Интегрированная система резервных приборов летательного аппарата
INTEGRATED AIRCRAFT BACKUP INSTRUMENTATION SYSTEM

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, в частности к внутрикабинным информационно-измерительным приборам с электронной индикацией пилотажно-навигационнных параметров и тактической информации.
Известна интегрированная система [1] приборов летательного аппарата, содержащая датчики и полного и статического давления, устройство обработки и преобразования сигналов, вычислитель, принимающий информацию от спутниковой навигационной системы СНС, бортовой навигационной системы БИНС и радиосредств, модуль пространственной ориентации, ЖК индикатор, магнитный зонд, устройство управления режимами работы, креноскоп, фотодатчик, устройство компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля пространственной ориентации, устройство списания девиационной погрешности с памятью, встроенную систему контроля.
Недостатком системы является недостаточная функциональность и низкая точность измерения высотно-скоростных параметров, обусловленные отсутствием возможности автоматического ввода значений атмосферного давления аэродрома, а также отсутствием возможности учета аэродинамических поправок к показаниям приемников воздушных давлений конкретного ЛА.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является интегрированная система [2] резервных приборов летательного аппарата, содержащая соединенные последовательно блок датчиков информации, блок обработки информации, блок индикации, отображающий информацию о скорости, высоте, курсе, пространственном положении ЛА, а также соединенные с блоком обработки информации устройство для смены кадров в блоке индикации и устройство для ввода величины давления в точках взлета и посадки ЛА, выполненное в виде преобразователя угла поворота вала в цифровой код.
Недостатками системы являются низкая эргономичность и ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием возможности переключения между единицами измерения различных систем счисления с соответствующим автоматическим пересчетом параметров полета ЛА, а также отсутствием возможности автоматического ввода значений атмосферного давления аэродрома.
Технический результат заявленного изобретения заключается в расширении функциональных возможностей и повышении эргономичности интегрированной системы резервных приборов, в результате чего снижается вероятность ошибочного ввода значений атмосферного давления аэродрома при подготовке ЛА к взлету, а также снижается информативная нагрузка на пилота (летчика), т.к. исключается необходимость пересчета параметров полета из метрической системы измерения в англо-саксонскую и наоборот.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание интегрированной системы резервных приборов, позволяющей осуществлять автоматический ввод значений атмосферного давления аэродрома при подготовке ЛА к взлету, которые также могут быть скорректированы вручную, а также позволяющей осуществлять переключение между единицами измерения с соответствующим автоматическим пересчетом значений высотно-скоростных параметров ЛА в зависимости от географической местности полета и окружающей обстановки.
Поставленная задача решается за счет того что, в интегрированную систему резервных приборов летательного аппарата (ЛА), выполненную в виде отдельного блока, содержащего датчики полного и статического давления, модуль пространственной ориентации, магнитный зонд, вычислитель с энергонезависимой памятью и устройствами приема информации от бортовой навигационной системы и радиосредств, индикаторный модуль, содержащий устройства управления режимами работы системы, предназначенные для выбора и ввода заданного курса, барокоррекции, заданной высоты и заданной скорости, выполненные в виде функциональных кремальер и расположенные на лицевой панели прибора рядом с жидкокристаллическим индикатором ЖКИ, жидкокристаллический индикатор ЖКИ, согласно изобретению, дополнительно введен модуль формирования барометрической информации, содержащий блок обработки сигналов, первый, второй, третий входы которого соединены с датчиками полного и статического давления, измерительно-вычислительным комплексом, РСО аэродрома соответственно, блок учета аэродинамических поправок, первый вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, второй вход с выходом, а выход с первым входом блока вычисления высотно-скоростных параметров ЛА, третий вход блока вычисления высотно-скоростных параметров ЛА соединен с вычислителем с энергозависимой памятью, второй вход соединен с первым входом блока прием команда, при этом второй вход блока приема команд соединен с устройствами управления режимами работы системы, а выход с четвертым входом блока обработки сигналов.
Отличительной особенностью заявляемой интегрированной системы резервных приборов является введение модуля формирования барометрической информации, содержащего блок обработки сигналов, блок вычисления высотно-скоростных параметров ЛА, блок учета аэродинамических поправок и блок приема команд, позволяющего расширить функциональные возможности и повысить эргономичность интегрированной системы резервных приборов за счет возможности автоматический ввода значений атмосферного давления аэродрома при подготовке ЛА к взлету, и возможности переключения между единицами измерения с соответствующим автоматическим пересчетом значений высотно-скоростных параметров ЛА.
На фиг. 1 изображена интегрированная система резервных приборов, выполненная в соответствии с заявленным изобретением, содержащая блок (1) датчиков полного и статического давления, модуль (2) пространственной ориентации (МПО), в состав которого входят гироскопы, акселерометры, датчики температуры, блок обработки сигналов, реализованный на преобразователях типа АЦП (аналого-цифровой преобразователь) или ПНЧ (преобразователь напряжение-частота) и микроконтроллер, магнитный зонд (3), модуль (4) формирования барометрической информации, содержащий блок (5) обработки сигналов, блок (6) учета аэродинамических поправок, блок (7) вычисления высотно-скоростных параметров ЛА, блок (8) приема команд, вычислитель (9) с энергонезависимой памятью, индикаторный модуль (10), содержащий устройства (11) управления режимами работы системы (УУРР), предназначенные для выбора и ввода заданного курса, барокоррекции, заданной высоты и заданной скорости, выполненные в виде функциональных кремальер и расположенные на лицевой панели прибора рядом с жидкокристаллическим индикатором ЖКИ, жидкокристаллический индикатор ЖКИ (12).
