САМОЛЕТ С СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ОБЩЕСАМОЛЕТНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ
AIRPLANE WITH SYSTEM OF GENERAL-AIRPLANE EQUIPMENT CONTROL

Изобретение относится к области авиации.
Известны пассажирские сверхзвуковые самолеты, содержащие фюзеляж с кабиной пилотов и пассажиров, шасси, вертикальное и горизонтальное оперение, два крыла с прикрепленными к ним двигателями.
Однако отсутствие у пассажирских сверхзвуковых самолетов катапультирующихся пассажирских модулей снижает безопасность полетов самолета, а небольшая площадь крыла самолета приводит к большому расходу топлива при взлете пассажирских сверхзвуковых самолетов, а также пассажирские сверхзвуковые самолеты имеют одну систему управления общесамолетным оборудованием, состоящую из двух контуров управления: контур ручного управления и контур автоматического управления.
За прототип принята система управления общесамолетным оборудованием имеющая комплекс средств аварийного покидания (КСАП) /Патент РФ №2263044, 2005/.
Однако имеющаяся у пассажирских самолетов система управления общесамолетным оборудованием так же, как и принятая за прототип система управления общесамолетным оборудованием, не дает полного безопасного полета.
Задачей изобретения является повышение безопасности полета.
Для решения задачи предложен самолет, имеющий две системы управления общесамолетным оборудованием:
- первая система управления общесамолетным оборудованием, состоящая из двух контуров - контура ручного управления и контура автоматического управления;
- вторая система управления самолета, состоящая из независимого и неподконтрольного пилотам аварийного автоматического контура, такая система управления, состоящая из двух систем и трех контуров на пассажирском самолете, исключает гибель пассажиров, находящихся в самолете в авиакатастрофах, где причиной авиакатастрофы является человеческий фактор (ошибка пилотов).
Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения, согласно которым управляемое общесамолетное оборудование включает в себя систему кондиционирования воздуха, комплексную систему управления, переговорное устройство, пневногидросистему, систему торможения колес, систему пожарной защиты, систему обогрева лобового стека, комплекс средств аварийного покидания как пилотов, находящихся в катапультирующихся креслах, так и пассажиров, находящихся в пассажирских аварийно-спасательных модулях, систему запуска, управления и контроля силовой установки, систему электроснабжения, систему управления и контроля топлива, система топливорасходомера, систему запуска и управления вспомогательной силовой установки, кислородную систему, систему управления шасси, радиовысотомер, радиокомпас, систему внешнего светотехнического оборудования, топливную систему, систему централизованной маслозаправки, аппаратуру наведения и посадки, дальномер, систему комплекса бортового радиоэлектронного оборудования, вспомогательную силовую установку.
Изобретение поясняется чертежами.
Фиг.1 - структурная схема системы управления общесамолетным оборудованием (СУ ОСО).
Фиг.2 - процесс катапультирования капсул из самолета.
Фиг.3 - самолет с обратной стреловидностью крыла.
На схеме позициями обозначены:
1. Пульт управления
2. Табло светосигнальное с кнопками-лампами типа ПКН (ТС ПКН)
3. Центральный светосигнальный огонь (ЦСО)
4. Мультиплексный канал информационного обмена (МКИО)
5. Блок преобразований и вычислений (БПВ)
6. Блок управления и контроля (БУК)
7. Система общесамолетного оборудования
8. Система кондиционирования воздуха (СКВ)
9. Комплексная система управления
10. Самолетное переговорное устройство
11. Пневмогидросистема
12. Система торможения колес
13. Система пожарной защиты
14. Система обогрева лобого стекла
15. Система электроснабжения
16. Комплекс средств аварийного покидания
17. Система запуска, управления и контроля силовой установки
18. Система управления и контроля топлива и топливорасхода
19. Система управления и контроля уборки и выпуска из фюзеляжа самолета переднего горизонтального оперения
20. Система запуска и управления вспомогательной силовой установки
21. Кислородная система
22. Система управления шасси
23. Радиовысотомер
24. Радиокомпас
25. Система сигнализации замков, дверей фюзеляжа
26. Система сигнализации замков дверей пассажирских аварийно-спасательных модулей
27. Система внешнего светотехнического оборудования
28. Топливная система
29. Система централизованной маслозаправки
30. Аппаратура наведения и посадки
31. Аппаратура определения и контроля скорости самолета
32. Дальномер
33. Система управления створками
34. Система управления механизма поворота крыла самолета
