Патент на изобретение №2339987

(54) ЭЛЕКТРОННОЕ ЧАСОВОЕ УСТРОЙСТВО ТИПА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ ЧАСОВ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области часовой промышленности, а именно к электронным часам, предназначенным для космического полета, и направлено на расширение функциональных возможностей электронных часов. Согласно изобретению электронные часы позволяют производить установку в любой момент первой исходной даты полета относительно шкалы местного времени или всемирного времени определять соответствующую первую шкалу времени, кроме того, они позволяют производить в любой момент установку второй исходной даты одной из фаз полета относительно первой шкалы времени или всемирного времени и определять соответствующую вторую шкалу времени. Электронные часы содержат средства установки, средства запоминания, средства вычисления и аналоговые и цифровые средства визуализации. Цифровые средства визуализации высвечивают отрицательное значение времени, если исходная дата еще не наступила, и положительное значение времени, если эта дата прошла. Они содержат пять звуковых сигнальных устройств, хронометр и «Таймер». 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Настоящее изобретение относится к электронному часовому устройству типа многофункциональных навигационных часов, в частности к часам с множественными функциями индикации и сигнализации.

Для упрощения описания это часовое устройство будет в дальнейшем называться просто «часами».

В рамках настоящего изобретения термин «навигация» следует понимать в его общем смысле: воздушные полеты, наземные и морские перемещения, спелеологические экспедиции и т.д.

Частной, но не исключительной областью применения является также область длительных космических полетов.

В дальнейшем для более точного понимания будет рассматриваться предпочтительный вариант применения изобретения, а именно космический полет, длительность которого измеряется днями и даже месяцами.

В рамках вышеуказанных вариантов применения и, в частности, в области упомянутых космических полетов, как известно, возникает необходимость решения определенных задач.

В первую очередь необходимо точно отмечать момент взлета. Отсюда следует, что характеристические стадии полета требуют отсчета либо по «внутреннему» времени, то есть связанному с началом полета, либо по «внешнему» времени, такому как «всемирное время» (время по Гринвичу, называемое «GMT» от «Greenwich Meridian Time»), называемое в некоторых англо-саксонских публикациях также «Zulu Time».

Необходимо также иметь определенное число данных о времени и/или привязке ко времени, которые могут выводиться на индикатор и отмечаться селективными звуковыми и/или визуальными сигналами.

Необходимо также располагать несколькими шкалами времени для отслеживания различных ситуаций, в частности изменяющейся продолжительности полетов и/или отдельных фаз этих полетов.

Естественно, кроме вышеуказанного «всемирного времени» часы должны показывать время местного часового пояса, время одного или нескольких других часовых поясов. Они должны быть наделены текущими функциями, такими как функция «хронометра», указание даты (день, месяц, год) и т.д.

В этой связи уже известны многофункциональные часы, считающиеся «универсальными», в частности в рамках вариантов применения, предусмотренных настоящим изобретением, то есть в качестве вспомогательного навигационного оборудования.

В качестве не исключительного примера можно указать американский патент US 6144619 (John P. Reisman) под названием «FLIGHT WATCH WITH MULTIPLES TIMERS AND ALARM INDICATING MEANS» («Бортовой хронометр с множественными средствами индикации и сигнализации»).

Этот патент, как указывает его название, относится к электронным часам, наделенным несколькими функциями, помогающими пилоту выполнять его полетное задание. Они отвечают специфическим нуждам, характерным для данного варианта применения, являются автоматическими и эргономичными, освобождают пилота от многих постоянно повторяющихся действий и позволяют ему сконцентрировать все свое внимание на критических моментах полета, не отвлекаясь на выполнение второстепенных задач.

Являющиеся объектом этого патента часы показывают местное время, время «GMT» (или «Zulu Time») и время сорока двух часовых поясов. Они оборудованы несколькими счетчиками времени с шестью различными шкалами, счетчиками прямого и обратного отсчета времени. Они содержат аналоговые и цифровые средства визуализации и различные сигнальные устройства (типа звуковых, визуальных или тактильных). Эти различные функции можно заранее программировать при помощи доступной кнопки управления.

Можно было бы предположить, что, благодаря большому числу функций и простоте использования, такие часы или аналогичные им часы полностью отвечают задачам в рамках вариантов применения, рассматриваемых настоящим изобретением.

Однако дело обстоит совсем не так, в частности, в случае космических полетов. Действительно, специфические проблемы, связанные с такими вариантами применения, остаются не решенными.

Необходимо иметь возможность определить нулевой момент прямого отсчета или обратного отсчета времени по точной дате. Поэтому часы должны автоматическим отсчитывать истекшее время или время, остающееся до определенного события. Истекшее время (в днях, часах минутах, секундах) после события, дата которого известна, не должно требовать постоянного внимания пользователя часов, чтобы не пропустить момент запуска, в который он должен включить свой хронометр.

Точно так же, время, остающееся до события, дата которого известна, не должно заставлять оператора производить вычисления в уме для определения времени, которое он должен установить на своем счетчике времени и которое отделяет момент, когда он должен начать обратный отсчет, от момента наступления запланированного события.

Это имеет первостепенное значение в случае космического полета, все стадии которого планируются либо в зависимости от времени, истекшего с момента взлета, известного под аббревиатурой «MET» (от «Mission Elapsed Time» или «Истекшее время полета»), либо в зависимости от всемирного времени («GMT»). Эти аббревиатуры «GMT» и «MET» будут использоваться в дальнейшем для упрощения описания. Таким образом, «MET» соответствует функции «хронографа». Исходное время определяется в часах датой взлета, а не нажатием на заранее определенную кнопку часов в точный момент взлета. Эту дату необходимо установить, то есть «ввести» в часы задолго до взлета, а не в его момент.

Некоторые из этих фаз космических полетов необходимо датировать с большой точностью относительно «MET» или относительно «GMT», и они, в свою очередь, требуют установки обратного отсчета до момента, когда определенный интервал времени истечет после характеристического события этой деятельности.

Например, выход в космическое пространство является типичным примером такого события. Требования герметичности предопределяют точный момент открывания люка шлюзового отсека, а требования автономии определяют максимальное время работы снаружи космического корабля. Поэтому космонавт должен постоянно знать остающееся время для подготовки до реального открывания люка, а также время, истекшее с момента его выхода.

Другими событиями, налагающими те же требования, являются запуск двигателя системы ориентации для перехода космического корабля с одной орбиты на другую, стыковка с другим космическим кораблем, сбрасывание спутника из трюма этого корабля и т.д.

Если оператор не успел включить свой хронометр в момент наступления соответствующего события, но знает его дату, он может ввести эту дату в свои часы, что компенсирует задержку оператора и укажет точное истекшее время.

Наконец, необходимо иметь возможность определить истекший интервал времени, который в дальнейшем произвольно будет называться «положительным временем», или интервал времени, остающийся до определенного события, который в дальнейшем произвольно будет называться «отрицательное время», при этом оператор должен иметь возможность установить дату наступления этого события.

В рамках предпочтительного варианта применения изобретения этот временной интервал соответствует определенной фазе космического полета, которая может включать несколько таких интервалов. Поэтому этот интервал времени будет в дальнейшем называться «PET» (от «Phase Elapsed Time» или «Истекшее время фазы»).

Оператор должен иметь возможность устанавливать шкалу времени в соответствующем выбранном масштабе времени либо относительно «GMT», либо относительно «MET».

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известных технических решений, решение проблем, которые появляются в рассматриваемых вариантах применения и некоторые из которых уже были упомянуты.

Объектом настоящего изобретения являются многофункциональные навигационные часы, предназначенные, в частности, для космического полета.

В этой связи, согласно первому существенному отличительному признаку, часы в соответствии с настоящим изобретением содержат первые средства, позволяющие определять исходное время первого заранее определенного события путем введения в часы исходной даты этого события, и средства определения, запоминания и индикации времени, истекшего с момента этого события, относительно заранее определенных шкал времени.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения эту дату можно вводить в любой момент, как до, так и после наступления события, и эта функция выше была определена как «MET».

Согласно второму существенному отличительному признаку, часы в соответствии с настоящим изобретением содержат средства для определения, запоминания и индикации интервала времени, остающегося до второго заранее определенного события, то есть начала определенной фазы полета («PET»), и называемого «отрицательным» временем, или интервала времени, называемого «положительным» и истекшего с момента этого заранее определенного события, дату которого устанавливает оператор в выбранной шкале времени относительно заранее определенного начала отсчета либо относительно «GMT», либо относительно «MET».

Разумеется, часы в соответствии с настоящим изобретением содержат средства ввода, запоминания и индикации времени «GMT».

В предпочтительном варианте выполнения они содержат также средства ввода, запоминания и индикации нескольких часовых поясов.

В предпочтительном варианте выполнения часы в соответствии с настоящим изобретением содержат несколько хронометров «обратного отсчета», предпочтительно пять, с несколькими сигнальными устройствами. Предпочтительно каждое из сигнальных устройств производит отдельный звуковой сигнал, например звонок, или заранее определенную последовательность сигналов типа «бип».

В предпочтительном варианте выполнения часы в соответствии с настоящим изобретением содержат два индикатора: первый индикатор аналогового типа и второй индикатор цифрового типа.

Таким образом, главным объектом настоящего изобретения является электронное часовое устройство типа часов, предназначенное для использования в качестве вспомогательного навигационного оборудования, в частности для космического полета, при этом навигация привязана к началу отсчета первого заранее определенного события, содержащее средства ввода данных даты и/или промежутка времени, средства запоминания указанных введенных данных, средства вычисления и средства генерирования временных сигналов, по меньшей мере, цифровые средства визуализации для индикации указанных введенных данных и/или данных, генерированных на основании этих данных под управлением указанных средств вычисления и указанных средств генерирования указанных временных сигналов, отличающееся тем, что указанные средства ввода и указанные средства запоминания выполнены с возможностью ввода и запоминания первой исходной даты, связанной с указанным всемирным временем, определяемым по Гринвичскому меридиану, и генерирования первой шкалы времени с указанной первой датой в качестве точки отсчета, и тем, что указанные средства ввода данных и указанные средства запоминания выполнены с возможностью ввода и запоминания в любой момент второй исходной даты, соответствующей указанному первому заранее определенному событию, называемому началом полета, и генерирования второй шкалы времени, при этом указанную вторую шкалу времени определяют, по меньшей мере, на основании указанной первой шкалы времени, и тем, что указанные цифровые средства визуализации показывают значение так называемого отрицательного времени, когда указанная первая дата должна наступить в будущем, и значение так называемого положительного времени, когда эта дата уже прошла.

Далее следует более подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 – временная диаграмма, схематично показывающая вариант работы часов в соответствии с настоящим изобретением и взаимозависимость между основными шкалами времени.

Фиг.2 – схематичный вид сверху внешней конструкции часов согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг.3А и 3В – установка и индикация так называемой функции «GMT» (Всемирное время).

Фиг.4А и 4В – установка и индикация шкалы времени, соответствующей отдельному местному часовому поясу.

Фиг.5А и 5В – установка и индикация исходной даты, соответствующей моменту начала отсчета космического полета, называемой «MET», относительно шкал местного и всемирного времени соответственно.

Фиг.5С – индикация «MET» перед взлетом космического корабля.

Фиг.6А и 6В – установка и индикация даты, соответствующей моменту начала отсчета и называемой «PET», фазы космического полета относительно момента начала отсчета космического полета.

Фиг.7А-7В – установка и индикация трех сигнальных устройств.

