RU2280592C1 - Method of generation of ejection seat parachute deployment command - Google Patents
Method of generation of ejection seat parachute deployment command Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280592C1 RU2280592C1 RU2004134165/11A RU2004134165A RU2280592C1 RU 2280592 C1 RU2280592 C1 RU 2280592C1 RU 2004134165/11 A RU2004134165/11 A RU 2004134165/11A RU 2004134165 A RU2004134165 A RU 2004134165A RU 2280592 C1 RU2280592 C1 RU 2280592C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- command
- parachute
- speed
- time
- overload
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Lowering Means (AREA)
- Retry When Errors Occur (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиационной технике, в частности, к средствам спасения экипажа самолета.The invention relates to aircraft, in particular, to rescue aircraft crew.
Известен способ управления режимом работы катапультного кресла К-36Д-3,5 (см. Руководство по технической эксплуатации 903-9200-1000.0-02РЭ-ЛУ, Издание ОАО "НИИ Звезда" 1999 г., и заявка №97112580/28 (013156) от 22.07.1997 г.), в котором информация, получаемая с борта самолета о скорости и высоте полета, вертикальной скорости снижения, вертикальной перегрузке, угле и угловой скорости крена и факте обжатия шасси самолета в момент катапультирования, используется для изменения функциональной конфигурации кресла. При этом команда на ввод парашюта спасения летчика вырабатывается с использованием бортовых данных о режиме полета и датчиков ускорения торможения катапультного кресла, размещаемых на кресле.A known method of controlling the operating mode of the ejection seat K-36D-3,5 (see. Manual for technical operation 903-9200-1000.0-02RE-LU, Edition of JSC "Research Institute of Stars" 1999, and application No. 97112580/28 (013156) dated July 22, 1997), in which the information received from the aircraft about the speed and height of flight, the vertical speed of descent, vertical overload, the angle and angular velocity of the roll and the fact that the landing gear was crimped at the moment of ejection is used to change the functional configuration of the seat. In this case, the command to enter the pilot's rescue parachute is generated using on-board data about the flight mode and ejection acceleration braking sensors placed on the seat.
При отсутствии на борту электропитания или выхода из строя по различным причинам информационных систем самолета реализуется строго определенная функциональная схема кресла. При этом команда на ввод парашюта спасения летчика вырабатывается через строго определенное время с помощью электронного таймера, запускаемого в момент отделения кресла от самолета. Это время обеспечивает торможение кресла до допустимой скорости и, соответственно, безопасный ввод парашюта при самом неблагоприятном сочетании параметров - максимально возможной массе летчика, максимально допустимой для ввода парашюта высоте полета, "горячей" атмосфере, максимально возможной скорости полета самолета и угле пикирования самолета минус 90°. Если реальные условия полета, состояние атмосферы и массовые характеристики летчика отличаются от предельных значений, то ввод парашюта в этих случаях осуществляется с чрезмерной задержкой. В силу этого неоправданно увеличивается минимально безопасная высота катапультирования.In the absence of power supply or failure on board for various reasons, information systems of the aircraft, a strictly defined functional diagram of the seat is implemented. In this case, the command to enter the pilot's rescue parachute is generated after a strictly defined time using the electronic timer, which starts when the chair is separated from the aircraft. This time ensures that the seat is braked to the permissible speed and, accordingly, safe parachute entry with the most unfavorable combination of parameters - the maximum possible pilot weight, the maximum flight altitude allowed for the parachute to enter, the “hot” atmosphere, the maximum possible aircraft flight speed and the dive angle of the aircraft minus 90 °. If the actual flight conditions, the state of the atmosphere and the mass characteristics of the pilot differ from the limit values, then the introduction of the parachute in these cases is carried out with excessive delay. Because of this, the minimum safe bailout height unnecessarily increases.
Наиболее близким техническим решением задачи по выработке команды на ввод парашюта при отсутствии информации с борта о режиме полета самолета и наличии на кресле датчиков ускорения является способ использования значения перегрузки торможения кресла n. Перегрузка торможения кресла в момент, когда скорость становится допустимой для ввода парашюта спасения [V]n.c., определяется соотношением:The closest technical solution to the problem of developing a command for launching a parachute in the absence of information from the board about the flight mode of the aircraft and the presence of acceleration sensors on the seat is a way to use the seat braking overload value n. The overload of braking the chair at a time when the speed becomes acceptable for the input of the rescue parachute [V] nc is determined by the ratio:
где CxS - коэффициент аэродинамического сопротивления кресла;where C x S is the drag coefficient of the chair;
ρ - плотность атмосферы;ρ is the density of the atmosphere;
m - масса катапультного кресла с летчиком;m is the mass of the ejection seat with the pilot;
g - ускорение свободного падения.g is the acceleration of gravity.
Одной и той же скорости катапультного кресла, допустимой для ввода парашюта [V]п.c., но различной массе летчика, высоте катапультирования и состоянии атмосферы, определяющих величину плотности атмосферы ρ, коэффициента аэродинамического сопротивления CxS, зависящего от антропометрических размеров летчика в снаряжении, соответствуют различные значения перегрузки торможения, отличающиеся более чем в 2 раза.The same speed of the ejection seat, permissible to enter the parachute [V] p. , but different masses of the pilot, height of ejection and the state of the atmosphere, which determine the density of the atmosphere ρ, aerodynamic drag coefficient C x S, which depends on the anthropometric dimensions of the pilot in equipment, correspond to different values of braking overload, which differ by more than 2 times.
Поэтому, если в качестве определяющего значения перегрузки торможения в момент ввода парашюта выбрать значение, реализующееся при максимальной катапультной массе, на максимально разрешенной для ввода парашюта высоте, в условиях "горячей" атмосферы, то в других условиях, в частности, при малой массе, при катапультировании у земли в условиях "холодной" атмосферы, скорость катапультного кресла в момент реализации этого значения перегрузки будет существенно меньше допустимой [V]п.c., парашют будет вводиться с чрезмерной задержкой, из-за чего для этого случая величина минимально безопасной высоты будет неоправданно завышена.Therefore, if as the determining value of the braking overload at the moment of launching the parachute, we select the value realized at the maximum ejection mass, at the maximum height allowed for launching the parachute, in the conditions of a “hot” atmosphere, then in other conditions, in particular, at low mass, at ejection near the ground in a "cold" atmosphere, the speed of the ejection seat at the time this value of overload is realized will be significantly less than the permissible [V] pc. , the parachute will be introduced with excessive delay, because of which for this case the value of the minimum safe height will be unreasonably overestimated.
Именно поэтому метод выработки управляющей команды на ввод парашюта спасения при отсутствии информационной связи с бортом непосредственно по величине перегрузки, определенной для крайних значений определяющих параметров - максимальной катапультной массы, максимально разрешенной высоты ввода парашюта и "горячей" атмосферы, практически мало отличается от метода с постоянной задержкой.That is why the method of developing a control command for the introduction of a rescue parachute in the absence of information connection with the board directly from the overload determined for the extreme values of the determining parameters - the maximum ejection mass, the maximum allowed height for the introduction of the parachute and the "hot" atmosphere, differs little from the method with a constant delayed.
Технической задачей изобретения является в случае отсутствия информационных сигналов с борта самолета о режимах полета самолета, а также при состоянии атмосферы и массовых характеристиках летчика, отличных от предельных, обеспечение уменьшения минимально безопасной высоты катапультирования с использованием датчиков ускорений, расположенных в катапультном кресле и измеряющих перегрузку его торможения по времени.An object of the invention is in the absence of information signals from the aircraft about the flight modes of the aircraft, as well as in the atmosphere and mass characteristics of the pilot, other than the limit, ensuring a decrease in the minimum safe height of the ejection using acceleration sensors located in the ejection seat and measuring its overload time braking.
