CN102123911B - 含有控制综合体的轻型多用途飞机 - Google Patents

含有控制综合体的轻型多用途飞机 Download PDF

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Abstract

含有控制综合体的轻型多用途飞机，包括有：机身(1)；机翼(2)；尾翼总成(3)；起落装置(4)；动力装置(5)；无线电惯性导航和着陆系统；综合电子显示系统；综合紧急逃生系统；目标监控系统；综合控制系统；多用途航空设备系统；飞行帽目标指示系统；语音信息控制系统；数据输入系统；控制面板；机载通信综合体；武器装置；机载维护面板；以及包括有机载数字计算机系统(7)的控制综合体(6)；由多路和径向通路组成的信息交换系统；以及用于将机载数字计算机系统(7)与所述各综合体和所述各系统连接的连接系统和/或单元，机载数字计算机系统(7)通过相应的连接系统和/或单元，使用多路复用通路与综合电子显示系统、控制面板、无线电惯性导航和着陆装置、目标监测系统、综合控制系统、武器装置和多用途航空设备系统相连，其特征为，用于连接多用途航空设备的系统(23)组成部分有与控制和监测装置(29)连接的第一转换和计算装置(27)与第二转换和计算装置(28)，以及多用途航空设备连接装置；所述转换和计算装置(27，28)连接在多路信息交换面板上，上述控制和监测装置(29)通过径向通路连接在上述多用途航空设备连接装置和其他飞机上系统的连接系统和/或单元上，其又顺序连接在控制综合体(6)信息交换系统的多路或径向通路上。含有控制综合体的轻型多用途飞机提高了所有飞机上的系统实现监控和诊断功能的效率，这些系统包括电子和多用途航空设备。

Description

含有控制综合体的轻型多用途飞机
技术领域
本发明涉及航空工程，计划用于轻型多用途飞机的制造，尤其是含有控制综合体的飞机。本发明可用于带控制综合体的轻型多用途飞机制造的航空工程，以提高所有航空系统实现监控和诊断功能的效率，这些系统包括电子和多用途航空设备。
背景技术
现已知，含有控制多用途航空设备系统的飞机包括有机身、机翼、尾翼装置、起落装置、主要及辅助动力装置，用于控制多用途航空设备的系统有两个自动控制环，置于主要及备用的转换和计算装置内，通过监测和控制单元与传动装置相连。人工控制环由控制面板、发声板及中央信号灯组成。所述的控制系统通过多路复用通道与一组机载数字计算机、左向引擎的电子控制系统、记录和检测系统、导航和起落装置以及控制综合体相连。所述的控制系统通过编码通信线路与燃料调节和监测系统、语音信息设备、复合电子显示系统以及所述的辅助动力装置相连(RU 2263044C1，B 64C 13/00，2005年10月27日)。
现有飞机的缺陷与不能充分实现电子和多用途航空设备的监测和诊断功能有关。
所述发明使用的最新科技是操纵性能提升的轻型多用途飞机，它包括有机身、机翼、尾翼总成、起落装置、动力装置和控制综合体，控制综合体的组成部分有信息交换系统、用于控制飞行和训练以及作战的机载数字计算机系统、外部存储和信息输入系统、无线电惯性导航和着陆系统、操纵台位于飞行员和操作员座舱内的综合航空控制系统、操纵台位于飞行员和操作员座舱内的武器控制系统、电子显示-控制和观察综合系统、紧急报警板、双重冗余航空设备控制系统、机载目标监控系统、语音信息控制系统、电子动力系统、内部和外部照明设施、紧急逃生综合系统、双重冗余动力设备控制系统。据此，信息交换系统分为3个独立的多路信息交换通道，计算系统与航空设备控制系统之间、电子显示-控制和观察综合系统与综合航空控制系统之间有径向耦合。(专利RU 2252899C1，B64C 13/00，2004年5月20日)
先前技术装置的缺陷在于不能充分实现电子和多用途航空设备的监测和诊断功能。
发明内容