Фиг.8 – детальный вид средств визуализации часов, показанных на фиг.1, и средств управления с нажимными кнопками.

Фиг.9 – блок-схема основных электронных схем, обеспечивающих нормальную работу часов в соответствии с настоящим изобретением.

Далее подробно и не ограничительно рассматривается предпочтительный вариант применения настоящего изобретения, то есть случай космического полета.

На фиг.1 показана временная диаграмма, схематично иллюстрирующая режим работы часов в соответствии с настоящим изобретением.

На этой диаграмме и далее в описании используемые термины соответствуют следующим определениям:

– Шкала времени «T₁»: местное время часового пояса, произвольно обозначенного «номер 1».

– Шкала времени «T₂»: местное время часового пояса, произвольно обозначенного «номер 2».

– Шкала времени «GMT» (от «Greenwich Meridian Time», называемого также всемирное время): дни отсчитываются по числу, начиная с первого января. Это универсальная контрольная шкала времени, используемая в любых полетах, во время которых космические корабли могут регулярно менять часовой пояс. «GMT» является старым акронимом, который в настоящее время часто заменяют на «UTC» (от «Temps Universel Coordone» – «Координированное всемирное время»).

– Шкала времени «MET» (от «Mission Elapsed Time»): интервал времени, истекшего с заранее определенного момента, в данном случае, с начала космического полета. Его определяют в одной из шкал времени «Т₁», «Т₂» или «GMT». В случае вышеуказанного космического полета речь идет о точном моменте взлета корабля.

– Функция «Сигнализация» («AL»): подача звукового сигнала на дату, установленную оператором часов в заранее выбранной шкале времени, то есть «Т₁», «Т₂», «GMT» или «MET».

– Функция «PET» (от «Phase elapsed time»): интервал времени, остающегося до заранее определенного события и называемого «отрицательным», или интервал времени, истекшего с момента этого события и называемого «положительным», при этом дата события устанавливается оператором часов в заранее выбранной шкале времени, либо «GMT», либо «MET». Необходимо напомнить, что во время космического полета «PET» является контрольным временем, используемым для выходов в открытый космос, для фаз стыковки и расстыковки кораблей, для корректировки орбит или возвращения в околоземную атмосферу.

– Функция «Таймер» («TMR»): речь идет об обратном отсчете заранее определенного количества времени для сравнительно непродолжительных промежутков времени. Обычно часы классически содержат такую функцию.

– Функция «Хронограф» («CHR»): речь идет о прямом отсчете времени, точно измеряющем интервал времени, истекшего с момента включения оператором, для сравнительно коротких промежутков времени. Обычно часы классически содержат такую функцию. Вместе с тем, следует отметить, что для текущих нужд разрешения «часы – минуты – секунды» или «минуты – секунды – 1/100 с» классически обеспечиваются хронографами, но не в этих двух диапазонах.

Три верхние оси диаграммы на фиг.1 соответствуют шкалам времени, тогда как четыре нижние оси обозначают функции.

В частности, две верхние оси временной диаграммы на фиг.1 соответствуют шкалам времени часовых поясов «T₁» и «Т₂», называемых соответственно №1 и №2.

На диаграмме показан произвольный момент t_x космического полета или настоящий момент, соответственно в (12 ч – 6) относительно местного времени Т₁ и (12 ч +1) относительно местного времени T₂.

Настоящий момент t_x соответствует 12 ч на оси всемирного времени «GMT» (третья ось времени на фиг.1 под осями «T₁» и «T₂»).

Космический полет может включать в себя одну или несколько отдельных фаз. Следовательно, можно определить соответствующее число разных «PET».

Что же касается момента «MET», то по определению он является единственным на весь полет и определяет начало этого полета, например точный момент взлета космического корабля, как уже было указано выше.

На диаграмме фиг.1 позицией t₀ обозначен момент 0 или точка отсчета на шкале времени «MET», который может быть определен относительно одной или другой из шкал времени «T₁», «T₂» или «GMT».

На диаграмме фиг.1 позицией t’₀ обозначен момент 0 или точка отсчета на шкале «PET», который может быть определен относительно одной или другой из шкал «MET» (шкала «внутреннего» времени полета) или «GMT» (шкала «внешнего» времени полета).

Согласно существенному отличительному признаку настоящего изобретения «PET» необходимо рассматривать как функцию «Таймер» (определенную выше), но установочным параметром которой является дата, а не продолжительность времени.

Согласно другому отличительному признаку настоящего изобретения моменты t₀ и t’₀ (определенные датами) могут быть введены в часы в любой момент, зная точный момент начала полета, для их запоминания и последующей индикации.

Согласно другому отличительному признаку настоящего изобретения на основании этого определяют «отрицательное» и «положительное» значения времени, обозначаемые «+» и «-» соответственно на осях шкал времени «MET» и «PET».

На осях «CHR» и «TMR» также показаны произвольные моменты t_CHR и t_TMR включения этих функций.

Далее со ссылками на фиг.2 следует описание конфигурации часов согласно предпочтительному варианту выполнения, в частности блоки индикации этих часов.

Форматы и параметры индикации и установки часов 1 условно определяются следующим образом:

Формат индикации:

Формат индикации может отличаться от формата, используемого для установки.

Для показаний индикации или установки используют следующий код:

Y= год;

М= месяц: 1-12 (1 или 2 цифры) или JAN – DEC (три буквы);

J= день недели (например, на французском языке: LU, МА, ME, JE, VE, SA и DI);

D= дата месяца: 1-31 (1 или 2 цифры);

d= порядковый номер дня. 000-366 для «GMT» или – 99-999 для «MET» или «PET»;

h= час: 0-23 (1 или 2 цифры);

m= минута: 00-59 (2 цифры);

s= секунда: 00-59 (2 цифры);

s/100= одна сотая секунды: 00-99 (2 цифры).

