基于統(tǒng)一處理平臺(tái)的通用飛機(jī)機(jī)載電子系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)載系統(tǒng)與設(shè)備專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，具體涉及技術(shù)為通用飛機(jī)機(jī)載電子系統(tǒng)技術(shù)，以通用飛機(jī)為應(yīng)用對(duì)象，提出了一種基于統(tǒng)一處理平臺(tái)的通用飛機(jī)機(jī)載電子系統(tǒng)架構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]通用飛機(jī)的機(jī)載電子系統(tǒng)是指為支持完成正常飛行任務(wù)所需配備的電子系統(tǒng)，一般可包括綜合顯示、參數(shù)采集、通信、導(dǎo)航、監(jiān)視、飛控、記錄、維護(hù)和告警等功能。
[0003]機(jī)載電子系統(tǒng)是通用飛機(jī)的耳目、大腦和神經(jīng)，可以說(shuō)它的先進(jìn)程度是通用飛機(jī)技術(shù)發(fā)展水平的一個(gè)重要標(biāo)志，沒(méi)有先進(jìn)的機(jī)載電子系統(tǒng)就沒(méi)有先進(jìn)的通用飛機(jī)。因此通用飛機(jī)的機(jī)載電子系統(tǒng)是通用飛機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過(guò)不斷地突破通用機(jī)載電子系統(tǒng)中的核心技術(shù)，可以不斷提高通用飛機(jī)安全性、可靠性和適航性，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并采用新的機(jī)載電子系統(tǒng)技術(shù)可以進(jìn)一步增強(qiáng)通用飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、舒適性、環(huán)保性、靈活性和可維修性等。當(dāng)前的通用飛機(jī)機(jī)載電子系統(tǒng)存在以下問(wèn)題:
[0004]a.綜合化程度仍顯不足，難以進(jìn)一步提供有助于飛行安全綜合化判斷信息；
[0005]b.物理形式上仍是獨(dú)立配置，航空電子、飛行控制、飛行管理和空管等功能仍由獨(dú)立的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，集成化程度難以提高，功能的增加需要增加獨(dú)立設(shè)備，造成研制成本相對(duì)較尚;
[0006]c.應(yīng)用靈活性差，系統(tǒng)不能靈活適應(yīng)不同類(lèi)型的通用飛機(jī)，需要針對(duì)具體的飛機(jī)進(jìn)行較大的更改才能滿(mǎn)足飛機(jī)的需求。
[0007]因此希望能夠研制更先進(jìn)的機(jī)載電子系統(tǒng)，以滿(mǎn)足未來(lái)不同種類(lèi)通用飛機(jī)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決【背景技術(shù)】中所存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于統(tǒng)一處理平臺(tái)的通用飛機(jī)機(jī)載電子系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)安全性的進(jìn)一步提高，能夠靈活適應(yīng)不同類(lèi)型飛機(jī)的需求，能夠?qū)崿F(xiàn)通用飛機(jī)航空電子、飛行控制、飛行管理和空管等不同領(lǐng)域的功能集成，以便滿(mǎn)足未來(lái)不同種類(lèi)通用飛機(jī)的實(shí)際應(yīng)用需求。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:基于統(tǒng)一處理平臺(tái)的通用飛機(jī)機(jī)載電子系統(tǒng)，其特征在于:所述電子系統(tǒng)包括相互連接的飛行顯示器、統(tǒng)一處理平臺(tái)、大氣航姿采集單元、操作控制板和統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)；
[0010]所述統(tǒng)一處理平臺(tái)包括電源模塊PSM、公共處理模塊CPM、通用接口模塊1M、射頻接口模塊RFM、音頻接口模塊AUD1、作動(dòng)控制模塊ACM;
[0011]所述電源模塊PSM輸入機(jī)載+28VDC正常電源和+24VDC應(yīng)急電源，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后變換為平臺(tái)內(nèi)部模塊、大氣航姿采集單元和操作控制板所需的+12VDC電源;PSM通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)給CPM周期性發(fā)送狀態(tài)信息并接收CPM發(fā)送的控制命令；
[0012]所述公共處理模塊CPM提供統(tǒng)一處理平臺(tái)的公共計(jì)算和處理資源，CPM集成嵌入式實(shí)時(shí)分區(qū)操作系統(tǒng)，提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)，允許駐留多個(gè)不同安全等級(jí)的功能應(yīng)用程序；
[0013]所述通用接口模塊1M提供系統(tǒng)中通用的輸入輸出接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、機(jī)身參數(shù)、電源參數(shù)和燃油參數(shù)通用參數(shù)的采集，以及部分離散量控制信號(hào)的輸出；1M將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)提供給CPM進(jìn)行處理，并通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)接收CPM發(fā)送的控制信號(hào)；
[0014]所述射頻接口處理模塊RFM提供系統(tǒng)中的射頻信號(hào)收發(fā)和處理功能；包括VHF電臺(tái)、VOR、ILS、ADF、DME、MKR、應(yīng)答機(jī)、北斗和GPS接口 ； RFM將解析后的數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)提供給CPM進(jìn)行處理，并通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)接收CPM發(fā)送的控制信號(hào)和輸出數(shù)據(jù)；