本发明的目的是创造一种轻型多用途飞机，使电子和多用途航空设备的监测和诊断功能得以提升。
为实现上述目的所采用的技术方案是，一种含有控制综合体的轻型多用途飞机，该飞机的组成部分有：机身(1)；机翼(2)；尾翼总成(3)；起落装置(4)；动力装置(5)；无线电惯性导航和着陆系统；综合电子显示系统；综合紧急逃生系统；目标监控系统；综合机载控制系统；多用途航空设备系统；飞行帽目标指示系统；语音信息控制系统；数据输入系统；控制面板；机载通信综合体；武器装备；机载维护面板；以及控制综合体(6)，其包括有机载数字计算机系统(7)；由多路和径向通路组成的信息交换系统；以及用于将机载数字计算机系统(7)与所述各综合体和所述各系统连接的连接系统和/或装置，机载数字计算机系统(7)通过相应的连接系统和/或装置，使用多路复用通路与综合电子显示系统、控制面板、无线电惯性导航和着陆系统、目标监测系统、综合控制系统、武器装备和多用途航空设备系统相连，其特征在于，用于连接多用途航空设备的系统(23)组成部分包括：与控制和监测装置(29)相连的第一转换和计算装置(27)和第二转换和计算装置(28)，以及多用途航空设备连接装置；所述第一转换和计算装置(27)和第二转换和计算装置(28)连接在多路信息交换面板上，所述控制和监测装置(29)通过径向通路连接在上述多用途航空设备连接装置和其他飞机上系统的连接系统和/或装置上，所述其他飞机上系统的连接系统和/或装置又顺序地连接在控制综合体(6)信息交换系统的多路或径向通路上。
正是基于已提交的发明，使得电子和多用途航空设备的自动化、控制、监测和诊断水平都有所提高，其前提是将多用途航空设备的所有元件以及电子设备重要系统都与多路信息交换面板相连。
附图说明
本发明通过下列图纸详细说明，其中：
图1是带控制综合体的轻型多用途飞机总图；
图2是上述控制综合体图；
图3是多用途航空设备连接图。
其中：
1-机身；
2-机翼；
3-尾翼总成；
4-起落装置；
5-动力装置；
6-控制综合体；
7-机载数字计算机系统；
8-第一机载数字计算机；
9-第二机载数字计算机；
10-用于连接控制面板的系统；
11-用于连接综合电子显示系统的系统；
12-用于连接语音信息控制系统的系统；
13-用于连接数据输入系统的系统；
14-用于连接飞行帽目标指示系统的系统；
15-用于连接无线电惯性导航和着陆装置的系统；
16-用于连接综合航空控制系统的系统；
17-用于连接机载通信综合体的系统；
18-用于连接目标监测系统的系统；
19-用于连接动力装置控制系统的系统；
20-用于连接综合应急逃生系统的系统；
21-用于连接机载维护面板的系统；
22-用于连接武器装置的系统；
23-用于连接多用途航空设备的系统；
24-第一多路信息交换面板；
25-第二多路信息交换面板；
26-第三多路信息交换面板；
27-第一转换和计算装置；
28-第二转换和计算装置；
29-控制和监测装置；
30-用于连接空气调节装置的系统；
31-用于连接舱内信号系统的系统；
32-用于连接舱内语音通信系统的系统；
33-用于连接气-液系统的系统；
34-用于连接制动系统的系统；
35-用于连接防火系统的系统；
36-用于连接防风采暖系统的系统；
37-用于连接生命保障系统的系统；
38-用于连接动力供应系统的系统；
39-用于连接燃料调节及监测系统的系统；
40-用于连接燃油流量指示器的系统；
41-用于连接舱内供氧系统的系统；
42-用于连接起落装置控制系统的系统；
43-用于连接座舱盖闭锁信号系统的系统；
44-用于连接外部照明系统的系统；
45-用于连接燃料系统的系统；
46-用于连接进气口襟翼控制系统的系统；
47-用于连接中央装油系统的系统；
具体实施方式
根据图1，轻型多用途飞机的组成部分有：机身(1)，机翼(2)；尾翼总成(3)；起落装置(4)；动力装置(5)；以及其他维持飞机操作必需的功能综合体和系统。
