CN109733626A - 一种水陆两栖飞机舱门告警与指示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水陆两栖飞机舱门告警与指示系统，其特征在于：舱门锁紧传感器(105)采集各舱门锁紧状态，起落架轮载信号器(106)采集起落架轮载状态，发动机油门角度传感器(107)通过采集发动机油门角度获取发动机功率状态，襟翼角度传感器(108)通过采集襟翼角度获取襟翼是否处于起飞位置，升降舵调效机构(109)发送调效机构中立位置信号，机轮线速度传感器(113)采集飞机主起机轮线速度；采集器(102)采集上述传感器信号。本发明能够解决水陆两栖飞机执行水面任务时开启舱门触发虚警的问题，有效避免虚警以降低机组执行水面任务时的工作负担，并满足中国民用适航规章的要求。
Description
技术领域
本发明涉及航空电子系统设计领域，尤其涉及一种水陆两栖飞机飞行的舱门告警与指示系统。
背景技术
中国民用航空局颁布的运输类飞机适航标准CCAR-25-R4第783条(e)“警告、戒备和提示指示”对飞机的舱门系统提出了告警装置的要求。但此适航规章要求仅针对陆基飞机提出了如下要求：
在起飞滑跑最初阶段之前或者在起飞滑跑最初阶段中，如任何舱门没有完全关闭、锁闩和锁定并且其打开可能妨碍安全起飞或返航着陆，则必须给驾驶员声学告警。任何舱门没有完全关闭、锁闩和锁定的舱门需要为每一操作人员都清晰可见的视觉指示。
对陆基飞机而言，通常可以根据起落架机轮线速度作为识别飞机是否进入滑跑最初阶段构型的依据，当飞行机组在滑跑最初阶段发现飞机出现舱门未锁好的告警指示时应立即终止滑跑任务并对相应舱门进行检查。
然而，水陆两栖飞机具有陆上起飞和水面起飞两种不同的起飞方式，当水陆两栖飞机处于水面状态时其起落架保持在收起状态，飞机进入起飞滑跑阶段不会产生起落架机轮线速度。且水陆两栖飞机处于水面状态时通常处于水面任务执行阶段，为确保飞机在任务执行阶段时全机各用电系统的持续正常工作，其发动机通常处于慢车工作状态，不同于陆基飞机在起飞前起动发动机再开始滑跑的使用模式。
其次，水陆两栖飞机在水面阶段通常会执行水面搜索、救援和探测等特殊任务，舱门的开启必然是飞行机组执行水面任务时经常进行的，并在飞行机组预期中的正常操作，而水面环境通常较陆上机场恶劣，此时飞行员必须专注于水面环境的观察和飞机在水面状态执行搜索救援等任务的操作，对舱门执行的开启操作不应触发不必要的告警指示，以避免干扰飞行机组对飞机状态的判断和操作。
此外，水陆两栖飞机在水面状态下由于任务执行需要和水面浪涌等客观环境因素，其运动是不可避免的，因此根据机轮线速度、发动机转速、空速、地速和机体姿态等参数来判断水陆两栖飞机是否进入水面起飞前的滑跑阶段，是难以满足水陆两栖飞机的使用模式和适航规章要求的。
水陆两栖飞机在水面状态起飞时若存在未锁好的舱门，自然浪涌和机体滑行产生的浪涌会导致机体进水，因飞机内具有用电设备和任务相关人员，机体进水可能影响任务执行、机载设备运行、飞机重量和飞机重心，甚至对飞机造成灾难性后果。因此，研制一种满足民用飞机适航规章要求，满足飞机安全起降需求且不影响水面任务执行的适用于水陆两栖飞机的舱门告警与指示装置就十分必要。
发明内容
本发明目的是提出一种水陆两栖飞机的舱门告警与指示系统，能够在满足相关适航规章对舱门系统的告警与指示要求的同时，解决水陆两栖飞机在水面状态起飞前对舱门状态的告警问题，以及舱门的正常开启产生的告警指示干扰飞行机组执行水面任务的问题。
本发明的技术方案为一种适用于水陆两栖飞机舱门告警与指示的系统装置，系统处理机101、采集器102、大气数据系统103、无线电高度表104、舱门锁紧传感器105、起落架轮载信号器106、发动机油门角度传感器107、襟翼角度传感器108、升降舵调效机构109、机轮线速度传感器113、告警灯110、显示器111和音频播放系统112，其特征在于：舱门锁紧传感器105采集各舱门锁紧状态，起落架轮载信号器106采集起落架轮载状态，发动机油门角度传感器107通过采集发动机油门角度获取发动机功率状态，襟翼角度传感器108通过采集襟翼角度获取襟翼是否处于起飞位置，升降舵调效机构109发送调效机构中立位置信号，机轮线速度传感器113采集飞机主起机轮线速度；采集器102采集上述传感器信号，大气数据系统103采集空速信号，无线电高度表104采集飞机高度信号；系统处理机101接收采集器102、大气数据系统103和无线电高度表104的信号，进行综合处理后识别舱门告警状态，驱动告警灯110、显示器111和音频播放系统112发出告警与系统状态指示。
