CN113975697A - 一种灭火飞机汲水起飞告警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于飞机系统电路设计领域，公开了一种灭火飞机汲水起飞告警方法，信息采集装置提供多种数据类型的接口与灭火任务计算机、发动机操纵台、燃油计算机、起落架位置/收放单元、大气数据计算机、无线电高度表、告警灯、音响装置交联，将采集到的交联系统工作状态数据转换并输出给核心处理单元；核心处理单元通过总线数据接口与信息采集装置、综合显示单元交联，按照灭火飞机汲水起飞警告判断流程对信息采集装置所转换的数据进行综合处理，并将处理结果输出至综合显示单元和信息采集装置，通过综合显示单元的显示字符或通过信息采集装置驱动告警灯及音响装置，为飞行机组提供灭火飞机汲水起飞时视觉上的以及听觉上的多重告警模式。
Description
技术领域
本发明属于飞机系统电路设计领域，尤其涉及一种灭火飞机水面汲水起飞告警方法。
背景技术
在中国民用航空局颁布的适航规章第703条“起飞告警的设计方法”中(CCAR-23-R3“第703条”和CCAR-25-R4“第703条”)对通勤类、运输类飞机的起飞告警方法提出了相应的设计要求，包括：关于起飞警告的警告形态要求，关于起飞警告的延续要求、关于起飞警告的可靠性要求。
在灭火飞机水面汲水时必须的安全起飞形态不仅需要包括适航规章中所要求的襟翼、配平装置、机轮刹车、自动驾驶仪等装置必须在安全起飞形态，还需要包括水陆两栖飞机水面起飞时所要求的起落架必须在安全起飞形态，另外还需要包括灭火飞机水面汲水时起飞重量、汲水斗必须在安全起飞形态。
灭火飞机水面汲水起飞过程中，若起飞重量超过飞机最大起飞重量，将会对飞机的飞行安全构成严重的威胁，因为不安全的起飞形态会影响飞机的气动外形，会增加对起飞跑道距离、的要求，一旦出现中断起飞的情况，飞机很可能会冲出水面，造成严重事故。因此，仅考虑襟翼、配平装置、起落架等装置对飞行安全所产生的影响，而遗漏灭火飞机水面汲水时的特有形态：起飞重量、汲水斗状态，势必会产生灭火飞机水面起飞时部分不允许安全起飞形态警告缺失的情况出现，进而引发不堪设想的灾难。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种灭火飞机汲水起飞告警方法，提供灭火飞机水面汲水起飞时的形态警告，确保灭火飞机汲水起飞构型警告的完整，提高灭火飞机系统的安全性。
本发明的技术方案是：
一种灭火飞机汲水起飞告警方法，用于灭火飞机在汲水后起飞时是否发出警告的判断，在灭火飞机汲水后待起飞时，飞机的核心处理单元检测到：
飞机轮载状态为空中，
且，无线电高度小于等于0，
且，空速小于水面起飞决断速度，
且，两个或两个以上的油门手柄被推至起飞位置，
且，告警灯未按下“抑制”时，
判定以下任何一个条件未满足时，均会触发灭火飞机水面汲水起飞告警：
当前载重重量不小于飞机最大载重重量，
或，当前起飞重量不小于飞机最大起飞重量。
进一步的，当前载重重量是当前水箱水量对应重量与当前燃油油量对应重量之和；当前起飞重量是当前水箱水量对应重量、当前燃油油量对应重量与飞机无燃油重量之和。
进一步的，告警包括声音告警和光学告警。
上述方法还包括：使用核心处理单元、信息采集装置、灭火任务计算机、发动机操纵台、燃油计算机、起落架位置/收放单元、大气数据计算机、无线电高度表、多功能键盘、综合显示单元、告警灯和音响装置。
进一步的，灭火任务计算机根据机载系统运行信息、操作指令和设备状态信息，控制汲水相应设备完成飞机汲水任务，并将解算后的任务系统工作状态输出传递给信息采集装置，用于灭火飞机汲水起飞时汲水设备以及起飞重量形态警告的逻辑判断。
进一步的，发动机操纵台通过油门杆操纵手柄向发动机控制部件发送推力位置信号，油门杆操纵手柄处有相应的位置传感器用来监控油门杆的运动：当前推油门杆操纵手柄时，目标接近传感器，当飞机在起飞滑跑时前推油门杆操纵手柄，油门杆位置传感器被触发并向临近的信号处理装置发送信号，处理后再将推力位置信号传递给所述信息采集装置，用来进行飞机当前发动机油门状态是否处于起飞状态的逻辑判断。
