Разделы: Техника
Размещена 07.07.2015. Последняя правка: 06.07.2015.
Просмотров - 4155

Авионика, электрооборудование и системы управления

Кашапова Алсу Рафаэлевна

бакалавр

Казанский национальный исследовательский технический университет имени Андрея Николаевича Туполева

студент

Научный руководитель: Бакеев Булат Вадутович, доцент кафедры Экономики и Управления на Предприятии Казанского Национально Исследовательского Технического Университета имени Андрея Николаевича Туполева

УДК 623.1/.7

Данная статья посвящена изучению проблемы построения бортового радиоэлектронного оборудования гражданских самолетов на основе принципов интегрированной модульной авионики.

Слово авионика образовано от сочетания слов – авиация и электроника, и представляет собой совокупность электронных систем, которые разработаны для использования в качестве бортовых устройств.

В авиационной промышленности РФ понятие бортовое оборудование летательных аппаратов (ЛА) давно разделено на авиационное оборудование (АО) и бортовое радиоэлектронное оборудование (БРЭО). Большинство систем АО имеют в своем составе электронные компоненты и узлы, но во время эксплуатации не используют радиоволны, в то время как, БРЭО в своей работе использует прием и излучение радиоволн.

Проблема построения БРЭО на основе принципов ИМА очень актуальна, так как в настоящее время в России ведутся работы по созданию комплекса бортового радиоэлектронного оборудования перспективного семейства гражданских самолетов, обеспечивающего решение навигационно-пилотажных задач летным экипажем, состоящим из двух человек. Комплекс бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) предназначен для решения следующих задач:

— самолетовождения горизонтальной и вертикальной плоскости;

— связи с наземными службами управления воздушным движением;

— внутрисамолетной радиосвязи;

— внутреннего и наружного видеонаблюдения;

— регистрации полетной информации;

— контроля полета и формирования предупреждающей, уведомляющей, аварийной сигнализации и т.д.

Принципы интегрированной модульной авионики. В основе комплекса бортовой аппаратуры для разрабатываемых гражданских самолетов предполагается использовать информационно-управляющую среду (ИУС), создаваемую на основе принципов интегрированной модульной авионики (ИМА). Идеология интегрированной модульной авионики предусматривает использование при создании БРЭО единого набора аппаратных и программных ресурсов, которые легко настраиваются и адаптируются к многофункциональным задачам. Этот набор образует платформу, которая обеспечивает функционирование в соответствии с заданными требованиями по безопасности и по функциональности самолета.

Информационные потоки БРЭО. Бортовое радиоэлектронное оборудование самолета должно обеспечивать следующие функции:

• прием информации от самолетных систем и органов управления самолетом и КБО;
• обработку полученной информации и формирование потока управляющей информации;
• преобразование потока управляющей информации в сигналы управления самолетными системами;
• представление экипажу в удобной для восприятия форме объективной информации, необходимой для выполнения полета.

Особенностью информационных потоков является разнородность информации, как по интерфейсам, так и по протоколам ее передачи (интерфейсы и протоколы определяются сопрягаемыми с ИУС системами).

Принципы организации архитектуры комплекса БРЭО:

— аппаратная и функциональная интеграция бортовых вычислительных систем и датчиков, автономных и радиотехнических систем навигации, систем связи;

— модульность построения основных вычислительных систем на основе единой сетевой ИУС с распределенными ресурсами и высокоскоростными шинами обмена;

— открытость архитектуры, обеспечивающей возможность наращивания и модернизации комплекса;

— использование новейших технических решений в области электроники и информационных технологий;

— внутрипроектная унификация как аппаратных средств, так и программного обеспечения.

Элементы ИМА унифицированы по конструктивному исполнению, электрическим и программным интерфейсам. В соответствии с принципами ИМА весь комплекс бортового оборудования (КБО) реализует следующие функции:

— экранной индикации;

— самолетовождения;

— управления полетом;

— управления тягой двигателей;

— диагностики и технического обслуживания;

 — автоматизации и управления самолетным оборудованием;

— предупреждения экипажа в аварийных ситациях;

— бортовой связи.