Параметры индикации:

Параметры индикации указаны в таблице: «ТАБЛИЦА: Параметры индикации», прилагаемой к настоящему описанию.

Параметры установки:

«T₁» или «T₂»: + или – h относительно «GMT» (где h выражено в часах).

«GMT»: X.Y.M.D.h.m.s;

отношение, в котором Х является буквой, обозначающей язык, на котором устанавливаются дни, а также, в случае необходимости, месяцы, если оператор хочет показать их буквами. Х предшествует двум буквам YY, указывающим год во время установки. Х может принимать значения “F” (французский), “Е” (английский) и “S” (испанский).

«MET»: «—» или

установка в шкале времени «T₁» или «T₁» или «GMT»:

-/+ M.D.h.m.s для установки по времени «T₁» или «Т₂»,

-/+ d.h.m.s или M.D.h.m.s для установки по времени «GMT».

«TMR»: h.m.s

«CHR»: 0.00.00 / 00

Сигнализация («AL»): номер сигнала, «ON» (включить) или «OFF» (выключить), с шкалами времени

M.J.D.h.m. для сигнала в шкале времени «T₁» и «T₂»

d.h.m.s для сигнала в шкале времени «GMT» или «MET»

«PET»: «—» или

установка в шкале времени «MET» или «GMT»

-/+ d.h.m.s для установки в шкале времени «MET»

-/+ d.h.m.s или M.D.h.m.s для установки по времени «GMT».

Установки «MET» или «PET» состоят в установке даты на нулевой момент «MET» или «PET» соответственно, выраженной в другой шкале времени. Если на месте контрольного времени стоят три тире («—»), это значит что «MET» или «PET» не определены. Поскольку год не является параметром для установки «MET» или «PET», знаки «-» или «+» позволяют указать, относится ли введенная дата к прошлому времени или (по умолчанию) к будущему.

В примере, описанном со ссылками на фиг.2, часы 1 предпочтительно содержат два типа блоков индикации: аналоговый орган индикации со стрелками 2 и цифровые органы 3 и 4 индикации, как обычно, выполненные на жидких кристаллах.

Предпочтительно аналоговую установку стрелками в основном используют для индикации местного времени часовых поясов «T₁» или «T₂».

Предпочтительно индикатор 3 подразделен на три зоны, обозначенные позициями 30-32, а индикатор 4 – на две зоны 40 и 41. Функции этих зон будут подробнее описаны ниже со ссылками на фиг.3А-7С, при этом зоны 30 и 31 используются для уточнения характера данных или функций, высвечивающихся в данный момент на индикаторе: «T₁», «Т₂», «GMT», «MET», «PET» и т.д.

В дальнейшем, поскольку в описанном варианте выполнения год не является используемым параметром, знаки «-» или «+» позволяют указать, относится ли введенная дата к прошлому времени или (заочно) к будущему.

Чтобы не перегружать чертеж, на этих фигурах стрелки 2 аналоговой индикации не показаны. Кроме того, на фигурах элементы, идентичные с фиг.2, обозначены одинаковыми позициями, и их описание будет повторяться только в случае необходимости.

Наконец, установка и индикация часов 1 будет подробно описана ниже со ссылками на таблицы «ТАБЛИЦА T₁» – «ТАБЛИЦА PET», прилагаемые к настоящему описанию.

На фиг.3А показан пример установки «GMT» на вторник 2 ноября 2004 года, 10 часов 12 минут 35 секунд.

Буквы функции «GMT» вводят в зону 30 часов 1. «F04» («F» для французского языка), «11», «2», и «10 12 35» вводят в зоны 31, 32, 40 и 41 соответственно.

На фиг.3В показан пример индикации только что установленной функции «GMT» (фиг.3А).

Во время индикации часы 1 автоматически вычисляют день недели (MARDI в описанном примере), соответствующий дате и языку (французскому), введенным оператором.

Функция «GMT» высвечивается в зоне 30, «МА» высвечивается в зоне 31, «11» высвечивается в зоне 32, «2» высвечивается в зоне 40, и время («10 12 35») высвечивается в зоне 41.

В первом альтернативном варианте в зоне 32 не высвечивается никакой информации, в зоне 40 высвечивается число «307», а все остальные зоны остаются без изменений.

Во втором альтернативном варианте в зоне 32 высвечивается «NOV» вместо числа «II», остальные зоны остаются без изменений.

Предположив, что часовой пояс №1 (шкала «T₁» на фиг.1) представляет собой местное время Хьюстона (США), на фиг.4А показан пример установки функции «T₁», то есть смещение по времени на – 5 часов относительно «GMT» (предыдущая установка на фиг.3А).

Буквы функции «T₁» вводят в зону 30 часов 1. «GMT», «-5», «2», «5 12 35» вводят соответственно в зоны 31, 32, 40 и 41.

На фиг.4В показан пример индикации установленного таким образом местного времени: функция «T₁» (зона 31), день («МА»: зона 31), месяц (номер: зона 32), порядковый номер дня (зона 40) и «часы, минуты, секунды» (зона 41), то есть 5 ч 12 мин 35 с.

На фиг.5А показан первый пример установки «MET» (зона 30), предположив, что нулевой момент «MET» (фиг.1: t₀) определяют следующей датой: «25» (зона 40) февраля (число «-2»: зона 32), 21 ч 44 мин 12 с («21 44 12»: зона 41), время Хьюстона, то есть местное время часового пояса «T₁», как было указано выше. Таким образом, данную установку осуществляют относительно этой шкалы времени («T₁»: фиг.1). Ее можно было бы точно так же осуществить относительно другой шкалы местного времени, например, «T₂».

