Интегрированная вычислительная система самолета мс-21

Изобретение относится к интегрированной вычислительной системе самолета МС-21. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, повышении надежности и отказоустойчивости. Система содержит шесть идентичных и взаимозаменяемых центральных вычислителей авионики и четыре идентичных и взаимозаменяемых коммутатора бортовой сети передачи данных, при этом на каждом центральном вычислителе авионики функционирует программное обеспечение, также система содержит два основных коммутатора бортовой сети передачи данных и два резервных коммутатора бортовой сети передачи данных, на левом и правом бортах самолета установлено по одному основному и одному резервному коммутатору и по три центральных вычислителей авионики, каждый основной коммутатор соединен линиями связи по стандарту ARINC664p7 co всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также с основным коммутатором другого борта и с другими системами самолета, образуя подсеть А, резервные коммутаторы соединены со всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также между собой и с другими системами самолета линиями связи по стандарту ARINC664p7, образуя подсеть В. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области транспорта, а именно - к области авиационной техники, и может быть использовано в качестве средства управления системами самолета.

Известен патент 19914, опубл. 10.10.2001) информационный бортовой комплекс самолета для передачи информации, содержащий интегрированные в единый самолетный комплекс бортовую цифровую вычислительную систему, бортовую радиолокационную станцию, блок формирования информации, аппаратуру приема и передачи информации и пульт целераспределения и установки адреса передачи. Кроме того, он дополнительно снабжен пультом установки адреса приема, соединенным с аппаратурой приема и передачи информации.

Недостатком известного устройства следует признать ограниченное функциональное назначение.

Известен также (RU, патент 2488775, опубл. 27.07.2013) интегрированный комплекс бортового оборудования многофункционального самолета, содержащий взаимно соединенные по каналу информационного обмена систем (КИОС) с бортовой цифровой вычислительной системой (БЦВС) комплекс пилотажно-навигационного оборудования (КПНО), комплект радиостанций различных диапазонов волн (PC), аппаратуру спутникового канала связи (СКС), аппаратуру связи с пунктами управления (СПУ), авиационный терминал (AT) объединенной системы навигации и обмена данными, комплект аппаратуры опознавания госпринадлежности (КАГО), комплект многофункциональных индикаторов, пультов и индикатор на лобовом стекле, комплект обзорно-прицельных средств, включающий радиолокационную систему (РЛС), тепловизионную систему (ТПВС), оптико-локационную систему (ОЛС), комплект средств противодействия в составе системы радиотехнической разведки и радиоэлектронного противодействия (СРТР/РЭП), системы оптикоэлектронной разведки (СОЭР), системы управления средствами поражения (СУСП), устройства выброса расходуемых средств РЭП (УВ), системы контроля и регистрации, в т.ч. видеорегистрации параметров (СКРП), оперативных органов управления (ООУ), общесамолетного оборудования (ОСО), комплекта авиационных средств поражения (КСП), при этом комплект многофункциональных индикаторов, пультов и индикатор на лобовом стекле объединены в информационно-управляющее поле, блок преобразования телевизионных сигналов, внешнее запоминающее устройство и блоки-концентраторы сигналов взаимно соединенные по каналу информационного обмена систем (КИОС) с БЦВС, образуют информационно-управляющую систему, системы РТР/РЭП, РЛС, КАГО аппаратно интегрированы в радиотехническую систему (ИРТС) путем подключения входов приемника и выхода передатчика систем РТР/РЭП и КАГО к выходу-входу активной фазированной решетки (АФАР) РЛС, а входы-выходы систем РТР/РЭП, РЛС, КАГО подключены по внутреннему каналу информационного обмена (КИОР) ко входу-выходу вычислителя радиотехнической системы (ВРТС), вычислительно-логические блоки которого: ввода-вывода и управления информационным обменом, сопровождения и распознавания обнаруженных объектов, управления взаимодействием систем РТР/РЭП, РЛС, КАГО в рамках автономных задач системы и задач, поставленных вычислителем БЦВС, взаимосоединены по внутреннему каналу информационного обмена (ВКИО), ТПВС, ОЛС, СОЭР интегрированы в оптико-электронную систему (ИОЭС) путем подключения их входов-выходов по КИОС к вычислителю оптикоэлектронной системы (ВОЭС), вычислительно-логические блоки которого: ввода-вывода и управления информационным обменом, сопровождения, селекции и распознавания обнаруженных объектов, управления взаимодействием ТПВС, ОЛС, СОЭР в рамках автономных задач системы, поставленных вычислителем ИУС, взаимосоединены по внутреннему каналу информационного обмена оптических систем (КИОО), комплект радиостанций различных диапазонов волн (PC), аппаратно-интегрированный с антеннами системы РТР/РЭП путем подключения выхода каналов PC ко входу передающих антенн системы РТР/РЭП, аппаратура спутникового канала связи (СКС), аппаратура связи с пунктами управления (СПУ) и авиационный терминал объединенной системы навигации и обмена данными интегрированы в комплекс средств связи (ИКСС) путем подключения их входов-выходов по внутреннему каналу информационного обмена комплекса средств связи (КИОКС) к вычислителю ИКСС - (ВИКСС), вычислительно-логические блоки которого: ввода-вывода и управления обменом между самолетами и пунктами управления речевыми и телекодовыми сообщениями, автоматического выбора канала связи при отказах аппаратуры и воздействии помех взаимосоединены по внутреннему каналу ВИКСС и функционально интегрированы в комплекс бортового оборудования (КБО) путем подключения входов-выходов вычислителей ВОЭС, ВРТС и ВИКСС по КИОС к входам-выходам БЦВС, вычислительно-логические блоки которой: ввода-вывода-управления информационным обменом, оперативного планирования полетного задания формирования пилотажно-навигационных параметров, обеспечения группового самолетовождения, комплексного гипотезного сопровождения целей по данным всех информационных систем, комплексного распознавания воздушной цели, комплексного госопознавания целей, формирования данных для индикации, интеграции алгоритмически формируемых управляющих воздействий и от оперативных органов управления, автоматического целераспределения и целеуказания, управления электронным противодействием, оперативного выбора и применения средств поражения, контроля КБО и общесамолетного оборудования и силовой установки, обеспечения маловысотного полета, управления записью на средства объективного контроля, управления режимами интегрированных систем КБО (ИРТС, ИОЭС, ИКСС, СУСП), общесамолетным оборудованием и летательным аппаратом взаимосоединены по ВКИО, а сама БЦВС с взаимосоединенными по КИОС информационно-управляющим полем, включающим комплект многофункциональных индикаторов и индикатор на лобовом стекле, блоком преобразования телевизионных сигналов, внешним запоминающим устройством и блоками-концентраторами сигналов (n шт. ) образует информационно-управляющую систему.