优选地，所述系统处理机101与采集器102、大气数据系统103和无线电高度表104交联，其中采集器102与舱门锁紧传感器105、起落架轮载信号器106、发动机油门角度传感器107、襟翼角度传感器108和升降舵调效机构109交联；系统处理机101通过接收大气数据系统103、无线电高度表104和采集器102的数据可以实时获取舱门告警系统所需要的飞机各项参数，并经综合处理后实时计算飞机在当前构型下应提供给机组的舱门告警指示和舱门状态指示；系统处理机101与告警灯110、显示器111和音频播放系统112交联，将处理结果以通过适当的信号格式分别驱动告警灯110、显示器111和音频播放系统112，为飞行机组提供舱门的告警状态和位置信息的主视觉指示、视觉信息指示和听觉指示。
优选地，所述采集器102通过采集舱门锁紧传感器105、起落架轮载信号器106、发动机油门角度传感器107、襟翼角度传感器108、升降舵调效机构109的中立信号和告警灯110按键信号获取飞机各项参数与告警抑制操作信号，并通过数据总线将采集的参数发送系统处理机101，用于处理机对舱门告警状态和指示的识别；所述采集器102可以根据飞机各系统实际布置情况，视情在所采集信号源就近安装，以降低所采集信号受干扰的影响，同时减少电缆长度。
优选地，大气数据系统103实时采集飞机空速信号，经修正计算后将计算空速发送系统处理机101用于舱门告警逻辑的判断依据；所述无线电高度表104通过无线电回波实时计算飞机与地面或水面的高度差，并将数据发送系统处理机101用于舱门告警逻辑的判断依据。
优选地，由系统处理机101驱动，当系统处理机101识别到舱门告警状态时点亮，为机组提供舱门告警的主视觉指示；所述显示器111接收系统处理机101的视频信号，实时显示飞机各舱门的锁紧状态，并在出现舱门告警时为机组指示发生告警的舱门具体位置；音频播放系统112接收系统处理机101的音频信号，在告警出现时为机组提供听觉指示。
优选地，当飞机前起落架、左主起落架和右起落架轮载状态均为接地状态时，则判定飞机处于地面状态；此时，系统处理机101监测机轮线速度数据，当机轮线速度不为零时即认为飞机进入起飞前的滑行阶段，在此阶段内任意舱门的未锁紧状态均会被识别为舱门告警。
优选地，当飞机前起落架、左主起落架和右起落架任一轮载状态为悬空状态，且飞机计算空速小于V1，V1起飞决断速度，且飞机无线电高度小于H0，H0飞机处于水面状态下最小起飞重量时的无线电高度，则判定飞机处于水面状态；此时，系统处理机101监测发动机油门角度、襟翼角度和升降舵调效机构中立状态信号，当发动机油门角度处于起飞功率且襟翼角度处于起飞档位且升降舵调效机构为中立状态时，即判定飞机进入水面起飞前的滑行阶段，在此阶段内任意舱门的未锁紧状态均会被识别为舱门告警；当飞机在水面状态且未进入水面起飞前的滑行阶段时，舱门的开启不会被识别为告警。
优选地，当飞机不处于地面状态和水面状态时，则判定飞机处于空中状态，此时任意舱门的未锁紧状态均会被系统处理机101识别为舱门告警；当系统处理机101识别到舱门告警时，系统处理机101以高电平信号驱动告警灯110发出灯光闪烁指示。告警灯101为可按压式指示灯，采集器102采集告警灯101的按压信号，通过按压该告警灯可以使告警灯熄灭；当系统处理机101识别到舱门告警时，系统处理机101以模拟音频信号驱动音频播放系统112发出告警的听觉指示，通过按压该告警灯可以立即听觉指示。
优选地，系统处理机101的视频信号输出接口连接显示器111，当系统处理机101识别到舱门处于未锁紧状态时，在显示器上的舱门状态显示区域以绿色文字或图形实时显示相应舱门的锁紧状态；当系统处理机101判定某一舱门处于告警状态时，在显示器上的舱门状态显示区域以红色或琥珀色的文字或图形实时显示相应舱门的未锁紧状态，并在告警信息区域显示相应舱门告警的文字信息。