35. Система комплекса бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО)
36. Вспомогательная силовая установка (ВСУ)
37. Ботовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ)
38. Независимая дублирующая система контроля запуска и управления вспомогательной силовой установки
39. Независимый датчик контроля кислородной системы
40. Независимая система контроля управления шасси
41. Независимый радиовысотомер
42. Независимый радиокомпас
43. Независимая система контроля сигнализации замков дверей фюзеляжа
44. Независимая система контроля сигнализации замков дверей пассажирских аварийно-спасательных модулей
45. Независимая система контроля за работой светотехнического оборудования
46. Независимая система контроля за работой топливной системы
47. Независимая система приборов (датчиков) механического повреждения, расположенная по всей обшивке корпуса фюзеляжа и крыла пассажирского самолета
48. Независимая аппаратура определения и контроля скорости самолета
49. Независимая дублирующая аппаратура наведения и посадки самолета
50. Независимый дублирующий дальномер
51. Независимая система контроля за работой управления створками
52. Независимая система контроля за работой управления механизма поворота крыла самолета
53. Независимая система контроля за работой кондиционирования воздуха
54. Независимая система контроля за работой комплексной системы управления пассажирского самолета
55. Независимая система контроля за работой пневмогидросистемы самолета
56. Независимая круговая система приборов аудио- и видеонаблюдения
57. Независимая система контроля за работой торможения колес
58. Независимая система контроля за работой системы пожарной защиты
59. Независимая система контроля за работой системы электроснабжения
60. Независимая система контроля за работой системы запуска, управления и
контроля силовой установки
61. Независимый аварийный основной комплекс средств аварийного покидания
62. Независимый аварийный дублирующий комплекс средств аварийного покидания
63. Независимая система контроля за работой системы управления и контроля топлива и топливорасходомера
64. Независимая система контроля за работой системы управления и контроля уборки и выпуска из фюзеляжа самолета переднего горизонтального оперения
65. Независимая аварийная система общесамолетного оборудования
66. Независимая аварийная бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ)
67. Независимый аварийный мультиплексный канал информационного обмена
68. Независимый аварийный блок преобразований и вычислений (БПВ)
69. Независимая аварийная система электроснабжения
70. Дублирующий резервный аварийный блок преобразований и вычислений (БПВ)
71. Независимая аварийная дублирующая бортовая цифровая вычислительная машина
72. Аварийный бортовой самописец, фиксирующий аудио- и видеосигнал
73. Аварийный бортовой самописец, фиксирующий технические данные дублирующих приборов контроля за работой системы общесамолетного оборудования
74. Независимое аварийное табло светосигнальное с кнопками-лампами типа ПКН (ТС ПНК) 1 пилота
75. Независимый аварийный дисплей бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) 1 пилота
76. Независимый аварийный дисплей бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) 2 пилота
77. Независимое аварийное табло светосигнальное с кнопками-лампами типа ПКН (ТС ПКН) 2 пилота
Система управления общесамолетным оборудованием имеет два контура автоматического управления, конструктивно оформленных в основной и резервный блоки 5 преобразований и вычислений, подключенные к исполнительным устройствам через блок 6 управления и контроля, а также контур ручного управления с пультами 1 управления, светосигнальным огнем 3 и сопряжена по мультиплексному каналу 4 с комплексом бортовых цифровых вычислительных машин 37, электронной системой управления двигателями, расположенными на левом крыле пассажирского самолета, и электронной системой управления двигателями, расположенными на правом крыле пассажирского самолета, системой регистрации и контроля, аппаратурой 32 наведения и посадки, комплексной системой 9 управления, системой 20 управления и контроля топлива, аппаратурой речевых сообщений, комплексной системой электронной индикации и вспомогательной силовой установки 36.
Система управления общесамолетным оборудованием (СУ ОСО) предназначена для выполнения задач:
- контроля систем объекта и выдачи информации для подготовки отображения их состояния;
- выдачи сигнальных сообщений о состоянии систем и их режимах работы;
- управления общесамолетным оборудованием 7 и его исполнительными устройствами в ручном и автоматическом режимах;
- сбора, преобразования и транспортирования к потребителям информации о параметрах объекта и состоянии его систем.
