устройство поддержки принятия решений по предотвращению особых ситуаций при выполнении полета на летательном аппарате

Формула изобретения

Устройство поддержки принятия решений по предотвращению особых ситуаций при выполнении полета на летательном аппарате, содержащее блок выделения характерных состояний летательного аппарата и режимов полета, блок восприятия сигналов опасных ситуаций, блок выделения адреса экспертной рекомендации, блок памяти, при этом n выходов блока выделения характерных состояний летательного аппарата и режимов полета соединены с n первыми входами блока выделения адреса экспертной рекомендации, m вторых входов которого соединены с m выходами блока восприятия сигналов опасных ситуаций, m входов которого являются вторыми входами устройства, первыми входами которого являются n входов блока выделения характерных состояний летательного аппарата и режимов полета, m X n выходов блока выделения адреса экспертной рекомендации подключены к m X n входам блока памяти, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены блок приема, анализа и обработки контролируемых параметров с учетом назначенных и принятых допусков на них, соответствующих преимущественно 20% эксплуатационным ограничениям и преимущественно 20% предельным ограничениям контролируемых параметров при раздельном состоянии системы «Экипаж - Воздушное судно» на принятые в нормах летной годности особые ситуации, соответствующие усложнению условий полета - УУП, сложной ситуации - СС, аварийной ситуации - АС, катастрофической ситуации - КС и блок индикации и визуализации, при этом блок восприятия сигналов опасных ситуаций вторым входом соединен с первым выходом блока приема, анализа и обработки контролируемых параметров, который соединен первым входом с третьим входом устройства, вторым входом соединен со вторым выходом блока восприятия сигналов опасных ситуаций, вторым выходом соединен со вторым входом блока выделения адреса экспертной рекомендации, а третьим выходом соединен со вторым входом блока индикации и визуализации, который первым входом соединен с блоком памяти, причем упомянутый блок приема, анализа и обработки контролируемых параметров выполнен с возможностью формирования тренда контролируемых параметров с учетом назначенных и принятых вышеупомянутых допусков преимущественно 20% на эксплуатационное ограничение и преимущественно 20% на предельное ограничение контролируемых параметров и выдачи своевременной информации экипажу о попадании в критические режимы при приближении к опасным эксплуатационным или предельным ограничениям или режимам полета вышеупомянутых соответствующих особых ситуаций, а упомянутый блок индикации и визуализации содержит лучевую диаграмму и выполнен с возможностью визуальной оценки, анализа и прогнозирования экипажем состояния «Экипаж - Воздушное судно» в каждый момент времени по сформированному блоком приема, анализа и обработки контролируемых параметров упомянутому тренду контролируемых параметров особых ситуаций.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к авиационному бортовому оборудованию воздушного судна и устанавливается на воздушном судне для прогнозирования состояния системы «Экипаж - Воздушное судно» и поддержки принятия решений по предотвращению опасных ситуаций при выполнении полета на воздушном судне.

Из аналогов уровня техники наиболее близким решением по количеству существенных признаков - прототипом - может быть принято изобретение «Устройство для формирования рекомендаций экипажу летательного аппарата», содержащее блок выделения характерных состояний летательного аппарата, блок восприятия сигналов опасных ситуаций, блок выделения адреса экспертной рекомендации, блок памяти, при этом n выходов блока выделения характерных состояний летательного аппарата и режимов полета соединены с n первыми входами блока выделения адреса экспертной рекомендации, m вторых входов которого соединены с m выходами блока восприятия сигналов опасных ситуаций, m входов которого являются вторыми входами устройства, первыми входами которого являются n входов блока выделения характерных состояний воздушного судна и режимов полета, m×n выходов блока выделения адреса экспертной рекомендации подключены к m×n входам блока памяти (патент RU 2038631, МКИ G05B 23/ 02, заявка на изобретение № 4675625/23, 11.04. 1989 г., изобретатель: Гофман А.А., заявитель: Государственный союзный сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А.Чаплыгина, дата публикации: 27.06.1995 г.).

Недостатками принятого за прототип изобретения - «Устройства для формирования рекомендаций экипажу летательного аппарата» - по сравнению с заявляемым изобретением являются следующие.

1. Более низкий уровень безопасности полетов ввиду того что:

в устройстве опасные ситуации выявляются по ограниченному числу контрольных параметров, так как в устройстве отсутствует разделение опасных ситуаций на принятые в нормах летной годности особые ситуации:

- усложнение условий полета - УУП;

- сложная ситуация - СС;

- аварийная ситуация - АС;

- катастрофическая ситуация - КС.

Это увеличивает риск при выполнении полета на летательном аппарате типа воздушного судна.

2. Устройство не позволяет прогнозировать опасные ситуации в полете летательного аппарата на основе интегрированной информации и ее визуального представления.

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат изобретения, повышение уровня безопасности полетов за счет снижения риска, достигается тем, что по сравнению с принятым за прототип «устройством для формирования рекомендаций экипажу летательного аппарата», содержащим блок выделения характерных состояний летательного аппарата, блок восприятия сигналов опасных ситуаций, блок выделения адреса экспертной информации, блок памяти, при этом n выходов блока выделения характерных состояний летательного аппарата и режимов полета соединены с n первыми входами блока выделения адреса экспертной рекомендации, m вторых входов которого соединены с m выходами блока восприятия сигналов опасных ситуаций, m входов которого являются вторыми входами устройства, первыми входами которого являются n входов блока выделения характерных состояний воздушного судна и режимов полета, m×n выходов блока выделения адреса экспертной рекомендации подключены к m×n входам блока памяти, в заявляемое устройство дополнительно введены блок приема, анализа и обработки контролируемых параметров с учетом назначенных и принятых допусков на них, соответствующих преимущественно 20% эксплуатационным ограничениям и преимущественно 20% предельным ограничениям контролируемых параметров при раздельном состоянии системы «Экипаж - Воздушное судно» на принятые в нормах летной годности особые ситуации, соответствующие усложнению условий полета - УУП, сложной ситуации - СС, аварийной ситуации - АС, катастрофической ситуации - КС, и блок индикации и визуализации, при этом блок восприятия сигналов опасных ситуаций вторым входом соединен с первым выходом блока приема, анализа и обработки контролируемых параметров, который соединен первым входом с третьим входом устройства, вторым входом соединен со вторым выходом блока восприятия сигналов опасных ситуаций, вторым выходом соединен со вторым входом блока выделения адреса экспертной рекомендации, а третьим выходом соединен со вторым входом блока индикации и визуализации, который первым входом соединен с блоком памяти, причем упомянутый блок приема, анализа и обработки контролируемых параметров выполнен с возможностью формирования тренда контролируемых параметров с учетом назначенных и принятых вышеупомянутых допусков, преимущественно 20% на эксплуатационное ограничение и преимущественно 20% на предельное ограничение контролируемых параметров и выдачи своевременной информации экипажу о попадании в критические режимы при приближении к опасным эксплуатационным или предельным ограничениям или режимам полета вышеупомянутых соответствующих особых ситуаций, а упомянутый блок индикации и визуализации содержит лучевую диаграмму и выполнен с возможностью визуальной оценки, анализа и прогнозирования экипажем состояния «Экипаж - Воздушное судно» в каждый момент времени по сформированному блоком приема, анализа и обработки контролируемых параметров упомянутому тренду контролируемых параметров особых ситуаций.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено следующее.

Фиг.1 - представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Фиг.2 - лучевая диаграмма, показывающая визуально состояние системы «Экипаж - Воздушное судно» на блоке индикации и визуализации.

Сущность изобретения.

Устройство поддержки принятия решений по предотвращению особых ситуаций при выполнении полета на летательном аппарате содержит блок выделения характерных состояний воздушного судна 1 (фиг.1), блок восприятия сигналов опасных ситуаций 2 (фиг.1), блок выделения адреса экспертной информации 3 (фиг.1), блок памяти 4 (фиг.1) и блок индикации и визуализации 5 (фиг.1) содержит лучевую диаграмму, показывающую визуально состояние системы состояния «Экипаж - Воздушное судно». Устройство содержит блок приема, анализа и обработки контролируемых параметров 6 (фиг.1) с учетом назначенных и принятых допусков на них, соответствующих преимущественно 20% эксплуатационным ограничениям и преимущественно 20% предельным ограничениям контролируемых параметров при раздельном состояние системы «Экипаж - Воздушное судно» на принятые в нормах летной годности особые ситуации, соответствующие усложнению условий полета - УУП, сложной ситуации - СС, аварийной ситуации - АС, катастрофической ситуации - КС, и блок индикации и визуализации. Первыми входами устройства являются n входов блока выделения характерных состояний воздушного судна и режимов полета 1 (фиг.1), при этом n выходов блока выделения характерных состояний летательного аппарата и режимов полета 1 (фиг.1) соединены с n первыми входами блока выделения адреса экспертной рекомендации 3 (фиг.1), m вторых входов которого соединены с m выходами блока восприятия сигналов опасных ситуаций 2 (фиг.1), m входов которого являются вторыми входами устройства, m×n выходов блока выделения адреса экспертной рекомендации 3 (фиг.1) подключены к m×n входам блока памяти 4 (фиг.1). При этом блок восприятия сигналов опасных ситуаций 2 (фиг.1) вторым входом соединен с первым выходом блока приема, анализа и обработки контролируемых параметров 6 (фиг.1), который соединен первым входом с третьим входом устройства, вторым входом со вторым выходом блока восприятия сигналов опасных ситуаций 2 (фиг.1), вторым выходом со вторым входом блока выделения адреса экспертной рекомендации 3 (фиг.1), а третьим выходом со вторым входом блока индикации и визуализации 5 (фиг.1). Блок индикации и визуализации 5 (фиг.1) первым входом соединен с блоком памяти 4 (фиг.1). На лучевой диаграмме (фиг.2) блока индикации и визуализации 5 (фиг.1), показывающей визуально состояние системы «Экипаж - Воздушное судно», изображена площадь многоугольника 7 (фиг.2), которая характеризует приближение к особой ситуации по контролируемым параметрам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (фиг.2). На лучевой диаграмме также изображены область эксплуатационных ограничений 8 (фиг.2) контролируемых параметров и область предельных ограничений 9 (фиг.2) контролируемых параметров и изображены назначенные и принятые допуски, включающие 20% допуск 10 (фиг.2) на эксплуатационное ограничение 8 (фиг.2) контролируемых параметров и 20% допуск 11 (фиг.2) на предельное ограничение 9 (фиг.2) контролируемых параметров. Блок приема, анализа и обработки контролируемых параметров 6 (фиг.1) выполнен с возможностью формирования тренда контролируемых параметров и выдачи своевременной информации экипажу о попадании в критические режимы о приближении к опасным эксплуатационным ограничениям 8 (фиг.2) контролируемых параметров или предельным ограничениям 9 (фиг.2) контролируемых параметров или режимам полета. А блок индикации и визуализации 5 (фиг.1) выполнен с возможностью визуальной оценки, анализа и прогнозирования экипажем состояния «Экипаж - Воздушное судно» в каждый момент времени по тренду контролируемых параметров, сформированному блоком приема, анализа и обработки контролируемых параметров 6 (фиг.1). Заявляемое устройство позволяет проводить мониторинг, в том числе оценку параметров, анализ тренда параметров и прогнозирование состояний системы «Экипаж - Воздушное судно», прогнозировать о приближении к опасным эксплуатационным ограничениям 9 (фиг.2) или предельным ограничения 11 (фиг.2) или режимам полета и своевременно сообщать экипажу о попадании в критические режимы путем выдачи команды «подсказки» экипажу или выбора алгоритма управления системой автоматизированного управления САУ, обеспечивающей парирование особых ситуаций, при этом опасные ситуации выявляются по большему числу контрольных параметров, что повышает безопасность полета воздушного судна.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном состоянии системы «Экипаж - Воздушное судно» устройство осуществляет мониторинг состояния системы по параметрам технического состояния воздушного судна, параметрам окружающей среды, которые регистрируются как параметры, имеющие значения, не перешедшие в зону допусков на нормативные значения параметров.

Сигналы по контролируемым параметрам поступают на входы блока приема и обработки контролируемых параметров 6; выход из блока приема и обработки контролируемых параметров 6 технически реализуется в виде кодового канала, связанного с входом блока выделения адреса экспертной информации 3. Блок приема и обработки контролируемых параметров 6 постоянно, с определенным временным периодом, осуществляет опрос и запоминание текущего состояния контролируемых параметров, формирует функцию опасности и определяет значения контролируемых параметров, при которых функция опасности принимает значения, заданные в нормах летной годности. Блок приема и обработки контролируемых параметров 6 путем приема и обработки контролируемых параметров с учетом назначенных и принятых допусков, включающих 20% допуск 10 на эксплуатационное ограничение 8 контролируемых параметров и 20% допуск 11 на предельное ограничение 9 контролируемых параметров, определяет фактические значения контролируемых параметров, сравнивает их с нормативными значениями и, по степени приближения фактических параметров к нормативным, формирует функции опасности (риска) возникновения особых ситуаций, соответствующие усложнению условий полета - УУП, сложной ситуации - СС, аварийной ситуации - АС, катастрофической ситуации - КС. Эти значения представляют эксплуатационные допуски 10 и предельные допуски 11 для каждого контролируемого параметра. Нахождение фактических контролируемых параметров в пределах допусков, включающих 20% допуск 10 на эксплуатационное ограничение 8 контролируемых параметров и 20% допуск 11 на предельное ограничение 9 контролируемых параметров, принимается за "0", за пределами эксплуатационных ограничений 8 контролируемых параметров и предельных ограничений 9 контролируемых параметров принимается за "1". Таким образом, формируется текущее состояние всех контролируемых параметров, которое передается из данного блока 6 в блок выделения адреса экспертной рекомендации 3 и блок индикации и визуализации 5. Текущая информация по контролируемым параметрам поступает на вход 1 блока индикации и визуализации 5 системы «Экипаж - Воздушное судно», а информация о величине эксплутационных допусков 10 и предельных допусков 11, вида особой ситуации, поступает с блока 6 на вход 2 того же блока индикации и визуализации 5. В основу представления визуальной информации положена лучевая диаграмма. Взаимное расположение контролируемых параметров может быть любым, то есть контролируемые параметры могут быть сгруппированы по степени опасности, или по бортовым системам, или по степени информативности. Экипаж по виду диаграммы и по ее изменениям может сам прогнозировать дальнейшее изменение особой ситуации. В представленном устройстве блок выделения адреса экспертной рекомендации 3 и блок памяти 4 расширяются в связи с увеличением объема хранимой информации. Устройство позволяет прогнозирование состояния системы в блоке приема, анализа и обработки контролируемых параметров 6 путем формирования тренда контрольных параметров и визуально в блоке индикации и визуализации 5 по лучевой диаграмме (фиг.2) и позволяет существенно повысить своевременность и объективность процесса принятия решения по предупреждению особых ситуаций.