АППАРАТУРА ДЛЯ ПРОВЕРКИ АВТОПИЛОТА ВЕРТОЛЕТА

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для выполнения работ по проверке и регулировке автопилота на борту вертолета при проведении регламентных работ, в частности электрогидравлического автопилота АП-34Б и составных элементов автопилота.
В настоящее время контроль и измерение параметров электрогидравлического автопилота вертолета и составных элементов автопилота проводят на специализированных стендах, в соответствии с действующими методиками.
Известно устройство для проверки качества функционирования автопилотов, (патент №2181681, 1999 г, патентообладатель ГУП "Конструкторское бюро приборостроения"). Известное решение описывает устройство для реализации способа проверки качества функционирования рулевого блока и автопилота управляемых снарядов, основанное на замере времени эквивалентного запаздывания рулевого привода или автопилота в определенных условиях. Измеряемым параметром при проверке является угол поворота рулей. Информация снимается с исполнительного механизма системы - рулевого привода, а устройство обеспечивает подачу тестовых электрических сигналов в систему, функционирование исполнительного механизма (пневмосистема) и создает для него механические нагрузки. Недостатком данного решения является то, что оно предназначено для снятия только одной из характеристик работы системы автоматического регулирования.
Наиболее близким, взятым в качестве прототипа является поверочная аппаратура ПАА 34Б. - инструкция по эксплуатации 6C1.410.000TO, 2003 г. ФГУ «Уфимское приборостроительное производственное объединение» (см. Приложение), предназначенная для проверки и регулировки агрегатов и комплекта автопилота АП-34Б на вертолете, в лаборатории и авиа мастерских. В состав аппаратуры входит пульт проверки компенсационных датчиков и датчиков угловых скоростей, пульт проверки агрегата управления и автопилота АП-34Б, пульт проверки пульта управления и автопилота АП-34, пульт проверки корректора высоты КВ-П, переходник, кронштейн, обеспечивающие проверку параметров отдельных агрегатов и комплекса автопилота. Недостатком такой аппаратуры является высокая трудоемкость процесса проверки, значительные габариты установки для проверки, а также низкая точность измерений, за счет влияния человеческого фактора и использования морально устаревшего оборудования.
Принимая во внимание значительную номенклатуру проверяемого оборудования и учитывая, то, что известные проверочные стенды и проверочная аппаратура разработаны для выполнения проверок в ручном режиме, выполнение проверок при проведении регламентных работ занимает продолжительное время, требует высококвалифицированного персонала, а также значительных производственных площадей для организации рабочих мест. Кроме того, для проверки необходимо проводить демонтаж оборудования и доставку его к месту проверки.
Задачей заявленного решения является создание мобильной аппаратуры для проведения проверок автопилотов и его составных частей непосредственно на борту вертолета, а также снижение трудоемкости, времени проверки и повышение точности измерений.
Поставленная цель достигается за счет того, что аппаратура для проверки автопилота вертолета, выполнена содержащей блок управления со встроенным программным обеспечением, снабженный индикатором и клавиатурой для выдачи информации оператору и получения от него команд, устройства коммутации для передачи сигналов на объект контроля и измерительный блок, содержащий микроконтроллер с энергонезависимой памятью для хранения данных и управляющий процессом измерения и формирования тестовых сигналов посредством выдачи команд на входящие в состав измерительного блока преобразователи, измерители и коммутатор сигналов, кроме того измерительный блок содержит усилители, усиливающие тестовые сигналы и нормализаторы, приводящие входные сигналы к диапазону измерителей. А также за счет того, что блок управления может содержать цифровой интерфейс передачи данных на компьютер.
Технический результат решения достигается за счет использования заявленной совокупности существенных признаков и заключается в создании мобильной контрольно-проверочной аппаратуры для проведения проверок автопилотов вертолета и составных элементов его в полуавтоматическом режиме и непосредственно на борту вертолета, что обеспечивает удобство проверок, повышение надежности и достоверности результатов комплексной проверки параметров проверяемого оборудования во всех режимах функционирования, возможности проведения полуавтоматических проверок. Заявленная контрольно-проверочная аппаратура посредством программно-математического обеспечения, реализующего алгоритм работы, используя базу данных тестов, в соответствии с техническими условиями на объект проверки, формирует совокупность сигналов. Каждой совокупности тестовых сигналов соответствует совокупность эталонных сигналов на выходах объектов проверки. Технический результат заключается также в возможности ведения электронной базы данных проверок, расширения перечня проверяемого оборудования. Диагностика и проверка оборудования осуществляется в полуавтоматическом режиме, с помощью программного обеспечения, что обеспечивает высокую точность контроля качества оборудования и диагностику неисправностей его, а также позволяет уменьшить влияние человеческого фактора на точность измерений и сократить затраты времени на проверку работоспособности оборудования, поскольку не требует затрат на демонтаж и последующий монтаж проверяемого оборудования.. Заявленное решение поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 представлена функциональная схема аппаратуры для проверки автопилота.
В состав аппаратуры входят, расположенные в едином корпусе, блок управления 1, блок измерительный 2, устройство коммутации сигналов 3.
Цифровая часть блока измерительного 2 состоит из микроконтроллера 4 и энергонезависимой памяти 5. Микроконтроллер 4 связан по входам и выходам с преобразователями 6, измерителями 7 и коммутаром сигналов 10. Измерительный блок 2 содержит усилители 8, усиливающие тестовые сигналы и нормализаторы 9, приводящие входные сигналы к диапазону измерителей.