На фиг.5В показан второй пример установки «MET», на этот раз относительно шкалы времени «GMT» (фиг.1), при тех же данных. Зона 30 по-прежнему уточняет, что речь идет об установке «MET», но в данном случае зона 31 уточняет, что речь идет о «GMT», а не о «T₁». Зоны 32, 40 и 41 заполняют так же, как в случае фиг.5А. Зона 32 высвечивает только отрицательный знак («-»).

На фиг.5С показан пример индикации функции «MET» за один день и 13 ч 45 мин 55 с (зона 41) до старта космического корабля, то есть начало полета. Согласно существенному отличительному признаку настоящего изобретения «MET» можно устанавливать в любой момент до или после момента t₀. В первом случае речь идет об отрицательном времени: поэтому зона 40 высвечивает «-01» (то есть минус один день). В зонах 31 и 32 не указано никакой информации.

Знак «-», находящийся под «MET», показывает, что дата нулевого момента «MET», использованная для установки, находится в будущем. Она является значением по умолчанию. Знак «+» означает, что момент старта «MET» находится в прошлом. Этот принцип позволяет избежать, как было указано выше, обязательного упоминания текущего года во время ввода даты нулевого момента.

В первом альтернативном варианте установки «-2» и «26» вводят соответственно в зоны 30 и 40.

Во втором альтернативном варианте установки, если «GMT» не определено, «—» вводят в зону 31, и зоны 40 и 41 высвечивают соответственно «000» и «0 00 00».

Установку и индикацию функции «хронограф» осуществляют известным образом, и нет нужды детально описывать эти операции. Зона 30 показывает «CHR», и зоны 31 и 41 показывают соответственно «00» и «0 00 00» перед включением хронометра. Зоны 32 и 40 не показывают никакой информации.

После включения зона 41 высвечивает время в часах, минутах и секундах, например, число «0 02 31» (0 часов 02 минуты 31 секунда), а зона 31 высвечивает сотые доли секунды, например число «89». При этом часы, минуты и секунды высвечиваются на своем обычном месте, чтобы их не перепутать с сотыми долями секунды.

Установку и индикацию функции «Таймер» или «TMR» тоже осуществляют известным способом. Зона «31» показывает «TMR», зона 41 – продолжительность отсчитываемого времени, например «2 45 32» (то есть 2 часа 45 минут 32 секунды), а зона 40 высвечивает знак «-», чтобы уточнить, что речь идет об обратном отсчете. После включения «TMR» показывает уменьшение времени по секундам.

На фиг.6А показан пример установки «PET» (функция вводится и высвечивается в зоне 30), при этом нулевой момент t’₀ (фиг.1) относительно «MET» (фиг.1: t₀) установлен на 8 дней 17 часов 8 минут 0 секунд.

Зона 31 высвечивает буквы функции «MET». В зоне 32 нет никакой информации. «008» вводят в зону 40, а «17 08 00» – в зону 41.

В альтернативном варианте, если «PET» определено относительно «GMT», буквы этой функции вводятся и высвечиваются в зоне 31. «-3», «5» и «18 01 12» вводят соответственно в зоны 32, 40 и 41.

В этом же случае, тоже в качестве альтернативы, буквы «GMT» вводятся и высвечиваются в зоне 31. В зоны 32, 40 и 41 соответственно вводят «-», «065» и «18 01 12».

На фиг.6В показан пример индикации функции «PET» (зона 30) за 3 мин 10 с (зона 41: «0 03 10») до нулевого момента. Зона 40 высвечивает «-00», при этом знак «-» показывает, что мы находимся до наступления момента t’₀. Зоны 31 и 32 не показывают никакой информации.

В альтернативном варианте, если «GMT» не определено, зона 31 показывает «—», а зоны 40 и 41 показывают «000» и «0 00 00» соответственно.

Как и для «MET», знак «-», введенный под «PET» во время установки, основанной на времени «GMT», показывает, что дата нулевого момента «PET», использованная для установки, находится в будущем. Она является значением по умолчанию. Знак «+» означает, что момент старта «MET» находится в прошлом. Такой порядок операций позволяет избежать, как было указано выше, обязательного упоминания текущего года во время ввода даты нулевого момента.

Следует напомнить, что функция «PET» работает абсолютно аналогично функции «MET», но она относится к точечным операциям, тогда как «MET» скорее связана с полетом в целом.

Как уже было указано, часы предпочтительно содержат пять «Таймеров» (или больше), чтобы иметь возможность установки и индикации равного числа сигналов, независимых друг от друга, в разных шкалах времени: «Т₂», «T₁», «GMT», «MET» и т.д.

Далее со ссылками на фиг.7А-7С следует описание установки и индикации трех из этих возможных сигналов, произвольно обозначенных соответственно «AL 1» – «AL 3».

Установка и индикация первого сигнала «AL 1» (высвечиваемого в зоне 30) показаны на фиг.7А. Этот сигнал соотносится со шкалой времени «MET» (фиг.1). Шкала «MET» указана в зоне 31, и сигнал устанавливают на 3 дня (зона 40) 21 ч 5 мин 17 с. Сигнал «AL 1» активирован (состояние «ON»): это состояние символизируется значком «<», высвеченным в зоне 30 справа от значка «AL 1». Например, установку осуществляют на 3 дня 21 час 05 минут 17 секунд. «003» и «21 05 17» вводятся и высвечиваются в зонах 40 и 41 соответственно. Зона 32 не показывает никакой информации.

В первом альтернативном варианте при установке «079» и «2 10 00» вводятся и высвечиваются в зонах 40 и 41 соответственно.

Во втором альтернативном варианте установки в зоны 40 и 41 соответственно вводятся и высвечиваются «19» и «2 10 00».