根据图2，控制综合体(6)是软硬件设备的聚合体，通过信息交换系统聚合。控制综合体(6)包括：
-带有两个机载数字计算机(8，9)的机载数字计算机系统(7)；
-用于连接其他航空综合体或系统的系统和/或装置；
-由多路和径向通路组成的信息交换系统，用于连接所有飞机上的系统和记载数字计算机系统(7)。
控制综合体(6)包括以下连接系统和/或装置：用于连接控制面板的系统(10)；用于连接综合电子显示系统的系统(11)；用于连接语音信息控制系统的系统(12)；用于连接数据输入系统的系统(13)；用于连接飞行帽目标指示系统的系统(14)；用于连接无线电惯性导航和着陆装置的系统(15)；用于连接综合航空控制系统的系统(16)；用于连接机载通信综合体的系统(17)；用于连接目标监测系统的系统(18)；用于连接动力装置控制系统的系统(19)；用于连接综合应急逃生系统的系统(20)；用于连接机载维护面板的系统(21)；用于连接武器装置的系统(22)；用于连接多用途航空设备的系统(23)。
信息交换系统由多路和径向信息交换面板组成；本发明中带控制综合体(6)的轻型多用途飞机在其信息交换系统中包含有三个多路复用通路(24-26)。
在控制综合体中，机载数字计算机系统(7)经由多路复用通路通过相应的连接系统与航空综合体和系统相连，这些航空综合体和系统诸如综合电子显示系统、无线电惯性导航和着陆装置、综合航空控制系统、目标监测系统、动力装置控制系统、综合应急逃生系统、武器装置、多用途航空设备系统。根据图3，用于连接多用途航空设备的系统(23)包括有第一转换和计算装置(27)、第二转换和计算装置(28)以及控制和监测装置(29)，同样，系统间信息交换网络包括有径向和多路面板，以确保系统元件间的信息交换与用于连接多用途航空设备的系统(23)及其他航空设备和机载数字计算机系统(7)相连。
连接多用途航空设备的装置组成可能随航空设备清单的不同而改变。本发明中，连接多用途航空设备的系统(23)包括以下连接装置：用于连接空气调节装置的系统(30)；用于连接舱内信号系统的系统(31)；用于连接舱内语音通信系统的系统(32)；用于连接气-液系统的系统(33)；用于连接制动系统的系统(34)；用于连接防火系统的系统(35)；用于连接防风采暖系统的系统(36)；用于连接生命保障系统的系统(37)；用于连接动力供应系统的系统(38)；用于连接燃料调节及监测系统的系统(39)；用于连接燃油流量指示器的系统(40)；用于连接舱内供氧系统的系统(41)；用于连接起落装置控制系统的系统(42)；用于连接座舱盖闭锁信号系统的系统(43)；用于连接外部照明系统的系统(44)；用于连接燃料系统的系统(45)；用于连接进气口襟翼控制系统的系统(46)；用于连接中央装油系统的系统(47)。
用于连接多用途航空设备的系统内的双重冗余，通过连接在控制和监测装置(29)上的第一和第二转换和计算装置(27、28)得以保证。而控制和监测装置(29)又确保了所述第一和第二转换和计算装置(27、28)的检查和监测性能。
所述第一和第二转换和计算装置(27，28)连接在控制综合体(6)的一个多路复用信息交换通路上，然而，控制和监测装置(29)通过径向通路与用于连接多用途航空设备的系统(23)的所有连接装置以及其他飞机上系统的连接系统和/或装置相连，而航空设备又与控制综合体(6)信息交换系统的多路或径向通路相连。
带控制综合体的轻型多用途飞机可完成以下任务：
-通过机载数据源、滑翔控制设备和动力设备执行常规任务，使飞机在所有飞行特性范围能都能正常使用；
-执行特殊任务，使得可以准备和实施目标摧毁以及目标电子对抗。通常，用于实施上述第一组任务的设备在整个飞行过程中，即从起飞到降落，都处于执行任务的警戒状态。
