СЪЕМНЫЙ ЗАГРУЗОЧНЫЙ МОДУЛЬ

Полезная модель относится к информационно-измерительной технике авиационного назначения, в частности, к бортовым устройствам обмена полетными данными в цифровой форме, входящим в комплекс бортового оборудования летательных аппаратов.
Современные самолеты и вертолеты оборудованы эксплуатационными бортовыми устройствами регистрации и загрузки данных, главной задачей которых является обмен данными перед полетом и после полета.
Как правило, в эксплуатационных бортовых устройствах регистрации и загрузки данных для загрузки, сохранения и обмена данными используются носители данных типов PCMCIA и/или USB. В связи с длительным сроком эксплуатации самолетов и вертолетов, развитием информационных технологий и технических средств информационного обмена становится актуальным расширение функциональных возможностей эксплуатационных бортовых устройств регистрации и загрузки данных при их неизменных габаритных размерах и с обеспечением взаимозаменяемости с уже эксплуатируемыми аналогичными устройствами. В частности, требуется обеспечить возможность высокоскоростной загрузки данных на носитель информации типа USB при сохранении носителя информации типа PCMCIA в составе устройства.
Помимо требований стойкости к климатическим и механическим внешним воздействующим факторам, к современным бортовым загрузчикам данных также предъявляются требования по видимости и доступности органов управления и индикации (Авиационные правила, Часть 25, Нормы летной годности самолетов транспортной категории” Международный авиационный комитет, 2009 г. - 266 с), удобству эксплуатации, самодиагностике, способности сохранять данные в нештатных ситуациях.
Части комплекса бортового оборудования, не участвующие в непосредственном управлении полетом, в частности, бортовые загрузчики данных, не должны отвлекать внимание экипажа в процессе выполнения полета, при этом средства индикации бортовых загрузчиков должны быть скрыты либо иметь пониженную яркость.
Известен бортовой загрузчик данных ADL (http://commerce.honeywell.com/webapp/wcs/stores/servlet/eSystemDisplay?catalogId=10251&storeId=10651&categoryId=13962&langId=-1, дата обращения: 24.05.2013), размещаемый на приборной панели летательного аппарата и предназначенный для организации обмена информации с системами летательного аппарата через одну или более цифровых шин данных стандарта ARINC 429.
Бортовой загрузчик содержит корпус, лицевую панель, на которой размещены элементы управления питанием и выбора носителя данных, индикаторы, а также два порта последовательной шины данных.
Недостатком аналога является то, что в нем отсутствует возможность регулирования (уменьшения) яркости индикаторов и кодирования информации о его состоянии в качестве первичной и вторичной.
Кроме того, ко вновь разрабатываемым комплексам авиационного бортового оборудования предъявляются требования по наличию интерфейсов обмена данными, имеющих более высокую пропускную способность по сравнению со стандартом ARINC 429.
Наиболее близким техническим решением является модуль сбора и регистрации цифровой информации (RU №68686, G01D 9/00, опубл. 27.11.2007), предназначенный для сбора, преобразования и регистрации полетной информации в цифровой форме при проведении испытаний летательных аппаратов.
Модуль содержит корпус, разделенный на два отсека металлической перегородкой, последовательно соединенные плату сбора информации и плату регистрации, разъемы для подключения питания и принятия информационных сигналов с бортовых измерительных средств, помещенные на лицевой панели части корпуса со стороны платы сбора информации. В первом отсеке корпуса стационарно установлена плата сбора информации, на которой размещены функциональные компоненты, связанные со сбором информации с бортовых измерительных средств: приемники и преобразователи сигналов, коммутатор и блок управления сбором информации. В другом отсеке корпуса помещена съемная металлическая кассета, внутри которой установлена плата регистрации, на которой размещены функциональные компоненты, связанные с накоплением информации: блок записи информации, контроллер связи с ПЭВМ и твердотельная память данных. С целью контроля оператором процесса записи информации и сигнализации о заполнении памяти на лицевой панели съемной кассеты памяти установлен индикатор остатка свободной памяти. С целью ограничения доступа к информации предусмотрена возможность закрепления съемной кассеты в ее отсеке корпуса при помощи винта с отверстием, позволяющим опечатывать эту кассету.
