СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБЩЕВЕРТОЛЕТНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Полезная модель относится к авиационной технике и предназначена для использования при реализации управления и контроля оборудования летательных аппаратов, в частности вертолетов.
Современные вертолеты характеризуются большим количеством приборов учета параметров полета, а тенденция к многорежимности, всепогодности и круглосуточности применения вертолетов предъявляет более высокие требования к построению информационно-управляющего поля рабочего места членов экипажа, предусматривающего создание летчику комфортных условий для сознательного контроля ситуации и собственных действий, а также оперативного его включения в контур управления.
Очевидно, существует необходимость проводить управление, контроль и диагностику состояния общевертолетного оборудования при наземной отработке и в полете с высокой степенью полноты, достоверности и надежности.
Известен интегрированный бортовой пилотажно-навигационный комплекс вертолета, описанный в патенте №2204504 РФ МПК B64C 13/16, G01C 23/00 от 08.07.2002, включающий в свой состав систему преобразования аналоговой и дискретной информации, выполненную двухканальной. Система преобразования аналоговой и дискретной информации предназначена для сбора, преобразования и первичной обработки аналоговой и дискретной информации от двигателей и вертолетных систем (гидросистема, система электроснабжения и др.), передачи ее в цифровом виде другим потребителям. Система состоит из двух блоков преобразования сигналов. («Бортовые информационные системы» А.А. Кучерявый, Ульяновск: УлГТУ, 2003 стр. 269). Как и в других вертолетах, здесь не обеспечивается комплексное управление общевертолетным оборудованием во всех возможных режимах.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание системы управления общевертолетным оборудованием СУОВО, обеспечивающей комплексное управление общевертолетным оборудованием в различных режимах, а также улучшение контолепригодности при уменьшении номенклатуры элементов бортового оборудования, энергоемкости, стоимости эксплуатации, что обеспечит уменьшение времени предполетной подготовки и повышение эффективности подготовки и выполнения полетов
Технический результат заключается в обеспечении комплексного управления общевертолетным оборудованием в различных режимах, повышение контолепригодности, уменьшении энергоемкости и стоимости эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что система управления общевертолетным оборудованием, содержащая основной и резервный блоки преобразований и вычислений, отличающаяся тем, что в нее введены контрольный блок преобразований и вычислений и n-блоков защиты и коммутации, причем каждый блок преобразований и вычислений включает в себя модули приема аналоговых сигналов, модули приема дискретных сигналов, соединенные с модулем процессора и ввода/вывода, а каждый блок защиты и коммутации содержит первый и второй каналы управления, каждый из которых состоит из x m-модулей передачи силовых команд, связанных с модулем процессорного устройства и с общевертолетным оборудованием, при этом каждый модуль процессорного устройства блока защиты и коммутации связан с модулем процессора и ввода/вывода блока преобразований и вычислений по двунаправленному мультиплексному каналу информационного обмена, а основной, резервный и контрольный блоки преобразований и вычислений сопряжены по каналу информационного обмена с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования.
Комплекс бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО), включает комплексную систему электронной индикации КСЭИС, инерциальную систему определения курса и положения вертолета, интегрированную систему резервных приборов, информационный комплекс высотно-скоростных параметров, доплеровский измерителем скорости, радиодальномер, радиовысотомер, пульт управления общевертолетным оборудованием, круглосуточную обзорную систему, метеолокатор, систему раннего предупреждения близости земли, радиостанцию, пилотажный комплекс вертолета, малогабаритный бортовой регистратор, блок автоматического регулирования и контроля двигателя. Блоки защиты и коммутации осуществляют управление и контроль общевертолетным оборудованием, а именно системой очистки лобового стекла, системой обогрева лопастей винтов, системой обогрева пылезащитного устройства, топливной системой, гидросистемой, метеолокатором, инерциальной системой, аппаратурой приема дифференциальных данных, системой предупреждения раннего близости земли, радиовысотомером, комплексом средств связи, ответчиком, круглосуточной обзорной системой, навигационным оборудованием, системой предупреждения столкновения с препятствиями, пилотажным комплексом вертолета, комплексной системой электронной индикации, информационным комплексом высотно-скоростных параметров, радиостанцией.