Для этого предлагается использовать два взаимодублирующих способа выработки управляющей на ввод парашюта:For this, it is proposed to use two mutually duplicating methods for generating a control for the introduction of a parachute:
1. По величине перегрузки торможения, допустимая величина которой [n] задается1. The magnitude of the overload braking, the permissible value of which [n] is set
- в зависимости от высоты катапультирования, определяемой с помощью двух барореле, имеющих настройку на высоту Н=2 км и Н=6 км;- depending on the height of the bailout, determined using two barorelles, which are tuned to a height of H = 2 km and H = 6 km;
- в зависимости от катапультируемой массы, поддиапазон которой устанавливается на катапультном кресле с помощью трехпозиционного тумблера (поддиапазоны малой, средней и большой массы - ПМ, ПС и ПБ соответственно). - depending on the ejection mass, the subrange of which is set on the ejection seat using a three-position toggle switch (subbands of small, medium and large mass - PM, PS and PB, respectively).
Поэтому измеренные значения перегрузки n могут сравниваться с шестью допустимыми значениями [n], задаваемыми в соответствии с таблицей 1.Therefore, the measured values of the overload n can be compared with the six acceptable values [n] set in accordance with table 1.
И приAnd with
вырабатывается команда на ввод парашюта.a command is issued to enter the parachute.
2. По величине скорости движения КК, определяемой на основании полученной с помощью датчика перегрузки информации о величине перегрузки торможения и изменении этой перегрузки по времени, при этом никакая другая информация не используется.2. According to the value of the speed of the spacecraft, determined on the basis of information obtained using the overload sensor on the magnitude of the braking overload and the change in this overload in time, while no other information is used.
Изменение скорости V катапультного кресла по времени τ при V>[V]п.c. после окончания работы ракетного двигателя кресла с достаточной степенью точности описывается следующим дифференциальным уравнением:The change in speed V of the ejection seat in time τ at V> [V] p.c. after the rocket engine of the chair is finished, it is described with a sufficient degree of accuracy by the following differential equation:
где m - суммарная катапультируемая масса;where m is the total ejection mass;
CxS - коэффициент аэродинамического сопротивления;C x S - aerodynamic drag coefficient;
ρ - плотность атмосферы.ρ is the density of the atmosphere.
Параметры CxS, ρ и m являются неопределенными, при этом параметр m является постоянным, но неизвестным, а параметры CxS и ρ являются переменными по времени и тоже неизвестными. Однако, в течение небольшого времени порядка Т=0,1-0,15с параметры CxS и ρ можно тоже считать хотя и неизвестными, но постоянными.The parameters C x S, ρ and m are indefinite, while the parameter m is constant but unknown, and the parameters C x S and ρ are time-varying and also unknown. However, for a short time of the order of T = 0.1-0.15 s, the parameters C x S and ρ can also be considered constant, although unknown.
Тогда решение указанного дифференциального уравнения имеет вид:Then the solution of the specified differential equation has the form:
где Vo - начальная скорость кресла;where V o - the initial speed of the chair;
V - текущая скорость кресла;V is the current speed of the chair;
nо - перегрузка торможения кресла в начальный момент рассматриваемого временного интервала.n o - overload braking chairs at the initial moment of the considered time interval.
С другой стороны, значение V может быть определено следующим образом:On the other hand, the value of V can be determined as follows:
где n - текущее измеренное значение перегрузки торможения кресла. Подставляя (5) в (4), окончательно получаем:where n is the current measured value of the overload braking of the chair. Substituting (5) in (4), we finally obtain:
Анализируя в процессе движения катапультного кресла в свободном полете изменение измеренного значения перегрузки торможения на последовательном ряде временных интервалов Т, с использованием соотношения (6) определяется скорость движения кресла на начальный момент каждого временного интервала. И в том случае, когда эта скорость оказывается меньше или равна [V]п.c., вырабатывается с временным запаздыванием, равным Т, команда на ввод парашюта спасения. Analyzing during the movement of the ejection seat in free flight the change in the measured value of the braking overload on a consecutive series of time intervals T, using the relation (6), the speed of the seat is determined at the initial moment of each time interval. And in the case when this speed is less than or equal to [V] p.c. , is generated with a time delay equal to T, a command to enter the rescue parachute.
Предложенный способ может быть реализован следующим образом.The proposed method can be implemented as follows.
В аварийной ситуации, после поступления команды на катапультирование, включается система автоматики катапультного кресла и вырабатываются управляющие команды на срабатывание систем кресла. При этом команда на ввод парашюта спасения вырабатывается по двум независимым линиям - по основной линии с использованием бортовой информации о режиме полета самолета и информации от кресельных датчиков ускорения и по двум взаимно дублирующим линиям с использованием данных только от кресельных датчиков ускорения в соответствии с соотношениями (2) и (6).In an emergency, after the ejection command is received, the ejection seat automation system is turned on and control commands for the operation of the ejection systems are generated. In this case, the command to enter the rescue parachute is generated on two independent lines - on the main line using on-board information about the airplane’s flight mode and information from the seat acceleration sensors and on two mutually duplicating lines using data only from the seat acceleration sensors in accordance with the relations (2 ) and (6).
При отсутствии информации с борта о режиме полета самолета в момент катапультирования вырабатываются только дублирующие команды.In the absence of information from the board about the aircraft’s flight mode at the moment of bailout, only duplicate commands are generated.
Данный способ реализуется известной конструкцией катапультного кресла, содержащей сиденье, заголовник со стабилизирующими штангами и размещенным в нем спасательным парашютом, систему автоматического управления креслом и автономный источник питания, в систему автоматического управления которым дополнительно введено второе барореле, настроенное на высоту 2 км, а трехпозиционный тумблер, с помощью которого на КК задается масса пилота в снаряжении, связан с электронным вычислителем КК, реализующим вышеописанный алгоритм выработки управляющей команды на ввод парашюта.This method is implemented by the known design of the ejection seat, comprising a seat, a headrest with stabilizing rods and a rescue parachute placed in it, an automatic seat control system and an autonomous power source, in the automatic control system of which an additional barrelera adjusted to a height of 2 km is added, and a three-position toggle switch , with the help of which the mass of the pilot in the equipment is set on the QC, it is connected with an electronic QC calculator that implements the control algorithm described above -governing teams to enter the chute.
Пример осуществления способа при следующем режиме катапультирования:An example of the method in the following bailout mode:
скорость самолета Vo=1244 км/часaircraft speed V o = 1244 km / h
(индикаторная скорость Vi=1100 км/час);(indicator speed V i = 1100 km / h);
высота барометрическая Н=1,5 км;barometric height H = 1.5 km;
атмосфера "горячая";the atmosphere is hot;
масса пилота соответствует поддиапазону средних масс.pilot mass corresponds to a sub-range of average masses.
На чертеже приведено расчетное изменение перегрузки орможения кресла n по времени, там же указаны моменты выработки управляющей команды на ввод парашюта спасения по основной линии (момент времени τ1), а также моменты выработки управляющих команд, которые были бы реализованы при использовании постоянной временной задержки τ4 и предлагаемого способа с использованием допустимого значения перегрузки (момент времени τ3) и определения скорости КК (момент времени τ2), τ=0 соответствует моменту отделения КК от самолета.The drawing shows the calculated change in the load of the chair’s braking load n in time, the moments of the development of the command to enter the rescue parachute along the main line (time τ 1 ), as well as the moments of the generation of control commands that would be realized using a constant time delay τ 4 and the proposed method using the permissible overload value (time instant τ 3 ) and determining the speed of the spacecraft (time point 2 ), τ = 0 corresponds to the moment of separation of the spacecraft from the aircraft.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004134165/11A RU2280592C1 (en) | 2004-11-23 | 2004-11-23 | Method of generation of ejection seat parachute deployment command |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004134165/11A RU2280592C1 (en) | 2004-11-23 | 2004-11-23 | Method of generation of ejection seat parachute deployment command |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004134165A RU2004134165A (en) | 2006-05-10 |
RU2280592C1 true RU2280592C1 (en) | 2006-07-27 |
Family
ID=36656531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004134165/11A RU2280592C1 (en) | 2004-11-23 | 2004-11-23 | Method of generation of ejection seat parachute deployment command |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2280592C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527603C1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" | Astronaut seat |
RU2527615C1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" | Provision of operating and emergent g-tolerance in spacecraft |
RU171224U1 (en) * | 2016-12-15 | 2017-05-24 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" | Helicopter seat bailout control system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111806702B (en) * | 2020-06-30 | 2021-10-22 | 周春荣 | Parachute jumping mechanism pop-up platform and method based on signal detection |
-
2004
- 2004-11-23 RU RU2004134165/11A patent/RU2280592C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Brian A. Miller, Introducing the 16 LS High Performance Ejection Seat, - SAFE Association, 35 th Proceedings, 1997. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527603C1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" | Astronaut seat |
RU2527615C1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" | Provision of operating and emergent g-tolerance in spacecraft |
RU171224U1 (en) * | 2016-12-15 | 2017-05-24 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" | Helicopter seat bailout control system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004134165A (en) | 2006-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103144774B (en) | Flight control system mode and method providing aircraft speed control | |
CN107065899B (en) | Method and device for protecting the maximum lift capacity of an aircraft | |
US3711042A (en) | Aircraft control system | |
EP2500792B1 (en) | Variable maximum commandable roll rate for directional control of an aircraft during engine-out rolling maneuver | |
EP0256425A3 (en) | Life-threat assessment and control command for aircrew escape systems | |
RU2280592C1 (en) | Method of generation of ejection seat parachute deployment command | |
CN106680528B (en) | A method of judging human seat model ejection speed | |
Deiler et al. | Design and Testing of an Indirect Ice Detection Methodology | |
EP0229197B1 (en) | Aircraft flight command and windshear-display system | |
Burcham Jr et al. | Development and flight test of an emergency flight control system using only engine thrust on an MD-11 transport airplane | |
Holleman | Summary of flight tests to determine the spin and controllability characteristics of a remotely piloted, large-scale (3/8) fighter airplane model | |
Ranaudo et al. | Effects of horizontal tail ice on longitudinal aerodynamic derivatives | |
US6292720B1 (en) | Trimming process for adapting a simulation system to an automatically controlled reference system | |
Deiler | Testing of an Indirect Ice Detection Methodology in the Horizon2020 Project SENS4ICE | |
RU2116939C1 (en) | Method of control of ejection seat operation | |
Matranga et al. | Approach and Landing Investigation at Lift-Drag Ratios of 3 to 4 Utilizing a Delta-Wing Interceptor Airplane | |
Holleman | Initial Results from Flight Testing a Large, Remotely Piloted Airplane Model | |
Samuelsson | Evaluation of Stability and Flying Qualities of a Light Unmanned Aerial Vehicle (UAV) | |
HICKS et al. | Flight test techniques for the X-29A aircraft | |
Kehlenbeck | AIRBUS A 340 weight and balance system | |
Finch et al. | Launch, Low-Speed, and Landing Characteristics Determined From the First Flight of the North American X-15 Research Airplane | |
Lackey et al. | Pitch control margin at high angle of attack-Quantitative requirements (flight test correlation with simulation predictions) | |
CN118376373A (en) | Determination method and experimental device for aerodynamic characteristics and parameters of aircraft | |
Notess et al. | Requirements for the flight control system of a supersonic transport | |
BOBBITT | Escape strategies for turboprop aircraft in a microburst windshear(M. S. Thesis) |