CN117806598A - 弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法与系统，包括：设置座椅位置信息和弹射模式信息；将座椅位置信息和弹射模式信息均设置为安全状态；根据座椅位置信息和弹射模式信息设置4种基准座椅指令弹射状态；当识别出非基准座椅指令弹射状态时，根据当前座椅位置信息确定对应基准座椅指令弹射状态；对座椅位置信息进行判断后，再对弹射模式信息进行判断，对座椅指令弹射状态进行锁定；在座椅发生弹射时，根据双座椅飞行器的速度、所处高度、俯仰角和横滚角设置前舱与后舱的座椅发生弹射的延时时间。本发明能准确识别弹射救生装置当前状态并设置延时时间，确保不会发生因位置识别错误导致的救生失败并达到最佳的弹射救生效能。

Description

弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法与系统

技术领域

本发明属于航空技术领域，具体涉及一种弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法与系统。

背景技术

某型弹射救生装置通过机械/燃气控制与电气控制相结合的方式，结合指令弹射系统实实现了双座座椅指令弹射、多参数连续感受、多余度应急弹射启动判断与多模态/多模式应急弹射救生程序控制。

按照双联装座椅的设计需求，座椅安装在前、后舱且同构型设计，需要在座椅上电后，电子式程序控制器根据弹射模式控制板识别座椅位置信息和弹射模式信息进行单/双座的弹射控制，以控制前后座椅分别离舱，避免同时出舱导致的碰撞。指令弹射功能是双座弹射救生装置的关键功能，若识别错误，可能导致单座弹射延迟或双座弹射时发生碰撞导致救生失败；同时原指令弹射控制系统为硬件控制，按固定时间进行延时控制，无法根据不同速度、俯仰、横滚状态设置延时时间控制，导致救生装置双座弹射时救生效果无法达到最佳。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，通过对指令弹射功能的安全性设计，软件能够通过对座椅位置信息、弹射模式信息和飞行器工作状态的综合判断，准确识别弹射救生装置当前状态和智能设置延时时间，确保不会发生因位置识别错误导致的救生失败以及达到最佳的弹射救生效能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，包括以下步骤：

在软件中设置用于表示弹射状态的座椅位置信息和弹射模式信息；其中，座椅位置信息用于表示座椅位于前舱或后舱；弹射模式信息用于表示双人弹射或单人弹射，即双座椅飞行器中前舱和后舱的座椅均弹射，以及双座椅飞行器中前舱或后舱的两座椅中某一座椅弹射或单座椅飞行器中座椅弹射；

将座椅位置信息和弹射模式信息均设置为安全状态；

根据座椅位置信息和弹射模式信息设置4种基准座椅指令弹射状态分别表示双座椅飞行器中前舱座椅弹射、前舱和后舱的座椅均弹射、后舱座椅弹射以及单座椅飞行器中座椅弹射；当软件识别出非基准座椅指令弹射状态时进行警报，并根据当前座椅位置信息确定对应基准座椅指令弹射状态，将确定的基准座椅指令弹射状态对应的座椅位置信息和弹射模式信息写入存储器；

对座椅位置信息进行判断后，再对弹射模式信息进行判断，根据判断后锁定的座椅位置信息和弹射模式信息对座椅指令弹射状态进行锁定；

在同一飞行架次中，当座椅位置信息识别后进行锁定，在本次飞行器的上电周期中不再发生更改；

当飞行器处于地面或飞行速度大于预设值时，将座椅指令弹射状态进行锁定；当飞行器处于空中或飞行速度小于预设值时，对弹射模式信息重新进行周期采集，并重新对座椅位置信息和弹射模式信息进行顺次判断并重新锁定座椅指令弹射状态；

在座椅发生弹射时，根据双座椅飞行器的速度、所处高度、俯仰角和横滚角设置前舱与后舱的座椅发生弹射的延时时间。

在将确定的基准座椅指令弹射状态对应的座椅位置信息和弹射模式信息写入存储器后，还包括以下步骤：对写入存储器的座椅位置信息和弹射模式信息进行确认，若发生写入错误，则重新写入一次。

在将确定的基准座椅指令弹射状态对应的座椅位置信息和弹射模式信息写入存储器后，还包括以下步骤：在存储器中自定义两块存储地址，分别为主存地址和备份地址，当飞行器掉电后重新上电时，从存储器的主存地址中读取上一周期的座椅位置信息和弹射模式信息，若发生读取错误则从备份地址再次读取；当发生弹射时，按读取的座椅指令弹射状态执行轨迹发散，若未发生弹射，则重新识别座椅位置信息和弹射模式信息。

对座椅位置信息进行判断的方法为：对座椅位置信息进行采集，若连续采集3次得到的座椅位置信息一致则停止采集，将采集得到的座椅位置信息进行锁定；若未能得到连续3次采集结果一致的座椅位置信息，则在连续采集6次后停止采集，将存储器中写入的座椅位置信息和弹射模式信息作为座椅指令弹射状态并锁定，并退出判断。

对弹射模式信息进行判断的方法为：在得到连续3次采集结果一致的座椅位置信息后，对弹射模式信息进行采集，若连续采集3次得到的座椅位置信息一致则停止采集，将采集得到的弹射模式信息进行锁定；若未能得到连续3次采集结果一致的弹射模式信息，则在连续采集6次后停止采集，将存储器中写入的弹射模式信息进行锁定，并退出判断。

根据飞行器的速度、俯仰角和横滚角设置前舱与后舱的座椅发生弹射的延时时间的具体方法为：

在座椅发生弹射时，根据飞行器的速度、所处高度、俯仰角、横滚角的数据以及数据源是否有效设置发生双人弹射时前椅弹射的延时时间包括短、中、长时间延时，其中，当数据源的数据状态位为1时判断为数据源有效，当数据源的数据状态位为0时判断为数据源无效，短、中、长时间延时分别为0.4s、0.45s和0.5s；

当数据源无效时，且飞行器处于高速状态时采用短时间延时，否则采用中时间延时，其中，当飞行器的校准空速大于600km/h判断为飞行器处于高速状态；

当数据源有效时，且飞行器处于高海拔地区时采用短时间延时，否则采用中时间延时，当飞行器所处绝对高度大于4000m时认为飞行器处于高海拔地区；当飞行器处于高速时采用短时间延时，否则继续判断俯仰角；当存在俯仰角大于60°时采用短时间延时，否则继续判断横滚角；当横滚角超过120°或40°至80°之间时采用中时间延时，当横滚角处于80°至120°时采用长时间延时，否则采用短时间延时。

还提供一种弹射救生装置指令弹射功能的系统，本系统设置于飞行器中，当飞行器发生弹射时调用如上述所述的弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法。

在将确定的基准座椅指令弹射状态对应的座椅位置信息和弹射模式信息写入存储器后，还包括以下步骤：

对写入存储器的座椅位置信息和弹射模式信息进行确认，若发生写入错误，则重新写入一次；

在存储器中自定义两块存储地址，分别为主存地址和备份地址，当飞行器掉电后重新上电时，从存储器的主存地址；当发生弹射时，按读取的座椅指令弹射状态执行轨迹发散，若未发生弹射，则重新识别座椅位置信息和弹射模式信息。

对座椅位置信息进行判断的方法为：对座椅位置信息进行采集，若连续采集3次得到的座椅位置信息一致则停止采集，将采集得到的座椅位置信息进行锁定；若未能得到连续3次采集结果一致的座椅位置信息，则在连续采集6次后停止采集，将存储器中写入的座椅位置信息和弹射模式信息作为座椅指令弹射状态并锁定，并退出判断；

对弹射模式信息进行判断的方法为：在得到连续3次采集结果一致的座椅位置信息后，对弹射模式信息进行采集，若连续采集3次得到的座椅位置信息一致则停止采集，将采集得到的弹射模式信息进行锁定；若未能得到连续3次采集结果一致的弹射模式信息，则在连续采集6次后停止采集，将存储器中写入的弹射模式信息进行锁定，并退出判断。

根据飞行器的速度、俯仰角和横滚角设置前舱与后舱的座椅发生弹射的延时时间的具体方法为：

在座椅发生弹射时，根据飞行器的速度、所处高度、俯仰角、横滚角的数据以及数据源是否有效设置发生双人弹射时前椅弹射的延时时间包括短、中、长时间延时，其中，当数据源的数据状态位为1时判断为数据源有效，当数据源的数据状态位为0时判断为数据源无效，短、中、长时间延时分别为0.4s、0.45s和0.5s；

