Среднемагистральный пассажирский самолет с системой управления общесамолетным оборудованием


 


Владельцы патента RU 2519465:

Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") (RU)

Изобретение относится к авиационной технике. Самолет содержит систему управления общесамолетным оборудованием, включающую автоматический и ручной контуры управления. Контур автоматического управления содержит основной и резервный каналы преобразований и вычислений, включающие основной и резервный блоки преобразований и вычислений соответственно, каждый из которых соединен двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена с общесамолетным оборудованием через блок управления и коммутации. Контур ручного управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов. Система сопряжена с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования. В систему управления включены блоки концентраторы сигналов, n-блоков управления и коммутации. В автоматический контур введен контрольный канал, включающий контрольный блок вычислений и преобразований. Основной, резервный и контрольный блоки вычислений и преобразований соединены двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена через блоки концентраторы сигналов с верхним пультом пилотов и через n-блоков управления и коммутации с исполнительными механизмами общесамолетного оборудования. Изобретение направлено на повышение безопасности полета. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования при реализации управления летательными аппаратами, прежде всего среднемагистральными пассажирскими самолетами.

Известен самолет с системой управления общесамолетным оборудованием [1].

Пассажирский самолет включает две системы управления общесамолетным оборудованием. Первая система управления общесамолетным оборудованием имеет два контура автоматического управления, конструктивно оформленные в основной и резервный блоки преобразований и вычислений и подключенные к исполнительным устройствам через блок управления и контроля. Контур ручного управления выполнен с пультами управления, светосигнальными табло и центральным светосигнальным огнем. Система управления сопряжена по мультиплексному каналу с комплексом БЦВМ, электронными системами управления двигателей, системой регистрации и контроля, аппаратурой наведения и посадки, комплексной системой управления. Вторая система управления состоит из независимого и неподконтрольного пилотам аварийного автоматического контура. Это третий аварийный автоматический контур, включающий в себя независимую дублирующую систему общесамолетного оборудования, состоящую из независимой дублирующей аварийной системы регистрации и контроля работы всех систем и агрегатов самолета.

Недостатком данного аналога является то, что не обеспечивается необходимая безопасность полета в случае неконтролируемых отказов блоков системы во всех возможных режимах полета самолета.

Прототипом изобретения является самолет с системой управления общесамолетным оборудованием [2].

Самолет содержит фюзеляж, крыло, оперение, шасси, двигатели основной силовой установки, воздухозаборники, вспомогательную силовую установку и систему управления общесамолетным оборудованием (СУОСО). СУОСО имеет два контура автоматического управления, конструктивно оформленные в основной и резервный блоки преобразований и вычислений, подключенные к исполнительным устройствам через блок управления и контроля, а также контур ручного управления с пультами управления, светосигнальным табло и центральным светосигнальным огнем.

Самолет с системой управления общесамолетным оборудованием, принятый за прототип, не обеспечивает требуемый высокий уровень защиты от формирования ложных команд управления общесамолетным оборудованием в аварийных ситуациях (в случае отказов аппаратуры системы), который предъявляется к современным, а тем более к перспективным пассажирским самолетам.

Задачей изобретения является создание среднемагистрального пассажирского самолета с системой управления общесамолетным оборудованием, обеспечивающей повышение безопасности полетов за счет автоматизации управления и контроля общесамолетного оборудования и снижение затрат на эксплуатацию самолета.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности полетов, повышении надежности, контролепригодности и снижении затрат на эксплуатацию самолета.

Технический результат достигается за счет того, что в самолете, содержащем фюзеляж, крыло, оперение, шасси, двигатели основной силовой установки, воздухозаборники, вспомогательную силовую установку и систему управления общесамолетным оборудованием, содержащую автоматический и ручной контуры управления, в которой контур автоматического управления состоит из основного и резервного каналов преобразований и вычислений, включающих в себя основной и резервный блоки преобразований и вычислений, каждый из которых подключен к исполнительным устройствам общесамолетного оборудования через блок управления и коммутации, а контур ручного управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов, сопрягаемого с исполнительными устройствами общесамолетного оборудования, упомянутая система сопряжена с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования, причем в систему управления общесамолетным оборудованием дополнительно введены блоки концентраторы сигналов, блоки управления и коммутации, контрольный блок вычислений и преобразований. Основной, контрольный и резервный блоки преобразований и вычислений соединены двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена через блоки управления и коммутации с исполнительными механизмами общесамолетного оборудования, а через блоки концентраторы сигналов - с верхним пультом пилотов, причем блоки концентраторы сигналов, блоки преобразований и вычислений, блоки управления и коммутации снабжены встроенными средствами контроля работоспособности.

