Результат интеллектуальной деятельности: Интегрированная система резервных приборов летательного аппарата

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, в частности, к внутрикабинным информационно-измерительным приборам с электронной индикацией пилотажно-навигационнных параметров и тактической информации.

Известна интегрированная система [1] резервных приборов, содержащая датчики полного и статического давления, устройство обработки и преобразования сигналов, вычислитель, модуль пространственной ориентации (МПО), жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), магнитный зонд (МЗ), устройство управления режимами работы (УРР), креноскоп, фотодатчик, устройство компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков МПО, устройство списания девиационной погрешности с памятью и встроенную систему контроля,

Недостатком системы является низкая эргономичность, обусловленная вероятностью частого изменения уровня яркости ЖКИ в результате кратковременного случайного затенения или засветки фотодатчика, а также отсутствием возможности изменения отображаемой на ЖКИ информации в зависимости от уровня внешней освещенности (например, индикационные кадры будут отличаться контрастностью и цветовой гаммой).

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является интегрированная система [2] резервных приборов летательного аппарата, содержащая соединенные последовательно блок датчиков информации, блок обработки информации, блок индикации, отображающий информацию о скорости, высоте, курсе, пространственном положении ЛА, а также соединенные с блоком обработки информации устройство для смены кадров в блоке индикации и устройство для ввода величины давления в точках взлета и посадки ЛА, выполненное в виде преобразователя угла поворота вала в цифровой код.

Недостатком системы является низкая эргономичность, обусловленная отсутствием средств адаптации ЖКИ к необходимому уровню освещенности кабины ЛА, а также отсутствием возможности изменения отображаемой на ЖКИ информации в зависимости от уровня внешней освещенности (например, индикационные кадры отличаются контрастностью и цветовой гаммой).

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении эргономичности интегрированной системы резервных приборов, в результате чего снижается утомляемость пилотов ЛА и увеличивается объем воспринимаемой информации.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание интегрированной системы резервных приборов, позволяющей адаптировать уровень яркости жидкокристаллического индикатора к необходимому уровню освещенности кабины ЛА.

Поставленная задача решается за счет того что, в интегрированную систему резервных приборов летательного аппарата (ЛА), выполненную в виде отдельного блока, содержащего датчики полного и статического давления, модуль пространственной ориентации, магнитный зонд, вычислитель с энергонезависимой памятью, индикаторный модуль, содержащий жидкокристаллический индикатор, устройства управления режимами работы системы, предназначенные для выбора и ввода заданного курса, барокоррекции, заданной высоты и заданной скорости, выполненные в виде функциональных кремальер и расположенные на лицевой панели прибора рядом с ЖКИ, датчик внешней освещенности экрана (фотодатчик) для управления яркостью ЖКИ, согласно изобретению, дополнительно введен модуль настройки параметров освещенности, содержащий блок приема команд, вход которого соединен с системой управления бортовым оборудованием кабины ЛА, а выход с блоком установки диапазона изменения яркости ЖКИ, выход которого соединен с блоком управления дискретностью изменения яркости ЖКИ, соединенным с ЖКИ, блок формирования признака, входы которого соединены с устройствами управления режимами работы системы и датчику внешней освещенности экрана, а выход с входом блока приема команд.

Отличительной особенностью заявляемой интегрированной системы резервных приборов является введение модуля настройки параметров освещенности, содержащего соединенные друг с другом блок приема команд, блок установки диапазона изменения яркости ЖКИ, блок управления дискретностью изменения яркости ЖКИ и блок формирования признака, позволяющего улучшить эргономические свойства интегрированной системы резервных приборов за счет адаптации уровня яркости ЖКИ в соответствии с уровнем освещенности кабины ЛА.

На фиг. 1 изображена схема интегрированной системы резервных приборов, выполненная в соответствии с заявленным изобретением.

Интегрированная система резервных приборов работает следующим образом.

На фиг. 1 изображена интегрированная система резервных приборов, выполненная в соответствии с заявленным изобретением, содержащая блок (1) датчиков полного и статического давления, модуль (2) пространственной ориентации (МПО), в состав которого входят гироскопы, акселерометры, датчики температуры и блок обработки сигналов, реализованный на преобразователях типа АЦП (аналого-цифровой преобразователь) или ПНЧ (преобразователь напряжение-частота), микроконтроллер, магнитный зонд (3), вычислитель (4) с энергонезависимой памятью, индикаторный модуль (5), содержащий ЖКИ (12), устройства (10) управления режимами работы системы (УУРР), датчик (11) внешней освещенности, модуль (13) настройки параметров освещенности, содержащий блок (6) приема команд, блок (7) установки диапазона регулировки яркости ЖКИ, блок (8) управления дискретностью изменения яркости, блок (9) формирования признака.

Блок (6) приема команд подключен своим входом к системе управления бортовым оборудованием кабины ЛА, а выходом к блоку (7) установки диапазона изменения яркости ЖКИ. С помощью УУРР (10), выполненных в виде функциональных кремальер, осуществляется выбор и ввод необходимых параметров, управление режимами работы, ручная регулировка яркости ЖКИ. Фотодатчик (11) выдает информацию об уровне освещенности кабины ЛА.

Интегрированная система резервных приборов работает в режиме «горячего» резервирования в составе ЛА и обеспечивает автономное измерение углов крена, тангажа и гиромагнитного курса, а также пилотажных параметров: приборную скорость V_пр, истинную скорость V_ист, абсолютную высоту Н_абс, относительную высоту Н_отн, вертикальную скорость V_в, температуру наружного воздуха Т_ст, число М.