进一步的，燃油计算机通过连续测量各油箱内油量传感器、低油面信号器、温度传感器等的信息，解算并输出各油箱可用油量和各油箱燃油温度信息，解算后以数字数据格式经数据总线传送给所述信息采集装置，信息采集装置再结合油箱油量信息和水箱水量信息，用来进行当前起飞重量与飞机最大起飞重量比较、当前载重重量与飞机最大载重重量比较的逻辑判断。
进一步的，起落架位置/收放单元在每个起落架上都有压缩传感器用来监控起落架减震支柱的压缩：当起落架减震支柱压缩时，目标接近传感器，当飞机在地面时起落架减震支柱被压缩，压缩传感器被触发并向起落架位置/收放单元的核心部件-位置/收放控制单元输出起落架压缩状态信号，位置/收放控制单元将解算后的起落架压缩状态信号，即飞机轮载状态信号，以离散量数据格式传送给所述信息采集装置，用来进行飞机空中、地面状态的逻辑判断。
进一步的，大气数据计算机根据静压传感器、全压传感器、迎角传感器、总温传感器所提供的静压、全压、迎角、总温4个原始参数，解算并输出大量的大气数据参数，解算后的空速值以数字数据格式经数据总线传送给所述核心处理单元，用来进行飞机当前空速是否超出水面起飞决断速度的逻辑判断。
进一步的，无线电高度表通过其收发机发射、接收无线电波，测量无线电波从飞机到地面再从地面返回飞机所经历的时间，经过解算后获得飞机距离地面的实际高度，解算后的高度值以数字数据格式经数据总线传送给所述核心处理单元，用来进行飞机空中、水面状态的逻辑判断。
本发明实施例提供的灭火飞机汲水起飞告警方法，具有以下有益效果：
1、信息采集装置提供多种数据类型的输入/输出接口与灭火任务计算机、发动机操纵台、燃油计算机、起落架位置/收放单元、大气数据计算机、无线电高度表、告警灯、音响装置交联，将采集到的交联系统工作状态数据按约定的通信协议转换并输出给核心处理单元；核心处理单元通过总线数据接口与信息采集装置、综合显示单元交联，按照灭火飞机汲水起飞警告判断流程对信息采集装置所转换的数据进行综合处理，并将处理结果按照约定的通信协议输出至综合显示单元和信息采集装置，通过综合显示单元的显示字符或通过信息采集装置驱动告警灯及音响装置，为飞行机组提供灭火飞机汲水起飞时视觉上(文字显示、灯光提示)的以及听觉上(语音提示)的多重告警模式；
2、通过采集起落架位置/收放单元中轮载状态信号，以及无线电高度表的数据信息，可判断出飞机当前的水、陆、空状态；
3、通过采集发动机操纵台中油门杆推力位置信息，可判断出油门杆是否处于起飞推力范围内；
4、通过采集大气数据计算机中空速值，多功能键盘的起飞决断速度值，可判断出空速是否大于决断速度；
5、通过采集告警灯的抑制信号，可判断出起飞警告是否被抑制；
6、通过采集灭火任务计算机中的水箱水量信息，燃油计算机的油箱总油量信息，多功能键盘的空机重量信息，可判断出飞机当前重量(水箱水量+油箱总油量+空机重量)是否处于安全形态(未超过最大起飞重量)；
7、通过驱动告警灯，可提供起落架收放位置的红色灯光警告指示；
8、通过驱动音响装置，可提供起落架收放位置的音响警告指示；
9、本发明针对灭火飞机汲水起飞形态的特点，提供了更为完整的起飞构型警告解决途径，能有效的警示飞行机组水面汲水起飞所出现的不正常起飞构型，以便及时的采取相应规避措施，提高了飞机的安全性，具有较大的实用价值。
附图说明
图1是本发明提供的灭火飞机汲水起飞告警方法的一个实施例的结构示意图；
图中，101-112为与灭火飞机汲水起飞告警方法相关的飞机系统/设备，A-M为起飞警告所需的判据；
其中，101为核心处理单元、102为信息采集装置、103灭火任务计算机、104为发动机操纵台、105为燃油计算机、106为起落架位置/收放单元、107为大气数据计算机、108为无线电高度表、109为多功能键盘、110为综合显示单元、111为告警灯、112为音响装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种灭火飞机汲水起飞告警方法，能够解决水陆两栖飞机在陆上或水面起飞时不同非正常形态警告的问题，有效地提高系统的安全性。
参见图1，是本发明提供的灭火飞机汲水起飞告警方法的一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供一种灭火飞机汲水起飞告警方法，包括：101-112为与灭火飞机汲水起飞告警方法相关的飞机系统/设备，A-M为起飞警告所需的判据。其中，101为核心处理单元、102为信息采集装置、103为灭火任务计算机、104为发动机操纵台、105为燃油计算机、106为起落架位置/收放单元、107为大气数据计算机、108为无线电高度表、109为多功能键盘、110为综合显示单元、111为告警灯、112为音响装置，A为汲水起飞告警指令、B为告警字符显示指令、C为告警灯光提示指令、D为告警音响提示指令、E为水量信息、F为汲水斗状态信息、G为油门杆位置信息、H为油箱油量信息、I为飞机轮载状态信息、J为空速信息、K为无线电高度信息、L为空机重量信息、M为水面决断起飞速度信息。
具体如下：
所述核心处理单元101是本发明实施例的核心部件，通过总线数据接口与信息采集装置102、综合显示单元110交联，按照灭火飞机汲水起飞警告判断流程对信息采集装置102所转换的数据进行综合处理，并将处理结果按照约定的通信协议输出至综合显示单元110和信息采集装置102，通过综合显示单元110的显示字符或通过信息采集装置102驱动告警灯111及音响装置112，为飞行机组提供灭火飞机汲水起飞时视觉上的以及听觉上的多重告警模式。
所述信息采集装置102是本发明实施例的信息集中枢纽，通过总线数据、离散量数据、模拟量数据接口采集外联系统：灭火任务计算机103、发动机操纵台104、燃油计算机105、起落架位置/收放单元106、大气数据计算机107、无线电高度表108、告警灯111的运行参数信息，并将其按照约定的通信协议转换并输出给所述核心处理单元101，同时将所述核心处理单元101的处理结果转换后通过离散量接口、总线接口输出至告警灯111、音响装置112。
所述灭火任务计算机103以灭火任务计算机为核心，燃油计算机105、液压系统等机载系统运行信息，飞行员汲水、投水的操作指令，以及水箱水量、汲水斗装置等系统设备的状态信息，控制汲水斗收放作动器伸缩以及汲水斗引水，在规定的时间内完成相应水量的装载以完成飞机汲水任务，并将解算后的任务系统工作状态：汲水斗状态信息、水箱水量信息输出传递给信息采集装置102，用来进行灭火飞机汲水起飞时汲水斗形态以及起飞重量形态警告的逻辑判断等。
所述发动机操纵台104通过油门杆操纵手柄向发动机控制部件发送推力位置信号，经解算后推力位置信号转换为油门指令信号，为发动机提供油门角度信息，用来控制发动机油门的大小。油门杆操纵手柄处有相应的位置传感器用来监控油门杆的运动：当前推油门杆操纵手柄时，目标接近传感器，当飞机在起飞滑跑时前推油门杆操纵手柄，油门杆位置传感器被触发并向临近的信号处理装置发送信号，处理后再将推力位置信号传递给所述信息采集装置102，用来进行飞机当前发动机油门状态是否处于起飞状态的逻辑判断等。
所述燃油计算机105通过连续测量各油箱内油量传感器、低油面信号器、温度传感器等的信息，解算并输出各油箱可用油量和各油箱燃油温度信息，解算后以数字数据格式经数据总线传送给所述信息采集装置102，信息采集装置102再结合油箱油量信息和水箱水量信息，用来进行当前起飞重量与飞机最大起飞重量比较、当前载重重量与飞机最大载重重量比较的逻辑判断。
所述起落架位置/收放单元106在每个起落架上都有压缩传感器用来监控起落架减震支柱的压缩：当起落架减震支柱压缩时，目标接近传感器，当飞机在地面时起落架减震支柱被压缩，压缩传感器被触发并向起落架位置/收放单元106的核心部件-位置/收放控制单元输出起落架压缩状态信号，位置/收放控制单元将解算后的起落架压缩状态信号飞机轮载状态信号以离散量数据格式传送给所述信息采集装置102，用来进行飞机空中、地面状态的逻辑判断。
所述大气数据计算机107根据静压传感器、全压传感器、迎角传感器、总温传感器所提供的静压、全压、迎角、总温4个原始参数，解算并输出大量的大气数据参数，解算后的空速值以数字数据格式经数据总线传送给所述核心处理单元101，用来进行飞机当前空速是否超出水面起飞决断速度的逻辑判断。