Особенностью заявляемого технического решения является то, что вновь введенные блоки защиты и коммутации имеют настраиваемый программным методом уровень срабатывания защиты от перегрузки по току и токов короткого замыкания, что позволяет сократить номенклатуру изделий.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 показана структурная схема системы
1 - основной блок преобразований и вычислений БПВ, содержащий
2 - модуль приема аналоговых сигналов,
3 - модуль приема дискретных сигналов,
4 - модуль процессора и ввода/вывода,
5 - резервный блок преобразований и вычислений БПВ,
6 - контрольный блок преобразований и вычислений БПВ,
7 - n-блоков защиты и коммутации БЗК, каждый состоящий из
8 - первого канала управления
9 - второго канала управления,
10 - модуля процессорного устройства,
11 - m-модулей передачи силовых команд,
12 - общевертолетное оборудование,
13 - бортовое радиоэлектронное оборудование БРЭО,
14 - двунаправленный мультиплексный канал информационного обмена,
15 - канал информационного обмена.
СУОВО предназначена для выполнения задач:
- прием и преобразование в цифровой код аналоговых, дискретных и цифровых сигналов от бортовых датчиков и систем;
- логическая обработка массива входной информации;
- формирование и выдача массива данных для передачи в БРЭО (КСЭИС) с целью предоставления экипажу вертолета информации о параметрах и состоянии силовой установки и вертолетных систем, а также сигнальных сообщений;
- формирование и выдача данных в сопрягаемые системы по каналу информационного обмена;
- выдача звуковых тональных сигналов типа «Зуммер» и «Колокол» в БРЭО (комплекс средств связи);
- формирование и выдача команд управления запуском встроенного контроля сопрягаемых систем;
- формирование, накопление, хранение в энергонезависимой памяти и выдача по каналу информационного обмена в БРЭО (КСЭИС) и в аппаратуру наземной поддержки эксплуатационной информации;
- проведение контроля собственной работоспособности и контроля сопрягаемых систем на земле и в полете;
- управление коммутацией электропитания бортовых потребителей;
- защита сопрягаемого бортового фидера от перегрузки по току;
- выдача сигналов для включения центральный светосигнальный огонь (ЦСО).
БПВ 1 является моноблочным изделием и предназначен для сбора параметрической информации от систем БРЭО 13 и общевертолетного оборудования 12, их логической обработки и формирования команд управления общевертолетным оборудованием основного канала вычислений и преобразований.
Каждый блок БПВ имеет модульный принцип построения и содержит функционально законченные, съемные, взаимозаменяемые модули приема аналоговых сигналов 2 и дискретных сигналов 3, модули процессора и ввода/вывода 4, осуществляющие информационный обмен между модулями блока, формирование и выдачу информации в сопрягаемые системы, формирование и выдачу сигнала «Исправность блока».
БПВ 5 является моноблочным изделием и предназначен для сбора параметрической информации от систем БРЭО и общевертолетного оборудования, их логической обработки и формирования команд управления общевертолетным оборудованием резервного канала вычислений и преобразований.
БПВ 6 является моноблочным изделием и предназначен для сбора параметрической информации от систем БРЭО и общевертолетного оборудования, их логической обработки и формирования команд управления общевертолетным оборудованием контрольного канала вычислений и преобразований.
N-блоков защиты и коммутации БЗК 7 являются моноблочными изделиями и предназначены для формирования команд управления исполнительными механизмами общевертолетного оборудования с защитой цепей от перегрузок по току и короткого замыкания. Блок объединяет функцию коммутатора силовых сигналов и функцию автомата защиты цепей.
Каждый блок БЗК имеет два функционально завершенных независимых канала - первый канал управления 8 и второй канал управления 9, расположенных в одном корпусе. Каждый канал имеет модульный принцип построения и содержит функционально законченные, съемные, взаимозаменяемые модули - модуль процессорного устройства 10 и m-модулей передачи силовых команд 11.
Общевертолетное оборудование 12 включает в свой состав систему электроснабжения, систему внешнего светотехнического оборудования, топливную систему, систему управления и измерения топлива, гидросистему, система пожарной защиту, систему очистки лобового стекла и т.д.
Бортовое радиоэлектронное оборудование БРЭО 13 включает в свой состав комплексную систему электронной индикации, инерциальную систему определения курса и положения вертолета, интегрированную систему резервных приборов, информационный комплекс высотно-скоростных параметров, доплеровский измеритель скорости, радиодальномер, радиовысотомер, пульт управления общевертолетным оборудованием, круглосуточную обзорную систему, метеолокатор, систему раннего предупреждения близости земли, радиостанцию, пилотажный комплекс вертолета, малогабаритный бортовой регистратор, блок автоматического регулирования и контроля двигателя и т.д.
Двунаправленный мультиплексный канал информационного обмена 14 является каналом, объединяющим блоки СУОВО.
Канал информационного обмена 15 служит для сопряжения блоков СУОВО с БРЭО 13.
СУОВО работает следующим образом.
СУОВО содержит основной, контрольный и резервный каналы вычислений и преобразований, состоящие из основного, резервного и контрольного блоков вычислений и преобразований БПВ 1, 5, 6 соответственно и n-блоков защиты и коммутации БЗК 7.
Входящие в каждый БПВ модули приема аналоговых сигналов 2, модули приема дискретных сигналов 3 осуществляют прием параметрической информации по каналу информационного обмена 15 от систем БРЭО 13 и общевертолетного оборудования 12. Данные модули подключены к модулю процессора и ввода/вывода 4, который осуществляет обработку информации, формирование команд управления и передачу их по двунаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 14. БПВ осуществляет прием и фильтрацию входного питающего напряжения бортовой сети, формирование напряжений питания модулей блока, а также датчиков общевертолетного оборудования, формирование и выдачу сигналов «Исправность».
Модуль процессора и ввода/вывода 4 подключен к двунапавленному мультиплексному каналу информационного обмена 14 и связан с каждым из модулей процессорного устройства 10 БЗК 7.
В системе основной, контрольный и резервный блоки БПВ 1, 5, 6 взаимодействуют с сопрягаемым бортовым радиоэлектронным оборудованием БРЭО 13 по каналу информационного обмена 15.
Каждый блок из n-блоков БЗК 7 содержит первый канал управления 8 и второй канал управления 9. Каждый канал управления состоит из функционально независимых модулей процессорного устройства 10 и m-модулей передачи силовых команд 11 исполнительным устройствам общевертолетного оборудования. В случае отказа любого модуля процессорного устройства одного из каналов управления управление модулями передачи силовых команд осуществляется исправным модулем процессорного устройства. В соответствии с запросами, выдаваемыми модулями процессора и ввода/вывода 4 блоков БПВ 1, 5, 6 модуль процессорного устройства 10 БЗК 7 через m-модулей передачи силовых команд 11 выдает силовые команды управления в общевертолетное оборудование 12, осуществляя коммутацию входа питания блоков систем общевертолетного оборудования на требуемый выход команды управления 8 или 9. В соответствии с запросами состояния встроенного контроля, БЗК выдает в двунапавленный мультиплексный канал информационного обмена 14 следующую информацию: значение эхо-сигнала каждой команды управления, значение тока в коммутируемой цепи, значение общего тока канала блока (суммарный ток всех команд управления, измеряемый на входе блока), напряжение на входе блока, признаки наличия отказов и отключения выходных цепей в результате срабатывания защиты от перегрузки по току и короткого замыкания.
При получении от БПВ команды на выдачу сигнала, БЗК проверяет возможность выдачи данной команды по отсутствию признака блокировки в результате работы встроенных систем контроля (ВСК). В случае установления возможности выдачи осуществляется выдача команды управления.
Контроль общевертолетного оборудования осуществляется СУОВО методом сопоставления сформированных команд управления с информацией, полученной от общевертолетных систем вследствие ее выполнения и с помощью команд «запроса», получаемых от входящего в состав БРЭО 13 БСТО (бортовая система диагностики) и инициирующих запуск процедуры встроенного самоконтроля систем, входящих в состав БРЭО 13. Информация о результатах контроля СУОВО передается в БРЭО 13.
Все блоки СУОВО - блоки вычислений и преобразований, блоки защиты и коммутации снабжены встроенными средствами контроля работоспособности, позволяющими в результате сравнения расчетов и показаний в основном и контрольном канале, в случае их несовпадения, определить с высокой степенью достоверности отказавший канал и перейти к использованию работоспособного резервного канала.
Блоки СУОВО, состоящие из универсальных функционально независимых модулей, разработаны на основе использования мультипроцессорных средств, обеспечивающих высокую производительность и функциональное деление решаемых задач - цифровая обработка сигналов, выполнение алгоритмов контроля параметрической информации, выполнение алгоритмов реконфигурации системы управления с целью минимизации последствий отказа, формирование команд управления, оценка собственной работоспособности без применения наземной контрольно-проверочной аппаратуры.
Таким образом, в заявляемой системе реализовано трехкратное резервирование управления общевертолетным оборудованием. Это обеспечивает комплексное управление общевертолетным оборудованием, высокую надежность и безопасность полета, а также ведет к снижению затрат на эксплуатацию вертолета.