Устройство сигнализации отклонения от заданной высоты эшелона и заданной высоты полета для летательного аппарата

Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано в бортовом оборудовании летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата в устройство дополнительно введены логические элемент контроля и выставки уровня давления в зоне взлетно-посадочной полосы и соответствующие функциональные элементы, обеспечивающие формирование вспомогательных сигналов, являющихся признаками наличия контроля за отклонением от эшелона или от заданной высоты. При этом логические элементы обеспечивают снятие блокировки выдачи четырех основных предупреждающих сигналов - «Недопустимое отклонение от заданной высоты», «Опасное отклонение от заданной высоты», «Отклонение от заданной высоты» и «Отклонение от эшелона». Причем последние два сигнала предназначены для формирования звуковой сигнализации. 2 ил.

 

Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано в бортовом оборудовании летательных аппаратов (ЛА) в качестве средства сигнализации отклонения от заданной высоты эшелона, а также от заданной высоты полета после выставки давления QFE на уровне взлетно-посадочной полосы (ВПП) или QNH на уровне моря, т.е. до высоты перехода или ниже эшелона перехода и вплоть до минимальной высоты снижения (МВС).

Статистические данные летных происшествий показывают, что значительное их число происходит по вине летного состава при исправной авиационной технике. Установка на борту ЛА технических средств, обеспечивающих экипаж информацией о приближении к предельно допустимым значениям или об удалении от заданных контролируемых значений параметров полета, имеет большое значение для обеспечения безопасности пилотирования. Сформированные в этих технических средствах сигналы предельно допустимых заданных значений контролируемых параметров полета сравниваются с их текущими значениями. В зависимости от величины разности между ними и скорости изменения текущего параметра вырабатываются предупреждающие сигналы, являющиеся для экипажа и системы автоматического управления командой для принятия корректирующих действий по предотвращению выхода на критический режим полета.

В настоящее время на самолетах гражданской авиации контроль отклонения от заданной высоты ограничивается контролем отклонения от заданной высоты эшелона при полете по маршруту только при выставке стандартного давления STD (760 мм рт.ст.).

Известно устройство сигнализации высоты эшелона летательного аппарата (патент №66074) [1]. Структурная схема этого устройства представлена на фиг.1.

Устройство содержит: датчик абсолютной барометрической высоты 1, первый компаратор 2, первый элемент И 3, блок сравнения 4, второй компаратор 5, первый инвертор 6, задатчик высоты эшелона 7, дифференцирующее устройство 8, третий компаратор 9, второй элемент И 10, второй инвертор 11, элемент ИЛИ 12, третий элемент И 13, третий инвертор 14, блок формирования сигнала «полет по маршруту» 15, четвертый элемент И 16, датчик угла отклонения предкрылков 17, четвертый компаратор 18, датчик относительной барометрической высоты 19, датчик положения шасси 20, датчик угла отклонения закрылков 21, первый задатчик опорного сигнала 22, второй задатчик опорного сигнала 23, третий задатчик опорного сигнала 24, четвертый задатчик опорного сигнала 25, блок звуковой сигнализации 26, блок регистрации параметров полета 27, блок визуальной сигнализации 28, пятый элемент И 29, пятый компаратор 30, шестой компаратор 31, пятый задатчик опорного сигнала 32, шестой задатчик опорного сигнала 33, датчик истинной высоты 34, седьмой задатчик опорного сигнала 35, седьмой компаратор 36, задатчик логического сигнала выставки стандартного давления STD 37, восьмой задатчик опорного сигнала 38, восьмой компаратор 39, шестой элемент И 40, седьмой элемент И 41, четвертый инвертор 42, пятый инвертор 43, восьмой элемент И 44, блок взятия сигнатуры (sign) 45, датчик вертикальной барометрической скорости 46, множительное устройство 47, девятый задатчик опорного сигнала 48, девятый компаратор 49, девятый элемент И 50, десятый элемент И 51, таймер 52, десятый задатчик опорного сигнала 53, десятый компаратор 54.

Недостатком данного устройства сигнализации высоты эшелона летательного аппарата является то, что при наборе высоты до высоты перехода на стандартное давление (STD) и при снижении после выставки давления аэродрома посадки или уровня моря (QFE или QNH) на эшелоне перехода контроль отклонения от заданной высоты отсутствует, тем самым снижается безопасность полетов и увеличивается рабочая (психофизиологическая) нагрузка на экипаж. В данном устройстве контроль отклонения от заданной высоты эшелона осуществляется только на этапе «полет по маршруту».

Задачей изобретения является создание для летательного аппарата устройства сигнализации отклонения от заданной высоты не только при полете по маршруту, но и при наборе высоты до высоты перехода на стандартное значение, а также и при снижении после выставки давления аэродрома посадки, т.е. ниже эшелона перехода.

Заявляемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями, что обеспечивает повышение безопасности пилотирования ЛА.

Технический результат выражается в повышении достоверности и информативности формирования сигнализации об отклонении от заданной высоты на всех режимах полета ЛА.

