русский | english
Наши публикации
Бортовая активная система безопасности полетов ИКСЛ-2
15 ОКТЯБРЯ 2004 г.

Мехатроника, №5, 2000г.

B.C. Воеводин, Е.Л. Дорофеев, А.В. Капустин,
Ю.А. Янышев, д-р техн. наук, проф.,
ФГУП РСК "МиГ" ИЦ "ОКБ им. А.И. Микояна",
М.В. Дворников, канд. мед. наук, ГНИИИ АиКМ МО РФ,
В.А. Сухолитко, ОАО "Корпорация "Русские системы"

Бортовая активная система безопасности полетов ИКСЛ-2

Рассмотрена бортовая активная система безопасности полетов ИКСЛ-2, имеющая целью \ спасение летчиков и самолета при временной потере работоспособности экипажа, и предотвращение аварийных ситуаций, ее взаимодействие с различными подсистемами сложной мехатронной системы, которой является современный самолет. Статья является иллюстрацией деятельности эргодических мехатронных систем.

Полеты на современных летательных аппаратах сопровождаются воздействием на организм летчика интенсивных неблагоприятных физических, эмоциональных и операционных факторов, которые могут привести к нарушению функционального состояния, развитию утомления, острых заболеваний, патологических синдромов, а также к снижению уровня активности, бдительности, качества профессиональной работоспособности и потере сознания летчиком. Резкое увеличение ускорений и перегрузок, развитие гипоксии даже у достаточно подготовленных летчиков и при использовании средств защиты может привести к возникновению психофизиологических инцидентов, аварий и катастроф. Эта проблема со временем становится все более острой, так как постоянное развитие летно-технических характеристик (ЛТХ) самолетов, наращивание их оборудования и вооружения ведет к нарастанию неблагоприятных факторов, воздействующих на летчика.

В настоящее время обеспечение безопасности полетов достигается активным участием летчика в управлении самолетом либо включением им соответствующих режимов системы автоматического управления (САУ). Эти способы, безусловно, становятся невозможными в случае внезапной потери летчиком работоспособности.

В таких условиях существенно растет роль активной системы безопасности полетов (АСБП).
Корпорация "Русские системы" совместно с РСК "МиГ", ГНИЙ АиКМ МО РФ разработала бортовую активную систему безопасности полетов (БАСБП) "ИКСЛ-2". Положительный результат оценки эффективности работы опытного образца БАСБП ИКСЛ-2 подтвержден испытаниями на стендах ГНИИИ ВМ МО РФ, а также летными испытаниями прототипа - системы ИКСЛ.

Система ИКСЛ-2 предназначена для повышения безопасности полетов. Одновременно повышается и эффективность авиационного комплекса за счет полного использования летчиком ЛТХ самолета в результате психологической разгрузки его от стресса, связанного с возможностью потери сознания при воздействии больших пилотажных перегрузок или других неблагоприятных факторов полета.

БАСБП ИКСЛ-2 обеспечивает решение следующих задач.

1.      Автоматическое слежение за работоспособностью летчика в полете и правильностью использования им средств и методов защиты с выдачей речевых предупреждений о необходимости выполнения определенных действий для предотвращения возникновения опасной ситуации.

2.        При выявлении неадекватных действий летчика, свидетельствующих о потере им работоспособности:

• выключение летчика из контура управления самолетом;
• перевод самолета на автоматический безопасный режим полета (увод с опасной высоты; перевод в режим горизонтального  полета; снижение с больших высот для устранения явлений гипоксии с  последующим  переводом  самолета в режим горизонтального полета);
• выдача команды на аварийную подачу в тракт дыхания 100 %-ного кислорода для ускоренного восстановления функционального состояния летчика;
• выдача тревожного сообщения на командный пункт через бортовую радиостанцию;
• выдача речевого предупреждения летчику о разгерметизации кабины;
• выдача речевого предупреждения летчику о повышенном давлении в кабине;
•  запись контролируемых параметров на бортовое устройство регистрации, а также в энергонезависимый электронный диск для сохранения информации в случае летного происшествия в целях последующей ее обработки в наземных условиях;
•передача летчику функций управления самолетом после восстановления его работоспособности.
В процессе полета система ИКСЛ-2 осуществляет'.
• контроль наличия легочной вентиляции при частоте дыхания от 5 до 60 ед./мин с оценкой длительности пауз;
• контроль вертикального положения головы;
• контроль усилий на педалях;
•сигнализацию достижения установленного порога перегрузки;
•контроль герметичности кабины;
" контроль перепада давления в кабине;
• сигнализацию об аварийном остатке кислорода;
• контроль за ответной реакцией летчика на речевое тестирование;
• выдачу на речевой информатор электрических сигналов для воспроизведения предупреждений и команд;
• выдачу управляющей команды в кислородную систему самолета на аварийную подачу 100 %-ного кислорода;•    выдачу управляющей команды в  систему управления режимами двигателей;
•    выдачу управляющей команды в систему пилотажно-посадочных средств;
•      выдачу управляющих команд в САУ самолета на выполнение следующих режимов: увод с опасной высоты, приведение к горизонту, сход на заданную высоту, сход на заданную скорость, отключение САУ.