本发明具有以下有益效果：
1)解决水陆两栖在陆地和水面状态下进入起飞前滑行阶段前均需提供舱门告警的问题；
2)在水陆两栖飞机执行水面任务时避免不必要的舱门告警对机组造成干扰或增加机组工作负担。
附图说明
图1是系统组成结构图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提出一种水陆两栖飞机的舱门告警与指示系统，能够在满足相关适航规章对舱门系统的告警与指示要求的前提下解决水陆两栖飞机在水面状态起飞前对舱门状态的告警问题，同时解决舱门正常开启导致的告警指示干扰飞行机组执行水面任务的问题。
提供一种水陆两栖飞机舱门告警与指示系统，包括：系统处理机、采集器、大气数据系统、无线电高度表、舱门锁紧传感器、起落架轮载信号器、发动机油门角度传感器、襟翼角度传感器、升降舵调效机构、机轮线速度传感器、告警灯、显示器和音频播放系统。
本发明所述系统处理机是本发明实施例的核心处理单元，该处理机与采集器、大气数据系统和无线电高度表交联，其中采集器与门锁紧传感器、起落架轮载信号器、发动机油门角度传感器、襟翼角度传感器和升降舵调效机构交联。系统处理机通过接收大气数据系统、无线电高度表和采集器的数据可以实时获取舱门告警系统所需要的飞机各项参数，并经综合处理后实时计算飞机在当前构型下应提供给机组的舱门告警指示和舱门状态指示。系统处理机与告警灯、显示器和音频播放系统交联，可将处理结果以通过适当的信号格式分别驱动告警灯、显示器和音频播放系统，为飞行机组提供舱门的告警状态和位置信息的主视觉指示、视觉信息指示和听觉指示。
本发明所述采集器通过采集舱门锁紧传感器、起落架轮载信号器、发动机油门角度传感器、襟翼角度传感器、升降舵调效机构的中立信号和告警灯按键信号获取飞机各项参数与告警抑制操作信号，并通过数据总线将采集的参数发送系统处理机，用于处理机对舱门告警状态和指示的识别。所述采集器可以根据飞机各系统实际布置情况，视情在所采集信号源就近安装，以降低所采集信号受干扰的影响，同时减少电缆长度。
本发明所述大气数据系统实时采集飞机空速信号，经修正计算后将计算空速发送系统处理机用于舱门告警逻辑的判断依据；所述无线电高度表通过无线电回波实时计算飞机与地面或水面的高度差，并将数据发送系统处理机用于舱门告警逻辑的判断依据。
本发明所述告警灯由系统处理机驱动，当系统处理机识别到舱门告警状态时点亮，为机组提供舱门告警的主视觉指示；本发明实例所述显示器接收系统处理机的视频信号，实时显示飞机各舱门的锁紧状态，并在出现舱门告警时为机组指示发生告警的舱门具体位置；音频播放系统接收系统处理机的音频信号，在告警出现时为机组提供听觉指示。
参见图1，是本发明提供的舱门告警与指示系统的一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供一种水陆两栖飞机舱门告警与指示系统，包括：系统处理机101、采集器102、大气数据系统103、无线电高度表104、舱门锁紧传感器105、起落架轮载信号器106、发动机油门角度传感器107、襟翼角度传感器108、升降舵调效机构109、机轮线速度传感器113、告警灯110、显示器111和音频播放系统112。
本发明实施例所述采集器通过采集舱门锁紧传感器105、起落架轮载信号器106、发动机油门角度传感器107、襟翼角度传感器108、升降舵调效机构109、机轮线速度传感器113和告警灯110获取飞机各项参数，并通过数据总线将采集的参数发送系统处理机。
系统处理机101通过数据总线接收采集器102、大气数据系统103和无线电高度表104的数据。通过接收采集器102数据，系统处理机101获取飞机各舱门锁紧传感器的上锁状态信号、各起落架轮载状态、发动机油门角度参数、襟翼角度参数、升降舵调效机构中立信号、机轮线速度和告警灯抑制信号。通过接收大气数据系统103数据，系统处理机101获取计算空速参数。通过接收无线电高度表104数据，系统处理机101获取飞机的无线电高度数据。