Точно так же, установка и индикация второго сигнала «AL 2» (высвеченного в зоне 30) показаны на фиг.7В. Этот сигнал соотносится со шкалой времени «T₂» (фиг.1). Буквы обозначения шкалы времени «Т₂» вводятся и высвечиваются в зоне 31, и сигнал «AL 2» устанавливают для срабатывания каждый четверг (значок «JE» высвечивается на двух последних разрядных позициях зоны 41) августа месяца (цифра «8»: зона 32) в 6 ч 45 мин (первая часть зоны 41: «6 45»). В описанном примере на фиг.7В сигнал «AL 1» не активирован (состояние «OFF»): об этом состоянии можно судить по тому, что в зоне 30 значок «<» не высвечивается. Зона 40 показывает «—».

Наконец, установка и индикация третьего сигнала «AL 3» (высвечивается в зоне 30) показаны на фиг.7С. Этот сигнал соотносится со шкалой времени «T₁» (фиг.1). Буквы шкалы времени «T₁» вводятся и высвечиваются в зоне 31, и сигнал «AL 3» устанавливают на 15 число (зона 40) каждого месяца на 18 ч 30 мин (зона 41: 18 30 –). Сигнал «AL 3» активирован (состояние «ON»): это состояние символизировано значком «<», высвеченным в зоне 30 справа от значка «AL 3». Зона 40 высвечивает «—».

Когда сигнализация срабатывает, часы предпочтительно издают звуковой сигнал, привлекающий внимание оператора, например, в виде заранее определенной последовательности звуковых «бип». Например, для сигнала «AL 3» можно принять повторяющуюся последовательность из трех «бип»: «бип.бип.бип – бип.бип.бип–бип.бип.бип и т.д.», до выключения сигнализации оператором (тире обозначают паузу в звучании сигналов). Точно так же обстоит дело с другими сигналами: например, для сигнала «AL 2» повторяющаяся последовательность из двух «бип» и т.д. Предпочтительно часы 1 оборудованы пятью сигнальными устройствами.

Как уже было казано, часы и минуты шкал времени «T₁» или «T₂» могут постоянно показываться аналоговой частью часов: стрелками 2 (фиг.1).

На практике для конфигурации различных установок и индикаций можно принять другие условности, в частности, для обеспечения хорошей эргономичности, которые известны специалистам и не требует подробного описания.

Вместе с тем, в отношении более частных отличительных признаков настоящего изобретения можно указать следующее:

– Установка «MET» или «PET», при которой устанавливают дату нулевого момента, выраженную в другой шкале времени («T₁», «GMT», …): если вместо контрольного времени высвечиваются три тире («—»), это значит, что «MET» или «PET» не определены.

– Индикация «MET», «PET» и «Таймер» («TMR») сопровождается значком «-», если идет обратный отсчет времени, то есть когда дата, соответствующая запрограммированному моменту «ноль», находится в будущем.

– При переходе момента «ноль» «MET», «PET» и «Таймер» отмечают этот момент звуковым сигналом, например звонком, соответствующим рассматриваемой функции, и продолжают дальнейший отсчет времени без остановки. Например, звонок «MET» длится только 5 секунд, тогда как звонки «PET» и «Таймер» могут звучать дольше (обычно от 30 до 60 секунд). Оператор может остановить звонок, не прерывая отсчет времени, который во всех трех случаях продолжается дальше без остановки. Преимуществом такого продолжающегося отсчета является то, что оператор может знать время, истекшее после прохождения момента «ноль».

– «GMT» следует устанавливать до «T₁» и «Т₂», которые устанавливают в зависимости от часовой разницы относительно «GMT».

– «T₁», «T₂», или «GMT» следует устанавливать до «MET», нулевой момент которого может быть определен в одной из этих трех шкал времени.

– «GMT» или «MET» следует устанавливать до «PET», нулевой момент которого может быть определен только в шкале времени «GMT» или «MET».

– В предпочтительном варианте выполнения во время установки «MET» или «PET» оператор может не выбирать никакого контрольного времени, чтобы показать, что в настоящее время нет никакого «полета» или «фазы полета». В этом случае нет никакого смысла высвечивать соответственно «MET» или «PET».

Далее со ссылкой на фиг.8 следует описание практического варианта выполнения часов в соответствии с настоящим изобретением и средств управления, предназначенных для установки, то есть для введения и запоминания данных и индикации этих данных.

На фиг.8 элементы, идентичные с элементами, показанными на фиг.1-7С, обозначены теми же позициями и будут описаны только в случае необходимости.

В предпочтительном варианте выполнения часов 1 четырех нажимных кнопок 5, 6, 7 и 9 достаточно для управления (установка и индикация) шкалами времени и функциями часов. Нажимные кнопки более предпочтительны, чем вращающиеся кнопки, так как они позволяют не снимать часы 1 с запястья пользователя для установок. Кнопки управления 5, 6, 7 и 9 предпочтительно расположены, с одной стороны, симметрично с каждой стороны часов 1, с другой стороны, в верхней части (кнопки 5 и 6) и в нижней части (кнопки 7 и 9) на этих сторонах, что позволяет избежать наличия кнопки в центральной зоне, которая в этом случае могла бы образовать жесткий упор в запястье пользователя при сгибании руки.

Зоны цифровой индикации 30-41 подразделяются на участки, в дальнейшем называемые полями:

– Зона 30: поля 300, 301 и 302;

– Зона 31: единственное поле 31;

– Зона 32: единственное поле 320;

– Зона 40: единственное поле 410;

– Зона 41: поля 410, 411 и 412.

В предпочтительном варианте работу этих кнопок управления можно представить следующим образом:

– Выбор шкал времени и функций осуществляют последовательно путем коротких нажатий на кнопку 7 или в обратном порядке путем коротких нажатий на кнопку 5.

– Режим установки времени или функции включается с нормальной индикации этого времени или этой функции при нажатии на кнопку 5 с ее удержанием более 2 секунд. Поля установки выбирают циклически последовательными нажатиями на кнопку 6. Поле, необходимое для установки, идентифицируется миганием текущего значения. Первым полем (мигающим) для установки в цикле является поле первого устанавливаемого параметра текущего времени или текущей функции. Например, для установки «T₁» речь идет о поле 310, но для установки «TMR» первым мигающим полем является поле 400, указывающее знак отсчета (положительный или отрицательный).