执行上述特殊任务的设备在特殊时刻才能使用：在征服了敌人的防控区时，或在接触目标时等。
由于控制综合体(6)的存在，所有航空设备的信息、逻辑和能量相互作用都是封闭的。
控制综合体(6)结构是开放的。这使得航空设备及武器装置的装配成为可能，也可实现在对硬件部分和机载数字计算机系统(7)以及其他航空综合体和系统等软件模型结构做最小修正的前提下通过一系列设备来改变观测系统。
控制综合体(6)确保实时解决问题，并对飞机及其设备实现动态控制，以完成以下任务：
-积累实时情形数据，并基于同类信息和实时分析来综合实时情形；
-选择最佳路线飞离敌人防控区域；
-改变并精确限定飞行路线；
-为不同飞行阶段的技术方案提出建议；
-对目标进行分类和选择；
-确定同时轰炸的几个目标，以及可用摧毁方式的先后和顺序；
-协调对控制综合体(6)操作条件的控制；
-摧毁方式和电子压制方式的最佳应用；
-确定群体中各个飞机之间的相互作用和功能分配；
-监测控制综合体(6)等的操作。
对引航和领航状态，多用途航空设备操作监测以及战斗应用的显示支持，不仅可以显示仪表盘特定区域通过不同方式收集的不断更新数据，也能将对定性工具和舱外自然数据的观察状况最优化，并提高数据可视化程度。
用于连接多用途航空设备的系统(23)有以下功能：
-从接口装置处接收模拟和离散信息，并通过编码通信线路接受信息，其参数应满足全联盟标准18977-79和技术指南1495-75(带修正2)的要求。
-接收须通过多路信息交换通路传输的信息，其参数满足全联盟标准26765.52-87；
-对接收的信息进行逻辑处理；
-生成并显示信号信息；
-向地面监测中心的界面系统生成并显示可用性询问信号，以启动扩展验证模式；
-以手动和自动模式控制多用途航空设备；
-对多用途航空设备和其他航空设备的可用状况进行飞行监测；
-在维修和预飞行阶段对系统和设备进行地面监控组织；
-以离散信号的形式接收对连接系统的监测结果，并通过多路信息交换通路传输到机载数字计算机系统(7)，其参数应满足全联盟标准26765.52-87的要求；
-通过编码通信线路将语音信息编码显示给语音信息设备，其参数应满足全联盟标准18977-79及技术指南1495-75(带修正2)的要求；
-通过多路信息交换通路对目标监测系统的操作状况进行控制，其参数应满足全联盟标准26765.52-87的要求。
用于连接多用途航空设备的系统(23)应具有以下功能：
-将控制信号生成并显示给用于连接多用途航空设备的装置(30-47)；
-对来自控制面板的输入信号进行译码。
用于连接多用途航空设备的系统(23)可通过手动模式(该功能通过位于座舱内控制面板上的“手动/自动”人工控制得以实现)或自动模式进行控制。
用于连接多用途航空设备的系统(23)对通过编码信息线路从连接系统输入的信息进行接收和处理，其参数应满足全联盟标准18977-79及技术指南1495-75(带修正2)的要求；数据传输速率为50KB/sec+1％。
在扩展验证模式中对信号进行逻辑处理时，用于连接多用途航空设备的系统(23)开展自测试，其结果通过多路复用通路传输给机载数字计算机系统(7)以及用于连接目标监测系统的系统(18)。
用于连接多用途航空设备的系统(23)将“可用性请求”信号显示给每个航空连接系统。这些信号的参数如下：
可用信号-电压从16.5到33V(负载电流不大于40mA)；
缺失信号-开路(泄漏电流大于0.2mA)。
用于连接多用途航空设备的系统(23)将80个控制指令(电压从16.5到33V，负载电流从0.1到3.5A)输入给执行装置、启动程序和转换器。
用于连接多用途航空设备的系统(23)以下列形式将10个一次性指令传输给用于连接燃料系统的装置(45)：
可用信号-逻辑“1”-电压是(3.7±1.3)V；
缺失信号-逻辑“0”-电压是(0-0.44)V.
用于连接多用途航空设备的系统(23)在以下模式下运作：
“控制器-终端”；
“终端-控制器”；
“终端-终端”。
若机载数字计算机系统(7)发生故障，用于连接多用途航空设备的系统(23)应通过控制综合体(6)的多路信息交换通路作为控制器发挥功能；若上述多路传输通路发生故障，用于连接多用途航空设备的系统(23)则通过径向通路与控制面板连接。
电源系统的电源通过由额定电压为27V的两个二级数据通路组成的电源系统提供。
电源质量应符合全联盟标准19705-89中对带整流器系统的规定。转换和计算装置(27，28)与电源系统的两个通路相连，并通过一个通路使电源质量参数正常发挥作用-用于标准和应急操作模式(在稳态和瞬变状态下)；据此，第二电源通路可为反常模式提供带质量参数的电源。
依照全联盟标准19705-89中2.2.11项，电源同时供电中断或电压同时下降时，通过归位的两个通路，系统不会发生故障，或产生错误信号和指令。当电源质量(只要在电源系统的一个通路内)恢复到标准或应急参数值时，系统可用性便可全部恢复，对机组(自动)的影响不超过一秒钟。
当准备使用航空摧毁装置时，通过用于连接武器装置(22)的系统，飞机可完成以下任务：航空摧毁装置的选择；依照要求的时间周期表准备和启用(释放)所选武器装置；将航空摧毁装置的应用类型、可用性及准备状况信息传输给机载数字计算机系统(7)；形成必要的封锁，确保航空摧毁装置的安全使用；使用武器的内装系统检查和训练模式性能；向航空摧毁装置提供来自机载源的电源；将目标指示信号转换和传输给航空摧毁装置。

Claims (1)

1.一种含有控制综合体的轻型多用途飞机，包括有：机身(1)；机翼(2)；尾翼总成(3)；起落装置(4)；动力装置(5)；无线电惯性导航和着陆系统；综合电子显示系统；综合应急逃生系统；目标监控系统；综合控制系统；多用途航空设备系统；飞行帽目标指示系统；语音信息控制系统；数据输入系统；控制面板；机载通信综合体；武器装置；机载维护面板；以及控制综合体(6)，控制综合体包括有机载数字计算机系统(7)；由多路和径向通路组成的信息交换系统；以及用于将机载数字计算机系统(7)与所述各综合体和所述各系统连接的连接系统和/或单元，机载数字计算机系统(7)通过相应的连接系统和/或单元，使用多路复用通路与综合电子显示系统、控制面板、无线电惯性导航和着陆系统、目标监测系统、综合控制系统、武器装置和多用途航空设备系统相连，其特征在于，用于连接多用途航空设备的系统(23)的组成部分包括：与控制和监测装置(29)连接的第一转换和计算装置(27)与第二转换和计算装置(28)，以及多用途航空设备连接装置；所述第一转换和计算装置(27)和第二转换和计算装置(28)连接至多路信息交换通路，所述控制和监测装置(29)通过径向通路连接至所述多用途航空设备连接装置和其他所述飞机上的系统的连接系统和/或单元，其他所述飞机上的系统的连接系统和/或单元又顺序地连接在控制综合体(6)信息交换系统的多路或径向通路上。
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