所述无线电高度表108通过其收发机发射、接收无线电波，测量无线电波从飞机到地面再从地面返回飞机所经历的时间，经过解算后获得飞机距离地面的实际高度，解算后的高度值以数字数据格式经数据总线传送给所述核心处理单元101，用来进行飞机空中、水面状态的逻辑判断。
所述多功能键盘109为飞行机组提供编辑空机重量、起飞决断速度的人机接口。
所述综合显示单元110采用SMART显示机制，根据接收所述核心处理单元101的显示数据及显示要求，生成相应的汲水起飞形态提示字符，为飞行机组提供液晶显示器文字提示。
所述告警灯111按照所述信息采集装置所发送来的灯光指令信号为飞行机组提供灯光警告；同时该警告灯具有按压复位功能，即通过按压该警告灯可实现相应灯光警告及音响警告的抑制功能。
所述音响装置112通过接收所述信息采集装置所发送来的音频指令信息为飞行机组提供连续的音响警告。
信息采集装置102提供多种数据类型的输入/输出接口与灭火任务计算机103、发动机操纵台104、燃油计算机105、起落架位置/收放单元106、大气数据计算机107、无线电高度表108、多功能键盘109、告警灯111等交联，将采集到的交联系统工作状态数据按约定的通信协议转换并输出给核心处理单元101。
核心处理单元101根据灭火任务计算机103的水量信息、燃油计算机105的油箱油量信息以及多功能键盘109的空机重量信息，确定当前载重量是否超过飞机最大载重重量或当前飞机重量是否超过飞机最大起飞重量。
核心处理单元101根据灭火任务计算机103的汲水斗状态信息，确定当前汲水斗状态是否在起飞安全状态(即收上并锁定状态)。
核心处理单元101根据大气数据计算机107的空速数据以及多功能键盘109的起飞决断速度，确定飞机当前空速是否大于起飞决断速度。
核心处理单元101根据起落架位置/收放单元107的轮载状态信息和无线电高度表106的高度数据，确定当前飞机状态是否为水面状态：当轮载状态信息中“空”有效且无线电高度值小于3米(根据飞机高度定)则表示飞机当前处于水面。
核心处理单元101根据发动机操纵台104的油门杆推力位置信息，确定当前油门杆是否处于起飞推力范围内：当两个或多个油门杆推力位置“起飞位”有效则表示油门处于起飞推力范围内，飞机当前处于起飞滑跑阶段。
核心处理单元101根据当前飞机状态是否为水面状态、当前空速是否大于起飞决断速度以及当前油门杆是否处于起飞推力范围内，判断当前飞机重量是否超过飞机最大起飞重量或当前汲水斗状态是否在起飞安全状态，确定当前水面汲水起飞警告形态后向信息采集装置102输出告警处理结果，进而输出画面显示字符指令、灯光警告指令、音频警告指令驱动告警灯102、音响装置103，为飞行机组提供灯光指示、音响警告。
飞机轮载状态为空中，且
无线电高度小于等于0，且
空速小于水面起飞决断速度，且
两个或两个以上的油门手柄被推至起飞位置，且
告警灯未按下“抑制”时，以下任何一个条件未满足均会触发灭火飞机水面汲水起飞告警：
当前载重重量不小于飞机最大载重重量，即：当前水箱水量与当前燃油油量之和不小于飞机最大载重重量，或
当前起飞重量不小于飞机最大起飞重量，即：当前当前水箱水量、当前燃油油量与飞机无燃油重量之和不小于飞机最大起飞重量。
本发明针对灭火飞机汲水起飞形态的特点，提供了更为完整的起飞构型警告解决途径，能有效的警示飞行机组水面汲水起飞所出现的不正常起飞构型，以便及时的采取相应规避措施，提高了飞机的安全性，具有较大的实用价值。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，用于灭火飞机在汲水后起飞时是否发出警告的判断，在灭火飞机汲水后待起飞时，飞机的核心处理单元检测到：
飞机轮载状态为空中，
且，无线电高度小于等于0，
且，空速小于水面起飞决断速度，
且，两个或两个以上的油门手柄被推至起飞位置，
且，告警灯未按下“抑制”时，
判定以下任何一个条件未满足时，均会触发灭火飞机水面汲水起飞告警：
当前载重重量不小于飞机最大载重重量，
或，当前起飞重量不小于飞机最大起飞重量。
2.根据权利要求1所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，当前载重重量是当前水箱水量对应重量与当前燃油油量对应重量之和；当前起飞重量是当前水箱水量对应重量、当前燃油油量对应重量与飞机无燃油重量之和。
3.根据权利要求1所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，告警包括声音告警和光学告警。
4.根据权利要求1所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，还包括：
使用核心处理单元(101)、信息采集装置(102)、灭火任务计算机(103)、发动机操纵台(104)、燃油计算机(105)、起落架位置/收放单元(106)、大气数据计算机(107)和无线电高度表(108)。
5.根据权利要求4所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，灭火任务计算机(103)根据机载系统运行信息、操作指令和设备状态信息，控制汲水相应设备完成飞机汲水任务，并将解算后的任务系统工作状态输出传递给信息采集装置(102)，用于灭火飞机汲水起飞时汲水设备以及起飞重量形态警告的逻辑判断。
6.根据权利要求4所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，发动机操纵台(104)通过油门杆操纵手柄向发动机控制部件发送推力位置信号，油门杆操纵手柄处有相应的位置传感器用来监控油门杆的运动：当前推油门杆操纵手柄时，目标接近传感器，当飞机在起飞滑跑时前推油门杆操纵手柄，油门杆位置传感器被触发并向临近的信号处理装置发送信号，处理后再将推力位置信号传递给所述信息采集装置(102)，用来进行飞机当前发动机油门状态是否处于起飞状态的逻辑判断。
7.根据权利要求4所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，燃油计算机(105)通过连续测量各油箱内油量传感器、低油面信号器、温度传感器等的信息，解算并输出各油箱可用油量和各油箱燃油温度信息，解算后以数字数据格式经数据总线传送给所述信息采集装置(102)，信息采集装置(102)再结合油箱油量信息和水箱水量信息，用来进行当前起飞重量与飞机最大起飞重量比较、当前载重重量与飞机最大载重重量比较的逻辑判断。
8.根据权利要求4所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，起落架位置/收放单元(106)在每个起落架上都有压缩传感器用来监控起落架减震支柱的压缩：当起落架减震支柱压缩时，目标接近传感器，当飞机在地面时起落架减震支柱被压缩，压缩传感器被触发并向起落架位置/收放单元(106)的核心部件-位置/收放控制单元输出起落架压缩状态信号，位置/收放控制单元将解算后的起落架压缩状态信号，即飞机轮载状态信号，以离散量数据格式传送给所述信息采集装置(102)，用来进行飞机空中、地面状态的逻辑判断。
9.根据权利要求4所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，大气数据计算机(107)根据静压传感器、全压传感器、迎角传感器、总温传感器所提供的静压、全压、迎角、总温4个原始参数，解算并输出大量的大气数据参数，解算后的空速值以数字数据格式经数据总线传送给所述核心处理单元(101)，用来进行飞机当前空速是否超出水面起飞决断速度的逻辑判断。
10.根据权利要求4所述的一种灭火飞机汲水起飞告警方法，其特征在于，无线电高度表(108)通过其收发机发射、接收无线电波，测量无线电波从飞机到地面再从地面返回飞机所经历的时间，经过解算后获得飞机距离地面的实际高度，解算后的高度值以数字数据格式经数据总线传送给所述核心处理单元(101)，用来进行飞机空中、水面状态的逻辑判断。
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