ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ТЕСТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ПОДАЧИ КИСЛОРОДА В ВОЗДУШНОМ СУДНЕ
TESTER AMD METHOD OF TESTING AIRCRAFT OXYGEN FEED SYSTEM CONTROL DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к испытательному устройству и к способу тестирования управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне.
Уровень техники
Современные пассажирские воздушные суда оснащены аварийными кислородными системами, которые обеспечивают подачу кислорода пассажирам и/или членам экипажа в случае падения давления кислорода в пассажирском салоне. Широко известно два типа источников кислорода, применяемых в аварийных системах подачи кислорода. Один тип представляет собой баллоны, содержащие газообразный кислород под давлением. Другим типом может являться химическая реакция с использованием соответствующих реагентов, в результате которой образуется кислород. Аварийная система подачи кислорода в воздушном судне может использовать один или оба указанных типа источников кислорода. Получение кислорода на борту в результате химической реакции во многих случаях считается особенно подходящим способом, если требуется кратковременная подача кислорода. Если требуется подача кислорода в течение относительно длительного периода времени, баллоны с газообразным кислородом могут быть предпочтительными с точки зрения веса. Настоящее изобретение относится, в частности, к газовым аварийным системам подачи кислорода, использующим баллоны со сжатым кислородом. Однако использование таких газовых систем не следует рассматривать как ограничение изобретения. Фактически настоящее изобретение можно также применять для химических аварийных систем подачи кислорода.
В газовой аварийной системе подачи кислорода система распределения кислорода распределяет кислород, поступающий из нескольких баллонов (обычно используют множество баллонов, однако, применение одного баллона также включается в объем настоящего изобретения) между множеством кислородных масок, которые пассажиры и/или экипаж должны надеть на лицо для того, чтобы дышать дополнительно подаваемым кислородом. Один или более регуляторных клапанов, установленных в системе распределения, используют для регулирования количества кислорода, подаваемого в маски в соответствии с такими требованиями, как определенное среднее трахеальное парциальное давление кислорода, которое необходимо обеспечить в масках, чтобы не создавать опасность для здоровья пассажиров и экипажа. Управление регуляторными клапанами осуществляет управляющее устройство системы подачи кислорода.
Управляющее устройство системы подачи кислорода обычно принимает сигналы от различных датчиков, определяющих рабочие состояния аварийной системы подачи кислорода. Кабина экипажа и/или пассажирский салон воздушного судна оснащены индикаторами состояния системы подачи кислорода для того, чтобы обеспечить экипаж информацией об аномальных состояниях аварийной системы подачи кислорода и дать возможность принять соответствующие ответные меры, если это необходимо и возможно. Индикаторы состояния системы подачи кислорода могут включать индикаторы, которые активируются только в случае аномальных ситуаций, например сигнальную лампу и звуковой сигнал. Альтернативно или дополнительно могут использоваться индикаторы, которые обеспечивают непрерывную индикацию какого-либо определенного эксплуатационного параметра аварийной системы подачи кислорода, позволяя экипажу постоянно контролировать показания индикатора и определять возникновение аномальной ситуации. Управляющее устройство системы подачи кислорода обрабатывает полученные сигналы датчиков и выдает управляющие сигналы для управления индикаторами, прямо или косвенно, посредством соответствующих электронных схем.
