CN115626291A - 一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统，灭火任务系统控制器(101)接收(104)的数据获取飞机投水舱门状态，接收操纵系统(107)、系统控制板(108)的控制指令，再结合起落架轮载信息，对投水舱门的状态进行综合判断，系统处理机(103)与告警灯(114)、显示器(115)和音频综合系统(116)交联，将处理结果以适当的信号格式分别驱动告警灯、显示器和音频综合系统，为飞行机组提供投水舱门的告警状态和位置信息的主视觉指示、视觉信息指示、听觉指示和投水舱门位置指示。

Description

一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统

技术领域

本发明属于固定翼飞机机载灭火技术领域，尤其涉及一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统。

背景技术

固定翼灭火飞机具有低空飞行投水和水面滑行汲水功能。因此在机身中部设计了由机身蒙皮、船底蒙皮、水密框、水箱隔板组成的机上水箱，用于实现机上载水功能。每个水箱船底部位设计了两扇投水舱门，用于低空飞行投水时通过收放投水舱门将水投出水箱。同时在机身中部的后断阶处设计了汲水装置(含汲水斗、汲水管和电动阀门)，用于飞机在水面滑行时通过收放汲水斗将水引入水箱。上述水箱底部的投水舱门设计和断阶后的汲水装置设计均属于灭火飞机的独特设计特征。

现有25部规章内容不能完全覆盖上述独特设计特征下的投水舱门设计、锁设计、收放机构设计以及投水舱门收放告警设计状态；CCAR-25-R4第783条主要基于安全性考虑，针对空中打开有危险的舱门提出了一系列关于锁闩保险措施、机械指示、告警监控的要求，以确保维持舱门锁闭状态，这与投水舱门在空中执行灭火任务时应能正常打开的设计特征存在冲突，故审查组认为应根据CCAR-25-R4第703条、第729条、第783条要求，结合固定翼灭火飞机设计和使用特点制定专用条件，补充完善固定翼灭火飞机的灭火任务系统审定要求，保证其与现行适航规章具有同等安全水平。

然而，固定翼灭火飞机可在陆上起飞和降落，也可在水上起飞和降落(含水面滑行汲水时的汲水起降)，而投水舱门在打开位置时，会突出机体外形，影响飞机气动和水动特性。故当飞机陆上起降和水上起降时，投水舱门均应保持收上锁住状态；当飞机汲水降落时，投水舱门必须处于收上锁住状态；当飞机汲水后起飞时，投水舱门也应处于收上锁住状态；当飞机低空飞行投水时，投水舱门应能正常收放。故必须有投水舱门位置指示器或其它手段来通知驾驶员，投水舱门在收上锁住状态，或不在收上状态。

其次，在陆上/水上起飞或降落、水上滑行汲水起飞阶段，如果投水舱门不在收上锁住状态，必须自动向飞行机组发出视觉、听觉即音响告警。固定翼灭火飞机在水面状态通常会执行汲水任务，水面环境通常较陆上机场恶劣，此时飞行员必须专注于水面环境的观察和飞机在水面状态执行汲水任务的操作，对舱门执行的开启操作不应触发不必要的告警指示，以避免干扰飞行机组对飞机状态的判断和操作。

此外，固定翼灭火飞机在水面状态下由于任务执行需要和水面浪涌等客观环境因素，其运动是不可避免的，因此根据发动机转速、校准空速、地速和机体姿态等参数来判断固定翼灭火飞机是否进入水面起飞前的滑跑阶段，是难以满足固定翼灭火飞机的使用模式和适航规章要求的。

此外，固定翼灭火飞机在水面状态起飞时若存在未锁好的投水舱门，自然浪涌和机体滑行产生的浪涌会导致机体进水，因飞机内具有用电设备和任务相关人员，机体进水可能影响任务执行、机载设备运行、飞机重量和飞机重心，甚至对飞机造成灾难性后果。因此，研制一种满足民用飞机适航规章要求，满足飞机安全起降需求且不影响灭火任务执行的适用于固定翼灭火飞机的投水舱门告警与指示装置就十分必要。

发明内容

本发明的目的是提出一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统，能够在满足相关适航规章对投水舱门系统的告警与指示要求的同时，解决固定翼灭火飞机在非地面自检/维护阶段、非空中投水阶段投水舱门打开应发出相应级别的告警，以及投水舱门正常开启产生的告警指示干扰飞行机组执行空中灭火任务的问题。

本发明提供一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统，包括：灭火任务系统控制器101、采集器102、系统处理机103、投水舱门传感器装置104、操纵系统107、系统控制板108、起落架轮载信号器109、机电系统110、大气数据系统111、惯性导航系统112、无线电高度表113、告警灯114、显示器115、音频综合系统116；固定翼灭火飞机设置有若干个水箱，每个水箱内设置有水量传感器105和2个投水舱门，每个投水舱门上设置有3个投水舱门传感器装置104；其中，

灭火任务系统控制器101与各投水舱门传感器装置104、操纵系统107、系统控制板108、起落架轮载信号器109连接，采集器102分别与灭火任务系统控制器101和系统处理机103交互；

所述投水舱门传感器装置104用于，实时采集投水舱门的锁紧状态；操纵系统107和系统控制板108用于，接收飞行员的投水汲水操作指令；起落架轮载信号器109用于，采集起落架轮载状态；

灭火任务系统控制器101用于，根据投水舱门的锁紧状态、飞行员的投水汲水操作指令、起落架轮载状态判断投水舱门的状态信息；将接收到的投水舱门的锁紧状态、飞行员的投水汲水操作指令、投水舱门的状态信息，通过采集器102发送至系统处理机103；

采集器102还与起落架轮载信号器109、机电系统110、大气数据系统111、惯性导航系统112、无线电高度表113连接，用于采集起落架轮载状态、发动机油门角度信息、校准空速信号、飞机实时的地速信号、无线电高度，并发送系统处理机103；

系统处理机103与告警灯114、显示器115和音频综合系统116连接；

系统处理机103用于，通过接收采集器102转发的轮载状态、发动机油门角度、无线电高度、地速进行飞机的飞行阶段判断；根据飞机的飞行阶段、接收到的校准空速、灭火任务系统控制器101通过采集器102上报的投水舱门的锁紧状态、投水舱门的状态信息确定投水舱门告警指示和舱门状态指示，以驱动告警灯114、显示器115和音频综合系统116发出投水舱门告警指示和舱门状态指示。

可选的，系统处理机103具体用于，当收到起落架轮载状态为悬空状态，任意两个或两个以上发动机油门角度≤34°，且无线电高度＜300m，且系统控制板108上的水陆选择开关处于“着水”位时，判定飞机处于着水-水上飞行阶段；

当收到落架轮载信号器109上报的前、左主、右主起落架收起、起落架舱门收上并锁定，且地速＞70km/h，无线电高度＜15m，飞行员通过系统控制板108发送汲水斗放下指令，则判定飞机进入任务-汲水阶段；当收到起落架全部收上并锁定，且收到飞行员通过系统控制板108汲水斗收指令有效且两个汲水斗均收起到位，则判定飞机退出任务-汲水阶段；

当收到起落架轮载信号为悬空状态，且无线电高度＜3m，校准空速＜100km/h，任意两个或两个以上发动机油门角度≤34°，地速＞70km/h；或者，当收到起落架轮载信号为悬空状态，100km/h≤校准空速≤190km/h，且前起落架、左主起落架、右主起落架收起，则判断飞机处于水面状态；当飞机处于水面状态，且收到任意2个或两个以上发动机油门角度≤34°且地速＞70km/h，则判定飞机处于水上低速滑行阶段。

可选的，系统处理机103还用于，在判定飞机处于着水-水上飞行阶段时，将飞机处于着水-水上飞行阶段通过采集器102发送至灭火任务系统控制器101；

灭火任务系统控制器101具体用于，在收到轮载信号为接地状态时，判定飞机处于地面状态；在收到轮载信号为悬空状态，且地速≥5km/h，无线电高度≤15m，判定飞机处于水面状态；

灭火任务系统控制器101具体用于，当判定飞机处于水面状态或收到系统处理机103发送的飞机处于着水-水上飞行阶段，且收到投水舱门传感器装置104上报的任一投水舱门解锁到位信息、收起和上锁未到位信息，向系统处理机103上报“着水/水面，舱门意外开启”信息；

系统处理机103具体用于，在收到“着水/水面，舱门意外开启”信息时，判定投水舱门未锁定警告级告警。

可选的，灭火任务系统控制器101还用于，在正常投水和应急投水过程中，计时投水舱门的解锁时长、舱门收起时长、上锁到位时长，并向系统处理机103上报是否存在投水舱门解锁超时、收起超时、上锁超时；

系统处理机103还用于，在接收到投水舱门解锁超时，发出投水舱门未打开戒备级告警；在接收到投水舱门收起超时和/或上锁超时，发出投水舱门未锁定戒备级告警。

可选的，灭火任务系统控制器101具体用于，在未接收到操纵系统107和/或系统控制板108发送的投水操作指令，但收到任一投水舱门传感器装置104上报的解锁到位信息时，向系统处理机103发送“地面/空中舱门意外开启”信息；

系统处理机103具体用于，在接收到“地面/空中舱门意外开启”信息时，发出投水舱门未锁定戒备级告警。

可选的，系统处理机103具体用于，当判定飞机处于着水-水上飞行阶段，或任务-汲水阶段，或水上低速滑行阶段，若收到任一投水舱门收起未到位或上锁未到位，则判定为投水舱门未锁定警告级告警。

可选的，系统处理机103具体用于，当主起落架的轮载状态为接地状态，且校准空速＜陆上起飞决断速度V₁，两个或两个以上的油门角度∈(86°，105°]，则判定飞机处于陆上起飞构型；若飞机处于陆上起飞构型，且未收到飞行员通过系统控制板108进行的投水操作，任一投水舱门收起或上锁未到位，则判定为飞机有“投水舱门”警告级告警。

可选的，系统处理机103具体用于，当飞机处于水面状态，两个或两个以上的油门角度∈(86°，105°]，且校准空速＜水上起飞决断速度V_1W，则判定飞机处于水面起飞构型；

系统处理机103具体用于，当判定飞机处于水面起飞构型时，若收到投水舱门非指令打开，则判定飞机有“投水舱门”警告级告警。

本发明提供一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统，解决固定翼灭火飞机在投水过程中，投水舱门打不开需提供投水舱门告警的问题；解决固定翼灭火飞机地面/空中阶段，任一投水舱门意外开启；或投水完成后任一投水舱门未收起或未上锁到位的问题；解决固定翼灭火飞机在陆上起飞构型、水面起飞构型阶段，投水舱门非指令打开，需提供投水舱门告警的问题；解决固定翼灭火飞机在着水-水上飞行阶段或水面状态，任一投水舱门意外开启；或水上-着水或汲水阶段或水上低速滑行(且地速大于5km/h)，任意一个投水舱门未收起到位或未上锁到位，均需提供投水舱门告警的问题；固定翼灭火飞机在空中执行灭火任务时避免不必要的投水舱门告警对机组造成干扰或增加机组工作负担。

附图说明

图1是固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统的组成结构图；

图2是固定翼灭火飞机执行灭火任务时的投水流程示意图一；

图3是固定翼灭火飞机执行灭火任务时的投水流程示意图二；

附图标记说明：

灭火任务系统控制器101、采集器102、系统处理机103、投水舱门传感器装置104、水量传感器105、燃油计算机106、操作系统107、系统控制板108、起落架轮载信号器109、机电系统110、大气数据系统111、惯导系统112、无线电高度表113、告警灯114、显示器115和音频综合系统116。

具体实施方式

下面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。

本发明实施例提出一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统，能够在满足相关适航规章、专用条件对灭火飞机投水舱门系统指示与告警要求的前提下，解决固定翼灭火飞机在非空中投水时投水舱门状态的告警问题，同时解决投水舱门正常开启导致的告警指示干扰飞行机组执行灭火任务的问题。

本发明提供一种适用于固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统，主要包括：灭火任务系统控制器101、采集器102、系统处理机103、投水舱门传感器装置104、水量传感器105、燃油计算机106、操作系统107、系统控制板108、起落架轮载信号器109、机电系统110、大气数据系统111、惯导系统112、无线电高度表113、告警灯114、显示器115和音频综合系统116。

其中，投水舱门传感器装置104具有接收灭火任务系统控制器101供电的功能，具有实时采集投水舱门位置状态信息的功能，具有向灭火任务系统控制器101上报各投水舱门锁紧状态信息的功能。

灭火任务系统控制器101再将投水舱门状态转发至采集器102，再转发至系统处理机103进行综合处理后识别投水舱门告警状态，系统处理机103驱动告警灯114、显示器115和音频综合系统116发出告警与系统状态指示。

其中，投水舱门锁紧状态包括收起、上锁、解锁到位/未到位。

示例性地，当投水舱门传感器装置104有收起到位、上锁到位信号且解锁未到位时，灭火任务系统控制器101判定投水舱门收起且上锁；当投水舱门传感器装置104有解锁到位信号且收起未到位、上锁未到位时，灭火任务系统控制器101判定投水舱门解锁到位。

示例性的，固定翼灭火飞机包括若干个水箱，每个水箱有2个投水舱门，具有余度设计，每个舱门里有3个投水舱门传感器装置104。

示例性的，每个投水舱门传感器装置104包含3只接近开关、2个靶标、1件电缆组件。3只接近开关指投水舱门收起到位接近开关、投水舱门上锁到位接近开关、投水舱门解锁到位接近开关。2个靶标包括：1个收起到位靶标，解锁和上锁到位共用一个靶标。

示例性的，接近开关组件的核心部件为接近传感器，利用霍尔效应原理，通过探头组件检测靶标运动带来的外部磁场强度的变化，实现对位置的检测。当靶标接近探头组件时，电路输出地信号即到位信号；反之，当靶标远离探头组件时，输出开路信号。

示例性的，根据固定翼飞机的飞行性能和特点，固定翼灭火飞机的空中投水灭火原理为：采用机电系统110的液压能源(中源、右源系统压力)控制投水舱门解锁，借用水箱内水的自身重量压开投水舱门，将水流投出水箱，再采用液压能源控制投水舱门收起并上锁，从而达到安全有效投水灭火的目的。

本发明所述灭火任务系统控制器101采用2个计算机，是双余度设计，当其中一个设备故障时，可用另一个设备执行空中灭火任务。

灭火任务系统控制器101与投水舱门传感器装置104交联，用于实时获取投水舱门锁紧状态；与水量传感器105交联，获取各个水箱的水量信息，并计算总水量；与机上燃油系统交联，用于接收燃油计算机106发送的燃油油量信息，计算飞机当前可汲水量，用于在水面汲水量判断；与操纵系统107交联，用于接收飞行员操作左、右驾驶柱发送的离散投水指令，按照系统控制板108选择的投水模式控制投水舱门动作，完成投水任务；与起落架轮载信号器109交联，接收离散轮载信号，用于判断飞机在地面还是空中。

其中，投水模式包括：齐投、连投、分投。齐投：所有载水水箱内的水一次投出；连投：按压一次投水开关，各载水水箱内的水按程序设定顺序逐一投出；分投：根据机组判断可多次按压投水开关，每按压一次投水开关，并根据载水量和程序设定投出相应水箱内的水，直到投出全部载水水箱内的水。

本发明所述大气数据系统111实时采集飞机空速信号，经修正计算后将校准空速发送至采集器102，再经采集器102转发至系统处理机103用于飞行阶段计算、投水舱门告警逻辑判断；经采集器102发送至灭火任务系统控制器101，用于正常投水流程的投水速度的判断依据。

本发明所述惯导系统112实时解算飞机的地速信号发送至采集器102，再经采集器102转发至系统处理机103用于飞行阶段计算、投水舱门告警逻辑判断；采集器102还将地速转发至灭火任务系统控制器101用于飞机是否处于水面状态的判断依据。

本发明所述无线电高度表113通过无线电回波实时计算飞机与地面或水面的高度差发送至采集器102，再经采集器102转发至系统处理机103用于飞行阶段计算、投水舱门告警逻辑判断；经采集器102发送至灭火任务系统控制器101，用于飞机是否处于水面状态的判断依据。

采集器102与机电系统110连接，机电系统110通过采集发动机油门角度获取发动机功率状态，采集飞机左、中、右源获取液压系统压力，中、右源压力用于为投水舱门动作提供动力。

所述采集器102通过采集大气数据系统111、惯导系统112、无线电高度113、起落架轮载信号器109、机电系统110获取飞机的校准空速、地速、无线电高度、轮载、起落架状态、发动机油门角度以及中源、右源压力(A664数据)等飞机系统各项参数，并发送给系统处理机103，系统处理机103根据轮载、起落架状态、地速、校准空速、无线电高度、发动机油门角度、系统控制板108的操作的汲水斗收放指令计算飞行阶段信息，并将飞行阶段信息发送给所述采集器102。

其中，飞行阶段包括：任务-汲水阶段、着水-水上飞行阶段、水上低速滑行阶段。

灭火任务系统控制器101与采集器102通过ARINC429总线交联，用于接收飞行阶段信息、液压源压力信号，同时灭火任务系统控制器101向采集器102反馈投水舱门位置状态、各个水箱水量信息、总水量、系统模式、操作指令、系统各设备状态、系统告警等信息。

其中，系统模式包括：地面自检、维护放、维护收、汲水、投水模式、应急等。采集器102用于将系统模式发到系统处理机103，系统处理机103将系统模式在显示器115上显示。

系统各设备状态包括：正常工作、故障等。

灭火任务系统控制器101实时采集投水舱门传感器装置104、水量传感器105的信息并发送至采集器102，采集器102通过数据总线将采集的A429参数如飞机投水舱门状态、水量信息等转换成A664数据通过网络发送给系统处理机103，用于系统处理机103对投水舱门正常和告警状态的识别。

采集器102是双余度设计，可以根据飞机各系统分布情况，视情况在所采集信号源就近安装，以降低所采集信号受干扰的影响，同时减少电缆长度，减轻飞机重量。

本发明所述系统处理机103由两台核心处理单元、两台外置交换机组成，两台核心处理单元为机组告警管理的功能实现提供计算环境和支持性功能；外置交换机提供ARINC664数据传输功能和支持性功能。

投水舱门的告警主要通过核心处理单元实现，接收灭火任务系统控制器101发送的数据、状态及部分系统告警，再结合自身计算的飞行阶段信息，综合识别当前飞行阶段的投水舱门告警。

本发明所述告警灯114由系统处理机103驱动，当系统处理机103识别到投水舱门告警状态时点亮告警灯114，为机组提供投水舱门告警的主视觉指示；本发明实例所述显示器115接收系统处理机103的视频信号，实时显示飞机各投水舱门的锁紧状态，并在出现舱门告警时以不同颜色为机组指示发生告警的舱门具体位置，在告警信息区域显示投水舱门告警的文字信息；音频综合系统116接收系统处理机103的音频信号，在告警出现时为机组提供听觉指示。

参见图1，是本发明提供的投水舱门指示与告警系统的一个实施例的结构示意图。

示例性地，系统处理机103通过接收采集器102转发的灭火任务系统控制器101上报的数据实时获取飞机投水舱门状态及告警状态的参数，并经综合处理后识别飞机在当前构型下应提供给机组的水箱投水舱门的指示和告警状态，驱动告警灯114、显示器115和音频综合系统116发出告警与系统状态指示，为飞行机组提供飞机水箱投水舱门的系统状态的主视觉指示、视觉信息指示和听觉指示。

示例性地，所述系统灭火投水执行过程包括正常投水和应急投水，正常投水流程和应急投水流程如图2和图3所示。正常投水时：

1)飞行员先操作系统控制板108上的投水模式选择开关(旋钮开关)，选择相应的投水模式，进入正常投水任务，当投水速度(即校准空速)不满足执行任务需求时，由飞行员根据当前飞机的运行状态决定是否执行投水。

可以理解，当飞行员根据情况确定要执行投水时，飞行员按压系统控制板108上的“投水准备”按键，系统进入投水准备中，进入步骤3)。

2)当投水速度(即校准空速)满足执行任务需求(也即进入可投水状态)后，飞行员按压系统控制板108上的“投水准备”按键，系统进入投水准备中；

3)飞行员按下操纵系统107(例如，驾驶柱上的投水按钮)，根据本次投水模式进行一次或多次投水指令下发，投水舱门根据投水模式进行解锁，水箱中的水依靠重力下落，从而进行投水灭火。

4)投水完成，灭火任务系统控制器101控制水箱投水舱门收起并进行上锁，若投水过程正常，飞行员按压投水准备按键取消准备状态，投水任务结束。

应急投水时：

1)飞行员操作系统控制板108上的开关至“应急放”，显示器115画面模式显示“应急”，此时所有投水舱门机构解锁并放下，执行应急投水任务；

2)应急投水完成，操作系统控制板108上的开关至“应急收”，所有的投水舱门收起并上锁；

3)显示器115画面模式显示“应急”消失后，将系统控制板108上的开关恢复为“中立”，则投水任务结束。

示例性地，投水舱门传感器装置104会将实时采集到的飞机每个水箱投水舱门的收起、上锁、解锁到位/未到位信号上报至灭火任务系统控制器101，水量传感器105会将飞机每个水箱的水量液位信息上报至灭火任务系统控制器101；灭火任务系统控制器101根据系统控制板108、操纵系统107的操作向投水舱门传感器装置104发送投水舱门机构解锁、收起、上锁指令，灭火任务系统控制器101根据水量传感器105上报的水箱水量液位信息计算飞机每个水箱的水量及总水量。

灭火任务系统控制器101从发出的投水舱门解锁指令开始计时，到收到投水舱门传感器装置104上报的投水舱门解锁到位信号结束，记为T_解锁。灭火任务系统控制器101发出投水舱门收起控制指令开始计时，到投水舱门收起到位的时间记为T_收门。灭火任务系统控制器101发出投水舱门上锁控制指令开始计时，到投水舱门上锁到位的时间记为T_上锁。

如果在正常投水过程中，当灭火任务系统控制器101计算T_解锁＞2s，则认为该投水舱门解锁超时，灭火任务系统控制器101计算T_收门＞5s，则认为该投水舱门收起超时，灭火任务系统控制器101计算T_上锁＞6s，则认为该投水舱门上锁超时；或在应急投水过程中，灭火任务系统控制器101计算T_解锁＞3s，则认为该投水舱门解锁超时，灭火任务系统控制器101计算T_收门＞10s，则认为该投水舱门收起超时，灭火任务系统控制器101计算T_上锁＞4s，则认为该投水舱门上锁超时。

灭火任务系统控制器101将各设备(灭火任务系统控制器101、投水舱门传感器装置104)的自检信息、将采集到的操纵系统107、系统控制板108的机组操作指令、投水舱门传感器装置104上报的投水舱门状态、根据水量传感器105计算的每个水箱的水量、总水量信息以及自己判断的投水舱门解锁超时、收起超时、上锁超时上报至系统处理机103。

灭火任务系统控制器101上报系统处理机103该投水舱门解锁超时，系统处理机103根据该信号发出投水舱门未打开戒备级告警。

灭火任务系统控制器101上报系统处理机103该投水舱门收起超时和/或上锁超时，系统处理机103根据该信号发出投水舱门未锁定戒备级告警。

示例性地，当灭火任务系统控制器101未收到107或108发送的操作指令，收到投水舱门传感器装置104上报的任一投水舱门开启(即解锁到位)信息位有效，灭火任务系统控制器101上报给系统处理机103“地面/空中，任一舱门意外开启”信息位有效，则系统处理机103识别为投水舱门未锁定戒备级告警。

示例性地，系统处理机103飞行阶段判断具体包括：

1)当系统处理机103收到飞机起落架轮载信号器109为悬空状态，任意两个或两个以上发动机处于降落功率(即任意2个或2个以上发动机油门角度≤34°)，且无线电高度＜300m，且系统控制板108上的水陆选择开关处于“着水”位，系统处理机103判定飞机处于着水-水上飞行阶段。着水-水上飞行阶段由系统处理机103判断后转发至采集器102，再经采集器102转发至灭火任务系统控制器101。

2)当系统处理机103收到109前起落架、左主起落架、右主起落架收起、起落架舱门收上并锁定，且地速＞70km/h，且无线电高度＜15m，汲水斗放下指令有效，则判定飞机进入任务-汲水阶段；当系统处理机103收到起落架全部收上并锁定，且收到108汲水斗收指令有效且两个汲水斗均收起到位，则判定飞机退出任务-汲水阶段。

3)当系统处理机103收到a)起落架轮载信号器109为悬空状态，且无线电高度＜3m，且校准空速＜100km/h，任意两个或两个以上发动机油门角度≤34°，且地速＞70km/h；或b)起落架轮载信号器109为悬空状态，100km/h≤校准空速≤190km/h，且前起落架、左主起落架、右主起落架收起，则判断飞机处于水面状态；

4)当系统处理机103判定飞机在水面，且收到任意2个或两个以上发动机处于降落功率且地速＞70km/h，则判定飞机处于水上低速滑行阶段。

5)当灭火任务系统控制器101收到飞机起落架轮载信号器109为接地状态，则判定飞机处于地面状态；当灭火任务系统控制器101收到飞机起落架轮载信号器109为悬空状态，且地速≥5km/h，且无线电高度≤15m，灭火任务系统控制器101则判定飞机处于水面状态；非水面非地面非着水-水上飞行的阶段灭火任务系统控制器101判定为空中阶段。

当飞机在空中阶段执行正常投水或应急投水过程中(投水舱门先开启再关闭)，灭火任务系统控制器101通过接收飞行员操作操纵系统107、系统控制板108的指令驱动投水舱门的开启不会被识别为告警。

示例性地，当灭火任务系统控制器101判定飞机处于水面状态或收到飞机处于着水-水上飞行阶段，且此时收到投水舱门传感器装置104上报的任一投水舱门解锁到位信息位有效、收起和上锁未到位，灭火任务系统控制器101上报系统处理机103“着水或水面，任一舱门意外开启”信息位有效，则系统处理机103判定为投水舱门未锁定警告级告警。

示例性地，当系统处理机103判定飞机处于着水-水上或任务-汲水或水上低速滑行阶段，若此时收到采集器102转发的任一投水舱门收起未到位或上锁未到位，则系统处理机103判定为投水舱门未锁定警告级告警。

示例性地，当系统处理机103收到主起轮载状态为接地且校准空速＜陆上起飞决断速度V₁且两个或两个以上的油门手柄被推至起飞位置(即2个或2个以上油门角度∈(86°，105°])，则判定飞机处于陆上起飞构型，若此时又收到灭火任务系统控制器101上报的投水舱门解锁准备指令无效且应急放指令无效(即未对系统控制板108进行投水操作)，且任一投水舱门收起未到位或上锁未到位，即投水舱门非指令打开，则判定为有“投水舱门”警告级告警。

其中，决断速度是指在该速度下，由于一台发动机故障或其它原因，驾驶员必须做出继续起飞或中断起飞的决断。

示例性地，当系统处理机103识别到飞机处于水面状态，且两个或两个以上的油门手柄被推至起飞位置，且校准空速＜水上起飞决断速度V_1W(示例性的V_1W值可以为170km/h)，则判定飞机处于水面起飞构型，若此时又收到投水舱门非指令打开，则判定飞机有“投水舱门”警告级告警。

示例性地，系统处理机103通过ARINC664总线与显示器115相连，当系统处理机103收到投水舱门状态时，在显示器115上实时显示投水舱门的状态。当投水舱门为正常状态时显示器115上显示投水舱门为绿色；当系统处理机103收到或识别到投水舱门告警时，若投水舱门告警为超时状态，则显示器115上显示投水舱门为青色显示，若投水舱门告警为戒备级告警时，则显示器115上显示投水舱门为琥珀色，若投水舱门告警为警告级告警时，则显示器115上显示投水舱门为红色。

示例性地，当系统处理机103收到或识别到投水舱门告警时，显示器115有琥珀色或红色文字告警指示；系统处理机103以高电平信号驱动告警灯114发出灯光闪烁指示，当投水舱门告警为戒备级时，告警灯114发出琥珀色告警灯闪烁，当投水舱门告警为警告级时，告警灯114发出红色告警灯闪烁。

示例性的，告警灯114为可按压式指示灯，采集器102与告警灯114连接，采集器102采集告警灯114的按压信号，通过按压该告警灯可以使告警灯熄灭。

示例性地，当系统处理机103识别到投水舱门告警时，系统处理机103以模拟音频信号驱动音频综合系统116发出告警的听觉指示，通过按压告警灯114可以立即终止听觉告警。

示例性地，系统处理机103的视频信号输出接口连接显示器115，当系统处理机103识别到有投水舱门处于收起、上锁未到位状态时，在显示器上的投水舱门状态显示区域以图形的形式实时显示相应投水舱门的锁紧状态；当系统处理机103判定某一投水舱门处于告警状态时，在显示器上的投水舱门状态显示区域以红色或琥珀色的图形实时显示相应投水舱门的收起、上锁未到位状态，并在告警画面的告警信息区域显示相应投水舱门告警的文字信息。

示例性地，当飞机在地面执行正常的地面自检(投水舱门先打开再关闭即收起上锁)、维护放(投水舱门打开)、维护收(投水舱门关闭)的过程中，且投水舱门实物可以正常动作时，显示器115、告警灯114、音频综合系统116不应有投水舱门相关的告警。

本发明提供一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统，解决固定翼灭火飞机在地面/空中、水面状态、着水-水上飞行、任务-汲水阶段或水上低速滑行(且地速大于5km/h)、陆上起飞、水上起飞阶段投水舱门非指令打开均需提供投水舱门告警的问题；解决在低空执行灭火任务即投水过程中，投水舱门正常打开/收起上锁时避免不必要的投水舱门告警对机组造成干扰，增加机组工作负担；通过在软件中增加自动收门逻辑，提高固定翼飞机在水面的安全性，从而提高其在航空灭火上的应用。

本发明所述灭火任务系统控制器、系统处理机是本发明实施例的核心处理单元，采集器与核心处理单元、大气数据系统、惯性导航系统、无线电高度表等交联，系统处理机根据采集到的轮载、校准空速、地速、发动机油门角度、无线电高度等进行飞行阶段计算，灭火任务系统控制器采集投水舱门传感器装置、水量传感器等信号，结合系统控制板的操作指令，以及液压源系统提供的系统压力和采集器转发的飞行阶段信息进行综合判断、识别后上报给采集器，再转发给系统处理机，系统处理机经综合处理后实时计算飞机在当前构型下应提供给机组的投水舱门的指示和告警状态。系统处理机与告警灯、显示器和音频综合系统交联，可将处理结果以通过适当的信号格式分别驱动告警灯、显示器和音频综合系统，为飞行机组提供投水舱门的告警状态和位置信息的主视觉指示、视觉信息指示和听觉指示。

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 (8)

1.一种固定翼灭火飞机投水舱门的指示与告警系统，其特征在于，包括：灭火任务系统控制器(101)、采集器(102)、系统处理机(103)、投水舱门传感器装置(104)、操纵系统(107)、系统控制板(108)、起落架轮载信号器(109)、机电系统(110)、大气数据系统(111)、惯性导航系统(112)、无线电高度表(113)、告警灯(114)、显示器(115)、音频综合系统(116)；固定翼灭火飞机设置有若干个水箱，每个水箱内设置有水量传感器(105)和2个投水舱门，每个投水舱门上设置有3个投水舱门传感器装置(104)；其中，

灭火任务系统控制器(101)与各投水舱门传感器装置(104)、操纵系统(107)、系统控制板(108)、起落架轮载信号器(109)连接，采集器(102)分别与灭火任务系统控制器(101)和系统处理机(103)交互；

所述投水舱门传感器装置(104)用于，实时采集投水舱门的锁紧状态；操纵系统(107)和系统控制板(108)用于，接收飞行员的投水汲水操作指令；起落架轮载信号器(109)用于，采集起落架轮载状态；

灭火任务系统控制器(101)用于，根据投水舱门的锁紧状态、飞行员的投水汲水操作指令、起落架轮载状态判断投水舱门的状态信息；将接收到的投水舱门的锁紧状态、飞行员的投水汲水操作指令、投水舱门的状态信息，通过采集器(102)发送至系统处理机(103)；

采集器(102)还与起落架轮载信号器(109)、机电系统(110)、大气数据系统(111)、惯性导航系统(112)、无线电高度表(113)连接，用于采集起落架轮载状态、发动机油门角度信息、校准空速信号、飞机实时的地速信号、无线电高度，并发送系统处理机(103)；

系统处理机(103)与告警灯(114)、显示器(115)和音频综合系统(116)连接；

系统处理机(103)用于，通过接收采集器(102)转发的轮载状态、发动机油门角度、无线电高度、地速进行飞机的飞行阶段判断；根据飞机的飞行阶段、接收到的校准空速、灭火任务系统控制器(101)通过采集器(102)上报的投水舱门的锁紧状态、投水舱门的状态信息确定投水舱门告警指示和舱门状态指示，以驱动告警灯(114)、显示器(115)和音频综合系统(116)发出投水舱门告警指示和舱门状态指示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，系统处理机(103)具体用于，当收到起落架轮载状态为悬空状态，任意两个或两个以上发动机油门角度≤34°，且无线电高度＜300m，且系统控制板(108)上的水陆选择开关处于“着水”位时，判定飞机处于着水-水上飞行阶段；

当收到落架轮载信号器(109)上报的前、左主、右主起落架收起、起落架舱门收上并锁定，且地速＞70km/h，无线电高度＜15m，飞行员通过系统控制板(108)发送汲水斗放下指令，则判定飞机进入任务-汲水阶段；当收到起落架全部收上并锁定，且收到飞行员通过系统控制板(108)汲水斗收指令有效且两个汲水斗均收起到位，则判定飞机退出任务-汲水阶段；

当收到起落架轮载信号为悬空状态，且无线电高度＜3m，校准空速＜100km/h，任意两个或两个以上发动机油门角度≤34°，地速＞70km/h；或者，当收到起落架轮载信号为悬空状态，100km/h≤校准空速≤190km/h，且前起落架、左主起落架、右主起落架收起，则判断飞机处于水面状态；当飞机处于水面状态，且收到任意2个或两个以上发动机油门角度≤34°且地速＞70km/h，则判定飞机处于水上低速滑行阶段。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，系统处理机(103)还用于，在判定飞机处于着水-水上飞行阶段时，将飞机处于着水-水上飞行阶段通过采集器(102)发送至灭火任务系统控制器(101)；

灭火任务系统控制器(101)具体用于，在收到轮载信号为接地状态时，判定飞机处于地面状态；在收到轮载信号为悬空状态，且地速≥5km/h，无线电高度≤15m，判定飞机处于水面状态；

灭火任务系统控制器(101)具体用于，当判定飞机处于水面状态或收到系统处理机(103)发送的飞机处于着水-水上飞行阶段，且收到投水舱门传感器装置(104)上报的任一投水舱门解锁到位信息、收起和上锁未到位信息，向系统处理机(103)上报“着水/水面，舱门意外开启”信息；

系统处理机(103)具体用于，在收到“着水/水面，舱门意外开启”信息时，判定投水舱门未锁定警告级告警。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，灭火任务系统控制器(101)还用于，在正常投水和应急投水过程中，计时投水舱门的解锁时长、舱门收起时长、上锁到位时长，并向系统处理机(103)上报是否存在投水舱门解锁超时、收起超时、上锁超时；

系统处理机(103)还用于，在接收到投水舱门解锁超时，发出投水舱门未打开戒备级告警；在接收到投水舱门收起超时和/或上锁超时，发出投水舱门未锁定戒备级告警。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，灭火任务系统控制器(101)具体用于，在未接收到操纵系统(107)和/或系统控制板(108)发送的投水操作指令，但收到任一投水舱门传感器装置(104)上报的解锁到位信息时，向系统处理机(103)发送“地面/空中舱门意外开启”信息；

系统处理机(103)具体用于，在接收到“地面/空中舱门意外开启”信息时，发出投水舱门未锁定戒备级告警。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，系统处理机(103)具体用于，当判定飞机处于着水-水上飞行阶段，或任务-汲水阶段，或水上低速滑行阶段，若收到任一投水舱门收起未到位或上锁未到位，则判定为投水舱门未锁定警告级告警。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，系统处理机(103)具体用于，当主起落架的轮载状态为接地状态，且校准空速＜陆上起飞决断速度V₁，两个或两个以上的油门角度∈(86°，105°]，则判定飞机处于陆上起飞构型；若飞机处于陆上起飞构型，且未收到飞行员通过系统控制板108进行的投水操作，任一投水舱门收起或上锁未到位，则判定为飞机有“投水舱门”警告级告警。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，系统处理机(103)具体用于，当飞机处于水面状态，两个或两个以上的油门角度∈(86°，105°]，且校准空速＜水上起飞决断速度V_1W，则判定飞机处于水面起飞构型；

系统处理机(103)具体用于，当判定飞机处于水面起飞构型时，若收到投水舱门非指令打开，则判定飞机有“投水舱门”警告级告警。

Images