当飞机左主起落架和右起落架轮载状态均为接地状态，则判定飞机处于地面状态。此时，系统处理机101监测左主起落架和右起落架的机轮线速度数据，当任一侧机轮线速度不为零时即认为飞机进入起飞前的滑行阶段，在此阶段内任意舱门的未锁紧状态均会被识别为舱门告警。
当飞机左主起落架和右起落架任一轮载状态为悬空状态，且飞机计算空速小于V1起飞决断速度，且飞机无线电高度小于H0飞机处于水面状态下最小起飞重量时的无线电高度，则判定飞机处于水面状态。此时，系统处理机101监测发动机油门角度、襟翼角度和升降舵调效机构中立状态信号，当发动机油门角度处于起飞功率且襟翼角度处于起飞档位且升降舵调效机构为中立状态时，即判定飞机进入水面起飞前的滑行阶段，在此阶段内任意舱门的未锁紧状态均会被识别为舱门告警。当飞机在水面状态且未进入水面起飞前的滑行阶段时，舱门的开启不会被识别为告警。
当飞机不处于地面状态和水面状态时，则判定飞机处于空中状态，此时任意舱门的未锁紧状态均会被系统处理机101识别为舱门告警。
当系统处理机101识别到舱门告警时，系统处理机101以高电平信号驱动告警灯110发出灯光闪烁指示。告警灯101为可按压式指示灯，采集器102采集告警灯101的按压信号，通过按压该告警灯可以使告警灯熄灭。
当系统处理机101识别到舱门告警时，系统处理机101以模拟音频信号驱动音频播放系统112发出告警的听觉指示，通过按压该告警灯可以立即抑制听觉指示。
系统处理机101的视频信号输出接口连接显示器111，当系统处理机101识别到舱门处于未锁紧状态时，在显示器上的舱门状态显示区域以绿色文字或图形实时显示相应舱门的锁紧状态；当系统处理机101判定某一舱门处于告警状态时，在显示器上的舱门状态显示区域以红色或琥珀色的文字或图形实时显示相应舱门的未锁紧状态，并在告警信息区域显示相应舱门告警的文字信息。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种水陆两栖飞机舱门告警与指示系统，包括系统处理机(101)、采集器(102)、大气数据系统(103)、无线电高度表(104)、舱门锁紧传感器(105)、起落架轮载信号器(106)、发动机油门角度传感器(107)、襟翼角度传感器(108)、升降舵调效机构(109)、机轮线速度传感器(113)、告警灯(110)、显示器(111)和音频播放系统(112)，其特征在于：舱门锁紧传感器(105)采集各舱门锁紧状态，起落架轮载信号器(106)采集起落架轮载状态，发动机油门角度传感器(107)通过采集发动机油门角度获取发动机功率状态，襟翼角度传感器(108)通过采集襟翼角度获取襟翼是否处于起飞位置，升降舵调效机构(109)发送调效机构中立位置信号，机轮线速度传感器(113)采集飞机主起机轮线速度；采集器(102)采集上述传感器信号，大气数据系统(103)采集空速信号，无线电高度表(104)采集飞机高度信号；系统处理机(101)接收采集器(102)、大气数据系统(103)和无线电高度表(104)的信号，进行综合处理后识别舱门告警状态，驱动告警灯(110)、显示器(111)和音频播放系统(112)发出告警与系统状态指示。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统处理机(101)与采集器(102)、大气数据系统(103)和无线电高度表(104)交联，其中采集器(102)与舱门锁紧传感器(105)、起落架轮载信号器(106)、发动机油门角度传感器(107)、襟翼角度传感器(108)和升降舵调效机构(109)交联；系统处理机(101)通过接收大气数据系统(103)、无线电高度表(104)和采集器(102)的数据可以实时获取舱门告警系统所需要的飞机各项参数，并经综合处理后实时计算飞机在当前构型下应提供给机组的舱门告警指示和舱门状态指示；系统处理机(101)与告警灯(110)、显示器(111)和音频播放系统(112)交联，将处理结果以适当的信号格式分别驱动告警灯(110)、显示器(111)和音频播放系统(112)，为飞行机组提供舱门的告警状态和位置信息的主视觉指示、视觉信息指示、听觉指示和舱门位置指示。