Ниже приняты следующие обозначения логических сигналов (признаков):

LSTD - признак выставки стандартного давления (760 мм рт.ст.);

LQFE - признак выставки давления на уровне ВПП;

LQNH - признак выставки давления на уровне моря;

LHIZ - признак неизменности заданной высоты;

LQ - логический сигнал «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты», сигнализирующий о наличии контроля за отклонением от эшелона или заданной высоты;

LHЗ - уведомляющий логический сигнал «Приближение к заданной высоте», сигнализирующий о приближении к заданной высоте;

LH60 - предупреждающий логический сигнал «Недопустимое отклонение от заданной высоты», сигнализирующий об отклонении от заданной высоты более чем на ΔН_зад1 (в условиях контроля за отклонением от заданной высоты эшелона ΔН_зад1=60 м);

LH150 - предупреждающий логический сигнал «Опасное отклонение от заданной высоты», сигнализирующий об отклонении от заданной высоты более чем на ΔН_зад2 (в условиях контроля за отклонением от заданной высоты эшелона ΔН_зад2=150 м);

LHMIN - логический сигнал, обеспечивающий блокировку выдачи сигнализации ниже минимально допустимых значений относительной и истинной высот в условиях контроля за отклонением от заданной высоты до высоты перехода (при наборе высоты) или ниже эшелона перехода (при снижении);

LPKSTD - предупреждающий логический сигнал «Отклонение от эшелона в условиях контроля за отклонением от заданной высоты эшелона и сигнализирующий об отклонении от заданного эшелона более чем на 60 м;

LPKQ - предупреждающий логический сигнал «Отклонение от заданной высоты» в условиях контроля за отклонением от заданной высоты ниже эшелона перехода или до высоты перехода и сигнализирующий об отклонении от заданной высоты более чем на ΔН_зад1.

На фиг.2. представлена структурная схема заявляемого технического решения.

Заявляемое устройство сигнализации высоты эшелона летательного аппарата содержит датчик абсолютной барометрической высоты 1, первый компаратор 2, первый элемент И 3, блок сравнения 4, второй компаратор 5, первый инвертор 6, задатчик заданной высоты 7, дифференцирующее устройство 8, третий компаратор 9, второй элемент И 10, второй инвертор 11, элемент ИЛИ 12, третий элемент И 13, третий инвертор 14, задатчик логического сигнала выставки давления на уровне ВПП QFE 15, четвертый элемент И 16, задатчик логического сигнала выставки давления на уровне моря QNH 17, четвертый компаратор 18, датчик барометрической высоты относительно уровня ВПП 19, датчик барометрической высоты относительно уровня моря 20, задатчик высоты аэродрома (высоты ВПП) 21, первый задатчик опорного сигнала 22, второй задатчик опорного сигнала 23, третий задатчик опорного сигнала 24, четвертый задатчик опорного сигнала 25, блок звуковой сигнализации 26, блок регистрации параметров полета 27, блок световой сигнализации 28, пятый элемент И 29, пятый компаратор 30, шестой компаратор 31, пятый задатчик опорного сигнала 32, шестой задатчик опорного сигнала 33, датчик истинной высоты 34, седьмой задатчик опорного сигнала 35, седьмой компаратор 36, задатчик логического сигнала выставки стандартного давления STD 37, восьмой задатчик опорного сигнала 38, восьмой компаратор 39, шестой элемент И 40, седьмой элемент И 41, четвертый инвертор 42, пятый инвертор 43, восьмой элемент И 44, второй элемент ИЛИ 45, второй блок сравнения 46, первый переключатель 47, девятый задатчик опорного сигнала 48, девятый компаратор 49, девятый элемент И 50, десятый элемент И 51, второй переключатель 52, десятый задатчик опорного сигнала 53, десятый компаратор 54, третий переключатель 55, третий элемент ИЛИ 56, четвертый элемент ИЛИ 57, пятый элемент ИЛИ 58, шестой инвертор 59, шестой элемент ИЛИ 60, седьмой элемент ИЛИ 61, седьмой инвертор 62, одиннадцатый элемент И 63, восьмой элемент ИЛИ 64, двенадцатый элемент И 65, тринадцатый элемент И 66, четырнадцатый элемент И 67, причем выход задатчика заданной высоты 7 соединен со входом дифференцирующего устройства 8, и со вторым входом блока сравнения 4, выход которого соединен со вторыми входами первого 2 и второго 5 компараторов, выход второго задатчика опорного сигнала 23 соединен с первым входом второго компаратора 5, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И 3 и со входом первого инвертора 6, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И 16, выход первого задатчика опорного сигнала 22 соединен с первым входом первого компаратора 2, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 3, выход дифференцирующего устройства 8 соединен с первым входом четвертого компаратора 18, второй вход которого соединен с выходом четвертого задатчика опорного сигнала 25, выход шестого задатчика опорного сигнала 33 соединен со вторым входом шестого компаратора 31, выход третьего задатчика опорного сигнала 24 соединен с первым входом третьего компаратора 9, выход седьмого задатчика опорного сигнала 35 соединен со вторым входом седьмого компаратора 36, выход датчика истинной высоты 34 соединен с первым входом восьмого компаратора 39, второй вход которого соединен с выходом восьмого задатчика опорного сигнала 38, вход второго инвертора 11 соединен с выходом четвертого компаратора 18, а выход с первым входом третьего элемента И 13, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 12, выход задатчика логического сигнала выставки стандартного давления STD 37 соединен со вторым входом второго элемента И 10, со вторым входом первого элемента И 3 и со вторым входом четвертого элемента И 16, второй вход третьего компаратора 9 соединен с задатчиком высоты эшелона 7, а выход соединен с первым входом седьмого элемента И 41 и с третьим входом второго элемента И 10, вход третьего инвертора 14 соединен с выходом первого компаратора 2, а выход с первым входом первого элемента ИЛИ 12, выход которого соединен с четвертым входом второго элемента И 10, выход восьмого элемента И 44 соединен с третьим входом блока регистрации параметров полета 27 и со вторым входом блока визуальной сигнализации 28, выход первого элемента И 3 соединен со вторым входом седьмого элемента И 41, выход пятого задатчика опорного сигнала 32 соединен с первым входом пятого компаратора 30, выход девятого задатчика опорного сигнала 48 соединен с первым входом девятого компаратора 49, выход десятого задатчика опорного сигнала 53 соединен с первым входом десятого компаратора 54, выход датчика абсолютной барометрической высоты 1 соединен со вторым информационным входом третьего переключателя 55, первый информационный вход которого соединен с выходом второго переключателя 52, а управляющий вход соединен с выходом задатчика логического сигнала выставки стандартного давления STD 37, выход датчик барометрической высоты относительно уровня ВПП 19 соединен со вторыми информационными входами первого 47 и второго 52 переключателей, управляющие входы которых соединены с выходом задатчик логического сигнала выставки давления на уровне моря QNH 17, выход датчика барометрической высоты относительно уровня моря 20 соединен с первым информационным входом второго переключателя 52 и с первым входом второго блока сравнения 46, второй вход которого соединен с задатчиком высоты аэродрома (высоты ВПП) 21, а выход с первым информационным входом первого переключателя 47, выход задатчика логического сигнала выставки давления на уровне ВПП QFE 15 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 45, второй вход которого соединен с выходом задатчика логического сигнала выставки давления на уровне моря QNH 17, а выход с третьим входом пятого элемента И 29, с третьим входом шестого элемента И 40, со вторым входом одиннадцатого элемента И 63 и с третьим входом четырнадцатого элемента И 67, выход первого переключателя 47 соединен со вторым входом пятого компаратора 30 и с первым входом седьмого компаратора 36, выход третьего переключателя 55 соединен с первым входом первого блока сравнения 4, выход пятого компаратора 30 соединен с первым входом второго элемента И 10 и с третьим входом седьмого элемента И 41, выход второго элемента И 10 соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 56, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И 29, а выход со вторым входом третьего элемента И 13, со входом четвертого инвертора 42, с первым входом восьмого элемента И 44, с первым входом двенадцатого элемента И 65, с первым входом тринадцатого элемента И 66, с первым входом четырнадцатого элемента 67 и с первым входом блока регистрации параметров полета 27, первый вход шестого компаратора 31 соединен с выходом первого блока сравнения 4, а выход со входом пятого инвертора 43, с первым входом шестого элемента И 40 и с четвертым входом четырнадцатого элемента И 67, выход задатчика заданной высоты 7 соединен со вторым входом девятого компаратора 49, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И 29 и с первым входом десятого элемента И 51, выход третьего элемента И 13 соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ 57, второй вход которого соединен с выходом пятого инвертора 43, а выход со вторым входом пятого элемента И 29, выход седьмого компаратора 36 соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ 58, второй вход которого соединен с выходом восьмого компаратором 39, а выход со входом шестого инвертора 59, выход шестого инвертора 59 соединен с четвертым входом пятого элемента И 29 и со вторым входом десятого элемента И 51, выход первого блока сравнения 4 соединен со вторым входом десятого компаратора 54, выход которого соединен со вторым входом шестого элемента И 40 и со входом седьмого инвертора 62, выход первого элемента И 3 соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ 61, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И 40, а выход с третьим входом восьмого элемента И 44, выход шестого элемента И 40 соединен с третьим входом десятого элемента И 51, выход которого соединен со вторым входом шестого элемента ИЛИ 60, первый вход которого соединен с выходом седьмого элемента И 41, а выход с третьим входом девятого элемента И 50, выход седьмого инвертора 62 соединен с первым входом одиннадцатого элемента И 63, выход которого соединен со вторым входом восьмого элемента ИЛИ 64, выход четвертого элемента И 16 соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ 64, выход которого соединен с третьим входом двенадцатого элемента И 65, выход второго инвертора 11 соединен со вторым входом девятого элемента И 50, со вторым входом восьмого элемента И 44, со вторым входом двенадцатого элемента И 65, со вторым входом тринадцатого элемента И 66 и со вторым входом четырнадцатого элемента И 67, выход четвертого инвертора 42 соединен с первым входом девятого элемента И 50, выход которого соединен с первым входом блока звуковой сигнализации 26, со вторым входом блока регистрации параметров полета 27 и с первым входом блока визуальной сигнализации 28, выход двенадцатого элемента И 65 соединен с вторым входом входом блока звуковой сигнализации 26, с четвертым входом блока регистрации параметров полета 27 и с третьим входом блока визуальной сигнализации 28, выход первого компаратора 2 соединен с третьим входом тринадцатого элемента И 66, выход задатчика логического сигнала выставки стандартного давления STD 37 соединен с четвертым входом тринадцатого элемента И 66, выход которого соединен с третьим входом блока звуковой сигнализации 26 и с пятым входом блока регистрации параметров полета 27, выход четырнадцатого элемента И 67 соединен с четвертым входом блока звуковой сигнализации 26 и с шестым входом блока регистрации параметров полета 27.

Особенностью заявляемого технического решения является то, что по сравнению с известным техническим решением оно дополнительно содержит задатчик логического сигнала выставки давления на уровне ВПП QFE 15, задатчик логического сигнала выставки давления на уровне моря QNH 17, датчик барометрической высоты относительно уровня моря 20, задатчик высоты аэродрома (высоты ВПП) 21, второй элемент ИЛИ 45, второй блок сравнения 46, первый переключатель 47, второй переключатель 52, третий переключатель 55, третий элемент ИЛИ 56, четвертый элемент ИЛИ 57, пятый элемент ИЛИ 58, шестой инвертор 59, шестой элемент ИЛИ 60, седьмой элемент ИЛИ 61, седьмой инвертор 62, одиннадцатый элемент И 63, восьмой элемент ИЛИ 64, двенадцатый элемент И 65, тринадцатый элемент И 66, четырнадцатый элемент И 67.

Заявляемое устройство сигнализации отклонения от заданной высоты эшелона и заданной высоты полета для летательного аппарата работает следующим образом.

На первый информационный вход первого переключателя 47 поступает сигнал с выхода блока сравнения 46, пропорциональный разности высот Н_отн1-Н_аэр, на второй информационный вход поступает сигнал, пропорциональный Н_отн2. В случае выставки давления на уровне моря QNH на управляющий вход переключателя 47 с выхода задатчика 17 поступает сигнал логической «1», тем самым на его выходе формируется значение функции:

На первый информационный вход второго переключателя 52 поступает сигнал, пропорциональный Н_отн1, на второй информационный вход поступает сигнал, пропорциональный Н_отн2. В случае выставки давления на уровне моря QNH на управляющий вход переключателя 52 с выхода задатчика 17 поступает сигнал логической «1», тем самым на его выходе формируется значение функции:

Аналогичным образом на выходе третьего переключателя 55 формируется значение барометрической высоты относительно выставленного значения давления (QNH, QFE или STD):

На задатчике заданной высоты 7 с помощью ручки выставляется требуемое значение заданной высоты Н_зад, которое индицируется на индикаторе задатчика. Сигнал, пропорциональный Н_зад, поступает на второй вход блока сравнения 4, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный текущей барометрической высоте Н с выхода переключателя 55 (в зависимости от выставленного давления STD, QNH или QFE текущая высота Н может быть как абсолютной Н_абс, так и относительной Н_отн1 или Н_отн2). С выхода блока сравнения 4 сигнал, пропорциональный разности высот ΔН=Н-Н_зад, поступает на второй вход первого 2, на второй вход второго 5, на первый вход шестого 31 и на второй вход десятого 54 компараторов.

Сигнал, пропорциональный заданной высоте Н_зад, поступает на второй вход третьего компаратора 9, на первый вход которого с выхода третьего задатчика опорного сигнала 24 поступает сигнал, пропорциональный Н_{min зад1} - минимально-допустимой высоте эшелонирования, этим обеспечивается срабатывание третьего компаратора 9 при выполнении условия Н_зад≥Н_{min зад1}. В этом случае сигнал логической «1» поступает на третий вход второго элемента И 10, и на первый вход седьмого элемента И 41, что является необходимым условием формирования логической «1» на выходе этих блоков.

При изменении экипажем Н_зад на задатчике заданной высоты 7, на выходе дифференцирующего устройства 8 сформируется сигнал, пропорциональный первой производной от Н_зад, т.е. , который поступает на первый вход четвертого компаратора 18, на второй вход которого от четвертого задатчика 25 подается сигнал, пропорциональный обеспечивающий срабатывание четвертого компаратора 18 при минимально медленном изменении экипажем Н_зад на задатчике заданной высоты, т.е. при выполнении условия сигнал логической «1» с выхода четвертого компаратора 18 поступает на вход второго инвертора 11, на выходе которого формируется сигнал логического «0», который поступает на первый вход третьего элемента И 13, на второй вход девятого элемента И 50, на второй вход восьмого элемента И 44 и на второй вход двенадцатого элемента И 65, обеспечивая формирование логического «0» на их выходе и тем самым блокировку выходной сигнализации.

Таким образом, на выходе второго инвертора 11 формируется значение логической функции

где LHIZ - признак неизменности заданной высоты.

С выхода блока сравнения 4 сигнал, пропорциональный разности высот ΔН=Н-Н_зад, поступает на второй вход первого компаратора 2, на первый вход которого с выхода первого задатчика опорного сигнала 22 поступает сигнал, пропорциональный ΔН_зад1=60 м, этим обеспечивается срабатывание первого компаратора 2 при выполнении условия |ΔН|≥60 м. С выхода первого компаратора 2 логический сигнал поступает на первый вход первого элемента И 3 и на вход третьего инвертора 14, на выходе которого формируется логическая «1» при выполнении условия |ΔН|<60 м.

С выхода блока сравнения 4 сигнал, пропорциональный разности высот ΔН=Н-Н_зад, поступает на второй вход второго компаратора 5, на первый вход которого с выхода второго задатчика опорного сигнала 23 поступает сигнал, пропорциональный ΔH_зaд2=150 м, этим обеспечивается срабатывание второго компаратора 5 при выполнении условия |ΔН|≤150 м. С выхода второго компаратора 5 логический сигнал поступает на третий вход первого элемента И 3 и на вход первого инвертора 6, на выходе которого формируется логическая «1» при выполнении условия |ΔН|>150 м.

С выхода блока сравнения 4 сигнал, пропорциональный разности высот ΔН=Н-Н_зад, поступает на первый вход шестого компаратора 31, на второй вход которого с выхода шестого задатчика опорного сигнала 33 поступает сигнал, пропорциональный ΔН_зад1, этим обеспечивается срабатывание шестого компаратора 31 при выполнении условия |ΔН|≥ΔН_зад1. С выхода шестого компаратора 31 логический сигнал поступает на первый вход шестого элемента И 40 и на вход пятого инвертора 43, на выходе которого формируется логическая «1» при выполнении условия |ΔН|<ΔН_зад1.

С выхода блока сравнения 4 сигнал, пропорциональный разности высот ΔН=Н-Н_зад, поступает на второй вход десятого компаратора 54, на первый вход которого с выхода десятого задатчика опорного сигнала 53 поступает сигнал, пропорциональный ΔН_зад2, этим обеспечивается срабатывание десятого компаратора 54 при выполнении условия |ΔН|≥ΔН_зад2. С выхода десятого компаратора 54 логический сигнал поступает на второй вход шестого элемента И 40 и на вход седьмого инвертора 62, на выходе которого формируется логическая «1» при выполнении условия |ΔН|<ΔН_зад2.

Значение ΔН_зад1 определяется величиной порядка 30÷60 м, значение ΔН_зад2 величиной порядка 60÷150 м, кроме того, значения ΔН_зад1 и ΔН_зад2 могут зависеть от величины заданной высоты Н_зад.

С выхода первого переключателя 47 сигнал, пропорциональный вычисленной относительной высоте Н_отн (1), поступает на второй вход пятого компаратора 30, на первый вход которого с выхода пятого задатчика опорного сигнала 32 поступает сигнал, пропорциональный Н_{отн min} - минимально допустимой относительной высоте в условиях контроля за отклонением от эшелона, этим обеспечивается срабатывание пятого компаратора 30 при выполнении условия Н_отн≥Н_{отн min}. С выхода пятого компаратора 30 логический сигнал поступает на первый вход второго элемента И 10 и на третий вход седьмого элемента И 41.

Сигнал, пропорциональный заданной высоте Н_зад, поступает на второй вход девятого компаратора 49, на первый вход которого с выхода девятого задатчика опорного сигнала 48 поступает сигнал, пропорциональный Н_{min зад2} - минимально допустимой заданной высоте, этим обеспечивается срабатывание девятого компаратора 49 при выполнении условия Н_зад≥Н_{min зад2}. В этом случае сигнал логической «1» с выхода девятого компаратора 49 поступает на первый вход пятого элемента И 29 и на первый вход десятого элемента И 51, что является необходимым условием формирования логической «1» на выходе этих блоков.

С выхода первого переключателя 47 сигнал, пропорциональный вычисленной относительной высоте Н_отн (1), поступает на первый вход седьмого компаратора 36, на второй вход которого с выхода седьмого задатчика опорного сигнала 35 поступает сигнал, пропорциональный H_min1 - минимально допустимой относительной высоте в условиях контроля за отклонением от заданной высоты ниже эшелона перехода, этим обеспечивается срабатывание седьмого компаратора 36 при выполнении условия Н_отн<H_min1. С выхода седьмого компаратора 36 логический сигнал поступает на первый вход пятого элемента ИЛИ 58.

С выхода датчика истинной высоты 34 сигнал, пропорциональный Н_ист, поступает на первый вход восьмого компаратора 39, на второй вход которого с выхода восьмого задатчика опорного сигнала 38 поступает сигнал, пропорциональный Н_min2 - минимально допустимой истинной высоте в условиях контроля за отклонением от заданной высоты до высоты перехода или ниже эшелона перехода, этим обеспечивается срабатывание восьмого компаратора 39 при выполнении условия Н_ист<Н_min2. С выхода восьмого компаратора 39 логический сигнал поступает на второй вход пятого элемента ИЛИ 58.

Таким образом, на выходе пятого элемента ИЛИ 58 формируется логическая функция следующего вида:

При выполнении условия (5), т.е. при истинном значении логической функции LHMIN (при наличии логической «1» на выходе пятого элемента ИЛИ 58) будет обеспечена блокировка выдачи сигнализации ниже минимально допустимых относительной и истинной высот в условиях контроля за отклонением от заданной высоты ниже эшелона перехода.

Формирование логического сигнала «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты» (LQ), являющегося признаком наличия контроля за отклонением от эшелона или заданной высоты, обеспечивается формированием логической «1» на выходе третьего элемента ИЛИ 56, необходимым условием этого является наличие логической «1» хотя бы на одном из его входов. Таким образом, логическая функция «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты» (LQ) выглядит следующим образом:

где LQ_(i-1) - логический сигнал LQ на предыдущем временном интервале;

LSTD - логический сигнал выставки стандартного давления STD, формируемый на выходе задатчика 37;

LQFE - логический сигнал выставки давления на уровне ВПП QFE, формируемый на выходе задатчика 15;

LQNH - логический сигнал выставки давления на уровне моря QNH, формируемый на выходе задатчика 17.

Формирование логического сигнала «Приближение к заданной высоте» (LHЗ) обеспечивается формированием логической «1» на выходе девятого элемента И 50, необходимым условием этого является наличие логической «1» на всех его входах. Логическая функция «Приближение к заданной высоте» (LHЗ) имеет вид:

Формирование логического сигнала «Недопустимое отклонение от заданной высоты» (LH60) обеспечивается формированием логической «1» на выходе восьмого элемента И 44, необходимым условием этого является наличие логической «1» на всех его входах. Таким образом, логическая функция «Недопустимое отклонение от заданной высоты» (LH60) выглядит следующим образом:

Формирование логического сигнала «Опасное отклонение от заданной высоты» (LH150) обеспечивается формированием логической «1» на выходе двенадцатого элемента И 65, необходимым условием этого является наличие логической «1» на всех его входах. Логическая функция «Опасное отклонение от заданной высоты» (LH150) имеет вид:

Формирование логического сигнала «Отклонение от эшелона» (LPKSTD) обеспечивается формированием логической «1» на выходе тринадцатого элемента И 66, необходимым условием этого является наличие логической «1» на всех его входах. Логическая функция «Отклонение от эшелона» (LPKSTD) имеет вид:

Формирование логического сигнала «Отклонение от заданной высоты» (LPKQ) обеспечивается формированием логической «1» на выходе четырнадцатого элемента И 67, необходимым условием этого является наличие логической «1» на всех его входах. Логическая функция «Отклонение от заданной высоты» (LPKQ) имеет вид:

Выходные сигналы заявляемого устройства LHЗ, LH150, формируемые в соответствии с выражениями (7), (9) с выходов девятого 50 и двенадцатого 65 элементов И соответственно поступают на входы блоков звуковой 26 и световой 28 сигнализации и на входы блока регистрации параметров полета 27. Выходной сигнал LH60, формируемый в соответствии с выражением (8), с выхода восьмого элемента И 44 поступает на вход блока световой сигнализации 28 и на вход блока регистрации параметров полета 27. Выходные сигналы LPKSTD и LPKQ, формируемые в соответствии с выражениями (10), (11), с выходов тринадцатого 66 и четырнадцатого 67 элементов И соответственно поступают на входы блока звуковой сигнализации 26 и на входы блока регистрации параметров полета 27. Выходной сигнал «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты» (LQ) с выхода третьего элемента ИЛИ 56, формируемый в соответствии с выражением (6), не индицируется и поступает только на вход блока регистрации параметров полета 27.

Идеология формирования выходных сигналов заявляемого устройства заключается в следующем.

После выставки пилотом значения заданной высоты Н_зад начинается вывод ЛА на эту высоту. При первом приближении к заданной высоте, когда еще отсутствует сигнал «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты» (LQ) и отклонение от заданной высоты ΔН находится в диапазоне ΔН_зад1÷ΔН_зад2 (в диапазоне 60÷150 м при выходе на заданный эшелон), формируется уведомляющий сигнал «Приближение к заданной высоте» (LH3).

При дальнейшем приближении к заданной высоте Н_зад, когда отклонение от заданной высоты ΔН станет менее ΔН_зад1 (менее 60 м при приближении к заданному эшелону), формируется сигнал «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты» (LQ), который снимается лишь после выставки новой заданной высоты Н_зад и обеспечивает снятие блокировки предупреждающих сигналов LH60, LH150, LPKSTD и LPKQ.

В процессе полета при неизменной заданной высоте Н_зад и при наличии сигнала «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты» (LQ) в случаях отклонения от заданной высоты будут выдаваться предупреждающие сигналы. При отклонении от заданной высоты ΔН более ΔН_зад1 (более 60 м при отклонении от эшелона), но менее ΔН_зад2 (менее 150 м при отклонении от эшелона) будет выдаваться предупреждающий сигнал «Недопустимое отклонение от заданной высоты» (LH60). При отклонении от заданной высоты ΔН более ΔН_зад2 (более 150 м при отклонении от эшелона) будет выдаваться предупреждающий сигнал «Опасное отклонение от заданной высоты» (LH150). Кроме того, при отклонении от заданной высоты ΔН более ΔН_зад1 будет выдаваться сигнал «Отклонение от заданной высоты» (LPKQ), который предназначен для формирования звуковой сигнализации. При отклонении от заданного эшелона ΔН более 60 м будет выдаваться сигнал «Отклонение от эшелона» (LPKSTD), который также предназначен для формирования звуковой сигнализации.

При выставке новой заданной высоты Н_зад сигнал «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты» (LQ) снимается, как и все остальные выходные сигналы заявляемого устройства.

Кроме того, в условиях выставки стандартного давления STD, т.е. в условиях контроля за отклонением от заданной высоты эшелона, блокировка выдачи выходных сигналов осуществляется при относительной высоте Н_отн менее допустимой Н_{отн min} и при выставке заданной высоты эшелоне Н_зад менее допустимой Н_{min зад1}, последнее условие дает возможность пилоту, выставив значение заданной высоты Н_зад менее допустимой Н_{min зад1}, принудительно осуществить блокировку выходной сигнализации. В условиях выставки давления на уровне ВПП QFE или на уровне моря QNH, т.е. в условиях контроля за отклонением от заданной высоты ниже эшелона перехода или до высоты перехода, блокировка выдачи выходных сигналов осуществляется при относительной высоте Н_отн менее допустимой H_min1 или при истинной высоте менее допустимой Н_min2, и при выставке заданной высоты эшелона Н_зад менее допустимой Н_{min зад2}, последнее условие дает возможность пилоту, выставив значение заданной высоты Н_зад менее допустимой Н_{min зад2}, принудительно осуществить блокировку выходной сигнализации.

Все вышеперечисленные выходные сигналы заявляемого устройства регистрируются бортовыми средствами регистрации параметров полета, а также выдаются пилоту посредством звуковой и световой сигнализации, за исключением сигнала «Наличие контроля за отклонением от заданной высоты» (LQ), который лишь регистрируется.

В силу того что на современном этапе развития авиационного оборудования подавляющее большинство бортовых систем являются цифровыми, совокупность всех элементов заявляемого устройства, за исключением датчиков, также является частью вычислительной программы, реализованной на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) или на базе микроконтроллеров.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано на базе известных микроконтроллеров 196 серии фирмы Intel Corp.: 8XC196NT, AS87C196CB-20, а также микроконтроллеров фирмы Atmel: Atmega 128-16AI.

Источники информации

1. Патент РФ №66074 на полезную модель «Устройство сигнализации высоты эшелона летательного аппарата», G05D 1/04, 2007.

Устройство сигнализации отклонения от заданной высоты эшелона и заданной высоты полета для летательного аппарата, содержащее датчик абсолютной барометрической высоты 1, задатчик высоты эшелона 7, датчик относительной барометрической высоты 19, датчик истинной высоты 34, задатчик логического сигнала выставки стандартного давления STD 37, блок сравнения 4, дифференцирующее устройство 8, десять задатчиков опорного сигнала 22, 23, 24, 25, 32, 33, 35, 38, 48, 53, десять компараторов 2, 5, 9, 18, 30, 31, 37, 39, 49, 54, пять инверторов 6, 11, 14, 42, 43, десять элементов И 3, 10, 13, 16, 29, 40, 41, 44, 50, 51, элемент ИЛИ 12, блок звуковой сигнализации 26, блок световой сигнализации 28 и блок регистрации параметров полета 27, причем выход задатчика высоты эшелона 7 соединен со входом дифференцирующего устройства 8 и со вторым входом блока сравнения 4, выход которого соединен со вторыми входами первого 2 и второго 5 компараторов, выход второго задатчика опорного сигнала 23 соединен с первым входом второго компаратора 5, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И 3 и со входом первого инвертора 6, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И 16, выход первого задатчика опорного сигнала 22 соединен с первым входом первого компаратора 2, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 3, выход дифференцирующего устройства 8 соединен с первым входом четвертого компаратора 18, второй вход которого соединен с выходом четвертого задатчика опорного сигнала 25, выход шестого задатчика опорного сигнала 33 соединен со вторым входом шестого компаратора 31, выход третьего задатчика опорного сигнала 24 соединен с первым входом третьего компаратора 9, выход седьмого задатчика опорного сигнала 35 соединен со вторым входом седьмого компаратора 36, выход датчика истинной высоты 34 соединен с первым входом восьмого компаратора 39, второй вход которого соединен с выходом восьмого задатчика опорного сигнала 38, вход второго инвертора 11 соединен с выходом четвертого компаратора 18, а выход с первым входом третьего элемента И 13, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 12, выход задатчика логического сигнала выставки стандартного давления STD 37 соединен со вторым входом второго элемента И 10, со вторым входом первого элемента И 3 и со вторым входом четвертого элемента И 16, второй вход третьего компаратора 9 соединен с задатчиком высоты эшелона 7, а выход соединен с первым входом седьмого элемента И 41 и с третьим входом второго элемента И 10, вход третьего инвертора 14 соединен с выходом первого компаратора 2, а выход с первым входом элемента ИЛИ 12, выход которого соединен с четвертым входом второго элемента И 10, выход восьмого элемента И 44 соединен с третьим входом блока регистрации параметров полета 27 и со вторым входом блока световой сигнализации 28, выход первого элемента И 3 соединен со вторым входом седьмого элемента И 41, выход пятого задатчика опорного сигнала 32 соединен с первым входом пятого компаратора 30, выход девятого задатчика опорного сигнала 48 соединен с первым входом девятого компаратора 49, выход десятого задатчика опорного сигнала 53 соединен с первым входом десятого компаратора 54, отличающееся тем, что в него дополнительно введены задатчик логического сигнала выставки давления на уровне взлетно-посадочной полосы (ВПП) QFE 15, задатчик логического сигнала выставки давления на уровне моря QNH 17, датчик барометрической высоты относительно уровня моря 20, задатчик высоты аэродрома (высоты ВПП) 21, семь элементов ИЛИ 45, 56, 57, 58, 60, 61, второй блок сравнения 46, три переключателя 47, 52, 55, три инвертора 6, 11, 13 и четыре элемента И 50, 51, 63, 65, причем выход датчика барометрической высоты 1 соединен со вторым информационным входом третьего переключателя 55, первый информационный вход которого соединен с выходом второго переключателя 52, а управляющий вход соединен с выходом задатчика логического сигнала выставки стандартного давления STD 37, выход датчика относительной барометрической высоты 19 соединен со вторыми информационными входами первого 47 и второго 52 переключателей, управляющие входы которых соединены с выходом задатчика логического сигнала выставки давления на уровне моря QNH 17, выход датчика барометрической высоты относительно уровня моря 20 соединен с первым информационным входом второго переключателя 52 и с первым входом второго блока сравнения 46, второй вход которого соединен с задатчиком высоты аэродрома (высоты ВПП) 21, а выход с первым информационным входом первого переключателя 47, выход задатчика логического сигнала выставки давления на уровне ВПП QFE 15 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 45, второй вход которого соединен с выходом задатчика логического сигнала выставки давления на уровне моря QNH 17, а выход с третьим входом пятого элемента И 29, с третьим входом шестого элемента И 40, со вторым входом одиннадцатого элемента И 63 и с третьим входом четырнадцатого элемента И 67, выход первого переключателя 47 соединен со вторым входом пятого компаратора 30 и с первым входом седьмого компаратора 36, выход третьего переключателя 55 соединен с первым входом блока сравнения 4, выход пятого компаратора 30 соединен с третьим входом седьмого элемента И 41 и с первым входом второго элемента И 10, выход второго соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 56, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И 29, а выход со вторым входом третьего элемента И 13, со входом четвертого инвертора 42, с первым входом восьмого элемента И 44, с первым входом двенадцатого элемента И 65, с первым входом тринадцатого элемента И 66, с первым входом четырнадцатого элемента И 67 и с первым входом блока регистрации параметров полета 27, первый вход шестого компаратора 31 соединен с выходом блока сравнения 4, а выход со входом пятого инвертора 43, с первым входом шестого элемента И 40 и с четвертым входом четырнадцатого элемента И 67, выход задатчика высоты эшелона 7 соединен со вторым входом девятого компаратора 49, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И 29 и с первым входом десятого элемента И 51, выход третьего элемента И 13 соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ 57, второй вход которого соединен с выходом пятого инвертора 43, а выход со вторым входом пятого элемента И 29, выход седьмого компаратора 36 соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ 58, второй вход которого соединен с выходом восьмого компаратором 39, а выход со входом шестого инвертора 59, выход которого соединен с четвертым входом пятого элемента И 29 и со вторым входом десятого элемента И 51, выход первого блока сравнения 4 соединен со вторым входом десятого компаратора 54, выход которого соединен со вторым входом шестого элемента И 40 и со входом седьмого инвертора 62, выход элемента И 3 соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ 61, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И 40, а выход с третьим входом восьмого элемента И 44, выход шестого элемента И 40 соединен с третьим входом десятого элемента И 51, выход которого соединен со вторым входом шестого элемента ИЛИ 60, первый вход которого соединен с выходом седьмого элемента И 41, а выход с третьим входом девятого элемента И 50, выход седьмого инвертора 62 соединен с первым входом одиннадцатого элемента И 63, выход которого соединен со вторым входом восьмого элемента ИЛИ 64, выход четвертого элемента И 16 соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ 64, выход которого соединен с третьим входом двенадцатого элемента И 65, выход второго инвертора 11 соединен со вторым входом девятого элемента И 50, со вторым входом восьмого элемента И 44, со вторым входом двенадцатого элемента И 65, со вторым входом тринадцатого элемента И 66 и со вторым входом четырнадцатого элемента И 67, выход четвертого инвертора 42 соединен с первым входом девятого элемента И 50, выход которого соединен с первым входом блока звуковой сигнализации 26, со вторым входом блока регистрации параметров полета 27 и с первым входом блока световой сигнализации 28, выход двенадцатого элемента И 65 соединен с третьим входом блока звуковой сигнализации 26, с четвертым входом блока регистрации параметров полета 27 и с третьим входом блока световой сигнализации 28, выход первого компаратора 2 соединен с третьим входом тринадцатого элемента И 66, выход задатчика логического сигнала выставки стандартного давления STD 37 соединен с четвертым входом тринадцатого элемента И 66, выход которого соединен с третьим входом блока звуковой сигнализации 26 и с пятым входом блока регистрации параметров полета 27, выход четырнадцатого элемента И 67 соединен с четвертым входом блока звуковой сигнализации 26 и с шестым входом блока регистрации параметров полета 27.