Блок управления 1 (БУ) служит для восприятия посредством встроенной клавиатуры команд оператора и выдачи управляющих воздействий блоку измерительному 2, а также для приема измеренных данных от блока измерительного 2, отображению информации на встроенном экране и записи данных результатов измерения во встроенную память.
Блок измерительный 2 (БИ) служит для восприятия команд от блока управления 1, выполнения заданных блоком управления 1 последовательностей действий (первичного преобразования, измерения, оцифровки измеряемых сигналов; автоподстройки; цифроаналогового преобразование и усиления тестовых сигналов; коммутацию измерительных линий на объект контроля).
Устройство коммутации 3 служит для передачи тестовых сигналов на объект контроля от блока измерительного 2 и измеряемых сигналов от объекта контроля к блоку измерительному 2.
Для передачи накопленных данных в программное обеспечение (ПО) на персональный компьютер (ПК) блок управления 1 имеет стандартный цифровой интерфейс передачи данных, по которому данные передаются для последующего преобразования, систематизации и хранения.
Работа комплекса построена по принципу интерфейса «машина-человек».
Требуемые операции и вычисления происходят в полуавтоматическом режиме под управлением оператора.
Блок управления 1 служит для ввода оператором команд управляющих процессом испытаний, а также для предоставления оператору необходимой информации по процессу и результатам испытаний.
Команды, вводимые оператором, обрабатываются в блоке управления 1, преобразуются посредством заложенного алгоритма в последовательность элементарных команд для блока измерительного 2.
По команде блока управления 1, блок измерительный 2 формирует требуемые номиналы напряжений с заданными характеристиками, которые поступают через устройство коммутации 3 к объекту контроля.
Сигналы от объекта контроля через устройство коммутации 3 поступают в блок измерительный 2, где подвергаются преобразованию, измерению (оцифровке), и передаче в блок управления 1 для отображения и запоминания, а также для системы автоматического регулирования в замкнутых контурах управления объектом контроля. Полученные от блока измерительного 2 данные отображаются на блоке управления 1, формируя информационное поле оператора.
Работа блока измерительного 2 основана на выполнении простейших алгоритмов и вычислительных операций. Цифровая часть блока измерительного состоит из микроконтроллера 4 и энергонезависимой памяти 5. Энергонезависимая память 5 служит для хранения исполняемой части встроенного программного обеспечения (загружается в микроконтроллер 4 при включении аппаратуры) и калибровочных коэффициентов для корректного преобразования сигналов из цифры в аналоговую область и наоборот.
Микроконтроллер 4 выполняет программный код. При этом обеспечивая:
a. обмен данными с блоком управления 1;
b. прием и интерпретацию команд верхнего уровня от блока управления 1;
c. выдачу элементарных команд на преобразователи 6, измерители 7 и коммутатор 10;
d. математические преобразования над полученными данными;
e. обмен данными с энергонезависимой памятью 5;
f. обмен данными с измерителями 7 и преобразователями 6.
Преобразователи 6 служат для преобразования по команде микроконтроллера 4 входных сигналов напряжений от внешних источников питания в выходные множественные сигналы требуемых амплитуд и фазировок. При этом имитируются как цифровые сигналы, так и сигналы аналоговых датчиков, интерпретируемых объектом контроля как углы Эйлера (положение объекта в пространстве), угловые скорости, высота и воздушная скорость.
Сигналы после преобразования усиливаются усилителями 8 для обеспечения требуемого размаха амплитуды и повышения мощности линии и подаются на коммутатор сигналов 10.
Коммутатор сигналов 10 перенаправляет сигналы по требуемой линии по команде микроконтроллера 4 для подачи на объект контроля.
Реакция в виде электрических сигналов от объекта контроля через опрашиваемую линию коммутатора сигналов 10 поступает на один из измерителей 7 через нормализатор 9, где преобразуется в цифровую форму сигнала.
Нормализаторы 9 служат для согласования измерительных линий между объектом контроля и измерителями 7, предварительного преобразования аналогового сигнала (ослабления, усиления или фильтрации).
Преобразованные в цифровую форму сигналы от измерителей 7 поступают в микроконтроллер 4 для выполнения дальнейших математических операций и передачи полученных результатов в блок управления.
В блоке измерительном 2 помимо разомкнутых контуров (формирование/измерение) реализованы, требуемые для процесса контроля объекта, так же и замкнутые контуры управления (когда по результатам полученных данных от измерителей автоматически подстраиваются выходные сигналы формирователей до достижения требуемого критерия).
Программный продукт, входящий в аппаратуру может быть развернут на персональном компьютере под управлением операционной системы, для считывания накопленных в блоке управления 1 данных, формирования базы данных, формирования отчета о проделанной работе, формирования статистических выкладок, графиков и т.п., а также для программирования блока управления 1 (внесения в память блока управления 1 перечня серийных номеров летательных аппаратов пользователя для привязки запоминаемых данных к номеру борта).
Заявляемая контрольно-проверочная аппаратура для проверки автопилотов позволяет обеспечить объективный контроль, повысить точность, снизить трудоемкость и стоимость контроля и не требует применения дорогостоящих и громоздких приборов и оборудования. Контрольно-проверочная аппаратура является мобильным автоматизированным устройством контроля и измерения параметров автопилота, используется непосредственно на борту вертолета и осуществляет контроль и измерение всех необходимых параметров проверяемого оборудования в полуавтоматическом режиме в соответствии с действующей нормативной документацией, сбор, обработку, накопление и хранение результатов проверок, вывод результатов проверок, ведение базы данных по каждому тестируемому прибору. Все измеренные величины при помощи программного обеспечения для каждого типа прибора сохраняются в базе данных для данного типа прибора и могут быть использованы для проверки его работоспособности в процессе эксплуатации.