Недостатком прототипа является то, что в его конструкции в качестве носителя данных используется устройство оригинальной разработки и не обеспечена возможность загрузки и сохранения данных на высокоскоростной носитель информации типа USB, обладающий большей информационной емкостью по сравнению с носителем информации типа PCMCIA. Также отсутствует возможность записи/считывания информации в случае отказа съемного элемента памяти. Перечень видов носителей информации, которые могут быть использованы для информационного обмена с прототипом, ограничен из-за сложной конструкции съемной металлической кассеты памяти. По этой же причине замена используемого съемного носителя другими съемными носителями информации, в том числе других производителей, невозможна. Кроме этого, для увеличения объема памяти съемного носителя необходимо изменение конструкции всей съемной металлической кассеты.
Другим недостатком прототипа является неудобство эксплуатации при выполнении полета ввиду того, что расположенные со стороны лицевой панели соединительные кабели затрудняют обзор лицевой части устройства. При этом уменьшается свободное пространство между пилотом и панелью управления летательным аппаратом в ограниченном пространстве кабины, что также отрицательно влияет на своевременность и правильность восприятия информации пилотом. Поэтому реальное использование прототипа возможно только при условии размещения его в служебных и технологических отсеках летательного аппарата.
Кроме того, отсутствует возможность регулирования яркости индикаторов в условиях изменения освещенности кабины летательного аппарата.
Предлагаемая полезная модель позволяет считывать полетные данные из комплекса бортового оборудования по высокоскоростному каналу, например, Ethernet, с возможностью записи как на съемный носитель, так и во внутреннюю энергонезависимую память, а также содержит в своем составе дополнительный канал записи/считывания в виде порта универсальной последовательной шины типа USB. Благодаря размещению соединителей для подключения электрического питания и информационных каналов в задней части устройства обеспечены полный обзор его лицевой части и доступ к органам управления и индикации. Наличие полупрозрачной панели в окне, выполненном в крышке, установленной на передней панели, обеспечивает возможность регулирования яркости индикаторов и кодирования информации о состоянии съемного загрузочного модуля в качестве первичной и вторичной.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей съемного загрузочного модуля с одновременным повышением его надежности и улучшением эксплуатационных и эргономических характеристик.
Технический результат достигается тем, что съемный загрузочный модуль содержит корпус, разделенный на два отсека жесткой металлической перегородкой, электрически связанные плату вычислителя и плату адаптера, соединители для подключения питания и информационных сигналов с бортового комплекса оборудования, по меньшей мере, один индикатор. Жесткая металлическая перегородка является передней панелью корпуса первого отсека. Второй отсек образован передней панелью корпуса первого отсека и крышкой, шарнирно установленной на ней и открывающейся вверх, соединитель последовательной шины установлен на передней панели. Соединители для подключения питания и информационных сигналов с бортового комплекска оборудования установлены на задней стенке корпуса первого отсека. В первом отсеке размещены плата вычислителя и плата адаптера, при этом плата адаптера содержит, по меньшей мере, один механизм приема съемного элемента памяти, плата вычислителя содержит встроенную энергонезависимую память, во втором отсеке размещены, по меньшей мере, один индикатор и выступающая часть толкателя, по меньшей мере, одного механизма извлечения съемного элемента памяти. В жесткой металлической перегородке выполнен паз для установки, по меньшей мере, одного съемного элемента памяти в приемный механизм платы адаптера. По меньшей мере, один индикатор выполнен в виде светового табло с надписями. В крышке, снабженной фиксатором открытого положения, уплотнительным элементом и фиксатором закрытого положения, выполнено окно, в котором установлена полупрозрачная панель. При этом детали корпуса покрыты многослойным электропроводящим покрытием.
Описанное техническое решение представлено на чертежах:
Фиг.1 - Съемный загрузочный модуль в изометрии;
Фиг.2 - Вид съемного загрузочного модуля спереди;
где приведены следующие обозначения:
1 - корпус
2 - первый отсек
3 - второй отсек
4 - передняя панель
5 - плата вычислителя
6 - плата адаптера
7 - соединитель для подключения электрического питания
8 - соединитель для подключения информационных каналов
9 - индикатор
10 - съемный элемент памяти
11 - невыпадающий винт
12 - окно
13 - паз
14 - втулка
15 - соединитель последовательной шины
16 - крышка
17 - фиксатор закрытого положения
18 - окно индикации
19 - полупрозрачная панель
20 - уплотнительный элемент
21 - толкатель
Съемный загрузочный модуль содержит корпус 1 (Фиг.1), разделенный на первый и второй отсеки 2 и 3 передней панелью 4, плату вычислителя 5, плату адаптера 6, соединители 7, 8 для подключения электрического питания и информационных каналов с бортового комплекса оборудования соответственно, индикаторы 9, съемный элемент памяти 10, например, флеш-карту типа PCMCIA, невыпадающие винты 11.
Первый отсек 2 образован передней панелью 4, выполненной в виде жесткой металлической перегородки, основанием, двумя боковыми и задней стенками и верхней крышкой (не показаны). В передней панели 4 выполнены окно 12, паз 13 и неразъемно установлена втулка 14.
В первом отсеке 2 размещены плата вычислителя 5, плата адаптера 6, соединители 7, 8, например, СНЦ144 ЦСНК.430421.008 ТУ. Плата вычислителя 5 содержит встроенную энергонезависимую память (не показана), а плата адаптера 6 содержит, по меньшей мере, один механизм приема, по меньшей мере, одного съемного элемента памяти 10 (не показан), соединитель последовательной шины 15, например, USB, установленный в окно 12.
Второй отсек 3 образован передней панелью 4 и открывающейся вверх крышкой 16 чашеобразной формы, шарнирно установленной на передней панели 4 и снабженной в верхней части фиксатором открытого положения, выполненным, например, в виде плоской пружины либо пружины кручения (не показан), а в нижней части - фиксатором закрытого положения 17, выполненным, например, в виде невыпадающего винта соосно втулке 14. В крышке 16 выполнено окно индикации 18, в котором установлена полупрозрачная панель 19, выполненная, например, из поликарбоната «NOVATTRO GUARD» (ООО “СафПласт”, г.Казань) либо органического стекла тонированного в массе СОТ-112 Темное ТУ6-01-1210-79. На внутренней поверхности крышки 16 установлен уплотнительный элемент 20, выполненный, например, из резины ИРП.
Во втором отсеке 3 размещены индикаторы 9, выполненные в виде световых табло с надписями, например, «Режим» и «Данные», и выступающая часть толкателя 21 механизма приема съемного элемента памяти 10.
Детали корпуса съемного загрузочного модуля покрыты многослойным электропроводящим покрытием, например, H3.M9.H6, для обеспечения электромагнитной совместимости съемного загрузочного модуля с комплексом бортового оборудования летательного аппарата.
Устройство работает следующим образом. Корпус 1 устанавливают в отверстие приборной панели летательного аппарата (не показана) и фиксируют невыпадающими винтами 11. Соединитель 7 для подключения электрического питания соединяют с источником питания (не показан), а соединитель 8 для подключения информационных каналов - с внешним устройством, например, бортовым либо наземным оборудованием (не показано). Отвинтив фиксатор закрытого положения 17, поднимают крышку 16. Крышка 16, угол поворота которой составляет более 180°, фиксируется в открытом положении под действием силы тяжести. Для обеспечения дополнительной фиксации крышки 16 в открытом положении в ее шарнирах установлены пружины кручения (не показаны).
Съемный элемент памяти 10 устанавливают через паз 13 в механизм приема съемного элемента памяти 10 (не показан). Признаком наличия съемного элемента памяти 10 в механизме приема является увеличение выступа толкателя 21 из передней панели 4.
Информация считывается элементами платы адаптера 6, поступает на плату вычислителя 5 и через соединитель 8 - во внешние устройства.
Независимо от наличия съемного элемента памяти 10 в съемном загрузочном модуле в соединитель последовательной шины 15 может быть установлен съемный носитель информации, например, USB-карта, данные с которого считываются элементами платы вычислителя 5.
Через соединитель 8 может быть подключен переносной компьютер типа Notebook (не показан), с которого оператор задает режим приема и передачи информации.
Запись информации на съемный элемент памяти 10, съемный носитель информации и во встроенную энергонезависимую память осуществляется по командам от внешних устройств, поступающим через соединитель 8.
Индикаторы 9, управляемые платой вычислителя 5, отображают режим обслуживания съемного элемента памяти 10 и/или съемного носителя информации. Состояние индикаторов 9 визуализируется через полупрозрачную панель 19. В зависимости от внешнего освещения отсека летательного аппарата, где установлен съемный загрузочный модуль, яркость индикации регулируется по командам, поступающим от внешних устройств через соединители 7 и/или 8.
После завершения сеанса загрузки данных съемный носитель информации извлекают из соединителя последовательной шины 15, крышку 16 закрывают и фиксируют фиксатором закрытого положения 17. При этом съемный элемент памяти 10 может оставаться установленным в съемном загрузочном модуле.
Уплотнительный элемент 20 крышки 16 защищает соединитель последовательной шины 15 от внешних воздействий.
Во время обслуживания съемного загрузочного модуля при поднятой крышке 16 оператор наблюдает индикаторы 9 с полной яркостью. Дополнительно к регулировке яркости индикаторов 9, осуществляемой по командам, поступающим от внешних устройств, в полезной модели реализовано понижение яркости при помощи полупрозрачной панели 19. При высокой информационной нагрузке приборной панели летательного аппарата, в которой установлен съемный загрузочный модуль, полупрозрачная панель 19 выполняет функцию кодирования, уменьшая яркость и/или изменяя цвет индикаторов по сравнению с другими приборами, размещенными на приборной панели, обозначая индикаторы съемного загрузочного модуля как дополнительные.
По завершении полета съемный элемент памяти 10 извлекают из съемного загрузочного модуля. Для этого отвинчивают фиксатор закрытого положения 17, поднимают крышку 16, нажатием толкателя 21 извлекают съемный элемент памяти 10.
В случае отказа съемного элемента памяти 10 диагностика съемного загрузочного модуля и считывание информации возможны через соединитель последовательной шины 15.
В результате введения в конструкцию съемного загрузочного модуля соединителя последовательной шины в качестве дублирующего (резервного) канала, и встроенной энергонезависимой памяти обеспечены дополнительные функциональные возможности съемного загрузочного модуля, а именно:
- считывание и запись информации как по последовательному каналу, так и по каналу PCMCIA с возможностью одновременной их работы;
- хранение полетных данных непосредственно в съемном загрузочном модуле, в том числе при отказе съемного носителя информации;
- резервное копирование информации при нештатных ситуациях как во встроенную энергонезависимую память, так и на съемный носитель информации.
Благодаря наличию двух каналов обмена данными и встроенной энергонезависимой памяти обеспечивается бесперебойная работа съемного загрузочного модуля и, как следствие, повышается надежность всего комплекса бортового оборудования летательного аппарата в целом.
Наличие последовательного канала обмена данными позволяет уменьшить количество операций по подготовке летательного аппарата к полету, повысить скорость обмена данными и сократить время загрузки данных в комплекс бортового оборудования.
За счет размещения соединителей для подключения электрического питания и информационных каналов с бортового комплекса оборудования в задней части съемного загрузочного модуля обеспечены полный обзор его лицевой части и доступ к органам управления и индикации, что соответствует эксплуатационным требованиям, предъявляемым к современным приборам кабины экипажа.
При закрытии крышки, в окне которой установлена полупрозрачная панель, уменьшается яркость средств индикации съемного загрузочного модуля во время полета без использования вычислительных или коммутационных ресурсов. Путем изменения яркости средств индикации при помощи полупрозрачной панели обеспечивается кодирование информации о состоянии съемного загрузочного модуля в качестве первичной и вторичной.
Таким образом, предлагаемый съемный загрузочный модуль обладает расширенными функциональными возможностями, повышенной надежностью, улучшенными эксплуатационными и эргономическими характеристиками за счет того, что в съемном загрузочном модуле обеспечены возможности приема нескольких съемных носителей информации, параллельного считывания полетной информации с карт USB и PCMCIA, имеется встроенная энергонезависимая память, соединители для подключения электрического питания и информационных каналов размещены в задней части съемного загрузочного модуля, в результате чего обеспечены полный обзор его лицевой части и доступ к органам управления и индикации, а наличие полупрозрачной панели, установленной в окне индикации, выполненном в крышке, позволяет осуществлять кодирование информации о состоянии съемного загрузочного модуля в качестве первичной и вторичной.