当数据源无效时，且飞行器处于高速状态时采用短时间延时，否则采用中时间延时，其中，当飞行器的校准空速大于600km/h判断为飞行器处于高速状态；

当数据源有效时，且飞行器处于高海拔地区时采用短时间延时，否则采用中时间延时，当飞行器所处绝对高度大于4000m时认为飞行器处于高海拔地区；当飞行器处于高速时采用短时间延时，否则继续判断俯仰角；当存在俯仰角大于60°时采用短时间延时，否则继续判断横滚角；当横滚角超过120°或40°至80°之间时采用中时间延时，当横滚角处于80°至120°时采用长时间延时，否则采用短时间延时。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过对指令弹射功能的安全性设计，软件能够通过对座椅位置信息、弹射模式信息和飞行器工作状态的综合判断，准确识别弹射救生装置当前状态和智能设置延时时间，确保不会发生因位置识别错误导致的救生失败以及达到最佳的弹射救生效能。

附图说明

图1为本发明实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的技术方案为：一种弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，如图1所示包括：

1)弹射状态由座椅位置信息和弹射模式信息组合，座椅位置信息表明座椅位于前舱还是后舱，弹射模式信息表明是双人弹射还是单人弹射，各由两个同源开关信号组成，软件设置4个变量识别；

2)软件将座椅位置信息和弹射模式信息设置为安全状态，确保不会发生异常识别；

3)软件根据座椅位置信息和弹射模式信息共4路开关状态，设置前椅单弹、前椅双弹、后椅、单座四种基准座椅指令弹射状态，对识别出非四种基准状态的情况进行告警，并根据当前座椅位置信息锁定一种指令弹射状态；

4)软件对写入存储器的座椅位置信息和弹射模式信息进行确认，若写入错误，则再写一次；

5)当飞机全机掉电重上电时，从存储器中读取座椅位置信息和弹射模式信息，若读取错误则从备份地址再次读取；当发生弹射时，则按读取的指令弹射状态执行轨迹发散，若未弹射，则重新识别座椅位置信息和弹射模式信息；

6)指令弹射状态判断时首先对座椅位置信号进行判断，再对弹射模式判断：

a)对座椅位置信号进行采集，连续采集3次状态一致则停止采集，若未能连续3次状态一致，则在连续采集6次后停止采集，置座椅位置信号和弹射模式信号为存储器中的状态，并退出指令弹射控制信号检测功能；

b)在座椅位置信号正确采集处理完毕后，对弹射模式信号进行周期采集，每个周期连续采集3次状态一致则停止采集，若未能连续3次状态一致，则在连续采集6次后停止采集，置座椅位置信号为当前最新状态，弹射模式信号为存储器中的状态，依据采集的座椅位置信号和弹射模式信号组合，对指令弹射控制信号进行判断与锁定。

7)基于飞行工况，同一飞行架次飞行员所坐位置固定，因此对座椅位置信息识别后立即锁定，同一上电周期不再更改；

8)基于飞行工况，在地面时弹射模式信号可能根据飞行员需求发生改变，因此在“地面”或飞行速度大于一定值时将指令弹射控制信号锁定后；若“空中”或飞行速度小于一定值，重新对弹射模式信号进行周期采集，并按照上述逻辑对指令弹射控制信号进行判定；

9)在弹射时根据数据源状态、数据源中不同速度、高度、俯仰、横滚状态以及数据源是否有效智能设置双弹时前椅弹射的延时时间(延时时间分为中、短、长三种)，使得双弹时能执行最优的救生控制：当数据源的数据状态位为1时判断为数据源有效，当数据源的数据状态位为0时判断为数据源无效，短、中、长时间延时分别为0.4s、0.45s和0.5s；当数据源无效时，且飞行器处于高速状态时采用短时间延时，否则采用中时间延时，其中，当飞行器的校准空速大于600km/h判断为飞行器处于高速状态；当数据源有效时，且飞行器处于高海拔地区时采用短时间延时，否则采用中时间延时，当飞行器所处绝对高度大于4000m时认为飞行器处于高海拔地区；当飞行器处于高速时采用短时间延时，否则继续判断俯仰角；当存在俯仰角大于60°时采用短时间延时，否则继续判断横滚角；当横滚角超过120°或40°至80°之间时采用中时间延时，当横滚角处于80°至120°时采用长时间延时，否则采用短时间延时。