[0015]所述音頻處理模塊AUD1包括I路主駕、I路副駕和4路乘客的麥克風(fēng)話(huà)音輸入、耳機(jī)聲音輸出接口、I路駕駛艙喇叭的聲音輸出接口、6路導(dǎo)航音頻信號(hào)輸入接口、4路告警聲音輸入接口；
[0016]作動(dòng)控制模塊ACM通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)接收CPM發(fā)送的控制信號(hào)和輸出數(shù)據(jù)，并將執(zhí)行結(jié)果通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)提供給CPM進(jìn)行處理。
[0017]上述統(tǒng)一處理平臺(tái)還包括擴(kuò)展接口模塊E1，擴(kuò)展接口模塊E1上集成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口，ΕΙ0通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)單元和CPM進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。
[0018]公共處理模塊CPM采用大容量隨機(jī)存儲(chǔ)器和固態(tài)電子盤(pán)，支持導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)、地形數(shù)據(jù)庫(kù)和其它數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)運(yùn)行;公共處理模塊CPM采用雙余度配置。
[0019]擴(kuò)展接口模塊E1上集成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口是ARINC429、RS422、ARINC453、ARINC708。
[0020]通用接口模塊1M接口的類(lèi)型包括離散量接口、模擬電壓采集接口、模擬電流采集接口、電阻量采集接口和熱電偶輸入采集接口。
[0021]上述飛行顯示器包括圖形處理器;所述圖形處理器包括:
[0022]接口數(shù)據(jù)處理:飛行顯示器通過(guò)外部接口獲取需要顯示的各種數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)和外部視頻輸入獲取，包括大氣、航姿、控制、通信、導(dǎo)航、監(jiān)視信息；
[0023]數(shù)據(jù)信息處理:將獲取的這些數(shù)據(jù)按照綜合化的方式進(jìn)行處理，根據(jù)不同顯示信息的規(guī)范、約定、格式和方式要求，將其處理為可以按照?qǐng)D形表示的數(shù)據(jù)；
[0024]顯示轉(zhuǎn)換處理:將需要顯示的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可以通過(guò)顯示屏直接顯示的圖像，數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成可以直接識(shí)別的符號(hào)、字符的圖形化信息；
[0025]圖像顯示:通過(guò)液晶屏進(jìn)行所需圖像的直接顯示。
[0026]上述大氣航姿采集單元集成多個(gè)傳感器，將大氣壓力、溫度和飛機(jī)姿態(tài)物理量直接轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字量化后通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)提供給后級(jí)處理；?0027] 接口數(shù)據(jù)米集:包括兩部分，一是對(duì)外部的大氣壓力、大氣溫度傳感器的輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換采集，二是對(duì)內(nèi)部的加速度計(jì)、陀螺儀航姿傳感器信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和采集；
[0028]大氣航姿數(shù)據(jù)處理:對(duì)采集的原始大氣航姿數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、壞值剔除等操作，將這些數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式輸出到統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)；
[0029]操作控制板:操作控制面板提供按鍵、數(shù)字、字符、光標(biāo)、開(kāi)關(guān)的操作部件，控件的操作被轉(zhuǎn)換成指令信號(hào)通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)提供給后級(jí)處理。
[°03°]上述統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)采用總線(xiàn)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的FlexRay總線(xiàn)。
[0031]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)效果:
[0032]I)系統(tǒng)安全性高:具有高安全性特質(zhì)的系統(tǒng)架構(gòu)，可通過(guò)提供冗余的軟硬件資源以及冗余的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)總線(xiàn)，能夠滿(mǎn)足不同安全等級(jí)的需要，支持高安全等級(jí)的功能實(shí)現(xiàn)，如飛管、飛控等；
[0033]2)系統(tǒng)能夠靈活配置:具有可伸縮的系統(tǒng)架構(gòu)特性，通過(guò)擴(kuò)展或剪裁系統(tǒng)的配置能夠適應(yīng)不同類(lèi)型飛機(jī)和不同安全等級(jí)的功能實(shí)現(xiàn)，能夠覆蓋CCAR23部固定翼飛機(jī)和CCAR27部旋翼機(jī)的應(yīng)用需求；
[0034]3)在統(tǒng)一處理平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域飛機(jī)功能的集成:首次針對(duì)通用飛機(jī)提出在一個(gè)處理平臺(tái)上對(duì)通用飛機(jī)不同領(lǐng)域的功能進(jìn)行綜合。由于航電、飛控、空管等系統(tǒng)的功能屬于飛機(jī)的不同領(lǐng)域，它們對(duì)安全性、運(yùn)行周期和資源需求都有較大差異，基于這種架構(gòu)，能夠利用系統(tǒng)的共用和冗余資源實(shí)現(xiàn)這些集成，這種集成能產(chǎn)生以下優(yōu)點(diǎn):
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