Недостатком известного комплекса следует признать наличие значительного количества блоков и функций (например, системы РТР/РЭП, РЛС, ОЛС, СУСП) необходимых для многофункционального самолета военного применения, но избыточных для пассажирского или транспортного самолета.

Известна (RU, патент 2413280, опубл. 27.02.2011) платформа интегрированной модульной авионики, выполненная в виде одного или двух крейтов, содержащих по две подсистемы с установленными в каждой коммутатором и двумя парами вычислительных модулей, причем первый и второй вычислительные модули каждой пары соединены между собой первыми группами входов-выходов, а первые и вторые вычислительные модули первой пары каждой подсистемы - вторыми группами входов-выходов подключены ко вторым группам входов-выходов соответственно первого и второго вычислительных модулей второй пары соответствующей подсистемы, при этом первые вычислительные модули первой и второй пары третьими группами входов-выходов соединены соответственно с первой и второй группами входов-выходов коммутатора своей подсистемы, а четвертыми группами входов-выходов подключены соответственно к третьим и четвертым группам входов-выходов коммутатора другой подсистемы крейта, причем вторые вычислительные модули первой пары вычислительных модулей третьими и четвертыми группами входов-выходов соединены соответственно с первыми и вторыми группами входов-выходов, а вторые вычислительные модули второй пары вычислительных модулей своими третьими и четвертыми группами входов-выходов подключены соответственно к третьей и четвертой группам входов-выходов соответствующей подсистемы, при этом коммутаторы своей пятой группой входов-выходов, а первый и второй вычислительные модули каждой пары вычислительных модулей каждой подсистемы своей пятой группой входов-выходов соединен соответственно с пятой по девятую группами входов-выходов соответствующей подсистемы крейта, причем с первой по девятую группы входов-выходов первой подсистемы крейта подключены к соответствующим с первой по девятую группам входов-выходов платформы интегрированной модульной авионики, с десятой по восемнадцатую группы входов-выходов которой соединены соответственно с первой по девятую группами входов-выходов второй подсистемы крейта.

Недостатками известной системы следует признать:

- жесткую схему дублирования модулей, что накладывает ограничения на варианты построения системы и ее реконфигурации,

- использование в качестве рабочей единицы пару модулей (например, ВМ 6 и ВМ 7), что приводит к снижению надежности/отказоустойчивости (отказ одного модуля из пары приводит в неработоспособное состояние и второй модуль из пары)

- одновременная выдача со всех пар вычислительных модулей команд управления, что вынуждает разработать сложный механизм контроля для предотвращения получения исполнительными устройствами/системами противоречащих команд, в случае сбоев в платформе интегрированной модульной авионики (ИМА).

Техническая задача, решаемая посредством реализации разработанного устройства, состоит в обеспечении выполнения комплексом бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) функций самолетовождения, формирования данных об имеющихся отказах систем из состава БРЭО и самолетных систем и обеспечения информирования экипажа об их наличии, а также способах их парирования, контроля в реальном времени критических параметров полета с выдачей информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, обеспечения настройки средств радионавигации, связи и наблюдения, сбора и преобразования информации, технического обслуживания, контроля работоспособности систем БРЭО на земле и в полете, и передачи данных по сети ADN и мониторинг сети.