Сигналы датчиков могут поступать от таких датчиков, как датчик давления системы распределения кислорода, датчик давления в кислородном баллоне и датчик температуры кислородного баллона. Датчик давления в системе распределения кислорода реагирует на давление в системе распределения кислорода. Он может представлять собой датчик включения/выключения, который обеспечивает высокий уровень сигнала, когда давление в системе распределения кислорода выше (ниже) определенного значения, и низкий уровень сигнала, когда давление в системе распределения кислорода ниже (выше) этого значения. Датчик давления в кислородном баллоне может вырабатывать сигнал, соответствующий давлению в кислородном баллоне. В том случае, если используют более одного баллона, датчик давления в кислородном баллоне может быть связан с каждым из баллонов. Управляющее устройство системы подачи кислорода может рассчитывать среднее давление в баллонах на основании сигналов, поступающих от различных датчиков давления в кислородных баллонах. Датчик температуры кислородного баллона может измерять температуру окружающей среды в зоне одного или нескольких кислородных баллонов. Управляющее устройство системы подачи кислорода может использовать результаты измерения температуры для расчета среднего давления в баллонах с компенсацией воздействия температуры.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение испытательного устройства, которое позволяет просто и надежно тестировать вышеописанное управляющее устройство системы подачи кислорода общего типа. Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение простого способа тестирования с использованием указанного испытательного устройства.
Согласно настоящему изобретению предусмотрено испытательное устройство для тестирования управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне, содержащего один или более входов сигналов датчиков для приема сигналов датчиков, представляющих одно или более состояний газовой системы подачи кислорода в воздушном судне, при этом управляющее устройство системы подачи кислорода в воздушном судне выполнено с возможностью генерирования одного или более управляющих сигналов для управления одним или более индикаторами состояния системы подачи кислорода на основе полученных сигналов одного или более датчиков, при этом испытательное устройство содержит модуль переключения тестовых сигналов, имеющий один или более выходов тестовых сигналов для подачи тестовых сигналов на один или более входов сигналов датчиков, причем модуль переключения тестовых сигналов содержит средства переключения для включения и выключения тестовых сигналов.
Путем включения и выключения тестовых сигналов можно имитировать состояния высокого и/или низкого уровня сигналов датчиков на входах сигналов датчиков управляющего устройства системы подачи кислорода для тестирования обработки сигналов управляющим устройством.
Средства переключения могут содержать множество отдельно управляемых переключателей, связанных с соответствующими различными выходами тестовых сигналов. В предпочтительном варианте осуществления средства переключения могут содержать отдельно управляемый переключатель для каждого выхода тестового сигнала.
Средства переключения предпочтительно выполнены с возможностью ручного управления. Однако возможно также применение модуля с программным обеспечением, предназначенного для автоматического управления средствами переключения согласно предварительно установленной схеме переключения.
Модуль переключения тестовых сигналов может содержать выход тестовых сигналов для подключения к входу сигнала давления системы распределения кислорода управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне. Альтернативно или дополнительно модуль переключения может содержать по меньшей мере один выход тестового сигнала для подключения к входу сигнала давления в кислородном баллоне управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне. Альтернативно или дополнительно к одному из указанных выходов тестовых сигналов модуль переключения может содержать выход тестового сигнала для подключения к входу сигнала температуры кислородного баллона управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне. При этом следует понимать, что модуль переключения не ограничен тем, что содержит только выходы тестовых сигналов для подключения к вышеуказанным входам сигналов управляющего устройства. Модуль переключения может также содержать один или более выходов тестовых сигналов для подключения к другим входам сигналов управляющего устройства.
В одном варианте осуществления модуль переключения тестовых сигналов может содержать один или более входов тестовых сигналов для приема внешнего тестового сигнала на каждый вход тестового сигнала, при этом модуль переключения тестовых сигналов сконфигурирован с возможностью передачи каждого полученного тестового сигнала через средства переключения на по меньшей мере один выход тестового сигнала. Альтернативно или дополнительно модуль переключения может быть выполнен с возможностью внутреннего генерирования одного или более тестовых сигналов.
Испытательное устройство предпочтительно содержит также соединительный кабель для подключения одного или более выходов тестовых сигналов модуля переключения тестовых сигналов к одному или более входам сигналов датчиков управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне и/или для подключения одного или более входов тестовых сигналов модуля переключения тестовых сигналов к одному или более выходам тестовых сигналов управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне.
Настоящее изобретение обеспечивает также способ тестирования управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне, содержащего один или более входов сигналов датчиков для приема сигналов датчиков, соответствующих одному или более состояниям газовой системы подачи кислорода в воздушном судне, при этом управляющее устройство системы подачи кислорода в воздушном судне выполнено с возможностью генерирования одного или более управляющих сигналов для управления одним или более индикаторами состояния системы подачи кислорода в воздушном судне на основе полученных сигналов от одного или более датчиков, при этом указанный способ включает следующие операции:
- обеспечивают испытательное устройство вышеописанного типа,
- подают тестовый сигнал по меньшей мере от одного выхода тестового сигнала модуля переключения тестовых сигналов по меньшей мере на один вход сигнала датчика,
- задействуют средства переключения модуля переключения тестовых сигналов для изменения состояния "on" (вкл.) тестового сигнала на состояние "off" (выкл.) и
- контролируют показания по меньшей мере одного из индикаторов состояния системы подачи кислорода.
В предпочтительном варианте осуществления способа согласно настоящему изобретению тестовые сигналы подают одновременно на каждый из множества входов сигналов датчиков управляющего устройства системы подачи кислорода в воздушном судне. Затем при помощи средств переключения модуля переключения тестовых сигналов последовательно включают и выключают тестовые сигналы, подаваемые на различные входы сигналов датчиков, при этом тестовый сигнал, ранее выключенный, снова включают перед тем, как выключить следующий сигнал. Таким образом, можно проверить правильность реакции управляющего устройства на внезапное снижение или пропадание сигналов на каком-либо из входов сигналов датчиков.
Краткое описание чертежей
Далее приведено описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:
фигура 1 - схематическое изображение аварийной системы подачи кислорода в воздушном судне,
фигура 2 - схематическое изображение модуля переключения, подключенного к управляющему устройству аварийной системы подачи кислорода, показанной на фигуре 1,
фигура 3 - схематическое изображение электрической блок-схемы модуля переключения, показанного на фигуре 2.
Осуществление изобретения
В примере осуществления изобретения, показанном на фигуре 1, аварийная система подачи кислорода содержит множество баллонов 10 со сжатым газообразным кислородом. На фигуре 1 показано всего четыре баллона 10. Следует понимать, что количество баллонов не является существенным для изобретения и может быть большим или меньшим, чем четыре, в зависимости от таких параметров, как пассажировместимость воздушного судна, размер баллонов и т.п. Баллоны 10 присоединены к системе распределения кислорода, в целом обозначенной ссылочным номером 12. Система 12 распределения кислорода обеспечивает распределение кислорода, поступающего из баллонов 10, между множеством кислородных масок 14, которые хранятся в контейнерах 16, расположенных над пассажирскими креслами воздушного судна. В аварийной ситуации кислородные маски 14 опускаются из контейнеров 16 и надеваются пассажирами на лицо. Система 12 распределения кислорода включает один или более (на иллюстрируемом примере - два) кислородных регуляторных клапана 18, которые регулируют количество кислорода, поступающего в систему 12 распределения. Клапаны 18 приводятся в действие автоматически при помощи измерителя давления 20 в пассажирском салоне или вручную при помощи управляющего выключателя 22, установленного на верхнем пульте 24 управления в кабине 26 экипажа воздушного судна.
Давление в каждом баллоне 10 уменьшается при помощи редукционного клапана 28, содержащего встроенный датчик давления, который генерирует электрический сигнал давления, соответствующий давлению в баллоне. Сигналы давления редукционных клапанов 28 поступают на управляющее устройство 30 системы подачи кислорода, которое обрабатывает полученные сигналы давления для расчета среднего арифметического значения давления в баллонах 10. Датчик 32 температуры генерирует температурный сигнал, соответствующий температуре окружающей среды в зоне расположения баллонов 10. Управляющее устройство 30 принимает температурный сигнал для компенсации зависимых от температуры колебаний давления в баллонах 10. Таким образом, управляющее устройство 30 производит расчет среднего давления в баллонах с учетом компенсации воздействия температуры.
Реле 34 низкого давления определяет состояние низкого давления в системе 12 распределения кислорода. Реле 34 низкого давления представляет собой двухпозиционный (on/off, вкл./выкл.) переключатель, который находится в позиции "on" (вкл.) при нормальных условиях работы аварийной системы подачи кислорода, т.е., когда давление в системе распределения кислорода превышает определенный уровень. Если давление в системе 12 распределения кислорода падает ниже этого уровня, реле 34 давления размыкается и переходит в позицию "off" (выкл.). В зависимости от своего коммутационного состояния реле 34 давления подает сигнал высокого/низкого уровня в управляющее устройство 30.
Редукционные клапаны 28, датчик 32 температуры и реле 34 давления представляют собой датчики, которые определяют рабочие состояния аварийной системы подачи кислорода. Если какое-нибудь из определенных состояний аварийной системы подачи кислорода свидетельствует об аномальной ситуации, экипаж воздушного судна должен получить предупредительный сигнал. Для этой цели управляющее устройство 30 обрабатывает полученные сигналы различных датчиков и генерирует один или более управляющих сигналов для управления одним или более индикаторами состояния системы подачи кислорода, которые установлены в кабине 26 экипажа воздушного судна. Примером индикатора состояния системы подачи кислорода может служить сигнальная лампа 36, установленная на пульте 24 управления, которая включается, когда реле 34 давления размыкается и/или среднее давление в баллонах с учетом компенсации воздействия температуры падает ниже предварительно установленного порогового значения. Альтернативно или дополнительно предупредительный индикатор 36 должен включаться, когда температурный датчик 32 и/или один из редукционных клапанов 28 перестанет подавать сигнал в управляющее устройство 30, например, вследствие неисправности. Во всех таких аномальных ситуациях управляющее устройство 30 подает соответствующий управляющий сигнал на центральный электронный дисплей (electronic centralized aircraft monitor, ECAM) 38 воздушного судна для того, чтобы он вызвал включение индикатора 36.
Далее приводятся ссылки на фигуры 2 и 3. На этих чертежах показан модуль 40 переключения. Для проведения тестирования модуль 40 переключения подключают к управляющему устройству 30 вместо датчиков 28, 32, 34. Как показано, в частности, на фигуре 2, модуль 40 переключения можно подключить к управляющему устройству 30 при помощи комплекта соединительных кабелей 42, 44, 46. Следует понимать, что все соединительные линии между модулем 40 переключения и управляющим устройством 30 можно объединить, например, в один соединительный кабель. Количество необходимых соединительных кабелей зависит от таких факторов, как, например, расположение соединительного средства интерфейса в управляющем устройстве 30 и модуле 40 переключения.
Модуль 40 переключения содержит множество переключающих элементов 48, 50, 52, расположенных на панели управления модуля 40. В примере осуществления изобретения, показанном на фигуре 2, в модуле 40 переключения представлено десять переключающих элементов 48, а также отдельный переключающий элемент 50 и отдельный переключающий элемент 52. Переключающие элементы 48, 50, 52 могут быть выполнены в виде, например, поворотных ручек или нажимных кнопок. Каждый переключающий элемент 48, 50, 52 связан со своим собственным переключателем 54, 56 и 58, соответственно, расположенным внутри модуля 40 переключения. В частности, переключатель 54 связан с каждым переключающим элементом 48, переключатель 56 связан с переключающим элементом 50, а переключатель 58 - с переключающим элементом 52.