Используемые в системе ИКСЛ-2 датчики не имеют непосредственного контакта с летчиком и не оказывают мешающего действия при управлении самолетом.

Система ИКСЛ-2 по ритму дыхания, положению головы, положению рук и ног на органах управления, реакции на речевое тестирование осуществляет автоматическое слежение за работоспособностью летчика в полете.

При утрате летчиком контроля над полетной ситуацией (потеря сознания, засыпание) система переводит самолет на автоматический безопасный режим полета до восстановления работоспособности летчика. Одновременно проводятся мероприятия по ускоренному восстановлению работоспособности летчика путем подачи 100 %-ного кислорода в тракт дыхания.
Система ИКСЛ-2 состоит из блока обработки данных и принятия решений и комплекта специальных и штатных датчиков.

Техническая характеристика блока обработки данных и принятия решений системы ИКСЛ-2:

Центральный процессор TMS320C25 (TMS320C40):

производительность, млн оп./с

10

разрядность шины, бит

16 (32)

разрядность данных, бит

8, 16, 32

объем оперативной памяти, Кбайт

256 (512)

объем энергонезависимого диска, Кбайт

256

Порты:

 

ввода сигналов датчиков

9 сигналов

ввода разовых команд и сигналов  

16 сигналов

вывода разовых команд и сигналов

24 сигнала

вывода речевых сигналов RS232

3 потребителя

мультиплексного канала

По ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD1553B)

Напряжение питания, В

18..36 (постоянный ток)

Потребляемая мощность, Вт

10

Габаритные размеры, мм

194х124х270

Масса, г

4500

 

Специальными датчиками системы ИКСЛ-2 являются:

• датчик обжатия ручки управления самолетом (ДО РУС);
• датчик усилий на педалях управления самолетом (ДУЛ);
•датчик  вертикального  положения головы (ДВГ);
•датчик легочной вентиляции (ДЛВ).

Разработанный и реализованный в системе ИКСЛ-2 алгоритм позволил решить поставленную задачу и обеспечить интерактивный режим работы системы.

Были исследованы:

•таблица состояний;
• таблица возможных решений, сопряженных с обеспечением безопасности полета, в том числе из инструкции летчику;
• корреляционные зависимости и области их решения.

Система ИКСЛ-2 связана со штатным бортовым оборудованием для получения информации о режимах полета и состоянии оборудования, а также для выдачи управляющих воздействий.

Схема взаимодействия системы ИКСЛ-2 с бортовыми системами самолета приведена на рисунке. При эксплуатации система ИКСЛ сопрягается со следующим оборудованием самолета.

По входу:

• с радиовысотомером - для получения сигнала "Опасная высота";
•  с системой воздушных сигналов (СВС) - для получения информации о текущей высоте;
•  с САУ - для получения информации о режимах САУ: "Скорость", "Автопилот", "Приведение к горизонту", "Наведение", "Отключение САУ";
• со штатным бортовым датчиком перегрузки - для получения информации о текущей перегрузке;
• с кислородным оборудованием -для получения информации об аварийном остатке кислорода;
•с датчиком ШУ ("Шасси убрано") - для получения информации об убранном положении шасси;
• с датчиком давления кислорода (ДДК) в случае его размещения на борту - для получения информации о параметрах дыхания (используется вместо датчика ДЛВ системы ИКСЛ-2);
• с датчиком перепада давления в гермошлеме (ДПДГ) для получения информации о разгерметизации кабины и о высоком давлении в кабине;
•с самолетным переговорным устройством (СПУ) - для получения сигналов подтверждения летчиком восстановления его работоспособности и корректировки времени реакции системы ИКСЛ-2 по датчику легочной вентиляции.

По выходу:

•  с системой двигательной автоматики - для обеспечения выключения форсажа двигателей;
•  с системой  пилотажно-посадочных средств - для обеспечения экстренного торможения посредством вы пуска тормозных щит ков;
•  с бортовым речевым  информатором - для выдачи летчику речевых предупреждений и команд;
•  с бортовой радио станцией - для выдачи на КДП (командно-диспетчерский пункт) речевых сообщений "Борт (номер) состояние опасное" и "Борт (номер) состояние нормальное";
•  с САУ - для включения безопасного автоматического режима полета;
•с кислородным оборудованием - для включения подачи в тракт дыхания летчику 100 %-ного кислорода;
• с бортовым устройством регистрации - для записи контролируемых параметров.

В системе ИКСЛ-2 предусмотрена возможность сопряжения по входу и выходу с бортовым оборудованием посредством мультиплексного обмена через порт мультиплексного канала по ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD 1553B).


Автор:
Мехатроника, №5, 2000г.

« назад

   ОАО «Корпорация «Русские Системы» На главную страницуНаписать письмоКарта сайта

Создание и поддержка «Параллельные технологии»