Следование принципам интегрированной модульной авионики обеспечивает:

 — высокую надежность комплекса БРЭО,

— удобство в эксплуатации и обслуживании ИУС,

— высокий уровень унификации аппаратной составляющей ИУС и программного обеспечения,

— простоту модернизации и наращивания решаемых комплексом БРЭО задач (также упрощается интеграция новых систем).

Реализацию задач пилотажно-навигационного комплекса (ПНК) предлагается осуществлять на аппаратных средствах ИУС в рамках единого подхода к разработке программного обеспечения.

Разработка современных комплексов бортового радиоэлектронного оборудования проводится в целях повышения надежности комплекса, а также минимизации затрат на разработку, сертификацию и эксплуатацию. Для достижения этих целей предусматривается:

— максимальная интеграция аппаратуры комплекса;

— открытая архитектура комплекса;

— минимизация количества связей (упрощение кабельной сети) и введение унифицированного канала передачи информации, допускающего простое масштабирование (наращивание количества абонентов) и реконфигурацию;

 — централизация вычислительных ресурсов — создание вычислительного ядра комплекса;

— конструктивная и интерфейсная унификация вычислительных ресурсов.

   На основе анализа состояния, тенденций и перспектив развития бортового оборудования (БО) ЛА в России и за рубежом, научно-технических исследований, выполненных в этой области, и опыта разработки бортовых комплексов гражданских самолетов всех классов предложена практическая методология интеграции БО.

Из анализа задач функционирования самолета, вычислительных процессов, процессов информационного обмена и опыта разработок бортовых комплексов предложена структура БРЭО, базирующаяся на отказоустойчивой бортовой локальной вычислительной сети на основе высокоскоростных мультиплексируемых и радиальных каналах со стандартизованными подключениями.

Реализация идеологии ИМА при проектировании БРЭО обеспечивает:

 — минимизацию кабельных связей;

— высокую надежность (резервирование на борту самолета обеспечивается двухконтурностью системы обработки данных, вычислительного ядра и индикации);

— открытую архитектуру за счет использования сетевых технологий (на базе AFDX и Fiber Channel) путем оперативного перераспределения ресурсов и унификации модулей аппаратуры БРЭО и их конструктивного исполнения;

 — масштабируемость, позволяющую без изменения структуры БРЭО модернизировать и/или адаптировать БРЭО к конкретному типу самолета.

Предлагаемый системный подход к обеспечению отказоустойчивости БРЭО — основа безопасности и точности полетов, повышения качества и снижения стоимости отработки и сертификации, а также уменьшения эксплуатационных расходов в течение жизненного цикла самолета.

1. Авиационная радионавигация. Справочник / Под ред. А. А. Сосновского. М.: Транспорт, 2011. 264 с.
2. Алексеев Ю. Я., Бенев В. Н., Ефимов В. А., Каверин С. Н., Татарский Б. Г. Авиационное радиоэлектронное оборудование / Под ред. В. А. Ефимова. М.: Изд-во ВВИА им. Н. Е. Жуковского, 2013. 230 с.
3. Антонов О. К. Планеры. Самолеты: Наукова Думка, 2012. 503 с.
4. Лазмутов В.М. Самолеты//Гражданская авиация, 2013, № 10.

Рецензии:

7.07.2015, 13:28 Каменев Александр Юрьевич
Рецензия: "Статья" скорее представляет собой констатацию и цитирование известных фактов, отражающих при этом весьма поверхностную (обывательскую) информацию. Про отсутствие ссылок на источники, иллюстративный материал и аналитический аппарат вообще молчу. Очередная "статья" на авось. Не рекомендуется к печати.

7.07.2015, 22:00 Лобанов Игорь Евгеньевич
Рецензия: Материал более похож на реферат. Нет научной ценности. Отсутствует личный вклад автора. Нет обоснованных выводов. Не рекомендуется к печати.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий