Система управления пожарной защитой для летательных аппаратов
FIRE PROTECTION CONTROL SYSTEM FOR AIRCRAFTS

Изобретение относится к пожарной технике и предназначено для использования на летательных аппаратах.
Система управления пожарной защитой для летательных аппаратов (далее по тексту - система) предназначена для контроля пожарной обстановки в защищаемых отсеках, управления средствами
пожаротушения в защищаемых отсеках, контроля технического состояния пожарного оборудования.
Известно устройство пожарной сигнализации для бортовой системы автоматизированного пожаротушения, описанное в патенте №2546328 «Устройство пожарной сигнализации для бортовой системы автоматизированного пожаротушения» РФ МПК G08B 17/00, G08 В 17/02, G08 В 17/06 от 26.06.2013, включающее не менее одной адресной линии сигнализации о пожаре, содержащая не менее одного датчика пожара, причем адресная линия сигнализации о пожаре выполнена в виде контролируемого шлейфа, устройство контроля линии сигнализации, микроконтроллер, блок оптоэлектронных ключей гальванической развязки, взаимодействующие между собой.
Непрерывно возрастающие требования к степени автоматизации полета, к уровню надежности приборов и систем летательных аппаратов предполагают повышение надежности распознавания сигналов пожара, а также наличие их резервируемости.
Однако известное устройство не обладает достаточной надежностью и резервируемостью.
Задачей, на которую направлено заявляемое изобретение, является создание системы управления пожарной защитой для летательных аппаратов, обеспечивающей безопасность пилотирования за счет повышения надежности распознавания сигналов пожара и управления средствами пожаротушения, а также наличия резервируемости.
Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности пилотирования, повышении надежности распознавания сигналов пожара, управления средствами пожаротушения и наличия резервируемости.
Технический результат достигается за счет того, что система управления пожарной защитой для летательных аппаратов содержит первый блок управления средствами пожарной защиты, второй блок управления средствами пожарной защиты, m блоков концентраторов, п универсальных сигнализаторов пожара, основной мультиплексный канал информационного обмена, резервный канал информационного обмена, причем первый блок управления средствами пожарной защиты содержит модуль силовых команд первого блока, модуль ограничения токов первого блока, связанные между собой, а модуль силовых команд первого блока связан со средствами пожаротушения, основной канал первого блока, включающий модуль процессора основного канала первого блока, интерфейсный модуль основного канала первого блока, модуль питания основного канала первого блока, связанные между собой, причем модуль процессора основного канала первого блока взаимодействует с модулем силовых команд первого блока, а интерфейсный модуль основного канала первого блока взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием и органами управления пожаротушения в кабине летательного аппарата, дублирующий канал первого блока, включающий модуль процессора дублирующего канала первого блока, интерфейсный модуль дублирующего канала первого блока, модуль питания дублирующего канала первого блока связанные между собой, причем модуль процессора дублирующего канала первого блока взаимодействует с модулем ограничения токов первого блока, а интерфейсный модуль дублирующего канала первого блока взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием и органами управления пожаротушения в кабине летательного аппарата, второй блок управления средствами пожарной защиты содержит модуль силовых команд второго блока, модуль ограничения токов второго блока, связанные между собой, а модуль силовых команд второго блока связан со средствами пожаротушения, основной канал второго блока, включающий модуль процессора основного канала второго блока, интерфейсный модуль основного канала второго блока, модуль питания основного канала второго блока, связанные между собой, причем модуль процессора основного канала второго блока взаимодействует с модулем силовых команд второго блока, а интерфейсный модуль основного канала второго блока взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием и органами управления пожаротушения в кабине летательного аппарата., дублирующий канал второго блока, включающий модуль процессора дублирующего канала второго блока, интерфейсный модуль дублирующего канала второго блока, модуль питания дублирующего канала второго блока связанные между собой, причем модуль процессора дублирующего канала второго блока взаимодействует с модулем ограничения токов второго блока, а интерфейсный модуль дублирующего канала второго блока взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием и органами управления пожаротушения в кабине летательного аппарата, первый блок управления средствами пожарной защиты и второй блок управления средствами пожарной защиты взаимодействуют через основной мультиплексный канал информационного обмена и резервный канал информационного обмена с m блоками концентраторами, каждый из которых связан с n универсальными сигнализаторами пожара, причем каждый модуль каждого блока содержит встроенное средство контроля работоспособности.
