необходимой информации за счет двусторонней связи процессора 1 с устройством записи информации на micro SD карту 9. Объективная информация о состоянии парашютиста от момента покидания ЛА до приземления поступает на процессор 1 через параллельные связи от датчика угловой ориентации тела 8, магнитометра 3, спутникового GPS приемника с антенной 2, а также через витые пары и их разъемы 6 и 7 от блоков регистрации параметров левой и правой рук II, III.
Работа устройства для регистрации полетной информации парашютиста состоит в следующем. При подготовке парашютиста к совершению прыжка производится крепление блока регистрации параметров центра масс парашютиста I, блоков регистрации параметров левой руки парашютиста II и регистрации параметров правой руки парашютиста III. Парашютист экипируется, надевает парашютную систему типа «летающее крыло» и готовится к десантированию. Включение питания устройства производится перед посадкой парашютиста в ЛА.
От момента отделения парашютиста от ЛА до его приземления устройство для регистрации полетной информации в режиме реального времени осуществляет сбор и сохранение информации об угловых скоростях вращения, проекции ускорений свободного падения, напряженности магнитного поля Земли, как при свободном падении, так и при управляемом снижении парашютиста. Для достижения этого трехосевыми акселерометрами левой и правой рук парашютиста 4 осуществляется измерение в режиме реального времени величин ускорений, возникающих при выполнении прыжка, считывание этой информации контроллером 5 и передача ее через последовательную связь на выходной разъем витой пары 6. После чего эта информация через витую пару поступает на входной разъем витой пары 7 датчика центра масс парашютиста I и далее на параллельные входы процессора 1. При этом на один из параллельных входов процессора 1 также поступает информация от датчика угловой ориентации тела 8, которая позволяет определять также и величины ускорений, возникающих в центре масс парашютиста; информация от магнитного датчика 3 поступает на один из параллельных входов процессора 1 и состоит в данных о положении тела в магнитном поле Земли; информация от спутникового GPS приемника с антенной 2 о географическом положении и высоте над уровнем моря парашютиста поступает на один из параллельных входов процессора 1. Процессор 1 передает получаемую информацию по выходному каналу двусторонней связи на устройство записи информации на micro SD карту 9. Обратная связь устройства записи информации на micro SD карту 9 подтверждает сохранение переданной информации с процессора 1.
По данным, поступаемым на процессор 1 от блоков регистрации параметров левой и правой рук парашютиста II, III, после его анализа на наземном комплексе, появляется возможность вычислять линейные величины перемещений строп управления (при дополнительном использовании видео регистрации прыжка) и возникающие при этом акселерационные нагрузки.
По данным, поступаемым на процессор 1 от датчика угловой ориентации тела 8, магнитометра 3, спутникового GPS приемника с антенной 2, после его анализа на наземном комплексе, появляется возможность вычислять для любой точки траектории снижения парашютиста: высоту над уровнем моря, угловые и линейные показатели движения, возникающие при этом ускорения. Причем датчик угловой ориентации тела 8 снабжен функцией регистрации проекции ускорений, возникающих в центре масс парашютиста в трех плоскостях.
Вся эта информация, синхронизированная по времени регистрации, формирует базу данных, используя которую, появляется возможность объективно оценивать все динамические нагрузки, возникающие у парашютиста от момента покидания им ЛА до момента приземления. Эта информация может в дальнейшем использоваться для создания проекта динамического тренажера.