Переключатели 54, 56, 58 установлены в цепях тестовых сигналов, проходящих между соответствующими входами 60 тестовых сигналов и соответствующими выходами 62 тестовых сигналов модуля 40 переключения. Входы 60 тестовых сигналов служат для приема тестового сигнала, который может быть включен или отключен при помощи одного из переключателей 54, 56, 58 и может быть выведен из модуля 40 переключения на соответствующий выход 62 тестовых сигналов. Входные тестовые сигналы могут представлять собой сигнал постоянного напряжения, например сигнал напряжения электропитания. В варианте осуществления изобретения, показанном на фигурах 2 и 3, управляющее устройство 30 генерирует тестовые сигналы и по соединительным кабелям 44, 46 передает их в модуль 40 переключения. После прохождения через переключатели тестовые сигналы передаются по соединительным кабелям 42, 44 на входы сигналов датчиков управляющего устройства 30. Таким образом, управляющее устройство 30 можно протестировать на правильность реакции на сигнал низкого уровня (соответствующий отключению тестового сигнала) на любом из входов сигналов датчиков.
Как показано на фигуре 2, управляющее устройство 30 содержит соединительные средства интерфейса 64, 66, 68, к которым можно подключить кабельные разъемы 70, 72, 74 соединительных кабелей 42, 44, 46. Соединительное средство интерфейса 64 содержит вход сигнала датчика, который во время работы аварийной системы подачи кислорода принимает температурный сигнал от датчика 32 температуры. Соединительное средство интерфейса 64 содержит также входы сигналов датчиков, которые принимают сигналы давления от редукционных клапанов 28. Соединительное средство интерфейса 64 обеспечивает отдельный вход сигнала датчика для каждого такого сигнала давления. При этом может оказаться, что количество входов сигналов датчиков для приема сигналов давления от редукционных клапанов 28 превышает количество фактически установленных баллонов 10. В этом случае некоторые входы сигналов датчиков останутся неподключенными во время нормальной работы воздушного судна. Однако модуль 40 переключения сконфигурирован таким образом, чтобы обеспечить подачу тестового сигнала на каждый вход сигнала датчика соединительного средства интерфейса 64. Для этой цели он содержит определенное число переключателей 54, которое соответствует числу входов сигналов датчиков в соединительном средстве 64 интерфейса для приема сигналов давления от редукционных клапанов 28. Так, например, модуль 40 переключения может содержать десять переключателей 54 и десять соответствующих переключающих элементов 48.
Переключатель 56 включен в цепь тестового сигнала, которая соединяется с входом температурного сигнала соединительного средства 64 интерфейса.
Соединительное средство 66 интерфейса содержит вход для приема сигнала от реле 34 давления во время работы аварийной системы подачи кислорода, а также содержит выход напряжения, обеспечивающий предварительно установленный сигнал напряжения, который может служить в качестве входного тестового сигнала для переключателя 58 модуля 40 переключения.
И, наконец, соединительное средство 68 интерфейса содержит выход тестового сигнала для каждого из переключателей 54, 56 для подачи тестовых сигналов на эти переключатели. Следует понимать, что одного вывода тестового сигнала управляющего устройства 30 может быть достаточно для подачи тестовых сигналов на все входы 60 тестовых сигналов модуля 40 переключения.
Во время проведения тестирования переключатели 54, 56, 58 могут быть вначале переведены в замкнутое состояние для того, чтобы генерировать сигнал высокого уровня на каждом входе сигнала датчика управляющего устройства 30. Затем один из переключателей 54, 56, 58 можно отключить при помощи связанного с ним переключающего элемента 48, 50, 52 для того, чтобы при этом генерировать сигнал низкого уровня на одном из входов сигналов датчиков управляющего устройства 30. При правильном функционировании управляющее устройство 30 должно реагировать на сигнал низкого уровня подачей соответствующего управляющего сигнала на блок 38 ЕСАМ для того, чтобы он вызвал включение предупредительного индикатора 36 или какого-либо иного соответствующего индикатора состояния системы подачи кислорода. Затем переключатель возвращают в его замкнутое состояние, после чего размыкают другой переключатель при помощи связанного с ним переключающего элемента. Таким образом, путем последовательного индивидуального включения переключателей 54, 56, 58 можно протестировать правильность реакции управляющего устройства 30 на изменение состояния сигналов на каждом из его входов сигналов датчиков.