– Выбор шкалы времени «T₁» или «T₂» для индикации при помощи стрелок осуществляют путем одновременного продолжительного нажатия кнопок 7 и 5 во время нормальной индикации требуемой шкалы времени. Выбранный в этом случае цикл устанавливаемых полей шкалы времени («T₁» или «T₂») позволяет установить стрелки независимо от цифровой индикации, что на практике обеспечивает индикацию одной третьей шкалы времени, в зависимости от необходимости.

– Последнее поле (мигающее) из полного цикла всех устанавливаемых полей является полем, показывающим текущее устанавливаемое время или функцию; режим установки завершается при простом нажатии на кнопку 5. После активации режима установки, если во время полного цикла смены поля задействована только одна кнопка 6, новое нажатие на кнопку 5 завершит режим установки без какого-либо изменения высвечиваемого времени или функции.

– Когда активируют режим установки «MET», «AL» или «PET», контрольным временем, высвечиваемым по умолчанию, является шкала времени, которую использовали во время последней установки этих функций.

– Во время установки длительное нажатие на кнопку 7 или 5 приводит к быстрому прокручиванию знаков в мигающем поле для ускорения операции установки.

– Когда раздается звонок, если «MET», или «PET», или «TMR» прошли нулевое время, выключение звонка производят коротким нажатием на кнопку 5 без какого-либо другого побочного воздействия на часы.

Более подробно установки часов 1 в соответствии с настоящим изобретением проиллюстрированы при помощи таблиц ТАБЛИЦА «T₁», ТАБЛИЦА «T₂», ТАБЛИЦА «GMT», ТАБЛИЦА «MET», ТАБЛИЦА «AL», ТАБЛИЦА «CHR», ТАБЛИЦА «TMR» и ТАБЛИЦА «PET» в конце настоящего описания.

Для более ясного описания цифровые обозначения нажимных кнопок 5, 6, 7 и 9 условно помещены в круглые скобки «()», и цифровые обозначения полей помещены в квадратные скобки «[ ]». Кроме того, значок (*) обозначает «простое(ые) или повторяющееся(иеся) короткое(ие) нажатие(я)», а значок (**) обозначает «продолжительное нажатие, как правило, более 2 секунд».

На фиг.9 в виде блок-схемы схематично показаны электронные схемы 8, обеспечивающие работу часов 1 в соответствии с настоящим изобретением.

Четыре кнопки управления 5, 6, 7 и 9 являются средствами ввода данных в часы 1. Они соединены, с одной стороны, с источником напряжения, например, положительного напряжения «V₊», произвольно представляя логическую «1», когда нажимают на кнопку, и, с другой стороны, с логическими схемами 80, которые называются «декодером».

Этот декодер содержит логические комбинационную (на основе классических логических схем И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и т.д.) и последовательностную схемы, а также счетчики прямого и обратного счета импульсов. Он получает несколько сигналов часов, генерируемых схемами 83 отсчета времени и начала отсчета времени, под общим обозначением Н_х.

Как известно, схемы, генерирующие сигналы отсчета времени Н_х управляются кварцевым элементом 830. Сигналы отсчета времени Н_х соответствующим образом направляются в другие блоки схем 8 и служат, в частности, точкой отсчета времени для устройств индикации часов 1: устройств цифровой индикации 3 и 4 и устройства аналоговой индикации 2.

Как было указано выше в связи с описанием фиг.8, декодирующие схемы 80 детектируют либо единичные импульсы управления, создаваемые коротким нажатием на ту или иную кнопку управления 5-7, либо комбинацию этих импульсов, и/или определенный промежуток времени, то есть продолжительное нажатие на одну или несколько из этих кнопок 5-7.

Известным образом схемы 8 подсоединены к шине 87 двухсторонней передачи данных.

Выход декодера 80 соединен с этой шиной 87, и данные, введенные во время вышеуказанной установки, передаются в центральный блок 81, представляющий собой микропроцессор или микроконтроллер, соединенный через эту шину 87 с постоянным запоминающим устройством 82 типа «ROM» (от «Read Only Memory») или с любым энергонезависимым запоминающим устройством аналогичного типа. Это ПЗУ 82 содержит микропрограммы или микрокоманды, известным образом управляющие работой схем под управлением микропроцессора 81.

Схемы 8 содержат также ЗУ 84 с произвольной выборкой, например, типа «RAM» (от «Random Access Memory», и/или множество запоминающих регистров.

Это ЗУПВ 84 должно иметь ячейки для сохранения установочных данных, введенных при помощи кнопок управления 5-7, и, в частности, пять ячеек 840-844, предназначенных для «GMT», «T₁», «T₂», «MET» и «PET», а также ячейки 84х для различных сигналов. В действительности требуется большее число ячеек памяти ЗУ. Они обслуживают постоянно или временно такие значения как «хронометрируемый промежуток времени» и т.д. Кроме того, под управлением микропроцессора 81 и записанных в ПЗУ 82 микропрограмм на основании вышеуказанных данных или комбинаций этих данных вычисляют различные значения, например, для генерирования и индикации «PET» на основании шкалы времени «GMT» или «MET». Эти вычисления позволяют получить промежуточные значения, которые тоже необходимо сохранить в ячейках оперативного ЗУ 84.

Шина 87 соединена также с выходным интерфейсом 85, направляющим сигналы управления на два блока индикации: аналоговый блок 2 со стрелками, в частности на привод 20 или любой другой аналогичный орган, и цифровые блоки 3 и 4. Предпочтительно привод 20 является пошаговым двигателем, получающим опережающие импульсы управления.

Этот выходной интерфейс 85 генерирует также электрические сигналы управления, передаваемые на блок 86 генерирования сигналов звуковой сигнализации.

Из приведенного выше описания можно сделать вывод, что изобретение успешно решает поставленные перед ним задачи.

Вместе с тем, необходимо иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничивается только примерами выполнения, подробно описанными выше со ссылками на фиг.1-9.

Например, звуковые сигналы могут быть заменены и/или дублированы другими видами сигналов: визуальными, вибрирующими и т.д.

Наконец, приведенные примеры предназначены только для сведения и ни в коем случае не ограничивают объема правовой охраны изобретения. Они иллюстрируют возможность технологического выбора для специалиста в данной области.

В частности, часы могут содержать более пяти сигнальных устройств и более двух часовых поясов.

Формула изобретения

1. Электронное часовое устройство типа часов, предназначенное для использования в качестве вспомогательного навигационного оборудования, в частности, для космического полета, при этом навигация связана с началом отсчета первого заранее определенного события, содержащее средства ввода данных даты и/или времени, средства запоминания указанных введенных данных, средства вычисления и средства генерирования временных сигналов, по меньшей мере, цифровые средства визуализации для индикации указанных введенных данных и/или данных, генерированных на основании этих данных под управлением указанных средств вычисления и указанных средств генерирования указанных часовых сигналов, отличающееся тем, что указанные средства ввода данных (5-7, 9, 80) и указанные средства запоминания (84) выполнены с возможностью ввода и запоминания первой исходной даты, связанной с указанным всемирным временем, определяемым по Гринвичскому меридиану, и генерирования первой шкалы времени (GMT) с указанной первой датой в качестве точки отсчета, указанные средства ввода данных (5-7, 9, 80) и указанные средства запоминания (84) выполнены с возможностью ввода и запоминания в любой момент второй исходной даты (t₀), соответствующей указанному первому заранее определенному событию, называемому началом полета, и генерирования второй шкалы времени (MET), при этом указанную вторую шкалу (MET) времени определяют на основании указанной первой шкалы времени (GMT), указанные цифровые средства визуализации (4) показывают значение так называемого отрицательного времени, когда указанная первая исходная дата (t₀) должна наступить в будущем, и значение так называемого положительного времени, когда эта дата (t₀) прошла.

2. Часовое устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные средства ввода данных (5-7, 9, 80) и указанные средства запоминания (84) выполнены с возможностью ввода и запоминания данных часовой разницы времени для генерирования, по меньшей мере, одной исходной третьей даты, соответствующей первому часовому поясу, называемому местным, и генерирования третьей шкалы времени (T₁) с указанной третьей датой в качестве начала отсчета времени, и указанную вторую шкалу (MET) определяют на основании указанных первой (GMT) и третьей (T₁) шкал времени путем селективного приведения в действие средств ввода данных (5-7).

3. Часовое устройство по п.2, отличающееся тем, что указанные средства ввода данных (5-7, 9, 80) и указанные средства запоминания (84) выполнены с возможностью ввода и запоминания в любой момент данных часовой разницы для генерирования, по меньшей мере, одной четвертой исходной даты, соответствующей второму часовому поясу, называемому местным, и генерирования четвертой шкалы времени (Т₂) с указанной четвертой датой в качестве точки отсчета, указанное генерирование указанной второй шкалы времени (MET) определяют на основании одной из указанных первой, третьей или четвертой шкал времени путем селективного приведения в действие указанных средств ввода данных (5-7, 9, 80).

4. Часовое устройство по п.3, отличающееся тем, что указанный космический полет подразделяется на несколько фаз, при этом указанные средства ввода данных (5-7, 9, 80) и указанные средства запоминания (84) выполнены с возможностью ввода и запоминания пятой исходной даты (t’₀), соответствующей заранее определенному второму событию, соответствующему началу одной из указанных фаз, и генерирования пятой шкалы времени (PET), определенной на основании одной из указанных первой (GMT) или второй (MET) шкал времени путем селективного приведения в действие указанных средств ввода данных (5-7, 9, 80), указанные цифровые средства индикации (40) высвечивают значение времени, называемое отрицательным, если указанная пятая исходная дата (t’₀) еще не наступила, и значение времени, называемое положительным, если указанная дата (t’₀) уже прошла.

5. Часовое устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит множество средств сигнализации (86), и указанные средства ввода данных (5-7, 9, 80) и указанные средства запоминания (84) выполнены с возможностью ввода и запоминания дат, предназначенных для срабатывания одного из указанных средств сигнализации (86) относительно одной из указанных шкал времени.

6. Часовое устройство по п.5, отличающееся тем, что указанные средства сигнализации (86) генерируют число сигналов (AL 1, AL 2, AL 3), равное пяти.

7. Часовое устройство по п.5, отличающееся тем, что указанные средства сигнализации (86) производят звуковые сигналы и указанные звуковые сигналы состоят из последовательностей звуковых «бип», указанные последовательности отличаются друг от друга и соответствуют каждая одному из указанных сигналов (AL 1, AL 2, AL 3).

8. Часовое устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные средства ввода данных содержат четыре нажимные кнопки (5-7, 9), указанный ввод данных осуществляют путем коротких нажатий на одну из указанных нажимных кнопок (5-7, 9), на определенные комбинации этих нажимных кнопок (5-7, 9) или путем длительного нажатия определенной продолжительности.

9. Часовое устройство по п.5, отличающееся тем, что указанные средства запоминания (84) содержат множество ячеек запоминающих устройств (840-8444, 84_х) для запоминания, по меньшей мере, данных, характеризующих указанные первую – пятую исходные даты и указанные даты сигнализации.

10. Часовое устройство по п.4, отличающееся тем, что содержит аналоговые средства индикации со стрелками (2) для индикации указанных третьей (T₁) или четвертой (Т₂) шкал времени.

РИСУНКИ