На фиг.1 представлена блок-схема системы управления общесамолетным оборудованием предлагаемого самолета, где:

1 - блок концентратор сигналов БКС,

2 - верхний пульт пилотов ВПП,

3 - комплекс бортового радиоэлектронного оборудования БРЭО,

4 - блок преобразований и вычислений БПВ основного канала,

5 - блок преобразований и вычислений БПВ контрольного канала,

6 - блок преобразований и вычислений БПВ резервного канала,

7 - n-блоков управления и коммутации БУК,

8 - общесамолетное оборудование,

9 - двунаправленный мультиплексный канал информационного обмена,

10 - однонаправленный мультиплексный канал информационного обмена.

БКС 1 является моноблочным изделием и служит для организации связи блоков СУОСО с верхним пультом пилотов ВПП 2.

ВПП 2 представляет собой многофункциональный пульт с расположенными на нем органами управления общесамолетным оборудованием.

БРЭО 3 включает в свой состав комплексную систему электронной индикации и сигнализации КСЭИС, систему измерения воздушных данных СИВД, многоканальную систему регистрации полетной информации МСРП, бортовую систему контроля двигателя БСКД, бортовую систему технического обслуживания БСТО и т.д.

БПВ 4 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации основного канала вычислений и преобразований.

БПВ 5 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации контрольного канала вычислений и преобразований.

БПВ 6 является моноблочным изделием и предназначен для сбора, обработки и выдачи информации резервного канала вычислений и преобразований.

N-блоков БУК 7 являются моноблочными изделиями и предназначены для обеспечения формирования и выдачи силовых разовых команд на исполнительные механизмы общесамолетного оборудования, команд управления запуском встроенных средств контроля (ВСК) сопрягаемых систем и сигналов управления средствами световой сигнализации, питающихся напряжением постоянного тока 27 В и питающихся напряжением переменного тока 115 В.

Общесамолетное оборудование 8 содержит систему электроснабжения, систему внешнего светотехнического оборудования, систему запуска, управления и контроля силовой установки, систему запуска, управления и контроля вспомогательной силовой установки, топливную систему, систему управления и измерения топлива, систему кондиционирования воздуха, гидропневмосистему, систему пожарной защиты, кислородную систему, систему шасси, систему электрического обогрева стекла, систему внутрикабинной сигнализации, датчики и сигнализаторы.

Двунаправленный мультиплексный канал информационного обмена 9 является каналом, объединяющим блоки СУОСО автоматического контура управления.

Однонаправленный мультиплексный канал информационного обмена 10 служит для сопряжения СУОСО с БРЭО 3.

Система управления общесамолетным оборудованием предназначена для выполнения задач преобразования и транспортирования к потребителям информации о параметрах систем самолетного оборудования, управления общесамолетным оборудованием и их исполнительными устройствами, контроля систем, выдачи информации для подготовки отображения их состояния, выдачи сигнальных сообщений о состоянии систем и их режимах работы.

СУОСО работает следующим образом.

СУОСО имеет два контура управления - автоматический и ручной. Автоматический контур управления содержит основной, контрольный и резервный каналы вычислений и преобразований, состоящие из основного, контрольного и резервного блоков вычислений и преобразований БПВ 4, 5, 6 соответственно, n-блоков управления и коммутации БУК 7 и двух блоков концентраторов сигналов БКС 1.

Введенные в систему блоки концентраторы сигналов упрощают топологию бортового фидера, что ведет к повышению его надежности и снижению его массы.

В самолете основной, контрольный и резервный каналы, содержащие блоки БПВ 4, 5, 6 соответственно, в режиме автоматического управления обеспечивают прием параметрической информации от датчиков самолетных систем общесамолетного оборудования 8, БРЭО 3 и ее логическую обработку для формирования управляющих команд исполнительными механизмами общесамолетного оборудования 8 через n-блоков БУК 7, подключенных по двунаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 9.

Использование контрольного канала в СУОСО обеспечивает возможность применения способов мажоритарной обработки информации в целях обеспечения необходимого для пассажирского самолета уровня безопасности полета.

В самолете основной, контрольный и резервный блоки БПВ 4, 5, 6 взаимодействуют с сопрягаемым бортовым радиоэлектронным оборудованием БРЭО 3 по однонаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 10.

В самолете в режиме автоматического управления размещенный в кабине пилотов верхний пульт пилотов ВПП 2 взаимодействует с блоками БПВ 4, 5, 6 через блоки БКС 2, связанные с блоками БПВ по двунаправленному мультиплексному каналу информационного обмена 9.

N-блоков управления и коммутации БУК 7 осуществляют прием информации по двунаправленному мультиплексному каналу 9, мажоритарную обработку принятой информации с целью определения достоверного источника, формирование команд управления исполнительными механизмами общесамолетных систем, «эхо-контроль» команд управления, контроль напряжений питания блоков, а также самоконтроль технического состояния.

Введение n-блоков управления и коммутации делает архитектуру СУОСО универсальной, что позволит в дальнейшем модифицировать ее в любых летательных аппаратах с дальнейшим наращиванием необходимых функций.

Контроль общесамолетного оборудования осуществляется СУОСО методом сопоставления сформированных команд управления с информацией, полученной от общесамолетных систем вследствие ее выполнения, и с помощью команд «запроса», получаемых от входящего в состав БРЭО 3 БСТО и инициирующих запуск процедуры встроенного самоконтроля систем, входящих в состав БРЭОЗ. Информация о результатах контроля СУОСО передается в БРЭО 3.

Все блоки СУОСО - блоки концентраторы сигналов, блоки вычислений и преобразований, блоки управления и коммутации снабжены встроенными средствами контроля работоспособности, позволяющими в результате сравнения расчетов и показаний в основном и контрольном каналах в случае их несовпадения определить с высокой степенью достоверности отказавший канал и перейти к использованию работоспособного резервного канала, а в случае отказа резервного канала перейти к использованию ручного контура управления самолетными системами.

Ручной контур управления содержит верхний пульт пилотов ВПП 3. Верхний пульт пилотов ВПП имеет в своем составе органы управления исполнительными механизмами общесамолетного оборудования и светосигнальные табло для отображения технического состояния самолетных систем общесамолетного оборудования.

Режим ручного управления осуществляется путем выдачи команды управления исполнительными механизмами общесамолетного оборудования от органов управления верхнего пульта пилотов, находящегося в кабине пилотов.

Ручное управление имеет более высокий приоритет, чем автоматическое управление.

Блоки СУОСО разработаны на основе использования мультипроцессорных средств, обеспечивающих высокую производительность и функциональное деление решаемых задач - цифровая обработка сигналов, выполнение алгоритмов контроля параметрической информации, выполнение алгоритмов реконфигурации системы управления с целью минимизации последствий отказа, формирование команд управления, оценка собственной работоспособности без применения наземной контрольно-проверочной аппаратуры. Каждый блок СУОСО состоит из универсальных функционально независимых модулей.

Таким образом, в заявляемом самолете реализовано четырехкратное резервирование управления общесамолетным оборудованием. Это обеспечивает высокую надежность и безопасность полета, а также ведет к снижению затрат на эксплуатацию самолета.

Источники информации

1 Патент РФ №2359868, В64С 13/00, 27.07.2008.

2 Патент РФ №2263044, В64С 13/00, 27.10.2005.

1 Среднемагистральный пассажирский самолет с системой управления общесамолетным оборудованием, содержащий фюзеляж, крыло, оперение, шасси, двигатели основной силовой установки, воздухозаборники, вспомогательную силовую установку и систему управления общесамолетным оборудованием, включающую автоматический и ручной контуры управления, причем контур автоматического управления содержит основной и резервный каналы преобразований и вычислений, включающие в себя основной и резервный блоки преобразований и вычислений соответственно, каждый из которых соединен двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена с общесамолетным оборудованием через блок управления и коммутации, а контур ручного управления выполнен в виде верхнего пульта пилотов, система сопряжена с комплексом бортового радиоэлектронного оборудования, отличающийся тем, что в систему управления общесамолетным оборудованием включены блоки концентраторы сигналов, n-блоков управления и коммутации, а в автоматический контур введен контрольный канал, включающий в себя контрольный блок вычислений и преобразований, причем основной, резервный и контрольный блоки вычислений и преобразований соединены двунаправленным мультиплексным каналом информационного обмена через блоки концентраторы сигналов с верхним пультом пилотов и через n-блоков управления и коммутации с исполнительными механизмами общесамолетного оборудования.
2 Среднемагистральный пассажирский самолет с системой управления общесамолетным оборудованием по п.1, отличающийся тем, что входящие в систему управления общесамолетным оборудованием блоки концентраторы сигналов, блоки преобразований и вычислений, блоки управления и коммутации снабжены встроенными средствами контроля работоспособности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения. Способ контроля непотопляемости судна заключается в том, что в измерительном блоке (1) осуществляют измерения угловых перемещений 2 и ускорений (3) судна относительно продольной и поперечной центральных осей, линейных перемещений (4) и (5), определяющих осадки судна носом и кормой, «кажущегося» периода бортовой качки судна (6), курсового угла волны (7), скорости судна (8), линейных перемещений и ускорений (9) относительно вертикальной центральной оси, уровней жидкости в затопленных отсеках (10).

Изобретение относится к области обмена данными между устройствами управления, установленными на сельскохозяйственных машинах. Техническим результатом является повышение эффективности управления сельскохозяйственными транспортными средствами.