Система управления общесамолетным оборудованием обеспечивает выполнение следующих функций:
- формирование и выдачу сигнальной информации на светосигнальные табло ТС2, центральный светосигнальный огонь ЦСО 3 и светосигнальные поля кнопок-ламп аварийной информации;
- формирование и выдачу сигнальной информации на светосигнальные поля кнопок-ламп, предупреждающей и уведомляющей информации (постоянное горение) по системам: силовой установке (СУ), вспомогательной силовой установке (ВСУ) 36 и комплексу средств аварийного покидания (КСАП) 16;
- отключение ЦСО 3;
- регулирование яркости ЦСО 3, ТС 2 и сигнальных полей кнопок-ламп пульта управления первого и второго пилотов (раздельное);
- проведение централизованного контроля работоспособности ЦСО 3, ТС 2 и сигнальных полей кнопок-ламп пульта управления первого и второго пилотов (раздельное);
- формирование и выдачу в сопрягаемые системы, при их наземном контроле, сигналов запроса исправности, инициирующих их запуск в режим расширенного контроля;
- управление общесамолетным оборудованием и его исполнительными устройствами в ручном и автоматическом режимах;
- полетный контроль технического состояния общесамолетных систем общесамолетного оборудования и бортового радиоэлектронного оборудования 35;
- организацию наземного контроля систем и оборудования при техническом обслуживании и подготовке к полету;
- прием результатов контроля сопрягаемых систем в виде дискретных сигналов и транспортирование их в бортовую цифровую вычислительную машину 37 по каналу информационного обмена, мультиплексного канала информационного обмена 4 (основному и резервному);
- сбор, преобразование и транспортирование в бортовую цифровую вычислительную машину 37 информации о параметрах объекта и состоянии его систем по каналу информационного обмена МКИО 4 (основному и резервному);
- формирование и выдачу информации в систему регистрации и контроля об отказах и режимах работы объекта (систему объектного контроля) по каналу информационного обмена МКИО 4 (основному и резервному);
- управление режимами работы системы регистрации и контроля (системы объектного контроля) по каналу информационного обмена МКИО 4 (основному и резервному):
- Система обеспечивает выполнение следующих функций по каналам управления общесамолетного оборудования 7:
- формирование и выдачу управляющих сигналов в общесамолетном оборудовании 7;
- обеспечение выдачи управляющих сигналов с пультов управления 1;
- сохранение состояния (конфигурации) системы управления, исполнительных устройств при перерывах питания одного из бортов;
- прекращение выполнения процедур запуска или их возврат в исходное состояние и выдачу информации пилоту.
Система обеспечивает выполнение функций управления общесамолетного оборудования 7 в режиме ручного управления общесамолетного оборудования и в режиме автоматического управления общесамолетного оборудования (если это предусмотрено органами управления и элементами каждой системы отдельно).
Система в автоматическом режиме обеспечивает выполнение последовательности включения (запуска) отдельных устройств (элементов) систем объекта. Система переходит в режим ручного управления той системы общесамолетного оборудования, для которой предусмотрены органы ручного управления «Ручн./Авт.», которые расположены на одном из пультов ПУ1 общесамолетного оборудования на пультах управления первого и второго пилотов.
Система управления общесамолетным оборудованием пассажирского самолета состоит из двух систем управления общесамолетным оборудованием. Первая система управления общесамолетным оборудованием, имеющая два контура автоматического управления, конструктивно оформлены в основной блок (БПВ) 5.1 и резервный блоки (БПВ) 5.2 преобразований и вычислений, подключенные к исполнительным устройствам через блок управления и контроля (БУК) 6. Контур ручного управления (1), (2) выполнен с пультами управления 1, светосигнальными табло с кнопками-лампами типа ПКН (ТС ПКН) 2 и центральным светосигнальным огнем (ЦСО) 3. Система управления сопряжена по мультиплексному каналу информационного обмена (МКИО) 4 с комплексом (БЦВМ) 37, электронными системами управления двигателей 17, системой регистрации и контроля, аппаратурой наведения и посадки 30, комплексной системой управления.
Система управления дополнительно содержит вторую систему управления пассажирского самолета, состоящую из независимого и неподконтрольного пилотам аварийного автоматического контура, это третий аварийный автоматический контур, состоящий из независимой дублирующей аварийной системы регистрации и контроля за работой всех систем и агрегатов самолета.
Этот контур независимый и неподконтрольный пилотам работает постоянно в автоматическом режиме параллельно с двумя контурами - ручным контуром и автоматическим контуром, независящими от аварийного контура.
Вторая система управления пассажирского самолета - это третий аварийный контур, состоящий: из независимой дублирующей аварийной системы общесамолетного оборудования 65, состоящей из независимой дублирующей системы контроля запуска и управления вспомогательной силовой установки 38, независимого дублирующего датчика контроля кислородной системы 39, независимой системы контроля управления шасси 40, независимого радиовысотомера 41, независимого радиокомпаса 42, независимой дублирующей системы контроля сигнализации замков дверей фюзеляжа 43, независимой системы контроля сигнализации замков дверей пассажирских аварийно-спасательных модулей 44, независимой системы контроля за работой светотехнического оборудования 45, независимой системы контроля за работой топливной системы 46, независимой системы приборов (датчиков) механического повреждения, расположенной по всей обшивке корпуса фюзеляжа и крыла пассажирского самолета 47, независимой аппаратуры определения и контроля скорости самолета 48, независимой дублирующей аппаратуры наведения и посадки самолета 49, независимого дублирующего дальномера 50, независимой системы контроля за работой управления створками 51, независимой системы контроля за работой управления механизмами поворота крыла самодета 52, независимой системы контроля за работой кондиционирования воздуха, независимой системы контроля за работой комплексной системы управления пассажирского самолета 54, независимой системы контроля за работой пневмогидросистемы самолета 55, независимой круговой системы приборов аудио- и видеонаблюдения 56, независимой системы контроля за работой торможения колес 57, независимой системы контроля за работой системы пожарной защиты 58, независимой сиситемы контроля за работой системы электроснабжения 59, независимой системы контроля за работой системы запуска управления и контроля силовой установки 60, независимого аварийного основного комплекса средств аварийного покидания 61, независимого аварийного резервного дублирующего комплекса средств аварийного покидания 62, независимой системы контроля за работой системы управления и контроля топлива и топливорасходами 63, независимой системы контроля за работой системы управления и контроля уборки и выпуска из фюзеляжа самолета переднего горизонтального оперения 64, независимой аварийной системы общесамолетного оборудования 65, независимой аварийной бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) 66, независимого аварийного мультиплексного канала информационного обмена 67, независимого аварийного блока преобразований и вычислений (БПВ) 68, независимой аварийной системы электроснабжения 69, независимого аварийного резервного дублирующего блока преобразований и вычислений (БПВ) 70, независимой аварийной дублирующей резервной бортовой цифровой вычислительной машины 71, аварийного бортового самописца фиксирующего аудио- и видеосигнал 72, аварийного бортового самописца, фиксирующего технические параметры дублирующих приборов контроля за работой системы общесамолетного оборудования 73, независимого аварийного табло светосигнального с кнопками-лампами типа ПКН (ТС ПКН) первого пилота 74, независимого аварийного дисплея бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) первого пилота 75, независимого аварийного дисплея бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) второго пилота 76, независимого аварийного табло светосигнального с кнопками-лампочками типа ПКН (ТС ПКН) второго пилота 77.
Все российские и зарубежные пассажирские самолеты имеют системы управления общесамолетным оборудованием, в которую входят два контура:
контур автоматического управления, а также контур ручного управления, однако такая двухконтурная схема системы управления общесамолетным оборудованием пассажирских самолетов как российских, так и зарубежных не дает гарантированного безопасного полета.
Задачей изобретения является создание нового пассажирского самолета - это пассажирский сверхзвуковой самолет с обратной стреловидностью крыла (Фиг.3) и с аварийно-спасательными модулями, имеющий две системы управления общесамолетным оборудованием управления, систему, имеющую два контура ручного управления и автоматического, а также имеет неуправляемую систему дублирующих приборов контроля за работой общесамолетного оборудования, состоящую из третьего неуправляемого аварийного контура.
Третий аварийный контур работает параллельно (независимо) с двумя контурами ручного и автоматического управления. Третий аварийный контур имеет независимые дублирующие приборы контроля за работой общесамолетного оборудования, эти приборы подключены к аварийному блоку преобразований и вычислений (БПВ) 68, а также к дублирующему резервному аварийному блоку преобразований и вычислений (БПВ) 70. С приборов контроля общесамолетного оборудования 65 сигнал поступает в аварийный блок преобразований и вычислений 68, где преобразуется в информацию, поступающую на мультиплексный канал информационного обмена (МКИО) 67, затем информация с мультиплексного канала информационного обмена (МКИО) 67 поступает на аварийную бортовую цифровую вычислительную машину (АБ ЦВМ) 66 и одновременно информация поступает на дублирующую резервную аварийную бортовую цифровую вычислительную машину (АБ ЦВМ) 71, а также информация с мультиплексного канала информационного обмена (МКИО) 67 одновременно поступает на аварийные бортовые самописцы 72 и 73, фиксирующие аудио- видеоинформацию, а также технические параметры, снятые с дублирующих приборов контроля за работой системы управления общесамолетного оборудования 65 пассажирского самолета.
Вся информация, поступающая с дублирующих приборов контроля за работой всех систем управления общесамолетным оборудованием от взлета и нахождения самолета в полете, а также на посадке, контролируется параллельно заданной программе курса полетного задания от места взлета до места посадки самолета аварийной бортовой цифровой вычислительной машиной (АБ ЦВМ), выявляются отклонение от курса полетного задания заданной программы курса пассажирского самолета в полете и снижение высоты. Аварийная бортовая цифровая вычислительная машина (АБ ЦВМ) контролирует технические параметры системы управления общесамолетного оборудования. Занесенная в память аварийной бортовой цифровой вычислительной машины (АБ ЦВМ) контролируемая информация сопоставляется с записанной программой курса полетного задания самолета в полете и по месту нахождения пассажирского самолета в соответствии с заданной программой полетного задания. При отклонении от программы курса полетного задания снижения высоты и скорости до критической аварийная бортовая цифровая вычислительная машина (АБ ЦВМ) выдает информацию на катапультирование на мультиплексный канал информационного обмена (МКИО). Эта информация преобразуется в сигнал, поступающий на аварийный комплекс средств аварийного покидания как первого и второго пилотов, так и всех пассажирских аварийно-спасательных модулей (Фиг.2), а также на третьем аварийном контуре системы управления пассажирского самолета имеются приборы аудио- и видеонаблюдения по всей окружности самолета. Во время полета сигнал с приборов 56 аудио- и видеонаблюдения поступает на аварийный блок преобразований и вычислений (БПВ) 68, затем сигнал преобразуется в информацию, поступающую на мультиплексный канал информационного обмена (МКИО) 67. С (МКИО) 67 информация поступает на аварийную бортовую цифровую вычислительную машину (АБ ЦВМ) 66 и одновременно с мультиплексного канала информационного обмена (МКИО) 67 поступает на аварийный многоканальный бортовой самописец 72, фиксирующий аудио- и видеосигнал. При приближении постороннего объекта к борту пассажирского самолета, находящегося в полете на штатной высоте, с приборов 56 аудио- и видеонаблюдения сигнал поступает на блок преобразований и вычислений (БПВ) 68, затем сигнал преобразуется в информацию, поступающую на мультиплексный канал информационного обмена (МКИО) 67, затем информация поступает на аварийную бортовую цифровую вычислительную машину (АБ ЦВМ) 66, считается скорость и высота этого объекта и в случае неизбежного столкновения в воздушном пространстве постороннего объекта с бортом пассажирского самолета аварийная бортовая цифровая вычислительная машина (АБ ЦВМ) 66 выдает информацию катапультирования на мультиплексный канал информационного обмена (МКИО) 67.
С МКИО 67 информация преобразуется в сигнал, поступающий на аварийный комплекс средств аварийного покидания как первого, так и второго пилотов, а также одновременно на все пассажирские аварийно-спасательные модули.
Аварийная бортовая цифровая вычислительная машина (АБ ЦВМ) 66 постоянно находится в рабочем состоянии, питается от независимой аварийной системы электроснабжения 69, а во время стоянки пассажирского самолета на аэродроме приборы 56 аудио- и видеонаблюдения фиксируют приближение к борту пассажирского самолета объекта (посторонних лиц) и передают сигнал на аварийный блок преобразований и вычислений (БПВ) 70. Сигнал преобразуется в информацию, передающую на мультиплексный канал информационного обмена (МКИО) 67, затем информация с (МКИО) 67 поступает на аварийную бортовую вычислительную машину (АБ ЦВМ) 66, с аварийной бортовой вычислительной машины (АБ ЦВМ) 66 выдается информация команды на звуковой сигнал, если объект (сторонние лица) не реагирует на сигнал звуковой, то при приближении объекта (посторонних лиц) запускается в автоматическом режиме вспомогательная силовая установка (ВСУ) 36, которая усиливает звуковой сигнал и информирует посторонних лиц о том, что самолет находится под охраной. Этот вариант защиты сохранит пассажирский самолет от террористического акта.