Технически результат, достигаемый при реализации разработанного устройства, состоит в расширении функциональных возможностей, повышении надежности и отказоустойчивости.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную интегрированную вычислительную систему самолета МС-21. Разработанная интегрированная вычислительная система самолета МС-21 является системой ИМА и содержит шесть идентичных и взаимозаменяемых центральных вычислителей авионики и четыре идентичных и взаимозаменяемых коммутатора бортовой сети передачи данных, при этом на каждом центральном вычислителе авионики функционирует программное обеспечение, и два коммутатора бортовой сети передачи данных являются основными, а другие два коммутатора бортовой сети передачи данных являются резервными, на левом и правом бортах самолета установлено по одному основному и одну резервному коммутатору и по три центральных вычислителей авионики, каждый основной коммутатор соединен линиями связи по стандарту ARINC664p7 со всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также с основным коммутатором другого борта и с другими системами самолета, образуя подсеть А, резервные коммутаторы соединены со всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также между собой и с другими системами самолета, линиями связи по стандарту ARINC664p7, образуя подсеть В, при этом интегрированная вычислительная система самолета выполнена с возможностью обеспечения функций самолетовождения, формирования данных об имеющихся отказах систем из состава БРЭО и самолетных систем и обеспечения информирования экипажа об их наличии, а также способах их парирования, контроля в реальном времени критических параметров полета с выдачей информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, обеспечения настройки средств радионавигации, связи и наблюдения, сбора и преобразования информации, технического обслуживания, контроля работоспособности систем БРЭО на земле и в полете, и передачи данных в сети ADN и мониторинг сети, а коммутатор бортовой сети передачи данных выполнен с возможностью обеспечения обмена по стандарту ARINC664p7 внутри интегрированной вычислительной системы между центральными вычислителями авионики и обмена интегрированной вычислительной системы с системами самолета, в том числе многофункциональными индикаторами, панелями управления радиосредствами, вторичной системой распределения электроэнергии, терминалами технического обслуживания и загрузки программного обеспечения, системой контроля, обработки и регистрации полетных данных.

В предпочтительном варианте реализации центральный вычислитель авионики выполнен с возможностью выполнения следующих функций:

- проверка совместимости аппаратуры, программного обеспечения платформы, конфигурационных таблиц и функционального программного обеспечения при холодном старте центрального вычислителя авионики, его перезапуске, после загрузки программного обеспечения,

- предоставления вычислительных ресурсов и набора сервисных функций для выполнения функциональных задач,

- выполнения различных приложений с разделением вычислительных ресурсов и применения различных конфигураций вычислительных ресурсов в зависимости от позиции модуля на объекте,

- предоставления функционального программного обеспечения интерфейса (API ARINC 653) с операционной системой реального времени для использования функциональными приложениями модуля,

- обеспечения защиты памяти и независимости различных функциональных задач функционального программного обеспечения друг от друга,

- взаимодействия с однородной детерминированной бортовой сетью по стандарту ARINC 664р7,

- управления вводом-выводом, включая маршрутизацию от разъема до приложения и обратно,

- управления энергонезависимой памятью для нужд внутренней системы контроля и сохранения информации после выключения питания,

- предоставления средств, позволяющих проводить мониторинг работы блока, то есть выявление неисправностей, их диагностику, принятие мер по парированию неисправностей и восстановлению работоспособности, обнаружение и обработку зависания, контроль перегрева, учет времени наработки модуля, сбор диагностики и выполнение других функций технического обслуживания,

- интерфейса для диагностики центрального процессора и модуля ввода/вывода в лабораторных условиях, а также средства отладки функционального программного обеспечения в среде центрального процессора и модуля ввода/вывода,

- загрузку данных в соответствии с протоколом ARINC 615А.

Также он преимущественно выполнен с возможностью взаимодействования по входам-выходам с другим оборудованием самолета по интерфейсам CAN, ARINC 429 и РК различных типов (по ГОСТ 18977-79).

Предпочтительно коммутатор бортовой сети передачи данных выполнен в соответствии со стандартом ARINC 664, часть 7, имеет топологию «звезда» с коммутаторами сети, расположенными в центре. Он выполнен с возможностью передачи данных от коммутаторов только заданным оконечным системам, а также с возможностью контроля передаваемой информации. При этом сетевая архитектура реализована как две параллельные дублирующие друг друга сети и каждая сеть может быть связана как с одной, так и со многими конечными системами - абонентами сети с одновременной передачей информации по двум сетям.

Достижение технического результата в части:

- расширения функциональных возможностей, по сравнению с ближайшим аналогом осуществляется за счет введения в состав интегрированной вычислительной системы функций самолетовождения, формирования данных об имеющихся отказах систем из состава БРЭО и самолетных систем и обеспечения информирования экипажа об их наличии, а также способах их парирования, контроля в реальном времени критических параметров полета с выдачей информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, обеспечения настройки средств радионавигации, связи и наблюдения, сбора и преобразования информации, технического обслуживания, контроля работоспособности систем БРЭО на земле и в полете, передачи данных в сети ADN и мониторинг сети и проверки совместимости аппаратуры, программного обеспечения, конфигурационных таблиц и функционального программного обеспечения,

- повышения уровня надежности использованием шести отдельных идентичных блоков центральных вычислителей авионики (ЦВА), поделенных на две подсистемы (для левого и правого борта) по три блока, в отличие от двух крейтов с двумя подсистемами в аналоге,

- повышения уровня отказоустойчивости обеспечено использованием механизмов обеспечения защиты памяти и независимости различных функциональных задач функционального программного обеспечения друг от друга, выполнения различных приложений с разделением вычислительных ресурсов и наличием различных конфигураций в зависимости от положения ЦВА на объекте, контроля перегрева и учета времени наработки ЦВА.

На рисунке приведена схема заявленного устройства.

В дальнейшем в описании изобретения будут раскрыты особенности, преимущества и возможности разработанной конструкции.

Интегрированная вычислительная система (ИВС) - высоко интегрированный программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий выполнение функционального программного обеспечения (ФПО) функций БРЭО самолета в части:

- формирования и выдачи на индикацию и системы самолета навигационной информации,

- формирования и выдачи информации, необходимой для выполнения безопасного полета,

- формирования и выдачи предупреждающей информации,

- обеспечения управления радиосредствами,

- обеспечения сервисных функций (техническое обслуживание),

- организации обмена данных по сети ARINC 664р7.

ИБС ранее указанного состава функционирует на базе ЦВА с использованием высокоскоростных интерфейсов в составе комплекса бортового радиоэлектронного оборудования.

Каждый ЦВА включает в свой состав:

- Аппаратный блок с системным программным обеспечением (ПО) ЦВА,

- Конфигурационные таблицы (КТ) ЦВА,

- ФПО ЦВА.

Каждый Коммутатор бортовой сети передачи данных (ADN) включает в свой состав:

- Аппаратный блок-коммутатор,

- KT ADN.

ЦВА реализует технологию ИМА и обеспечивает работу ФПО в соответствии с DO-297/P-297. Взаимодействие между системным ПО и ФПО осуществляется по программному интерфейсу, соответствующему стандарту ARINC 653. Аппаратный блок с системным ПО ЦВА обеспечивает выполнение следующих функций:

- проверку совместимости аппаратуры, ПО платформы, КТ и ФПО при включении ЦВА, перезагрузке, после загрузки ПО,

- предоставление вычислительных ресурсов и набора сервисных функций для выполнения функциональных задач,

- выполнение различных приложений с разделением вычислительных ресурсов и наличие различных конфигураций в зависимости от положения модуля на объекте,

- предоставление ФПО интерфейса (API ARINC 653) с операционной системой реального времени (ОСРВ) для использования приложениями вычислительных ресурсов,

- обеспечение защиты памяти и независимости различного ФПО друг от друга,

- взаимодействие с однородной детерминированной бортовой сетью по стандарту ARINC 664р7,

- управление вводом-выводом, включая маршрутизацию от разъема до приложения и обратно,

- управление энергонезависимой памятью (NVM) для нужд встроенных средств контроля (ВСК) и сохранения информации после выключения питания

- предоставление средств, позволяющих проводить мониторинг работы блока, то есть выявление неисправностей, их диагностику, принятие мер по парированию неисправностей и восстановлению работоспособности, обнаружение и обработку зависания, контроль перегрева, учет времени наработки модуля, сбор диагностики и выполнение других функций технического обслуживания,

- интерфейс для диагностики ЦВА в лабораторных условиях, а также средства отладки ФПО в среде ЦВА,

- загрузку данных в соответствии с протоколом ARINC 615А.

Внешние интерфейсы блока позволяют производить обмен по сети ADN (по стандарту ARINC 664р7), CAN, ARINC 429 и РК (общий - разрыв, 28 V - разрыв). Кроме того, в технологических целях могут использоваться интерфейсы RS232 и RS422.

Аппаратный блок ЦВА представляет собой модульную структуру и содержит следующие модули: модуль контроллеров памяти, модуль контроллеров прерываний, модуль системных часов, модуль таймеров (в том числе сторожевые) для обеспечения решения прикладных задач в реальном времени. Аппаратный блок поддерживает сбор информации о температуре модуля, потребляемом токе и уровне напряжения.

Аппаратный блок разработан с учетом требований DO-254 и прошел испытания на внешние воздействующие факторы по DO-160G. Материалы и покрытия, применяемые при производстве блоков ИВС, разработаны для обеспечения совместимости с применяемыми материалами и покрытиями планера и смежных систем в местах их сопряжения (контакта), что позволяет исключить образование коррозии.

Системное ПО ЦВА включает в свой состав две части, активируемых отдельно: резидентное ПО и загружаемое ПО.

Резидентное ПО активизируется первым при старте модуля и выполняет загрузку в память и активацию загружаемого ПО.

В состав загружаемого системного ПО ЦВА входит полнофункциональная ОСРВ, реализующую функции API ARINC 653, доступного для всех приложений, и программный интерфейс, доступный только системным разделам. Также частью загружаемого системного ПО ЦВА являются системные разделы, отвечающие за загрузку, мониторинг и встроенный контроль.

ЦВА является конфигурируемой системой, т.е. ее адаптация под выполнение конкретных функций достигается путем изменения конфигурационных параметров, организованных в КТ. Конфигурационные таблицы ЦВА имеют два уровня:

- Глобальные конфигурационные параметры модуля. Определяют конфигурацию, не относящуюся к конкретному разделу (т.е. ко всем разделам и ЦВА),

- Конфигурационные параметры ФПО/раздела. Определяют конфигурацию, относящуюся к конкретному разделу.

Разработку глобальных конфигурационных параметров осуществляет системный интегратор, используя данные о ресурсах ЦВА, полученные от поставщика аппаратного блока. Системный интегратор определяет количество разделов и разделение вычислительных ресурсов для каждого раздела.