Изобретение относится к области транспорта, а именно к способам управления скоростью, положением в пространстве и направлением движения многоопорных колесных транспортных средств, реализующих схему бортового поворота.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано для создания автоматических систем посадки и взлета беспилотных вертолетов. Технический результат заключается в обеспечении возможности автономной посадки вертолета на горизонтальную, наклонную и неровную поверхность в условиях отсутствия оптической видимости и в сложных метеорологических условиях.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам управления полетом летательных аппаратов. Устройство (5) содействия пилотированию содержит вычислительный блок (10) и блок (20) визуального отображения.

Изобретение относится к системам терморегулирования (СТР) космических аппаратов (КА), в частности телекоммуникационных спутников. СТР включает в себя замкнутый жидкостный контур с циркулирующим теплоносителем.

Изобретение относится к области судостроения. Способ заключается в использовании задатчика глубины, первого фильтра оценки сигнала глубины, четвертого фильтра оценки сигнала угла дифферента и сумматора, на вход которого вводят сигналы.

Изобретение относится к системе активной и пассивной стабилизации судна, такого как корабли, суда для работ на мелководье, буровые вышки, баржи, платформы и подъемные краны, работающие на море.

Способ управления самолетом с двумя и более двигателями заключается в дифференциальной подаче топлива в двигатели. Подача осуществляется наряду с основными топливными насосами двигателей еще и от дополнительной топливной системы, приводимой в действие от приводной рессоры одного из основных двигателей или от электродвигателя и управляемой от гироскопической системы стабилизации-управления электрического или пневматического типа.
Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение при управлении беспилотными летательными аппаратами (БЛА). Технический результат - повышение эффективности управления путем независимого ввода дополнительных поправок в каждый из приводов наведения БЛА и повышение точности наведения.

Изобретение относится к области авиационной и космической техники, в частности к приводам летательных аппаратов. Приводное устройство регулируемого элемента летательного аппарата содержит дублирующий элемент, камеру переменного объема и регулируемый насос, соединенный трубчатой линией управления с камерой переменного объема.

Изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам изменения кривизны аэродинамических поверхностей. Летательный аппарат содержит устройство (15), представляющее аэродинамическую поверхность, подвергающуюся при использовании воздействию потока текучей среды. Устройство (15) включает в себя внешнюю поверхностную часть (24b, 25b), геометрия которой поддается изменению для воздействия потока текучей среды, опорную конструкцию (31), которая поддерживает внешнюю поверхностную часть. Опорная конструкция (31) размещена внутри устройства (15) и включает в себя множество опорных рабочих органов (32) из композитного материала. Геометрия опорной конструкции (31) поддается изменению посредством привода (50) между первой стабильной геометрией и второй стабильной геометрией для выполнения изменения в геометрии внешней поверхностной части (24b, 25b), при этом опорные рабочие органы (32) обеспечивают жесткость конструкции внешней поверхностной части (24b, 25b). Композитный материал конструкции (31) поддерживает первую или вторую стабильные геометрии без влияния от привода (50). Привод (50) выполняет изменения между первым и вторым стабильными геометриями посредством приложения механической силы к части рабочего органа. Обеспечивается достаточная жесткость внешней поверхностной части устройства для противодействия динамическим нагрузкам текучей среды. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к авиастроению и касается приводов предкрылков самолета. Электромеханический привод содержит два выдвижных рельса с зубчатыми секторами, разделенный на секции основной вал, разъемные муфты, соединяющие между собой секции основного вала, два электромеханических привода секций основного вала с корпусами, закрепленными в каркасе крыла. Каждый корпус имеет размещенные внутри электродвигатель и датчик углового положения ротора электродвигателя, двухступенчатый волновой редуктор с телами вращения с полым выходным валом, имеющим два эксцентрика с установленными на них подшипниками и рабочими кольцами первой ступени, составляющими волнообразователь. Корпус также содержит сепараторы ступеней. Сепаратор первой ступени с размещенными в нем телами вращения, взаимодействующими с волновой поверхностью жесткого колеса первой ступени, на котором установлены эксцентрики с подшипниками и рабочими кольцами второй ступени. Сепаратор второй ступени с размещенными в нем телами вращения, взаимодействующими с рабочими кольцами и волновой поверхностью жесткого колеса второй ступени. Жесткое колесо первой ступени волнового редуктора имеет полый вал, а волнообразователь расположен на полом валу. Сепаратор второй ступени волнового редуктора закреплен в корпусе и является неподвижным. Жесткое колесо второй ступени с волновой поверхностью установлено с возможностью вращения относительно корпуса и имеет полый выходной вал. Основной вал, длина каждой секции которого превышает длину одного электромеханического привода, размещен внутри полого ротора, полого вала жесткого колеса первой ступени и полого выходного вала жесткого колеса второй ступени. Между основным и полым выходным валами установлено управляемое устройство их разъединения. Достигается повышение надежности электромеханического привода предкрылка. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх