CN204496286U - 一种小型通用飞机一体化航空电子系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型通用飞机一体化航空电子系统，包含综合处理机、多功能液晶显示器、全球卫星定位系统接收机和磁航向传感器，所述综合处理机分别与多功能液晶显示器、全球卫星定位系统接收机和磁航向传感器相连，所述综合处理机由主处理模块、发动机传感器参数采集模块、大气数据模块、航向姿态模块、数据通讯模块和电源模块组成。本实用新型集成了航空电子系统的众多功能，不需添加其他航电设备即可满足基本飞行需要，大大减少了航空电子系统设备数量，缩减了系统体积和重量。

Description

一种小型通用飞机一体化航空电子系统

技术领域

本实用新型属于小型通用飞机航空电子系统设计领域，涉及飞行导航、综合显示、发动机参数处理和数据记录功能的一体化设计。

背景技术

飞行导航、综合显示、发动机参数处理和数据记录功能是航空电子系统的基本功能，现有的小型通用飞机往往安装分立式航空电子系统或以功能独立的计算机为主的联合式航空电子系统。分立式航空电子系统采用众多模拟仪表，仪表板布局繁琐，操作复杂、系统可靠性低。传统的联合式航空电子系统，虽然提高了系统综合程度，但计算机依然众多，系统交联关系复杂，增加了系统重量，不能适应小型通用飞机体积小、重量轻的需求。

发明内容

为了解决现有小型通用飞机的航电系统综合程度低，系统效率低、体积大、结构复杂、扩展困难等问题，本实用新型的发明目的在于提供一种小型通用飞机一体化航空电子系统，将小型通用飞机必须的基本航空电子系统功能综合到1台综合处理机内，通过点对点高速数据总线与四台综合液晶显示器交联，实现飞行导航、综合显示、发动机参数处理和数据记录功能的一体化设计。

本实用新型的发明目的通过以下技术方案来实现：

一种小型通用飞机一体化航空电子系统，包含综合处理机、多功能液晶显示器、全球卫星定位系统接收机和磁航向传感器，其特征在于所述综合处理机分别与多功能液晶显示器、全球卫星定位系统接收机和磁航向传感器相连，所述综合处理机由由主处理模块、发动机传感器参数采集模块、大气数据模块、航向姿态模块、数据通讯模块和电源模块组成组成。

进一步，所述综合处理机设有机箱外壳，所述机箱外壳由二块侧盖板1、二块上/底盖板3、一块前盖板4、一块后盖板、四个角定位套件12构成。

进一步，所述侧盖板上安装有散热槽2。

进一步，所述前盖板上分布有把手5和连接器XS16、连接器XS27、热电偶插座8、静压的空速管接口9、全压的空速管接口10以及调试端口11。

进一步，所述综合处理机接有用于外部数据通讯的ARINC429总线和RS422总线。

进一步，所述多功能液晶显示器的周边设有用于人机交互的十二个周边键13、一个场压装订旋钮14、一个亮度传感器15、一个亮度调节旋钮16以及一个侧滑指示仪17。

进一步，所述综合处理机有二个，二个综合处理机互相连接进行数据备份。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、系统功能集成度高。该系统集成的航空电子系统功能众多，不需添加其他航电设备即可满足基本飞行需要，大大减少了航空电子系统设备数量，缩减了系统体积和重量。实现的系统功能包括：

a)综合显示控制功能，包括姿态、航向等主飞行信息显示，飞行计划管理，发动机参数信息，系统维护信息，飞行引导信息等；

b)大气数据处理，包括静压、全压的采集，相对气压高度、绝对气压高度、指示空速等解算；

c)航向姿态信息的处理，具有微机械陀螺仪(MEMS)，出路飞机磁航向、俯仰、横滚信息等基本信息；

d)发动机参数数据的处理，包括油量、转速、温度、压力传感器数据的采集和处理；

e)数据存储与加卸载功能。该系统具有USB接口，综合处理机内带有非易失性存储介质，能够将飞行数据、维护数据进行实时记录，通过USB接口可以进行该数据的下载，也可进行飞行计划、航路点数据库的加载。

2、系统设备组成简洁，配置灵活。系统可以根据飞机需求进行灵活配置，根据飞机座舱布局，通过配置1到4台多功能液晶显示器，满足单座、双座驾驶需求。例如，系统可以仅配置1台综合处理机、1台多功能液晶显示器，一台GPS接收机和1个磁航向传感器实现上述全部功能，满足小型化、低成本需求，也可以配置两套处理机满足余度和高安全性需求。由于系统具有标准ARINC429和RS422接口，还可与其他航空电子设备交互，实现功能扩展；

3、实现多种传感器处理的综合。本系统创造性的通过小型化设计技术将大气数据传感器、MEMS陀螺等传感器与显示、发参等数据处理功能集成在一个综合处理机内，通过温度补偿技术等实现了数据采集和处理的一体化设计，大大缩小了系统体积，降低了系统重量，降低了系统成本，满足了小型通用飞机的需要。

附图说明

图1是综合处理机内部结构图；

图2是综合处理机外观图；

图3是多功能液晶显示器外观图；

图4是完整配置的一种小型通用飞机一体化航空电子系统的结构框图；

图5是基本配置的一种小型通用飞机一体化航空电子系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型一种小型通用飞机一体化航空电子系统的核心设备是综合处理机和多功能液晶显示器，配置全球卫星定位系统(GPS)接收机和磁航向传感器可实现卫星导航和磁航向传感器。

综合处理机是本实用新型的核心部件，具有体积小、重量轻、接口类型丰富、功能高度综合的特点，综合处理机原理图如图1所示，外观图如图2所示，机箱结构由二块侧盖板1、二块上/底盖板3、一块前盖板4、一块后盖板(图中未显示)、四个角定位套件12构成。侧盖板上安装有散热槽2。前盖板上分布有把手5和连接器XS16、连接器XS27、热电偶插座8、静压的空速管接口9、全压的空速管接口10以及调试端口11。综合处理机内部集成了飞行信息显示功能、大气数据处理功能、发动机参数采集功能、航向姿态采集功能，所述综合处理机以硬件PCB板作为依据划分，分为主处理模块、发动机传感器参数采集模块、大气数据模块、航向姿态模块、数据通讯模块和电源模块共6个模块，综合处理机采用ARINC429总线和RS422总线作为外部数据通讯的主要数据总线，综合处理机内部采用CPCI和RS422作为模块间通讯总线。

主处理模块是综合处理机的核心处理模块，驻留显控系统管理软件、导航解算软件和数据管理软件。主处理模块通过机箱内的RS422总线收集发动机传感器参数采集模块、大气数据模块、航向姿态模块的数据，按照飞机飞行员操作程序要求规定完成显示画面的数据组织和调度、系统状态监控等功能。

发动机传感器参数采集模块通过处理机的对外接口实时向电阻式发动机参数传感器提供电源，并通过模拟量输入接口测量阻值变化，进过转换后可得到相应发动机参数数值，将转换结果通过RS422总线回送到主处理模块。

大气数据模块集成了大气压力传感器，通过处理机面板上的两路气体管路接嘴，采用软管方式与空速管连接，完成气体压力信号的采集，经处理后得到飞机当前的气压高度和空速等飞行参数，通过RS422发送给主处理模块，作为飞行信息显示和飞机导航解算的数据基础。

航向姿态模块由MEMS陀螺和加速计构成，感受飞机姿态信息，接受磁航向传感器的三维磁场信息和大气模块的大气参数信息，解算飞机航向，将解算结果通过RS422总线发送给主处理模块。

数据通讯模块具有ARINC429数据总线接口和离散量输入输出接口，实现与无线电罗盘输入、飞参数据记录输出、光纤航姿等外系统的交联，以及与4台多功能液晶显示器的交联，同时通过离散量接口采集系统控制和状态转换命令。数据通讯模块与主处理模块通过CPCI总线交联，实现主处理模块与外部设备的间接交互。

电源模块接收机上28VDC输入，经转换后为显示控制处理机内各模块和磁航向传感器、GPS处理单元提供工作电源。

多功能液晶显示器具有十二个周边键13、一个场压装订旋钮14、一个亮度传感器15、一个亮度调节旋钮16以及一个侧滑指示仪17，如图3所示，是本系统与飞行员的唯一人机交互终端，采用菜单，颜色，图形等方式，实现了数据设置，画面显示的统一处理，有效的降低了飞行员的操作负担，人机工效良好。

磁航向传感器，与综合处理机内的航向姿态处理模块配合完成飞机航向数据的处理。GPS接收机，用于接收GPS卫星信号，支持飞行计划管理和导航、引导计算。

如图4所示完整配置的一种小型通用飞机一体化航空电子系统，该完整配置可支持双人驾驶的串列或并列驾驶舱布局的通用飞机。该小型通用飞机一体化航空电子系统包括2台综合处理机、4台多功能液晶显示器、1个GPS接收机和1个磁航向传感器。2台综合处理机互为备份，正常状态下2台综合处理机各负责2台多功能液晶显示器的显示控制，供同侧驾驶员使用，当一台综合处理机故障时，另一台综合处理机接管全部显示器，供两位驾驶员同时使用。4台多功能液晶显示器同样互为备份，任意一台多功能液晶显示器均可显示全部飞行信息。综合处理机与多功能液晶显示器之间采用ARINC429总线互联，由综合处理机向多功能液晶显示器发送显示画面指令和显示数据，多功能液晶显示器负责图形绘制。该系统可与外部无线电罗盘、无线电高度表、空管应答燃油计算机等设备进行交联，实现相关数据的显示和处理。

如图5所示基本配置的小型通用飞机一体化航空电子系统，该配置可支持单人驾驶的通用飞机。该一体化航空电子系统仅配置1台综合处理机、2台多功能液晶显示器、1个GPS接收机和1个磁航向传感器。2台多功能液晶显示器中1台显示基本飞行信息，一台显示飞行计划数据，互为备份。该配置同样可与外部无线电罗盘、无线电高度表、空管应答燃油计算机等设备进行交联，实现相关数据的显示和处理。

Claims (8)

1.一种小型通用飞机一体化航空电子系统，包含综合处理机、多功能液晶显示器、全球卫星定位系统接收机和磁航向传感器，其特征在于所述综合处理机分别与多功能液晶显示器、全球卫星定位系统接收机和磁航向传感器相连，所述综合处理机由主处理模块、发动机传感器参数采集模块、大气数据模块、航向姿态模块、数据通讯模块和电源模块组成。

2.根据权利要求1所述的一种小型通用飞机一体化航空电子系统，其特征在于所述综合处理机设有机箱外壳，所述机箱外壳由二块侧盖板(1)、二块上/底盖板(3)、一块前盖板(4)、一块后盖板、四个角定位套件(12)构成。

3.根据权利要求2所述的一种小型通用飞机一体化航空电子系统，其特征在于所述侧盖板上安装有散热槽(2)。

4.根据权利要求2所述的一种小型通用飞机一体化航空电子系统，其特征在于所述前盖板上分布有把手(5)和连接器XS1(6)、连接器XS2(7)、热电偶插座(8)、静压的空速管接口(9)、全压的空速管接口(10)以及调试端口(11)。

5.根据权利要求1所述的一种小型通用飞机一体化航空电子系统，其特征在于所述综合处理机接有用于外部数据通讯的ARINC429总线和RS422总线。

6.根据权利要求1所述的一种小型通用飞机一体化航空电子系统，其特征在于所述多功能液晶显示器的周边设有用于人机交互的十二个周边键(13)、一个场压装订旋钮(14)、一个亮度传感器(15)、一个亮度调节旋钮(16)以及一个侧滑指示仪(17)。

7.根据权利要求1所述的一种小型通用飞机一体化航空电子系统，其特征在于所述综合处理机有二个，二个综合处理机互相连接进行数据备份。

8.根据权利要求1所述的一种小型通用飞机一体化航空电子系统，其特征在于所述多功能液晶显示器的数量为一至四台。