ФПО, в составе нескольких приложений, реализует следующие функции ИВС:

а) формирование опорного плана полета для автоматического, директорного и ручного самолетовождения с формированием информационных и управляющих сигналов, необходимых для решения задачи навигации 4D на всех широтах, в любое время суток и в любых метеоусловиях, с оптимизацией режимов полета с выполнением действующих и перспективных норм эшелонирования,

б) контроль в реальном времени критических параметров полета с формированием и выдачей для потребителей вычисленных значений эксплуатационных ограничений контролируемых параметров и информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета,

в) обеспечение ручного выбора и настройки средств радионавигации, связи и наблюдения,

г) сбор в реальном времени информации о состоянии бортового оборудования на земле и в полете, ее обработки для формирования данных о выявленных отказных ситуациях и выдачи экипажу текстовых и звуковых сообщений об отказах и рекомендациях по их парированию,

д) сбор и выдачу информации об отказах бортового оборудования на земле и в полете, отслеживания конфигурации установленного самолетного оборудования, ПО и баз данных, а также для проведения расширенного тестирования оборудования на земле,

е) обеспечение загрузки программных и конфигурационных файлов по линии связи ARINC 664р7 в соответствии со стандартным протоколом ARINC 615А или линии связи ARINC 429 в соответствии со стандартным протоколом ARINC 615,

ж) хранение или прием информации для полнофункциональной работы ИВС из следующих баз данных:

- базы навигационных данных,

- базы данных Магнитных склонений (Magnetic Variation Data Base),

- базы данных параметров, настраиваемых авиакомпаниями (AMI),

- базы аэродинамических данных конструкции самолета и данных по тяге и расходным характеристикам двигателей, установленных на самолете (PerformanceDataBase),

- базы данных электронных карт (AIPs база данных карт/схем аэропортов, заходов на посадку, процедур взлета),

- базы данных функции технического обслуживания,

з) передача данных через бортовую сеть передачи данных А664р7,

и) регулирование и контроль сети А664р7, ограничение распространения ошибочных данных, временной детерминизм,

к) определение сбоев в сети А664р7 посредством мониторинга ее элементов и передачи детальной информации в систему встроенного контроля.

ФПО располагается в нескольких разделах согласно принципу обособления (partitioning) являющегося одним из фундаментальных механизмов платформы ИМА. Его применение обеспечивает возможность выполнения нескольких приложений на платформе, возможно, с различными уровнями критичности, с полной изоляцией по времени и памяти между ними. В частности, обособление гарантирует, что ФПО, располагающееся в одном разделе, независимо от сбоя, произошедшего в нем, не сможет повлиять на нормальную работу ФПО, работающего в другом разделе. Из этого определения следует, что раздел - это единица разделения по времени выполнения и памяти.

Механизм обособления не предоставляет ФПО прямой доступ к аппаратным ресурсам модуля и прямой доступ к другим приложениям. Все взаимодействие ФПО «с внешним миром» осуществляется через вызовы функций по стандарту ARINC 653.

ФПО ЦВА включает следующие приложения:

- ФПО системы управления радиосредствами (RMSSW),

- ФПО системы предупреждения экипажа (FWSSW),

- ФПО системы предупреждения сваливания (SWSSW),

- ФПО бортовой системы технического обслуживания (CMSSW),

- ФПО системы самолетовождения (ФПОС),

- ФПО функции сбора и преобразования информации (DCFSW),

- ФПО сети передачи данных (ADNMNGSW).

ФПО RMSSW осуществляет возможность для экипажа вручную выбрать и настроить средства радионавигации и радиосвязи.

ФПО FWSSW отвечает за сбор в реальном времени данных об аварийных и отказных ситуациях и выдачу экипажу визуальной и звуковой информации об этих ситуациях, а так же предоставление экипажу информации о возвращении в нормальную ситуацию.

ФПО SWSSW отвечает за контроль в реальном времени критических параметров полета с формированием и выдачей для потребителей вычисленных значений эксплуатационных ограничений по контролируемым параметрам и информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами полета границ эксплуатационных допусков самолета.

ФПО CMSSW в штатном режиме работы отвечает за сбор аварийных сигналов и сигналов об отказах от ВСК, проведение диагностики и идентификацию отказавших блоков и линий связи. В интерактивном режиме система техобслуживания предоставляет возможность интерактивного взаимодействия с оператором техобслуживания с целью получения информации, или проведения тестирования оборудования. CMSSW предоставляет возможность передавать отчеты техобслуживания через различные каналы связи, включая ACARS, а также печать их на принтере самолета, или на стандартном принтере при наземном техническом обслуживании.

ФПОС осуществляет управление полетом, управление и обработку навигационных датчиков, хранение, модификацию, отслеживание плана полета.

ФПО DCFSW отвечает за сбор данных от систем и распределение их в соответствии со структурной схемой БРЭО самолета. Отвечает за хранение и предоставление информации о конфигурации самолета, а также за управление конфигурацией самолета (совместимость / доступные опции / pin-программирование).

ФПО ADNMNGSW отвечает за определение неисправностей сети ADN посредством мониторинга ее элементов и передачу детальной информации системе встроенного контроля (из состава Загружаемого ПО Платформы).

ФПО (в том числе располагающееся на одном модуле), но в разных разделах) обмениваются данными между собой по сети ADN.

Задачей коммутатора бортовой сети передачи данных ADN являются обеспечение взаимодействия по каналам ADN компонентов КБО самолета. Сеть ADN заменяет линии связи точка-точка (используемые на других проектах при взаимодействии между системами авионики) виртуальными соединениями (virtuallinks - VL).

ADN выполнена в соответствии со стандартом AR1NC 664, часть 7, имеет топологию «звезда» с коммутаторами сети, расположенными в центре. Передача данных от коммутаторов осуществляются только заданным оконечным системам, таким образом минимизируются ошибки передачи в сети. Коммутаторы ADN контролируют передаваемую информации, ограничивая распространение ошибочных данных и обеспечивая временной детерминизм.