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述采集器(102)通过采集舱门锁紧传感器(105)、起落架轮载信号器(106)、发动机油门角度传感器(107)、襟翼角度传感器(108)、升降舵调效机构(109)的中立信号和告警灯(110)按键信号获取飞机各项参数与告警抑制操作信号，并通过数据总线将采集的参数发送系统处理机(101)，用于处理机对舱门告警状态和指示的识别；所述采集器(102)可以根据飞机各系统实际布置情况，视情在所采集信号源就近安装，以降低所采集信号受干扰的影响，同时减少电缆长度。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：大气数据系统(103)实时采集飞机空速信号，经修正计算后将计算空速发送系统处理机(101)用于舱门告警逻辑的判断依据；所述无线电高度表(104)通过无线电回波实时计算飞机与地面或水面的高度差，并将数据发送系统处理机(101)用于舱门告警逻辑的判断依据。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：由系统处理机(101)驱动，当系统处理机(101)识别到舱门告警状态时点亮，为机组提供舱门告警的主视觉指示；所述显示器(111)接收系统处理机(101)的视频信号，实时显示飞机各舱门的锁紧状态，并在出现舱门告警时为机组指示发生告警的舱门具体位置；音频播放系统(112)接收系统处理机(101)的音频信号，在告警出现时为机组提供听觉指示。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：当飞机左主起落架和右起落架轮载状态均为接地状态时，则判定飞机处于地面状态；此时，系统处理机(101)监测左主起落架和右起落架的机轮线速度数据，当任一机轮线速度不为零时即认为飞机进入起飞前的滑行阶段，在此阶段内任意舱门的未锁紧状态均会被识别为舱门告警。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：当飞机左主起落架和右起落架任一轮载状态为悬空状态，且飞机计算空速小于V1，V1为起飞决断速度，且飞机无线电高度小于H0，H0为飞机处于水面状态下最小起飞重量时的无线电高度，则判定飞机处于水面状态；此时，系统处理机(101)监测发动机油门角度、襟翼角度和升降舵调效机构中立状态信号，当发动机油门角度处于起飞功率且襟翼角度处于起飞档位且升降舵调效机构为中立状态时，即判定飞机进入水面起飞前的滑行阶段，在此阶段内任意舱门的未锁紧状态均会被识别为舱门告警；当飞机在水面状态且未进入水面起飞前的滑行阶段时，舱门的开启不会被识别为告警。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于：当飞机不处于地面状态和水面状态时，则判定飞机处于空中状态，此时任意舱门的未锁紧状态均会被系统处理机(101)识别为舱门告警；当系统处理机(101)识别到舱门告警时，系统处理机(101)以高电平信号驱动告警灯(110)发出灯光闪烁指示；告警灯(101)为可按压式指示灯，采集器(102)采集告警灯(101)的按压信号，通过按压该告警灯可以使告警灯熄灭；当系统处理机(101)识别到舱门告警时，系统处理机(101)以模拟音频信号驱动音频播放系统(112)发出告警的听觉指示，通过按压该告警灯可以立即听觉指示。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于：系统处理机(101)的视频信号输出接口连接显示器(111)，当系统处理机(101)识别到舱门处于未锁紧状态时，在显示器上的舱门状态显示区域以绿色文字或图形实时显示相应舱门的锁紧状态；当系统处理机(101)判定某一舱门处于告警状态时，在显示器上的舱门状态显示区域以红色或琥珀色的文字或图形实时显示相应舱门的未锁紧状态，并在告警信息区域显示相应舱门告警的文字信息。
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