基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统技术方案

本发明专利技术提出了基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统，包括相互连接的飞行显示器、统一处理平台、大气航姿采集单元、操作控制板和统一网络总线；统一处理平台包括电源模块PSM、公共处理模块CPM、通用接口模块IOM、射频接口模块RFM、音频接口模块AUDIO、作动控制模块ACM；电源模块PSM输入机载+28VDC正常电源和+24VDC应急电源，经过转换后变换为平台内部模块、大气航姿采集单元和操作控制板所需的+12VDC电源；本发明专利技术提出了一种基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统，能够实现系统安全性的进一步提高，能够灵活适应不同类型飞机的需求，能够实现通用飞机航空电子、飞行控制、飞行管理和空管等不同领域的功能集成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机载系统与设备专业领域，具体涉及技术为通用飞机机载电子系统技术，以通用飞机为应用对象，提出了一种基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统架构。
技术介绍
通用飞机的机载电子系统是指为支持完成正常飞行任务所需配备的电子系统，一般可包括综合显示、参数采集、通信、导航、监视、飞控、记录、维护和告警等功能。机载电子系统是通用飞机的耳目、大脑和神经，可以说它的先进程度是通用飞机技术发展水平的一个重要标志，没有先进的机载电子系统就没有先进的通用飞机。因此通用飞机的机载电子系统是通用飞机发展的关键技术之一。通过不断地突破通用机载电子系统中的核心技术，可以不断提高通用飞机安全性、可靠性和适航性，同时通过优化系统设计并采用新的机载电子系统技术可以进一步增强通用飞机的经济性、舒适性、环保性、灵活性和可维修性等。当前的通用飞机机载电子系统存在以下问题:a.综合化程度仍显不足，难以进一步提供有助于飞行安全综合化判断信息；b.物理形式上仍是独立配置，航空电子、飞行控制、飞行管理和空管等功能仍由独立的设备实现，集成化程度难以提高，功能的增加需要增加独立设备，造成研制成本相对较尚;c.应用灵活性差，系统不能灵活适应不同类型的通用飞机，需要针对具体的飞机进行较大的更改才能满足飞机的需求。因此希望能够研制更先进的机载电子系统，以满足未来不同种类通用飞机的要求。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所存在的技术问题，本专利技术提出了一种基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统，能够实现系统安全性的进一步提高，能够灵活适应不同类型飞机的需求，能够实现通用飞机航空电子、飞行控制、飞行管理和空管等不同领域的功能集成，以便满足未来不同种类通用飞机的实际应用需求。本专利技术的技术解决方案是:基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统，其特征在于:所述电子系统包括相互连接的飞行显示器、统一处理平台、大气航姿采集单元、操作控制板和统一网络总线；所述统一处理平台包括电源模块PSM、公共处理模块CPM、通用接口模块1M、射频接口模块RFM、音频接口模块AUD1、作动控制模块ACM;所述电源模块PSM输入机载+28VDC正常电源和+24VDC应急电源，经过转换后变换为平台内部模块、大气航姿采集单元和操作控制板所需的+12VDC电源;PSM通过统一网络总线给CPM周期性发送状态信息并接收CPM发送的控制命令；所述公共处理模块CPM提供统一处理平台的公共计算和处理资源，CPM集成嵌入式实时分区操作系统，提供统一的应用程序接口标准，允许驻留多个不同安全等级的功能应用程序；所述通用接口模块1M提供系统中通用的输入输出接口，实现对发动机参数、机身参数、电源参数和燃油参数通用参数的采集，以及部分离散量控制信号的输出；1M将采集到的数据通过统一网络总线提供给CPM进行处理，并通过统一网络总线接收CPM发送的控制信号；所述射频接口处理模块RFM提供系统中的射频信号收发和处理功能；包括VHF电台、VOR、ILS、ADF、DME、MKR、应答机、北斗和GPS接口 ； RFM将解析后的数据通过统一网络总线提供给CPM进行处理，并通过统一网络总线接收CPM发送的控制信号和输出数据；所述音频处理模块AUD1包括I路主驾、I路副驾和4路乘客的麦克风话音输入、耳机声音输出接口、I路驾驶舱喇叭的声音输出接口、6路导航音频信号输入接口、4路告警声音输入接口；作动控制模块ACM通过统一网络总线接收CPM发送的控制信号和输出数据，并将执行结果通过统一网络总线提供给CPM进行处理。上述统一处理平台还包括扩展接口模块E1，扩展接口模块E1上集成标准的数字接口，ΕΙ0通过统一网络单元和CPM进行数据的交互。公共处理模块CPM采用大容量随机存储器和固态电子盘，支持导航数据库、地形数据库和其它数据库的实时运行;公共处理模块CPM采用双余度配置。扩展接口模块E1上集成标准的数字接口是ARINC429、RS422、ARINC453、ARINC708。通用接口模块1M接口的类型包括离散量接口、模拟电压采集接口、模拟电流采集接口、电阻量采集接口和热电偶输入采集接口。上述飞行显示器包括图形处理器;所述图形处理器包括:接口数据处理:飞行显示器通过外部接口获取需要显示的各种数据信息，数据通过统一网络总线和外部视频输入获取，包括大气、航姿、控制、通信、导航、监视信息；数据信息处理:将获取的这些数据按照综合化的方式进行处理，根据不同显示信息的规范、约定、格式和方式要求，将其处理为可以按照图形表示的数据；显示转换处理:将需要显示的图形数据转化成可以通过显示屏直接显示的图像，数据信息转化成可以直接识别的符号、字符的图形化信息；图像显示:通过液晶屏进行所需图像的直接显示。上述大气航姿采集单元集成多个传感器，将大气压力、温度和飞机姿态物理量直接转换为相应的电信号，对电信号进行数字量化后通过统一网络总线提供给后级处理；?0027] 接口数据米集:包括两部分，一是对外部的大气压力、大气温度传感器的输入信号进行转换采集，二是对内部的加速度计、陀螺仪航姿传感器信号进行转换和采集；大气航姿数据处理:对采集的原始大气航姿数据进行滤波、坏值剔除等操作，将这些数据按照规定的格式输出到统一网络；操作控制板:操作控制面板提供按键、数字、字符、光标、开关的操作部件，控件的操作被转换成指令信号通过统一网络总线提供给后级处理。上述统一网络总线采用总线式拓扑结构的FlexRay总线。本专利技术具有的优点效果:I)系统安全性高:具有高安全性特质的系统架构，可通过提供冗余的软硬件资源以及冗余的网络互联总线，能够满足不同安全等级的需要，支持高安全等级的功能实现，如飞管、飞控等；2)系统能够灵活配置:具有可伸缩的系统架构特性，通过扩展或剪裁系统的配置能够适应不同类型飞机和不同安全等级的功能实现，能够覆盖CCAR23部固定翼飞机和CCAR27部旋翼机的应用需求；3)在统一处理平台上实现跨领域飞机功能的集成:首次针对通用飞机提出在一个处理平台上对通用飞机不同领域的功能进行综合。由于航电、飞控、空管等系统的功能属于飞机的不同领域，它们对安全性、运行周期和资源需求都有较大差异，基于这种架构，能够利用系统的共用和冗余资源实现这些集成，这种集成能产生以下优点:[0当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统，其特征在于：所述电子系统包括相互连接的飞行显示器、统一处理平台、大气航姿采集单元、操作控制板和统一网络总线；所述统一处理平台包括电源模块PSM、公共处理模块CPM、通用接口模块IOM、射频接口模块RFM、音频接口模块AUDIO、作动控制模块ACM；所述电源模块PSM输入机载+28VDC正常电源和+24VDC应急电源，经过转换后变换为平台内部模块、大气航姿采集单元和操作控制板所需的+12VDC电源；PSM通过统一网络总线给CPM周期性发送状态信息并接收CPM发送的控制命令；所述公共处理模块CPM提供统一处理平台的公共计算和处理资源，CPM集成嵌入式实时分区操作系统，提供统一的应用程序接口标准，允许驻留多个不同安全等级的功能应用程序；所述通用接口模块IOM提供系统中通用的输入输出接口，实现对发动机参数、机身参数、电源参数和燃油参数通用参数的采集，以及部分离散量控制信号的输出；IOM将采集到的数据通过统一网络总线提供给CPM进行处理，并通过统一网络总线接收CPM发送的控制信号；所述射频接口处理模块RFM提供系统中的射频信号收发和处理功能；包括VHF电台、VOR、ILS、ADF、DME、MKR、应答机、北斗和GPS接口；RFM将解析后的数据通过统一网络总线提供给CPM进行处理，并通过统一网络总线接收CPM发送的控制信号和输出数据；所述音频处理模块AUDIO包括1路主驾、1路副驾和4路乘客的麦克风话音输入、耳机声音输出接口、1路驾驶舱喇叭的声音输出接口、6路导航音频信号输入接口、4路告警声音输入接口；作动控制模块ACM通过统一网络总线接收CPM发送的控制信号和输出数据，并将执行结果通过统一网络总线提供给CPM进行处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文学，孔德岐，缪炜涛，吕亚方，米耘锋，冯伟，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61