Сетевая архитектура реализована как 2 параллельные дублирующие друг друга сети. Каждый порт может быть связан как с одной, так и со многими конечными системами - абонентами сети ADN.

Коммутаторы ADN обеспечивают обмен по А664р7 внутри ИВС между ЦВА и обмен ИВС с системами самолета, в том числе многофункциональные индикаторы, панели управления радиосредствами, вторичные системы распределения электроэнергии, терминал технического обслуживания и загрузки программного обеспечения, система контроля, обработки и регистрации полетных данных.

Таблицы конфигурации ADN разрабатываются отдельно и загружаются в аппаратный блок. Они содержат информацию, обеспечивающую детерминированное функционирование сети.

Таблицы конфигурации организуют сеть ADN, обеспечивая обмен командами и данными между модулями авионики с использованием ПО и активных VL, реализованных поверх физической топологии сети. Таблицы конфигурации ADN включают в свой состав:

- данные о физической топологии сети, описывающие соединения между абонентами сети на уровне физических линий и портов,

- данные о логической топологии сети, описывающие соединения между абонентами на уровне виртуальных каналов,

- характеристики коммутаторов и абонентов сети ADN, описывающие их работу с потоками данных - буферизацию, внесение задержек.

Таблицы конфигурации, загружаемые в коммутаторы - идентичны. Коммутаторы, определив свою позицию на самолете по уникальным для каждой позиции входным дискретным сигналам, настраиваются и используют в работе соответствующую часть КТ.

ИВС имеет в своем составе ВСК по ARINC 604-1. Встроенные средства контроля ИВС обеспечивают выявление отказов собственных конструктивно-съемных блоков и линий связи и конструктивно-съемных блоков и линий связи БРЭО, а так же принимает, формирует и передает сообщения об отказах в соответствии с ARINC 624-1.

Информация об отказах собственных компонентов ИВС и компонентов КБО самолета сохраняется в энергонезависимой памяти ЦВА.

Система функционирует следующим образом:

По сети ADN, через коммутаторы ADN, информация от бортовых систем передается соответствующим ФПО в ЦВА. Перечень ФПО и номер ЦВА, на котором оно выполняется, для каждого сигнала определяются заранее и записывается в таблицах конфигурации ADN загруженных в коммутатор.

Блоки ЦВА конфигурируются заранее под выполнение конкретных функций путем изменения конфигурационных параметров, организованных в КТ.

ФПО DCFSW получает по бортовым интерфейсам (ГОСТ 18977-79, ARINC 429, CAN и др.) информацию от бортовых систем преобразовывает ее в формат ARINC664 и передает через коммутаторы ADN, а так же посредством механизмов ARINC653 внутри одного блока ЦВА, потребителям. Получаемая информация по сети ADN преобразовывается в сигналы аналогичных бортовых интерфейсов и выдается по ним соответствующим потребителям (блокам, системам). Помимо этого ФПО DCFSW хранит информации о конфигурации самолета и выдает ее по получении управляющих команд по сети.

ФПО RMSSW получает управляющие команды от экипажа с пультов управления радиосредствами и навигационным оборудованием на изменение состояния или конфигурации радиосредств. По внутренним алгоритмам происходит проверка на возможность осуществления таких изменений, и, в случае принятия положительного решения осуществляет выдачу команды в радиосредства и навигационное оборудование по сети ADN либо напрямую, для систем, непосредственно подключенных к сети ADN, либо в ФПО DCFSW для дальнейшей трансляции через другие интерфейсы (ARINC 429, CAN и др.).

ФПО FWSSW получает по сети ADN информацию о состоянии бортовых систем и текущие эксплуатационные и навигационные параметры самолета от бортовых систем и других ФПО ЦВА. На основании полученной информации, по заложенным алгоритмам, ФПО FWSSW принимает решение о выдаче экипажу необходимой предупреждающей или аварийной визуальной и звуковой сигнализации, а так же рекомендации о возвращении в нормальную конфигурацию. Выдача информации происходит по сети ADN на индикаторы и в систему речевого оповещения.

ФПО SWSSW получает по сети ADN от бортовых системами ФПОС параметры полета самолета (текущие крен, тангаж, скорость и т.д.), на основании которых вычисляет значения эксплуатационных ограничений параметров движения и формирует информацию о приближении и достижении этими параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, которую он выдает по сети ADN на индикацию и сигнализацию.

ФПО CMSSW имеет два режима работы: штатный и интерактивный. В штатном режиме по линиям ARINC 429 и по сети ADN от бортовых систем получает сигналы об их состоянии и отказах, и по определенным алгоритмам, диагностирует отказ блоков и линий связи. Полученную информацию ФПО CMSSW записывает в специальный журнал во внутренней памяти ЦВА. В интерактивном режиме система техобслуживания по сети ADN получает от оператора техобслуживания через подключаемый ноутбук команды на получение информации о своем состоянии от какой-то определенной системы или на проведение расширенного наземного контроля.

ФПОС взаимодействует с навигационной базой данных, на основании которой формируется план полета и осуществляется выдача информации по маршруту. ФПОС получает управляющие воздействия экипажа от пультов в кабине и виртуальных пультов управления, в соответствии с которыми формируется и выдается информация для самолетовождения в различных режимах на основе пилотажной и навигационной информации от различных навигационных датчиков (INR, DME, INS и др.), поступающая или напрямую по сети AND, или опосредованно через ФПО DCF. Выработанные на основании полученной информации и ограничений управляющие команды передаются как заданные величины в комплексную систему управления (КСУ) самолета.