Указанные выше параметры отображаются на ЖКИ (12) индикационными кадрами в виде стандартизированных знаков, символов и геометрических фигур. Затруднения в восприятии отдельных элементов изображения индикационных кадров обусловлены неравномерностью засветки экрана внешним освещением, бликами на экране, попаданием прямых солнечных лучей, недостаточной яркостью контраста [3]. Таким образом, в процессе полета возникает необходимость изменения уровня яркости ЖКИ, а также контрастности и цветовой гаммы.

Изменение яркости ЖКИ может осуществляться как автоматически, так и вручную непосредственно пилотом (летчиком).

Датчик (11) внешней освещенности определяет уровень освещенности ЖКИ (12), входящих в состав индикаторного модуля (5) и выдает информацию на блок (9) формирования признака. В случае изменения уровня яркости, формируется соответствующий признак автоматического изменения яркости. При резких или частых изменениях уровня яркости в течение непродолжительного периода времени, например 2-4 секунды, что свидетельствует о случайном затенении или о процессе активного маневрирования ЛА, выдача признака автоматического изменения яркости не производится. При отсутствии резких или частых изменений уровня яркости, признак автоматического изменения яркости поступает в блок (6) приема команд. Кроме того, в блоке (9) формирования признака текущая величина яркости внешней освещенности ЖКИ (12) сравнивается с установленной пороговой величиной яркости. При достижении указанной пороговой величины яркости, формируется признак автоматического переключения режима индикации, который также поступает в блок (6) приема команд. Одновременно блок (6) приема команд принимает от системы управления бортовым оборудованием кабины ЛА команды на переключение в режим «день/ночь». В случае поступления согласующихся признаков автоматического переключения режима индикации и команды от системы управления бортовым оборудованием кабины ЛА, происходит переключение ЖКИ (12) в режим «день» или «ночь». При поступлении противоречащих друг другу признаков автоматического переключения режима индикации и команды от системы управления бортовым оборудованием кабины ЛА, команда от системы управления бортовым оборудованием кабины ЛА имеет приоритет, в результате чего происходит автоматическое изменение отображаемой на ЖКИ информации - элементов индикационного кадра для режима «ночь» и индикационного кадра для режима «день», которые отличаются контрастностью, цветовой гаммой и максимальным уровнем яркости.

С выхода блока (6) приема команд информация поступает в блок (7) установки диапазона регулировки яркости ЖКИ. В режиме «день» признак автоматического изменения яркости поступает напрямую на вход ЖКИ (12), и происходит автоматическая регулировка уровня яркости в соответствии с величиной внешней освещенности, фиксируемой фотодатчиком (11). В режиме «ночь» признак автоматического изменения яркости блокируется, и сигнал с выхода блока (7) установки диапазона регулировки яркости ЖКИ поступает на вход блока (8) управления дискретностью изменения яркости, а затем на вход ЖКИ (12).

Ручное изменение уровня яркости ЖКИ осуществляется посредством воздействия на УУРР (10), предназначенные для выбора и ввода заданного курса, барокоррекции, заданной высоты и заданной скорости, выполненные в виде функциональных кремальер и расположенные на лицевой панели прибора рядом с ЖКИ, сигнал с которых поступает на вход блока (9) формирования признака. При долговременном нажатии на УУРР (10), формируется признак ручного изменения яркости ЖКИ, который поступает на вход блока (6) приема команд, а затем в блок (7) установки диапазона регулировки яркости ЖКИ. В зависимости от установленного режима «день» или «ночь», формируемого в блоке (6) приема команд, в блоке (7) установки диапазона регулировки яркости ЖКИ происходит выбор диапазона значений яркости ЖКИ, в котором может осуществляться ручное изменение яркости, что исключит погасание ЖКИ при случайной установке минимального значения яркости (для режима «день»), а также исключит ослепление пилота (летчика) при случайной установке максимального значения яркости (для режима «ночь»).

Информация о выбранном диапазоне значений яркости ЖКИ поступает на вход блока (8) управления дискретностью изменения яркости, в котором происходит автоматическая установка дискретности изменения уровня яркости в зависимости от текущего значения яркости ЖКИ, выбираемого при ручном изменении уровня яркости ЖКИ (чем меньше значение, тем меньше дискретность, и наоборот), после чего информация поступает на вход ЖКИ (12).

Применение заявленного изобретения обеспечивает адаптацию уровня яркости ЖКИ интегрированной системы резервных приборов к необходимому уровню освещенности кабины ЛА и повышает эргономичность системы в целом, что в результате снижает утомляемость пилотов ЛА и увеличивает объем воспринимаемой информации.

Изобретение может быть использовано в качестве автономного прибора, так и для коррекции яркости изображения нескольких приборов приборной панели. Кроме того, при наличии нескольких датчиков освещенности (на нескольких приборах), информация с них может быть обработана и «усреднена» для более достоверной регулировки яркости приборов всей кабины

Источники информации

1. Патент РФ №2386927, МПК G01C 21/00.

2. Патент РФ №2461800, МПК G01C 21/00.

3. Сборник трудов Международной академии проблем Человека в авиации и космонавтике, В.В. Давыдов, А.И. Иванов, В.В. Лапа, Н.А. Лемещенко, В.А. Рябинин, А.В. Чунтул, «Проблема использования электронных пилотажных дисплеев в системе отображения информации вертолетов «ВЕСТНИК».