На фиг. 1 представлена блок-схема системы управления пожарной защитой для летательных аппаратов, где:
1 - первый блок управления средствами пожарной защиты БУСПЗ, содержащий
2 - модуль силовых команд первого блока,
3 - модуль ограничения токов первого блока
4 - основной канал первого блока, включающий
5 - модуль процессора основного канала первого блока,
6 - интерфейсный модуль основного канала первого блока,
7 - модуль питания основного канала первого блока,
8 - дублирующий канал первого блока, включающий
9 - модуль процессора дублирующего канала первого блока,
10 - интерфейсный модуль дублирующего канала первого блока,
11 - модуль питания дублирующего канала первого блока
12 - второй блок управления средствами пожарной защиты БУСПЗ, содержащий,
13 - модуль силовых команд второго блока,
14 - модуль ограничения токов второго блока,
15 - основной канал второго блока, включающий
16 - модуль процессора основного канала второго блока,
17 - интерфейсный модуль основного канала второго блока,
18 - модуль питания основного канала второго блока,
19 - дублирующий канал второго блока, включающий
20 - модуль процессора дублирующего канала второго блока,
21 - интерфейсный модуль дублирующего канала второго блока,
22 - модуль питания дублирующего канала второго блока
23 - m блоков концентраторов БК,
24 - n универсальных сигнализаторов пожара УСП,
25 - основной мультиплексный канал информационного обмена МКИО,
26 - резервный мультиплексный канал информационного обмена МКИО,
27 - средства пожаротушения,
28 - бортовое радиоэлектронное оборудование БРЭО и органы управления пожаротушением в кабине летательного аппарата.
Предлагаемая система управления пожарной защитой для летательных аппаратов содержит первый блок управления средствами пожарной защиты БУСПЗ 1, второй блок управления средствами пожарной защиты БУСПЗ 12, m блоков концентраторов БК 23, n универсальных сигнализаторов пожара УСП 24, основной мультиплексный канал информационного обмена МКИО 25, резервный канал информационного обмена МКИО 26, причем первый БУСПЗ 1 содержит модуль силовых команд первого блока 2, модуль ограничения токов первого блока 3, связанные между собой, причем модуль силовых команд первого блока 2 связан со средствам и пожаротушения 27, основной канал первого блока 4, включающий модуль процессора основного канала первого блока 5, интерфейсный модуль основного канала первого блока 6, модуль питания основного канала первого блока 7, связанные между собой, причем модуль процессора основного канала первого блока 4 взаимодействует с модулем силовых команд первого блока 2, а интерфейсный модуль основного канала первого блока 6 взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием органами управления пожаротушением в кабине летательного аппарата БРЭО 28, дублирующий канал первого блока 8, включающий модуль процессора дублирующего канала первого блока 9, интерфейсный модуль дублирующего канала первого блока 10, модуль питания дублирующего канала первого блока 11, связанные между собой, причем модуль процессора дублирующего канала первого блока 9 взаимодействует с модулем ограничения токов первого блока 3, а интерфейсный модуль дублирующего канала первого блока 10 взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием БРЭО 28 и органами управления пожаротушением в кабине летательного аппарата, второй БУСПЗ 12 содержит модуль силовых команд второго блока 13, модуль ограничения токов второго блока 14, связанные между собой, причем модуль силовых команд второго блока 13 связан со средствами пожаротушения 27, основной канал второго блока 15, включающий модуль процессора основного канала второго блока 16, интерфейсный модуль основного канала второго блока 17, модуль питания основного канала второго блока 18, связанные между собой, причем модуль процессора основного канала второго блока 16 взаимодействует с модулем силовых команд второго блока 13, а интерфейсный модуль основного канала второго блока 17 взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием БРЭО и органами управления пожаротушением в кабине летательного аппарата 28, дублирующий канал второго блока 19, включающий модуль процессора дублирующего канала второго блока 20, интерфейсный модуль дублирующего канала второго блока 21, модуль питания дублирующего канала второго блока 22, связанные между собой, причем модуль процессора дублирующего канала второго блока 20 взаимодействует с модулем ограничения токов второго блока 14, а интерфейсный модуль дублирующего канала второго блока 21 взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием БРЭО органами управления пожаротушением в кабине летательного аппарата 28, первый БУСПЗ 1 и второй БУСПЗ 11 взаимодействуют через основной МКИО 23 и резервный МКИО 24 с m блоками концентраторами, каждый из которых связан с n универсальными сигнализаторами пожара, причем каждый модуль каждого блока содержит встроенное средство контроля работоспособности.
Система управления пожарной защитой для летательных аппаратов ССПЗ осуществляет контроль пожарной обстановки в защищаемых отсеках, управление, средствами пожаротушения в защищаемых отсеках, контроль технического состояния пожарного оборудования, формирование и выдачу информационных сигналов в другие системы бортового радиоэлектронного оборудования.
Первый БУСПЗ 1 и второй БУСПЗ 11 являются моноблочными изделиями й предназначены для контроля пожарной опасности, управления противопожарной защитой, формирования аварийных сигналов, автоматизированного наземного и полетного контроля каждого блока, входящего в систему.
Первый БУСПЗ 1 и второй БУСПЗ 11 имеют модульный принцип построения и содержат функционально законченные, съемные, взаимозаменяемые модули, каждый из которых содержит встроенное средство контроля работоспособности.
Первый БУСПЗ 1 содержит модуль силовых команд первого блока 2, модуль ограничения токов первого блока 3 и два функционально завершенных независимых канала - основной канал первого блока 4 и дублирующий канал первого блока 8. Основной канал первого блока 4 состоит из модуля процессора основного канала первого блока 5, интерфейсного модуля основного канала первого блока 6, модуля питания основного канала первого блока 7, связанных между собой. Модуль процессора основного канала первого блока 5 связан с модулем силовых команд первого блока 2, связанный со средствами пожаротушения 27. Модуль силовых команд первого блока 2 осуществляет и контролирует включение I средств пожаротушения 27. Дублирующий канал первого блока 7 состоит из модуля процессора дублирующего канала первого блока 8, интерфейсного модуля дублирующего канала первого блока 9, модуля питания дублирующего канала первого блока 11, связанных между собой. Модуль процессора дублирующего канала первого блока 9 связан с модулем ограничения токов первого блока 3. Интерфейсный модуль основного канала первого блока 6 и интерфейсный модуль дублирующего канала первого блока 9 осуществляют связь системы с БРЭО и органами управления пожаротушением в кабине летательного аппарата 28.
Второй БУСПЗ 12 содержит модуль силовых команд второго блока 13, модуль ограничения токов второго блока 14 и два функционально завершенных независимых канала - основной канал второго блока 15 и дублирующий канал второго блока 19. Основной канал второго блока 15 состоит из модуля процессора основного канала второго блока 16, интерфейсного модуля основного канала второго блока 17 и модуля питания основного канала второго блока 18, связанных между собой. Модуль процессора основного канала второго блока 14 связан с модулем силовых команд второго блока 12, связанный со средствами пожаротушения 27. Модуль силовых команд второго блока 12 осуществляет и контролирует включение средств пожаротушения 27. Дублирующий канал второго блока 19 состоит из модуля процессора дублирующего канала второго блока 20, интерфейсного модуля дублирующего - канала второго блока 21, модуля питания дублирующего канала второго блока 22, связанных между собой. Модуль процессора дублирующего канала второго блока 20 связан с модулем ограничения токов второго блока 14. Интерфейсный модуль основного канала второго блока 17 и интерфейсный модуль дублирующего канала второго блока 21 осуществляют связь системы с БРЭО органами управления пожаротушением в кабине летательного аппарата 28.
m
Каждый из m блоков концентраторов БК 23 является моноблочным изделием и служит для организации связи каждого из n универсальных сигнализаторов пожара УСП 24 через основной МКИО 25 и резервный МКИО 26 с первым и вторым БУСПЗ 1 и 12 соответственно.
m
Каждый из n универсальных сигнализаторов пожара УСП 24 является первичным датчиком измерения текущей температуры защищаемых элементов конструкции л.а.
Основной мультиплексный канал информационного обмена МКИО 25 является каналом, объединяющим блоки системы.
Резервный мультиплексный канал информационного обмена МКИО 26 является каналом, объединяющим блоки системы.
Средства пожаротушения 25 представляют собой устройства, содержащие огнетушащие вещества и устройства включения подачи вещества в зону пожара.
БРЭО 26 включает в свой состав комплексную систему электронной индикации и сигнализации КСЭИС, бортовую систему контроля двигателя БСКД, бортовую систему технического обслуживания БСТО, систему управления общесамолетным оборудованием СУОСО, и т.д. Органы управления пожаротушением в кабине летательного аппарата располагаются на пультах.
Работа системы осуществляется следующим образом.
Информация о текущей пожарной обстановке в защищаемых отсеках л.а. от установленных в нем n универсальных сигнализаторов пожара УСП 24 поступает в связанный с ними блок из числа m блоков концентраторов БК 23. БК 23 осуществляет преобразование первичной информации в цифровой вид и выполняет допусковый контроль по заданному диапазону измерения контролируемого параметра, например текущей температуры.
Данная информация через основной мультиплексный канал информационного обмена МКИО 25 и резервный мультиплексный канал информационного обмена МКИО 26 передается в первый БУСПЗ 1 и второй БУСПЗ 12.
Как отмечено выше, каждый блок БУСПЗ 1 и БУСПЗ 12 имеет по два канала - основной и дублирующий 4 и 8, 15 и 19 соответственно.
Каждый из каналов 4 и 8, 15 и 19 осуществляет независимую логическую обработку информации с целью формирования сигнала «пожар», а также осуществляет контроль технического состояния n универсальных сигнализаторов пожара УСП 23, m блоков концентраторов БК 23, а также модуля силовых команд первого блока 2, модуля ограничения токов первого блока 3, модуля процессора основного канала первого блока 5, интерфейсного модуля основного канала первого блока 6, модуля питания основного канала первого блока 7, модуля процессора дублирующего канала первого блока 9, интерфейсного модуля дублирующего канала первого блока 10, модуля питания дублирующего канала первого блока 11, модуля силовых команд второго блока 13, модуля ограничения токов второго блока 14, модуля процессора основного канала второго блока 16, интерфейсного модуля основного канала второго блока 17, модуля питания основного канала второго блока 18, модуля процессора дублирующего канала второго блока 20, интерфейсного модуля дублирующего канала второго блока 21, модуля питания дублирующего канала второго блока 22 с последующей выдачей информации в БРЭО 28 о текущем их техническом состоянии с регистрацией на эксплуатационном накопителе л.а.
Модуль процессора основного канала первого блока 5, модуль процессора дублирующего канала первого блока 9, модуль процессора основного канала второго блока 16, модуль процессора дублирующего канала второго блока 20 осуществляют логическую обработку информации по заданным алгоритмам, на основании информации от n универсальных сигнализаторов пожара УСП 23 и при условии подтверждения работоспособного состояния всех компонентов системы, определяемых встроенными средствами контроля. Модуль процессора дублирующего канала первого блока 9, модуль процессора дублирующего канала второго блока 20 после формирования сигнала «пожар» подают команду управления на модуль ограничения токов первого блока 3 и модуль ограничения токов второго блока 14 соответственно. Модуль процессора основного канала первого блока 5, модуль процессора основного канала второго блока 16 после формирования сигнала «пожар» подают команду управления на модуль силовых команд первого блока 2 и модуль силовых команд второго блока 13 соответственно. Сигналы управления средствами пожаротушения 27 выдаются модулем силовых команд первого блока 2 и модулем ограничения токов первого блока 3, модулем силовых команд второго блока 13 и модулем ограничения токов второго блока 14 соответственно, при условии получения от модулей процессора 5 и 9, 16 и 20 соответствующего канала БУСПЗ 1 и БУСПЗ 12 сигналов «пожар», что обеспечивает защиту от ложного включения средств пожаротушения 27.
Интерфейсный модуль основного канала первого блока 6, интерфейсный модуль дублирующего канала первого блока 10, интерфейсный модуль основного канала второго блока 17, интерфейсный модуль дублирующего канала второго блока 21 принимают информацию, поступающую по основному МКИО 25 и резервному МКИО 26 от m блоков БК 23 и модулей БУСПЗ 1 и БУСПЗ 12 передают ее в БРЭО и на органы управления пожаротушением в кабину летательного аппарата 28.
Модуль питания основного канала первого блока 7, модуль питания дублирующего канала первого блока 11, модуль питания основного канала второго блока 18, модуль питания дублирующего канала второго блока 22 предназначены для объединения входных напряжений питания бортовой сети постоянного тока 27 В от двух независимых каналов системы электроснабжения и фильтрации, для формирования вторичных напряжений питания модулей БУСПЗ 1 и БУСПЗ 12, для контроля формирования вторичных напряжений питания и выдачи сигнала исправности питания.
В случае отказа одного из блоков БУСПЗ 1 или БУСПЗ 12 работоспособный блок осуществляет управление средствами пожаротушения.
Блоки БУСПЗ 1 и БУСПЗ 12 разработаны на основе использования мультипроцессорных средств, обеспечивающих высокую производительность и функциональное деление решаемых задач - цифровая обработка сигналов, выполнение алгоритмов реконфигурации системы управления с целью минимизации последствий отказа, формирование команд управления, оценка собственной работоспособности без применения наземной контрольно-проверочной аппаратуры.
Таким образом, в заявляемой системе управления пожарной защитой для летательных аппаратов реализовано четырехкратное резервирование управления i средствами пожаротушения, что обеспечивает высокую надежность и безопасность пилотирования, а также ведет к снижению затрат на эксплуатацию самолета.