ФПО ADNMNGSW обрабатывает служебную информацию стандарта А664р7, приходящую ото всех абонентов сети ADN, а так же с определенной периодичностью опрашивает всех абонентов сети ADN. Полученный результат передается по сети ADN в ФПО CMSSW для определения статуса связи с каждым оконечным устройством сети ADN.

1. Интегрированная вычислительная система самолета МС-21, характеризуемая тем, что она представляет собой систему интегрированной модульной авионики и содержит шесть идентичных и взаимозаменяемых центральных вычислителей авионики и четыре идентичных и взаимозаменяемых коммутатора бортовой сети передачи данных, при этом на каждом центральном вычислителе авионики функционирует программное обеспечение, также система содержит два основных коммутатора бортовой сети передачи данных и два резервных коммутатора бортовой сети передачи данных, на левом и правом бортах самолета установлено по одному основному и одну резервному коммутатору и по три центральных вычислителя авионики, каждый основной коммутатор соединен линиями связи по стандарту ARINC664p7 co всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также с основным коммутатором другого борта и с другими системами самолета, образуя подсеть А, резервные коммутаторы соединены со всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также между собой и с другими системами самолета линиями связи по стандарту ARINC664p7, образуя подсеть В, при этом интегрированная вычислительная система самолета выполнена с возможностью обеспечения функций самолетовождения, формирования данных об имеющихся отказах систем из состава БРЭО и самолетных систем и обеспечения информирования экипажа об их наличии, а также способах их парирования, контроля в реальном времени критических параметров полета с выдачей информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, обеспечения настройки средств радионавигации, связи и наблюдения, сбора и преобразования информации, технического обслуживания, контроля работоспособности систем БРЭО на земле и в полете, и передачи данных в сети ADN и мониторинг сети, а коммутатор бортовой сети передачи данных выполнен с возможностью обеспечения обмена по стандарту ARINC664p7 внутри интегрированной вычислительной системы между центральными вычислителями авионики и обмена интегрированной вычислительной системы с системами самолета, в том числе многофункциональными индикаторами, панелями управления радиосредствами, вторичными системами распределения электроэнергии, терминалом технического обслуживания и загрузки программного обеспечения, системой контроля, обработки и регистрации полетных данных.

2. Система самолета по п. 1, отличающаяся тем, что центральный вычислитель авионики обладает возможностью выполнения следующих функций:

- проверка совместимости аппаратуры, программного обеспечения платформы, конфигурационных таблиц и функционального программного обеспечения при холодном старте центрального вычислителя авионики, его перезапуске, после загрузки программного обеспечения,

- предоставления вычислительных ресурсов и набора сервисных функций для выполнения функциональных задач,

- выполнения различных приложений с разделением вычислительных ресурсов и применения различных конфигураций вычислительных ресурсов в зависимости от позиции модуля на объекте,

- предоставления функционального программного обеспечения интерфейса (API ARINC 653) с операционной системой реального времени для использования функциональными приложениями модуля,

- обеспечения защиты памяти и независимости различных функциональных задач функционального программного обеспечения друг от друга,

- взаимодействия с однородной детерминированной бортовой сетью по стандарту ARINC 664р7,

- управления вводом-выводом, включая маршрутизацию от разъема до приложения и обратно,

- управления энергонезависимой памятью для нужд внутренней системы контроля и сохранения информации после выключения питания,

- предоставления средств, позволяющих проводить мониторинг работы блока, то есть выявление неисправностей, их диагностику, принятие мер по парированию неисправностей и восстановлению работоспособности, обнаружение и обработку зависания, контроль перегрева, учет времени наработки модуля, сбор диагностики и выполнение других функций технического обслуживания,

- интерфейса для диагностики центрального процессора и модуля ввода/вывода в лабораторных условиях, а также средства отладки функционального программного обеспечения в среде центрального процессора и модуля ввода/вывода,

- загрузку данных в соответствии с протоколом ARINC 615 А.

3. Система самолета по п. 1, отличающаяся тем, что центральный вычислитель авионики выполнен с возможностью взаимодействовать входами-выходами с другим оборудованием самолета по интерфейсам CAN, ARINC 429 и РК.

4. Система самолета по п. 1, отличающаяся тем, что коммутатор бортовой сети передачи данных выполнен в соответствии со стандартом ARINC 664, часть 7, имеет топологию «звезда» с коммутаторами сети, расположенными в центре, он выполнен с возможностью передачи данных от коммутаторов только заданным оконечным системам, а также с возможностью контроля передаваемой информации, при этом сетевая архитектура реализована как две параллельные дублирующие друг друга сети, каждый порт может быть связан как с одной, так и со многими конечными системами - абонентами сети.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области вычислительной техники и может быть использована для обработки прерываний в системах обработки данных. Техническим результатом является увеличение гибкости программного обеспечения обработки прерываний, в то же время, поддерживая безопасность устройства обработки данных.

Изобретение относится к вычислительным системам. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке и построении конвейерных микропроцессоров с внеочередным исполнением команд.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении эффективной обработки данных.

Изобретение относится к диспетчеризации множественных потоков в компьютере. Техническим результатом является обеспечение диспетчеризации многопотоковой гостевой виртуальной машины.

