一种基于系统安全的悬挂物应急投放系统及投放方法与流程

本发明涉及一种基于系统安全的悬挂物应急投放系统及投放方法，属于飞行器安全技术领域。

背景技术：

飞机悬挂物应急投放的功能在飞机-悬挂物系统设计中被广泛应用，主要考虑到悬挂物不能影响到飞机的安全性，有突发情况时飞行员可以主动通过松开挂钩操作将悬挂物释放。往往这种方式是通过飞行员人为判断和操作将飞机悬挂物抛掉。在传统情况下，这种基于飞行员人为判断的设计方法负面效应很小，但是，在特殊情况下，飞行员基于飞机和自身安全的判断直接将悬挂物抛弃可能会带来严重的后果，比如悬挂物带有易爆物。

悬挂物带有易爆物的情况下，如果飞机在出现紧急特殊情况下携带悬挂物返回，可能会遇到挂钩强度不足、着陆过程中悬挂物距离地面距离过小等情形，引起爆炸，导致机毁人亡。因此有必要使得飞行员能够在空中根据特情处置方案抛弃悬挂物或者将悬挂物带有易爆物的部分切离。

基于系统安全进行悬挂物应急投放的系统设计，设计飞机与悬挂物的交互功能。飞行员根据实际情况通过飞机向悬挂物发出应急投放指令，悬挂物接收到指令后，启动独立工作功能，进行危险装置失效处理后,悬挂物将准备好的信息传回飞机，飞机可进行应急投放流程。由于一般应急投放的情况十分危急，设计时应充分考虑可靠性及交互时间应尽可能短。

为了提高飞机-悬挂物系统安全性，有必要发明一种基于系统安全的悬挂物应急投放设计方法，来实现应急投放的系统安全性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于系统安全的悬挂物应急投放系统及投放方法，通过控制悬挂物自毁投放和危险部位切割相结合，提高飞机-悬挂物系统安全性。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种基于系统安全的悬挂物应急投放系统，包括允许自毁控制模块、危险部位切割控制模块和应急激活控制模块；

允许自毁控制模块接收飞机计算机发送的允许自毁信号，并使能危险部位切割控制模块和应急激活控制模块，并将允许自毁信号发送给悬挂物计算机；

应急激活控制模块在使能后，接收到飞机计算机发送的应急激活信号后，将应急激活信号发送给悬挂物计算机，使能悬挂物电池供电易爆物；

危险部位切割控制模块在使能后，接收到飞机计算机发送的危险部位切割信号后，发出危险部位切割信号，控制危险部位从悬挂物上分离。

优选的，允许自毁控制模块通过光耦采集飞机计算机发送的允许自毁信号，通过继电器控制使能危险部位切割控制模块和应急激活控制模块。

优选的，应急激活控制模块通过光耦采集模块接收飞机计算机发送的应急激活信号，并发送给悬挂物计算机。

优选的，悬挂物计算机接收到允许自毁信号和应急激活信号后，判断悬挂物电池转电正常后，返回飞机计算机自毁准备好信号，并接收到脱钩信号后，控制悬挂物执行易爆物易爆物失效处理。

优选的，执行易爆物易爆物失效处理的方法为：将易爆物的组分分离，避免相互接触引起爆炸。

优选的，危险部位切割控制模块控制危险部位从悬挂物上分离的方法为：控制相应的继电器导通，切割危险部位，采用火工品炸开的方式控制危险部位从悬挂物上分离。

同时提供一种利用所述的基于系统安全的悬挂物应急投放系统进行应急投放方法，包括如下步骤：

(1)悬挂物计算机接收到飞机计算机发送的允许自毁信号后，使能危险部位切割控制模块和应急激活控制模块；

(2)如果悬挂物计算机接收到应急激活信号，则停止当前运行流程，开始查询危险部位切割信号；若危险部位切割信号成立，直接发出易爆物失效信号，并完成危险部位切割；若危险部位切割信号不成立，则读取悬挂物电池电压数据进行判断，若电池电压合格则进入步骤(3)，否则若电池电压不合格重新判断危险部位切割信号成立与否，若成立则进行危险部位切割，若不成立则继续读取悬挂物电池电压数据并进行判断；

(3)进行转电，供电由飞机供电转电池供电；转电正常后，向飞机回送“准备好”信号，等待飞机计算机发送脱钩信号，如果接收到脱钩信号后则进入离架程序，进行悬挂物执行易爆物失效处理。

优选的，步骤(3)中，如果在接收到脱钩信号之前接收到危险部位切割信号，则进行危险部位切割。

优选的，悬挂物执行易爆物失效处理的方法为：将易爆物的组分分离，避免相互接触引起爆炸。

优选的，完成危险部位切割方式为：危险部位从悬挂物上分离采用火工品炸开的方式分离。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明的系统安全的悬挂物应急投放系统为危险情况下的悬挂物自毁提供了双重保障，一方面飞机计算机发出允许自毁和应急激活，控制悬挂物自毁投放；另一方面在飞机脱钩失效，不能脱钩的情况下，飞行员可以紧急开启“危险部位切割”开关，完成危险部位切割，确保飞机的安全性。

(2)本发明在紧急情况下进行危险部位切割，将易爆物的组分分离，避免相互接触引起爆炸，避免应急投放后造成地面设施及人员等的伤害。

(3)本发明通过允许自毁信号使能应急激活和危险部位切割，通过信号的连锁设置，避免单信号，误触发，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明基于系统安全的悬挂物应急投放系统框图。

具体实施方式

本发明实现了一种基于系统安全的悬挂物应急投放系统及投放方法，与传统完全由飞行员人为主导的设计方法不同，本发明考虑到了飞机-悬挂物的系统安全性，类似存在悬挂物高度危险的情况下，可以选用该方法进行设计。下面就基于系统安全的悬挂物应急投放设计方案进行阐述。

级别1：主要是在飞机尚可操控的情况下执行，级别1应急投放流程及逻辑如下：

飞机首先向悬挂物发出“允许自毁”指令和“应急电池激活”指令，悬挂物同时接收到两个指令并确认后，激活内部电池，进行引爆物失效处理；

悬挂物向飞机返回“自毁准备好”信号，飞机上相应的“自毁准备好”指示灯燃亮，提示可接通“应急投放”开关，飞行员接通后，飞机自动向悬挂物发射装置发出开钩指令，完成应急投放。

级别2：主要是在飞机不可控的情况下执行，级别2应急投放流程及逻辑如下：

飞机在驾驶员座位附近设置“应急投放”开关，一旦接通，飞机向悬挂物输出“允许自毁”指令和“应急电池”激活指令，同时向悬挂物发射装置发出开钩指令，悬挂物应急投放。

级别1应急投放失效处置：

悬挂物未回自毁准备好，可执行级别2应急投放；

悬挂物发射装置开勾失效处置：

飞机设置“危险部位切割”开关，悬挂物发射装置未开钩时，接通后向悬挂物发出“危险部位切割”指令，悬挂物自动执行危险部位切割。

基于系统安全的悬挂物应急投放系统包括允许自毁控制模块、危险部位切割控制模块、应急激活控制模块；

允许自毁控制模块接收飞机计算机发送的允许自毁信号，并使能危险部位切割控制模块和应急激活控制模块，并将允许自毁信号发送给悬挂物计算机；允许自毁控制模块通过光耦采集飞机计算机发送的允许自毁信号，通过继电器K1控制能危险部位切割控制模块和应急激活控制模块使能。

应急激活控制模块在使能后，接收到飞机计算机发送的应急激活信号后，将应急激活信号发送给悬挂物计算机，悬挂物计算机接收到允许自毁信号和应急激活信号后，控制悬挂物执行易爆物失效处理，并返回飞机计算机自毁准备好信号；应急激活控制模块通过光耦采集模块接收飞机计算机发送的应急激活信号，并发送给悬挂物计算机。执行易爆物失效处理例如可以将引爆物的组分分离，避免相互接触引起爆炸。应急激活控制模块在使能后悬挂物电池开始供电，悬挂物停止使用飞机供电，做好分离准备。

危险部位切割控制模块在使能后，接收到飞机计算机发送的危险部位切割信号后，切割危险部位，控制危险部位从悬挂物上分离。危险部位切割控制模块控制响应的继电器导通，切割危险部位，危险部位从悬挂物上分离，可以采用火工品炸开的方式分离。

实施例

本发明从功能上可划分为硬件和软件两部分，二者协同工作。具体实施方法如下：

1、硬件实现

出现紧急情况后，飞机正常供电断电，使用飞机应急电源给悬挂物供电。飞机发出“允许自毁”指令，继电器打开，此信号同时送悬挂物进行光耦采集；随后发出“应急激活”指令，此信号同时送悬挂物进行光耦采集，此时飞机应急电源为悬挂物供电，执行悬挂物电池激活；悬挂物电池稳定供电后，悬挂物内计算机同时检测到“允许自毁”及“应急激活”两路开关量后，进入应急自毁程序，判断电池电压合格后转至电池供电，并向飞机发送“自毁准备好”信号；飞机检测到此信号后，发出“开钩”指令，悬挂物离架，随后执行悬挂物自毁程序等；若悬挂物未正常脱钩，飞机发出“危险部位切割”信号，悬挂物检测到此信号后，在挂架上执行“危险部位自毁”程序后切割危险部位实现应急状态下的悬挂物自毁。示意图如图1所示。

2、软件实现

周期性查询允许自毁和应急激活信号：

1)若允许自毁和应急激活同时成立，停止当前运行流程，开始查询危险部位切割信号；

2)若危险部位切割信号成立，则停止当前流程，直接发出引爆物失效信号后切割危险部位引爆分离火工品；若危险部位切割信号不成立，则进行电压采集读取悬挂物电池电压数据进行判断，若电池电压合格则执行转电池供电，否则重新(循环)判断危险部位切割信号成立与否，若成立按2条执行，若不成立继续读取悬挂物电池电压数据并进行判断；即如果电池出现故障，则利用飞机供电依然能够通过切割信号实现悬挂物危险部位切割。若危险部位切割信号成立，则危险部位切割程序，完成危险部位切割。

3)电池电压合格后，接通转电继电器，发出转电时序，供电由飞机供电转电池供电。转电正常后，向飞机回送“准备好”。等待飞机计算机发送脱钩信号，如果接收到脱钩信号后则进入离架程序，控制悬挂物离架；如果在接收到脱钩信号之前接收到危险部位切割信号，则危险部位切割程序，完成危险部位切割。

本发明可以实现在悬挂物中存在易爆物等危险装置情况下的飞机悬挂物系统应急投放的系统安全性，优化传统应急投放设计，加入与悬挂物信息交互，增加悬挂物安全性操作，确保飞机-悬挂物系统安全。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。