УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ АВАРИЙНОЙ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ САЛОНА САМОЛЁТА

Заявляемая полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам автоматизированного контроля состояния самолета с герметизируемым салоном.
Из существующего уровня техники известна система регулирования давления воздуха в гермокабине летательного аппарата (патент на полезную модель RU №28352, опубл. 20.03.2003 г.), содержащая основной и резервный командные приборы, к выходам которых через коммутирующее устройство подключены исполнительные устройства, включающие преобразователь командного сигнала и выпускной клапан, сигнализатор контрольного давления в гермокабине, задатчик принудительной разгерметизации гермокабины, первое коммутационное реле, обмотка которого подключена к источнику питания через сигнализатор контрольного давления, второе и третье коммутационные реле, обмотки которых подключены к задатчику принудительной разгерметизации, при этом коммутирующее устройство подключено к источнику питания двумя параллельными цепями, в первую из которых - основную последовательно включены замыкающий контакт первого коммутационного реле и размыкающий контакт второго коммутационного реле, а во вторую - замыкающий контакт собственно коммутирующего устройства, размыкающие контакты третьего коммутационного реле включены в управляющие цепи исполнительных устройств, а его замыкающие контакты подключены к задатчику аварийной разгерметизации, отличающаяся тем, что в систему введены диод и дополнительная цепь питания второго коммутационного реле, которая подключена к первой - основной цепи питания коммутирующего устройства после замыкающего контакта первого коммутационного реле через собственный замыкающий контакт, а диод включен в основную цепь питания второго коммутационного реле, причем анодом диод подключен к задатчику разгерметизации, а катодом к обмотке реле. Однако эта система не обеспечивает прогнозирование времени аварийной разгерметизации кабины летательного аппарата, а наличие такой оценки в системе управления самолетом позволит обеспечить автоматический (автоматизированный) режим управления самолетом, позволяющий обеспечить безопасность экипажа и пассажиров при разгерметизации салона самолета.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение в реальном времени прогностической оценки времени аварийной разгерметизации салона самолета и передачи этой оценки в бортовую цифровую вычислительную машину самолета для учета при реализации управления самолетом и установленными в нем системами жизнеобеспечения.
Решение технической задачи достигается тем, что устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета, включает подключенные через блок приема и сбора информации к бортовой системе регистрации параметров полета самолета сдвиговый регистр, блок расчета оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации и блок расчета прогностической оценки времени разгерметизации салона самолета, причем выход сдвигового регистра соединен с входом блока расчета оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации, выход которого подключен к бортовой цифровой вычислительной машине самолета и к входу блока расчета прогностической оценки времени разгерметизации салона самолета, выход которого подключен к бортовой цифровой вычислительной машине самолета.
Техническим результатом, достигаемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета в высотном полете в реальном времени для возможности учета прогностической оценки в законах управления самолетом и системой обеспечения жизнедеятельности его экипажа и пассажиров.
Сущность разработанного устройства прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета поясняется фигурой (фиг. - Схема функциональной взаимосвязи компонентов устройства прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета), на которой схематично обозначены:
1 - Бортовая система регистрации параметров полета летательного аппарата.
2 - Устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета.
3 - Бортовая цифровая вычислительная машина.
4 - Блок приема и сбора информации.
5 - Сдвиговый регистр.
6 - Блок расчета оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации.
7 - Блок расчета прогностической оценки времени разгерметизации салона самолета.
Устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета (см. фиг., 2), характеризующееся тем, что оно включает подключенные через блок приема и сбора информации (4) к бортовой системе регистрации параметров полета самолета (1) сдвиговый регистр (5), блок расчета оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации (6) и блок расчета прогностической оценки времени разгерметизации салона самолета (7), причем выход сдвигового регистра (5) соединен с входом блока расчета оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации (6), выход которого подключен к бортовой цифровой вычислительной машине (3) самолета и к входу блока расчета прогностической оценки времени разгерметизации салона самолета (7), выход которого подключен к бортовой цифровой вычислительной машине (3) самолета.
Устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета может дополнительно содержать табло, размещаемые в салоне и в кабине самолета, на которых в реальном времени отображают прогностическую оценку времени разгерметизации салона самолета в интересах обеспечения поддержки принятия управленческих решений его экипажем.
Устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета может дополнительно содержать размещаемое в салоне и в кабине самолета оборудование громкой связи, позволяющее генерировать звуковые сигналы, выполняющие функцию тревожной (аварийной) сигнализации, если прогностическая оценка времени разгерметизации салона самолета будет меньше пяти минут.
Устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета может дополнительно содержать размещаемое в салоне и в кабине самолета оборудование световой сигнализации, позволяющее генерировать световые сигналы, выполняющие функцию тревожной (аварийной) сигнализации, если прогностическая оценка времени разгерметизации салона самолета будет меньше пяти минут.
Устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета также может включать дополнительный накопитель, выполненный в виде энергонезависимой памяти, в который записывают рассчитанные оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации и времени аварийной разгерметизации салона самолета для обеспечения возможности их использования при расследовании причин нештатной (аварийной) ситуации.
Функционирование разработанного устройства прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета заключается в следующем.
1) Вход устройства подключают к информационной шине бортовой системе регистрации параметров полета самолета (1), а его выход - к бортовой цифровой вычислительной машине самолета (3).
2) Данные с информационной шины (1) поступают в блок приема и сбора информации (4) устройства с частотой 1 Гц.
o
o
3) Измеренные значения атмосферного давления в салоне, p, Па, поступают в сдвиговый регистр, в котором хранятся два значения - для текущего измерения -  - и для предыдущего измерения - . При поступлении на вход сдвигового регистра нового значения p значение  удаляют, на его место помещают хранящееся в сдвиговом регистре значение , а на его место записывают поступившее значение.
h
2
4) Блок расчета оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации на основе измерения атмосферного давления на высоте полета, p, Па, поступившего с выхода блок приема и сбора информации, и информации из сдвигового регистра осуществляет расчет оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации - s, м:
2
h
5) Блок расчета прогностической оценки времени разгерметизации салона самолета на основе рассчитанной оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации - s, м, и поступивших с выхода блока приема и сбора информации значений атмосферного давления на высоте полета, p, Па, и температуры в отсеке - Т, К, рассчитывает прогностическую оценку времени разгерметизации салона самолета - τ, с:
3
где V - объем салона, м - величина, «прошиваемая» в устройство в зависимости от модели самолета, для которого оно предназначено.
2
6) Рассчитанные оценки площади проходного сечения отверстия разгерметизации (s, м) и времени разгерметизации салона самолета (τ, с) передают в бортовую цифровую вычислительную машину самолета для дальнейшего использования в законах управления самолета и установленной в нем системой обеспечения жизнедеятельности.
Таким образом, описанные элементы заявляемого устройства для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета функционально взаимосвязаны и находятся в конструктивном единстве, а совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники. Поэтому, по мнению заявителей, заявляемое устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета представляет собой новое техническое решение, относящееся к классу систем автоматизированного контроля состояния воздушного судна с герметическим салоном.
Корректность разработанного подхода к прогнозированию времени аварийной разгерметизации салона самолета подтверждена при исследованиях по гранту Российского фонда фундаментальных исследований «Исследования по совершенствованию технологий адаптивного управления человеко-машинными системами, эксплуатирующимися в условиях высокого риска развития гипоксических состояний оператора» (№12-08-01273-а). Константы, используемые в записанных выше расчетных соотношениях учитывают газовую постоянную воздуха, характеристики адиабаты для воздуха, избыточное давление, поддерживаемое регулятором давления самолета, особенности расхода воздуха при закритическом и докритическом режимах его истечения через отверстие.
Заявляемое устройство для прогнозирования времени аварийной разгерметизации салона самолета является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано предприятиями (организациями) авиационной промышленности при промышленном производстве информационно-измерительных, вычислительных, информационных систем и программно-аппаратных комплексов летательных самолетов.