Изобретение относится к области обработки данных. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности хранения данных с высокой степенью многопоточности за счет уменьшения нагрузки на базу данных и увеличения скорости обработки данных.

Изобретение относится к компиляции цепочки преобразований пользовательского интерфейса повторных вычислений. Технический результат - повышение эффективности компиляции преобразований в пользовательском интерфейсе повторных вычислений.

Изобретение относится к системе удалённого управления и способу обработки информации для удаленного управления устройством-объектом управления через сеть. Технический результат - уменьшение нагрузки на пользовательское управление и предотвращение ошибочной операции пользователя.

Изобретение относится к области компьютерной техники. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств для реализации назначения, заключающегося в администрировании обработки в пределах вычислительного окружения.

Изобретение относится к средствам инициализации управляющей сервисной программы в вычислительном окружении. Технический результат заключается в обеспечении возможности сервисной программе быть загруженной во многих конфигурациях без изменения последовательности загрузки.
Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может найти применение в системах управления интерфейсами навигационного корабельного комплекса для обеспечения электрической и информационной совместимости интерфейсов.

Изобретение относится к области измерения углов атаки и скольжения в полете летательного аппарата (ЛА) и может использоваться в системах индикации опасных ситуаций на самолете для диагностики имеющихся на борту систем измерения углов атаки и скольжения, а также в системах автоматического управления самолетом и беспилотными летательными аппаратами, в частности при полете в неспокойной атмосфере.

Изобретение относится к методам и системам пассивной радиолокации и может быть использовано для определения местоположения в трехмерном пространстве источника радиоизлучения (ИРИ), размещенного на летательном аппарате (ЛА) (самолет, вертолет и т.п.), за счет приема и последующей обработки электромагнитных волн, порожденных этим ИРИ.

Комплект относится к средствам топографии и навигации и может быть использован для обслуживания стрельбы артиллерии и наведения авиации. Комплект носимой аппаратуры топогеодезической привязки и формирования целеуказаний содержит поворотный механизм с опорой, дальномер, компьютер оператора комплекта, соединенный с дальномером, модулем спутниковых навигационных систем с антенной и каналом беспроводной связи.

Изобретение относится к области пассивной радиолокации и может быть использовано в динамической системе радиотехнического контроля для определения параметров движения воздушного объекта, имеющего на борту источник радиоизлучения (ИРИ).

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для применения в бортовых радиолокационных станциях (БРЛС) для определения угла сноса летательного аппарата-носителя БРЛС.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано в бесплатформенных инерциальных системах, в частности в гировертикалях, курсовертикалях и навигационных системах, при измерении углов крена и тангажа подвижного объекта.

Изобретение относится к области авиационного оборудования и может быть применено в системе организации воздушного движения в условиях сокращенных интервалов вертикального эшелонирования.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано для выполнения полетных заданий, связанных с позиционированием летательного аппарата (ЛА) относительно наземного объекта при сближении с ним.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании инерциальных навигационных комплексов для высокоскоростного маневренного объекта.

Изобретение относится к системам ориентации и навигации летательных аппаратов, в частности к бесплатформенным гировертикалям, курсовертикалям и навигационным системам, в которых измерительная информация поступает с датчиков угловых скоростей и акселерометров. Способ управления цифровой платформой в бесплатформенной гировертикали включает измерение угловых скоростей и линейных ускорений, преобразование приращения углов крена и тангажа из связанной системы координат в инерциальную систему координат, вычисление и компенсацию ошибок определения углов крена и тангажа при допустимых для управления цифровой платформой значениях величин линейных ускорений в инерциальной системе координат и приведение цифровой платформы при превышении допустимых для управления значений величин линейных ускорений в инерциальной системе координат в зону допустимых для управления цифровой платформой значений величин линейных ускорений в инерциальной системе координат. При этом линейные ускорения в связанной системе координат предварительно фильтруются, а величина угловой скорости приведения цифровой платформы из зоны превышения допустимых для управления значений величин линейных ускорений в инерциальной системе координат в зону допустимых для управления цифровой платформой значений величин линейных ускорений в инерциальной системе координат устанавливается в зависимости от величины линейных ускорений в инерциальной системе координат и значения признака включения приведения платформы в зону допустимых для управления значений линейных ускорений в инерциальной системе координат, за счет чего обеспечивается компенсация вибрационных и шумовых воздействий на гировертикаль. Технический результат - повышение точности измерения выходных углов ориентации объекта. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к интегрированной вычислительной системе самолета МС-21. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, повышении надежности и отказоустойчивости. Система содержит шесть идентичных и взаимозаменяемых центральных вычислителей авионики и четыре идентичных и взаимозаменяемых коммутатора бортовой сети передачи данных, при этом на каждом центральном вычислителе авионики функционирует программное обеспечение, также система содержит два основных коммутатора бортовой сети передачи данных и два резервных коммутатора бортовой сети передачи данных, на левом и правом бортах самолета установлено по одному основному и одному резервному коммутатору и по три центральных вычислителей авионики, каждый основной коммутатор соединен линиями связи по стандарту ARINC664p7 co всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также с основным коммутатором другого борта и с другими системами самолета, образуя подсеть А, резервные коммутаторы соединены со всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также между собой и с другими системами самолета линиями связи по стандарту ARINC664p7, образуя подсеть В. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх