Устройство формирования пространственной информации

Устройство формирования пространственной информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано в составе бортового оборудования летательных аппаратов (ЛА), на которых в составе пилотажно-навигационного комплекса установлены электронные индикаторы отображения навигационной, пилотажной информации и выдачи информации о параметрах и состоянии силовой установки и общесамолетных систем.

Известна система электронной индикации «СЭИ-85-2» (СЭИ), предназначенная для приема, преобразования и отображения на экранах электронных индикаторов пилотажно-навигационной информации, выбранная в качестве прототипа.

Функционально СЭИ состоит из следующих блоков:

- блоки электронного индикатора ИМ-8;

- блоки вычисления и формирования БВФ-1-2;

- пульты системы индикации ПУ СЭИ-2-1 (ПСИ-95М).

Блоки электронного индикатора ИМ-8 предназначены для отображения пилотажно-навигационной информации и в зависимости от состава индицируемых параметров выполняют функции:

- комплексного пилотажного индикатора (КПИ);

- комплексного индикатора навигационной обстановки (КИНО).

Блоки вычисления и формирования БВФ-1-2 предназначены для приема и обработки входных сигналов и параметров, формирования отображаемой на экранах индикаторов информации и выдачи информации в смежные системы.

Пульты системы индикации ПСИ-95М предназначены для ручного управления конфигурацией и режимами системы.

Каждый блок обеспечивает прием информации от систем пилотажно-навигационного комплекса по кодовым линиям связи разовых команд от самолетных систем (шасси, закрылки, кнопок на ручках управления двигателями (РУД)).

Недостатком системы является отсутствие возможности экипажа проводить оценку пространственной информации (внекабинной обстановки - ландшафтов аэродромов) по строительной оси летательного аппарата в поле зрения командира при неблагоприятных погодных условиях видимости при выполнении режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ» или «ПОСАДКА». Недостаток влечет за собой повышенную психологическую напряженность экипажа, вероятность ошибочных действий, влияющих на безопасность выполнения режимов в соответствии с требованиями документов (РЛЭ Ту-204, Ту-214).

Целью изобретения является повышение информационности системы в поле зрения командира экипажа при неблагоприятных погодных условиях видимости аэродромной обстановки и безопасности выполнения полетного задания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блоки вычисления и формирования индикации, пульты системы индикации, блоки электронных индикаторов, дополнительно введен индикатор, выполненный в виде цифрового прозрачного монитора со встроенным компьютером и элементами крепления, при помощи которых индикатор крепится на козырек приборной доски пилотов, при этом индикатор электрически соединен с блоками вычисления и формирования индикации.

Блок-схема устройства представлена на Фиг. 1.

1, 2 - блоки вычисления и формирования индикации БВФ-1-2,

3, 4 - пульты системы индикации ПУ СЭИ-2-1,

5, 6 - блоки электронных индикаторов ИМ-8 (формат КПИ),

7, 8 - блоки электронных индикаторов ИМ-8 (формат КИНО),

9 - индикатор синтезированного изображения (монитор, встроенный компьютер, элементы крепления индикатора),

10 - козырек приборной доски пилотов.

Устройство работает следующим образом. Индикатор 9 элементами крепления неподвижно закреплен на верхней поверхности козырька приборной доски пилотов 10 параллельно лобовому стеклу командира экипажа, при этом монитор индикатора 9 электрически состыкован с встроенным компьютером, который USB-портом электрически соединен с блоками вычисления и формирования индикации системы 1 и 2. Блоки 1 и 2 командами с пультов 3 и 4 формируют автономное или автоматическое управление работой индикатора 9 в части включения и выключения монитора, при этом транслируют динамические параметры управления синтезированным изображением монитора соответствующего пространственного изображения в реальном масштабе времени. Встроенный компьютер индикатора 9 является основным аппаратно-программным органом управления работой монитора.

Режим работы устройства формируется действиями членов экипажа и автоматически:

1. Выбор формата КПИ вручную осуществляется соответствующими органами управления пульта ПСИ-95М:

КПИ - пилотажная информация (высотно-скоростные параметры, заданные и предельные значения параметров, авиагоризонт и др.) в объеме, необходимом для каждого этапа полета.

Объем определяется следующими режимами работ КПИ:

«ЗЕМЛЯ» (разбег, пробег, руление);

«ВЗЛЕТ» (уход на 2-й круг);

«МАРШРУТ»;

«ПОСАДКА».

2. Включение и выключение режимов индикации «ЗЕМЛЯ», «ВЗЛЕТ», «МАРШРУТ» производится автоматически по сигналам разовых команд, поступающих от концевых выключателей шасси, закрылков и кнопок на ручках управления двигателями (РУД).

3. Включение режима «ПОСАДКА» производится автоматически по сигналам от вычислительной системы управления полетом (ВСУП) или вручную с ПСИ-95М.

4. Режим индикации «ПОСАДКА» автоматически переключается на режим индикации «ВЗЛЕТ» при уходе на второй круг по разовой команде от концевых выключателей кнопок на ручках управления двигателями (РУД) во взлетном положении или вручную с пульта ПСИ-95М.

При неблагоприятных погодных условиях по согласованию с командой пункта управления воздушным движением (УВД) аэропорта, командир кнопками монитора индикатора включает устройство в работу. При этом на монитор индикатора выводится рассчитанное по реальным параметрам положения ЛА синтезированное пространственное изображение ландшафта аэродрома и осуществляется его дальнейшее динамическое сопровождение. Подобное осуществляется на комплексных тренажерах с помощью системы визуализации.

Таким образом, при неблагоприятных погодных условиях видимости выполнения режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ» или «ПОСАДКА» к имеющейся информации от датчиков систем оборудования самолета, выводимой на электронные индикаторы КПИ, КИНО, экипажу дополнительно на монитор индикатора выводится соответствующее режиму синтезированное пространственное изображение.

Процесс формирования и динамическое управление изображением осуществляется программами встроенного компьютера по параметрической информации управления, поступающей из блоков вычисления и формирования индикации БВФ-1-2 в соответствии с режимом. При этом из базы данных ландшафтов аэродромов встроенного компьютера выбирается соответствующее координатам места положения ЛА синтезированное изображение в пространстве аэропорта в реальном масштабе времени.

Таким образом, обеспечивается близкое к реальному восприятие экипажем информации о положении ЛА в пространстве ландшафта аэродрома, за счет чего происходит снижение загрузки и напряженности экипажа и, в конечном итоге, уменьшение вероятности ошибочных действий, т.е. повышение безопасности выполнения режимов и экономии ресурсов оборудования и топлива.

На Фиг. 2 представлен вид реальной пространственной обстановки на индикаторе командира экипажа и лобовых иллюминаторов при выключенном индикаторе при благоприятных погодных условиях положения самолета над ВПП режима «ПОСАДКА».

Таким образом, экипаж оценивает положение ЛА в натуральном ландшафте аэродрома при выключенном индикаторе в реальном масштабе времени. Аналогично происходит и при выполнении других режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ».

На Фиг. 3 представлен вид реальной пространственной обстановки на индикаторе командира экипажа и лобовых иллюминаторов при выключенном индикаторе при неблагоприятных погодных условиях положения самолета над ВПП режима «ПОСАДКА». Выполнение режима не представляется возможным и командами управления УВД командиру экипажа, ЛА направляется на запасной аэродром.

На Фиг. 4 представлена пространственная обстановка при неблагоприятных погодных условиях положения самолета над ВПП режима «ПОСАДКА». Синтезированная пространственная обстановка на индикаторе командира экипажа при включенном индикаторе и реальная в поле зрения второго пилота. Аналогично происходит и при выполнении других режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ».

Промышленная применимость

С использованием материалов заявляемого изобретения было проведено моделирование работы индикатора и исследования на стендовой базе АО «НИИАО» которые показали, что предлагаемое техническое решение позволяет:

- управлять моментами включения и выключения электропитания индикатора в работу автономно клавишами монитора, при этом решение о режиме работы индикатора принимает командир экипажа,

- при неблагоприятных погодных условиях видимости выполнения режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ» или «ПОСАДКА» обеспечивать взаимодействие индикатора с оборудованием ЛА, обеспечивающее формирование параметрических параметров управления индикатором,

- выполнить на реальном ЛА режимы тренировок летного состава и инженерно-технического персонала - "Режим шторки",

- обеспечить формирование и динамическое управление синтезированным пространственным изображением соответствующего координатам места сопровождения выполнения режима полетного задания в реальном масштабе времени,

- снизить психологическую напряженность экипажа, представляя командиру близкую к реальной информацию о положении ЛА в пространстве аэродромного ландшафта, при выполнении режимов

В конечном итоге техническое решение позволяет уменьшить вероятность ошибочных действий экипажа, повысить безопасность выполнения режимов «ДВИЖЕНИЕ ПО АЭРОДРОМУ», «ВЗЛЕТ» или «ПОСАДКА», экономию ресурсов оборудования и топлива в диапазоне решаемых задач режимов.

Синтезированная видеоинформация на мониторе индицируется в реальном времени с момента включения и до момента выключения индикатора с учетом выбранного режима.

В настоящее время в предлагаемом устройстве заинтересованы специалисты ВВС РФ, конструкторские бюро разработчиков ЛА с целью возможности установки его на ЛА с электронной системой индикации как в процессе модернизации, так и на вновь проектируемые ЛА.

Источник информации: РЛЭ самолетов Ту-204, Ту-214, БЕ-200, ИЛ 96-300, ИЛ-114 (разделы №8 «Эксплуатация систем и оборудования» и №8.16 «Пилотажно-навигационное оборудование и система отображения информации»).

Устройство формирования пространственной информации, содержащее блоки вычисления и формирования индикации, пульты системы индикации, блоки электронных индикаторов, отличающееся тем, что в него дополнительно введен индикатор, выполненный в виде цифрового прозрачного монитора со встроенным компьютером и элементами крепления, при помощи которых индикатор крепится на козырек приборной доски пилотов, при этом выходы блоков вычисления и формирования индикации соединены электрически с входами встроенного компьютера индикатора