Общие и тактико-технические требования к конструкции бортовой аппаратуры. Блок ввода данных для энергонезависимого хранения и выдачи в бортовую ЭВМ данных полетного задания, а также приема данных регистрации. Структурная схема и разработка конструкции.
Аннотация к работе
Выполнение действий, связанных решением одной определенной задачи необходимо организовывать в определенном ограниченном пространстве, т.е. необходимые для решения определенной задачи индикаторы, коммутационно-управляющие элементы, сигнализаторы и т.д. должны быть локализованы на лицевой панели одного пульта. Поэтому наряду с улучшением летно-тактических характеристик летательных аппаратов большое значение приобрела автоматизация процесса пилотирования и навигации. С вводом в состав оборудования самолетов первых автоматизированных навигационно-пилотажных комплексов задача ввода информации решалась при помощи феррито-транзисторных ячеек памяти. В более поздних навигационно-пилотажных комплексах, на самолетах ИЛ - 86 и ЯК - 42, были установлены блоки ввода информации с применением разомкнутых оптронных пар для считывания информации с носителя на бумажных перфокартах. Основная особенность эксплуатации бортовой аппаратуры, устанавливаемой на самолеты и вертолеты - повышенное воздействие механических факторов (вибраций, ударов, линейных ускорений), причем это воздействие имеет место практически в течении всего срока эксплуатации.При поступлении из бортовой ЭВМ по каналу последовательного кода командного 32-х разрядного слова, задающего режим «считывания из зоны задания», БВД выдает ответное слово состояния и 32 слова данных задания по запомненному адресу массива (в том числе контрольную сумму этого массива зоны задания). При режиме «считывание из зоны регистрации» БВД считывает из зоны регистрации параметр, записанный последним, и выдает слово состояния и 8 слов данных регистрации (4 записанных параметра). В этом режиме БВД считывает из зоны регистрации параметр, записанный последним, и выдает слово состояния и 32 слова данных регистрации (16 записанных параметров). Через 10 сек бортовая ЭВМ комплекса запрашивает слово состояния БВД и фиксирует состояние БВД по результату начальной самопроверки (по битам исправности зоны задания, в том числе по проверке информации массивов по контрольным суммам, и зоны регистрации), передаваемому из БВД в бортовую ЭВМ (24 и 25 разряды выходного слова состояния БВИ в режиме «контроль»). Съемная кассета памяти обеспечивает: а) считывание данных полетного задания из памяти задания по каналам ARINC 429 в составе бортовой ЭВМ б) стирание, запись и считывание данных памяти регистрации по каналам ARINC 429 в составе бортовой ЭВМ в) стирание, запись и считывание данных памяти задания по каналу RS232 в составе рабочего места оператора (РМО) БВД г) считывание и стирание данных памяти регистрации по каналу RS232 в составе РМО БВД д) количество циклов перезаписи информации в памяти задания и в памяти регистрации не менее 10000 раз.
Введение
В настоящее время широко развивается авиастроение. За сравнительно небольшое время были достигнуты значительные успехи в увеличении скорости, дальности полетов и грузоподъемности. Многократно расширилась сфера применения летательных аппаратов, как в военных, так и в гражданских целях.
Основной задачей при разработке бортового электронного оборудования для самолета является снижение его объема, веса, уменьшение потребляемой мощности, а также автоматизация процессов навигации и пилотирования. Работу каждого члена экипажа можно рассматривать как развивающийся во времени процесс, в котором каждое последующее действие зависит от предыдущего. Раньше пилотам приходилось в течении полета непрерывно анализировать показания большого числа приборов и по ним принимать сложные решения порой в достаточно короткий промежуток времени. Такие решения, сделанные в быстро меняющихся условиях полета, не всегда могли быть достаточно верными. Выполнение действий, связанных решением одной определенной задачи необходимо организовывать в определенном ограниченном пространстве, т.е. необходимые для решения определенной задачи индикаторы, коммутационно-управляющие элементы, сигнализаторы и т.д. должны быть локализованы на лицевой панели одного пульта. Поэтому наряду с улучшением летно-тактических характеристик летательных аппаратов большое значение приобрела автоматизация процесса пилотирования и навигации.
В связи с усложнением авиационных аппаратурных комплексов, вызванным необходимостью решения новых задач (повышения погодного минимума, интенсивности перевозок и т.д.), количество аппаратуры в них росло почти пропорционально количеству решаемых задач. Увеличивающийся объем оборудования предполагает либо увеличение количества обслуживающих комплекс операторов, либо интенсификацию труда оператора при потоке информации, превышающей его физиологические способности. Такая интенсификация труда повышает утомляемость оператора, увеличивает вероятность принятия неправильно решения, что недопустимо, так как ошибка оператора может привести к тяжелым последствиям.
Стала очевидной необходимость не простого наращивания оборудования, а качественного скачка, обеспечивающего комплексную автоматизацию процесса управления и контроля оборудования во всех режимах его работы.
С вводом в состав оборудования самолетов первых автоматизированных навигационно-пилотажных комплексов задача ввода информации решалась при помощи феррито-транзисторных ячеек памяти. Так на самолете ИЛ - 62 в навигационном комплексе «Полет» был введен блок памяти маршрута ПК - 31.
В более поздних навигационно-пилотажных комплексах, на самолетах ИЛ - 86 и ЯК - 42, были установлены блоки ввода информации с применением разомкнутых оптронных пар для считывания информации с носителя на бумажных перфокартах. Для этих целей в ОКБ «Электроавтоматика» был разработан пульт подготовки и контроля ППК. Перед полетом с бумажных перфокарт, порядка 10 - 15 штук, информация вводилась в ППК.
1. Анализ технического задания
1.1 Общие требования к конструкции бортовой аппаратуры
Основная особенность эксплуатации бортовой аппаратуры, устанавливаемой на самолеты и вертолеты - повышенное воздействие механических факторов (вибраций, ударов, линейных ускорений), причем это воздействие имеет место практически в течении всего срока эксплуатации. Это накладывает повышенные требования к прочности конструкции бортовой аппаратуры в части воздействия механических нагрузок и заставляет принимать все меры по исключению их влияния. Практика полетов показывает, при эксплуатации наибольшее разрушающее воздействие на бортовую аппаратуру оказывают вибрации. Как правило, конструкция аппарата, выдерживающая воздействие вибрационных нагрузок в определенном частотном диапазоне, выдерживает ударные нагрузки и линейные ускорения с значительно большими значениями соответствующих параметров.
Кроме того, бортовая аппаратура должна обладать минимально возможными габаритными размерами, массой и мощностью потребления при сохранении высоких показателей быстродействия, емкости памяти, надежности и т.д. Минимальные габаритные размеры достигаются за счет использования специальных методов компоновки, применение электрорадиоэлементов с высоким коэффициентом интеграции и низкой потребляемой энергией для своей работы.
Бортовая аппаратура характеризуется значительно большим временем непрерывной работы, до 25 часов. Бортовая аппаратура испытывает значительные температурные колебания, например летом, в южных широтах корпус самолета нагревается более чем до 500, а при взлете температура падает, достигая -500 на высоте 10 км.
1.2 Тактико-технические требования к блоку ввода данных
Блок ввода данных (БВД) входит в бортовую систему ввода-вывода информации, которая в свою очередь обеспечивает: Автоматическое считывание в бортовую ЭВМ информации полетного задания объемом до 16 Мб, записанной на съемной кассете;
Время готовности БВД к работе не должно превышать 10с с момента подачи питания. Под временем готовности понимается время с момента подачи на БВД питающего напряжения до момента, начиная с которого БВД способен к выполнению любого режима, в том числе - к проверке работоспособности в режиме контроля.
Время непрерывной работы БВД должно составлять не менее 25 ч.
Принудительно обесточивать сменную кассету при ее стыковке / расстыковке.
1.2.1 Требования к съемной кассете памяти
Съемная кассета памяти должна обеспечивать: запись в нее, хранение и считывание из нее информации объемом до 16 Мб по сигналам блока ввода данных (БВД), при установке кассеты в блок, и в снятую кассету по каналу RS-232;
- количество циклов записи не менее 10000;
- количество установок не менее 1000.
На кассете должно быть поле для нанесения идентификационного номера карандашом
Запись информации полетного задания в наземных условиях в съемную кассету памяти и считывание зарегистрированной в полете информации из нее должны быть обеспечены системой подготовки полетного задания и обработки полетной информации.
Список литературы
Нефедов А.В., Савченко А.М., Фиоктистов Ю.В. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры. Справочник. - М.:Энергоатомиздат, 1987.
Парфенов Е.Н. и др. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1989.
Роткоп Л.П. Спокойный А.С. Обеспечение тепловых режимов при конструировании РЭА. - М.: Советское радио, 1676.
Преснухин Л.Н. Шахнов В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. Учеб. для вузов по специальности «ЭВМ» и «Конструирование и производство ЭВА». - М.: Высш. школа, 1986.
Конструирование и технология печатных плат. Учеб. пособия для радиотехнических специальностей вузов. - М.: Высш. школа, 1973.
Методические указания по практическим занятиям по курсу механические воздействия и испытания ЭВА. - Л.-ЛИТМО, 1987.
Майоров С.А. и др. ЭВМ справочник по конструированию. - М.: Сов. радио, 1975.
Экономическая часть дипломных разработок. Методические указания для студентов технических специальностей всех форм обучения. - С.-Пб.: С.-ПБГИТМО(ТУ), 1998.
Методические указания по написанию экономико-организационной части дипломных проектов. Для конструкторских специальностей. - Л.-ЛИТМО, 1985.
Тихонов Ю.Л. Разработка пояснительной записки в курсовом дипломном проектировании: Учеб. пособие. - Л.:ЛИТМО, 1988.
Романычева Э.Т. и др. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989.
Усатенко С.Т. и др. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство стандартов, 1992.
Справочная книга по охране труда в машиностроении. Под ред. Русака О.Н.-Л.: Машиностроение, 1989.
Сборник отраслевых правил и норм по технике безопасности. Том 11 книга 2.-М.: Машиностроение, 1977.
15. Дульнев Г.Н., Тарновский Н.Н. Тепловые режимы электронной аппаратуры. Энергия Ленинградское отделение 1971.