На вход блока (5) обработки сигналов подаются сигналы с датчиков (1) полного и статического давления, измерительно-вычислительного комплекса ЛА и РСО аэродрома, содержащие информацию о величине атмосферного давления аэродрома, которая через блок (6) учета аэродинамических поправок поступает на вход блока (7) вычисления высотно-скоростных параметров ЛА. В блоке (7) вычисления высотно-скоростных параметров ЛА осуществляется учет полученной величины атмосферного давления аэродрома, а также вычисление значений высотно-скоростных параметров ЛА, которые передаются в вычислитель (9) и на вход блока (8) приема команд, куда также подаются команды от системы управления бортовым оборудованием кабины ЛА и от УУРР (11).
пр
ист
в
абс
отн
ст
Интегрированная система резервных приборов работает в режиме «горячего» резервирования в составе ЛА и обеспечивает автономное измерение углов крена, тангажа и гиромагнитного курса, а также пилотажных параметров: приборной скорости V, истинной скорости V, вертикальной скорости V, абсолютной высоты Н, относительной высоты Н, температуры наружного воздуха Т, числа М.
Блок (1) датчиков полного и статического давления производит измерение параметров окружающей ЛА атмосферы, которые передаются в модуль (4) формирования барометрической информации на блок (5) обработки сигналов, затем на через блок (6) учета аэродинамических поправок и поступает на вход блока (7) вычисления высотно-скоростных параметров ЛА. Для повышения точности вычисления при определенных режимах полета с выхода блока (7) вычисления высотно-скоростных параметров ЛА поступает запрос для использования соответствующих массивов аэродинамических поправок, хранящихся в блоке (6) учета аэродинамических поправок, в результате чего происходит автономное вычисление значений высотно-скоростных параметров ЛА, которые передаются в вычислитель (9), а затем на ЖКИ (12).
Ввод значений атмосферного давления аэродрома может осуществляться как автоматически (после перехода интегрированной системы резервных приборов в режим «Работа»), так и вручную во время режима «Работа» непосредственно пилотом (летчиком), в зависимости от нахождения ЛА на земле или в воздухе.
ист
ист
отн
Для этого на вход блока (8) приема команд поступают сигналы от системы управления бортовым оборудованием кабины ЛА в виде команды «Наличие/отсутствие обжатия шасси», а также информация от блока (7) вычисления высотно-скоростных параметров ЛА о величине истинной скорости V. В случае поступления согласующихся команд «Наличие обжатия шасси» и истинной скорости V меньше порогового значения, например 30 км/ч, формируется признак нахождения ЛА «на земле» (аэродроме), который подается на вход блока (5) обработки сигналов. В таком случае значения давления, измеряемые блоком (1) датчиков полного и статического давления, а также информация о величине давления от измерительно-вычислительного комплекса ЛА воспринимаются как атмосферное давление аэродрома и происходит автоматическая фиксация полученных значений как исходных (относительная высота Н, отображаемая на ЖКИ, устанавливается равной нулю), причем информация от блока (1) датчиков полного и статического давления имеет приоритет. При этом, возможность ручного ввода значений атмосферного давления аэродрома с помощью УУРР (11) блокируется.
ист
В случае поступления согласующихся команд «Отсутствие обжатия шасси» и истинной скорости V больше порогового значения, например 30 км/ч, формируется признак нахождения ЛА «в воздухе». В таком случае значения давления, измеряемые блоком (1) датчиков полного и статического давления, а также информация о величине давления от измерительно-вычислительного комплекса ЛА и РСО аэродрома не воспринимаются как атмосферное давление аэродрома, а ввода значений атмосферного давления аэродрома может быть осуществлен только вручную.
ист
В случае поступления противоречащих друг другу команд «Наличие обжатия шасси» и истинной скорости V больше порогового значения, что свидетельствует о движении ЛА при взлете или посадке, блокируется как автоматический, так и ручной ввод значений атмосферного давления аэродрома.
Переключение между единицами измерения с соответствующим автоматическим пересчетом значений высотно-скоростных параметров ЛА в зависимости от географической местности полета и окружающей обстановки осуществляется посредствам воздействия пилотом (летчиком) на УУРР (11), сигнал с которых поступает на вход вычислителя (9). После получения запроса, в вычислителе (9) осуществляется преобразование значений высотно-скоростных параметров ЛА, рассчитанных в блоке (7) вычисления высотно-скоростных параметров ЛА, из метрической системы счисления в англо-саксонскую или наоборот, после чего информация поступает на вход ЖКИ (12).
Применение заявленного изобретения обеспечивает автоматический ввод атмосферного давления аэродрома при подготовке к взлету, а также обеспечить переключение между единицами измерения высотно-скоростных параметров ЛА, что повышает эргономичность системы в целом, снижается вероятность ошибочного ввода значений атмосферного давления аэродрома при подготовке ЛА к взлету, а также снижается информативная нагрузка на пилота (летчика).
Источники информации:
1. Патент РФ №2386927, МПК G01C 21/00.
2. Патент РФ №2461800, МПК G01C 21/00.