本设计方法的代码及介绍如下：

将座椅指令弹射状态初始化为一种确定的状态，确保软件工作异常时的指令弹射状态不是随机状态。

1)从存储器中读取座椅位置信息和弹射模式信息的安全性设计

2)对座椅位置信号的连续采集的安全性设计

3)对弹射模式信号的连续采集的安全性设计

4)将座椅位置信号和弹射模式信号状态写入存储器的安全性设计

5)对座椅位置信号和弹射模式信号的锁定和解锁的安全性设计

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

在软件中设置用于表示弹射状态的座椅位置信息和弹射模式信息；其中，座椅位置信息用于表示座椅位于前舱或后舱；弹射模式信息用于表示双人弹射或单人弹射，即双座椅飞行器中前舱和后舱的座椅均弹射，以及双座椅飞行器中前舱或后舱的两座椅中某一座椅弹射或单座椅飞行器中座椅弹射；

将座椅位置信息和弹射模式信息均设置为安全状态；

根据座椅位置信息和弹射模式信息设置4种基准座椅指令弹射状态分别表示双座椅飞行器中前舱座椅弹射、前舱和后舱的座椅均弹射、后舱座椅弹射以及单座椅飞行器中座椅弹射；当软件识别出非基准座椅指令弹射状态时进行警报，并根据当前座椅位置信息确定对应基准座椅指令弹射状态，将确定的基准座椅指令弹射状态对应的座椅位置信息和弹射模式信息写入存储器；

对座椅位置信息进行判断后，再对弹射模式信息进行判断，根据判断后锁定的座椅位置信息和弹射模式信息对座椅指令弹射状态进行锁定；

在同一飞行架次中，当座椅位置信息识别后进行锁定，在本次飞行器的上电周期中不再发生更改；

当飞行器处于地面或飞行速度大于预设值时，将座椅指令弹射状态进行锁定；当飞行器处于空中或飞行速度小于预设值时，对弹射模式信息重新进行周期采集，并重新对座椅位置信息和弹射模式信息进行顺次判断并重新锁定座椅指令弹射状态；

在座椅发生弹射时，根据双座椅飞行器的速度、所处高度、俯仰角和横滚角设置前舱与后舱的座椅发生弹射的延时时间。

2.根据权利要求1所述的弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，其特征在于，在将确定的基准座椅指令弹射状态对应的座椅位置信息和弹射模式信息写入存储器后，还包括以下步骤：对写入存储器的座椅位置信息和弹射模式信息进行确认，若发生写入错误，则重新写入一次。

3.根据权利要求1所述的弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，其特征在于，在将确定的基准座椅指令弹射状态对应的座椅位置信息和弹射模式信息写入存储器后，还包括以下步骤：在存储器中自定义两块存储地址，分别为主存地址和备份地址，当飞行器掉电后重新上电时，从存储器的主存地址中读取上一周期的座椅位置信息和弹射模式信息，若发生读取错误则从备份地址再次读取；当发生弹射时，按读取的座椅指令弹射状态执行轨迹发散，若未发生弹射，则重新识别座椅位置信息和弹射模式信息。

4.根据权利要求1所述的弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，其特征在于，对座椅位置信息进行判断的方法为：对座椅位置信息进行采集，若连续采集3次得到的座椅位置信息一致则停止采集，将采集得到的座椅位置信息进行锁定；若未能得到连续3次采集结果一致的座椅位置信息，则在连续采集6次后停止采集，将存储器中写入的座椅位置信息和弹射模式信息作为座椅指令弹射状态并锁定，并退出判断。

5.根据权利要求4所述的弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，其特征在于，对弹射模式信息进行判断的方法为：在得到连续3次采集结果一致的座椅位置信息后，对弹射模式信息进行采集，若连续采集3次得到的座椅位置信息一致则停止采集，将采集得到的弹射模式信息进行锁定；若未能得到连续3次采集结果一致的弹射模式信息，则在连续采集6次后停止采集，将存储器中写入的弹射模式信息进行锁定，并退出判断。

6.根据权利要求1所述的弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法，其特征在于，根据飞行器的速度、俯仰角和横滚角设置前舱与后舱的座椅发生弹射的延时时间的具体方法为：

在座椅发生弹射时，根据飞行器的速度、所处高度、俯仰角、横滚角的数据以及数据源是否有效设置发生双人弹射时前椅弹射的延时时间包括短、中、长时间延时，其中，当数据源的数据状态位为1时判断为数据源有效，当数据源的数据状态位为0时判断为数据源无效，短、中、长时间延时分别为0.4s、0.45s和0.5s；

当数据源无效时，且飞行器处于高速状态时采用短时间延时，否则采用中时间延时，其中，当飞行器的校准空速大于600km/h判断为飞行器处于高速状态；

当数据源有效时，且飞行器处于高海拔地区时采用短时间延时，否则采用中时间延时，当飞行器所处绝对高度大于4000m时认为飞行器处于高海拔地区；当飞行器处于高速时采用短时间延时，否则继续判断俯仰角；当存在俯仰角大于60°时采用短时间延时，否则继续判断横滚角；当横滚角超过120°或40°至80°之间时采用中时间延时，当横滚角处于80°至120°时采用长时间延时，否则采用短时间延时。

7.一种弹射救生装置指令弹射功能的系统，其特征在于，本系统设置于飞行器中，当飞行器发生弹射时调用如权利要求1所述的弹射救生装置指令弹射功能的软件安全性设计方法。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在将确定的基准座椅指令弹射状态对应的座椅位置信息和弹射模式信息写入存储器后，还包括以下步骤：

对写入存储器的座椅位置信息和弹射模式信息进行确认，若发生写入错误，则重新写入一次；

在存储器中自定义两块存储地址，分别为主存地址和备份地址，当飞行器掉电后重新上电时，从存储器的主存地址；当发生弹射时，按读取的座椅指令弹射状态执行轨迹发散，若未发生弹射，则重新识别座椅位置信息和弹射模式信息。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

对座椅位置信息进行判断的方法为：对座椅位置信息进行采集，若连续采集3次得到的座椅位置信息一致则停止采集，将采集得到的座椅位置信息进行锁定；若未能得到连续3次采集结果一致的座椅位置信息，则在连续采集6次后停止采集，将存储器中写入的座椅位置信息和弹射模式信息作为座椅指令弹射状态并锁定，并退出判断；

对弹射模式信息进行判断的方法为：在得到连续3次采集结果一致的座椅位置信息后，对弹射模式信息进行采集，若连续采集3次得到的座椅位置信息一致则停止采集，将采集得到的弹射模式信息进行锁定；若未能得到连续3次采集结果一致的弹射模式信息，则在连续采集6次后停止采集，将存储器中写入的弹射模式信息进行锁定，并退出判断。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，根据飞行器的速度、俯仰角和横滚角设置前舱与后舱的座椅发生弹射的延时时间的具体方法为：

在座椅发生弹射时，根据飞行器的速度、所处高度、俯仰角、横滚角的数据以及数据源是否有效设置发生双人弹射时前椅弹射的延时时间包括短、中、长时间延时，其中，当数据源的数据状态位为1时判断为数据源有效，当数据源的数据状态位为0时判断为数据源无效，短、中、长时间延时分别为0.4s、0.45s和0.5s；

当数据源无效时，且飞行器处于高速状态时采用短时间延时，否则采用中时间延时，其中，当飞行器的校准空速大于600km/h判断为飞行器处于高速状态；

当数据源有效时，且飞行器处于高海拔地区时采用短时间延时，否则采用中时间延时，当飞行器所处绝对高度大于4000m时认为飞行器处于高海拔地区；当飞行器处于高速时采用短时间延时，否则继续判断俯仰角；当存在俯仰角大于60°时采用短时间延时，否则继续判断横滚角；当横滚角超过120°或40°

至80°之间时采用中时间延时，当横滚角处于80°至120°时采用长时间延时，

否则采用短时间延时。