Устройство для оценки электрического состояния атмосферы с самолета

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретенияоперативное определение электрически опасных для самолета зон. Устройство включает датчики поля 1 ротационного типа, усилители 2 низкой частоты, синхронные детекторы 3, фильтры 4 низкой частоты, решающий блок 5. Для достижения цели введены решающий блок 6, содержащий блок взвешивания 7, блок 8 возведения в квадрат, сумматоры 9,11, блок 10 извлечения корня квадратного, блок 12 сравнения, а также индикаторный блок 13. Сигналы об электрической опасности, поступающие от каждой наиболее опасной точки самолета, могут быть звуковыми, световыми, в виде табло с изображением самолета. Пилот должен получать их заблаговременно, чтобы принять ответственное решение о корректировке траектории (высоты) полета самолета. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1483401 (51) 4 01 R 29 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ид

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4315027/24-09 (22) 24.08.87 (46) 30.05.89. -Бюл. № 20 (72) К. С. Жупахин, И. М. Имянитов, В. В. Михайловская и E. В. Чубарина (53) 621.317.328 (088.8) (56) Имянитов И. М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы.

М.: Гостехиздат, 1957, с. 483.

Техническое описание и инструкция по эксплуатации самолетного прибора для измерения напряженности электрического поля.

ГК СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды. ГГО им. А. И. Во, Л.: Гидрометеоиздат, 1984, с. 11 — 21. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ С САМОЛЕТА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения оперативное определение электрически опасных для самолета зон. Устройство включает датчики поля 1 ротационного типа, усилители 2 низкой частоты, синхронные детекторы 3, фильтры 4 низкой частоты, решающий блок 5. Для достижения цели введены решающий блок 6, содержащий блок взвешивания 7, блок 8 возведения в квадрат, сумматоры 9 и 11. блок 10 извлечения корня квадратного, блок 12 сравне-. ния, а также индикаторный блок 13.

Сигналы об электрической опасности, поступающие от каждой наиболее опасной точки самолета, могут быть звуковыми, световыми, в виде табло с изображением самолета. Пилот должен получать их заблаговременно, чтобы принять ответственное решение о корректировке траектории (высоты) полета самолета. 2 ил.

Eg Ec EE

1483401

Е„=К Я+К„Е,, EB= Каь Q К в Еа

1 5 Eñ = K)Eñ Q + KEB 1" )

Е = Кес Я+ Кс К»

E = — — — (Ед + — EB);

Ес К!! с 1 — Ьд 1 + Ьв ) EÑ EC AB В! — лдр)1 1 (кв,— кзь ) (1 -Йва) Ц (Кол Кe ) ("

Е = Ед 1

Ювв где Ллв= KEi — Kes;

40 блв= (Kq +К ) (1 Хл — Кав)

Кц Кеу

Все указанные вычислительные операции решаются блоками 1 — 5 (см. фиг. 2) и описаны в (1) и (2). Датчики поля 1 45 (см. фиг. 2) выполняют задачу преобразования электрических полей (E„, Е, Е, Е ), действующих в контрольных точках (А, В, С, F) поверхности самолета (см. фиг. 2), в электрические сигналы. Затем эти электрические сигналы усиливаются усилителями 2 50 низкой частоты, детектируются синхронными детекторами 3 и сглаживаются фильтрами 4 низкой частоты. С помощьк> первого решающего блока 5 осуществляется решение системы уравнений (2), Таким образом, с выхода первого решающего блока 5 на вход 55 второго решающего блока 6 поступают электрические сигналы, пропорциональные величинам Е„. Е,„E u Q.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения электрических полей в атмосфере с самолета.

Цель изобретения — оперативное определение электрически опасных для самолета зон.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства для оценки электрического состояния атмосферы с самолета; на фиг. 2 — места установки датчиков поля на корпусе самолета.

Устройство для оценки электрического состояния атмосферы с самолета включает датчики 1 поля ротационного типа, усилители низкой частоты (УНЧ) 2, синхронные детекторы 3, фильтры низкой частоты (ФНЧ) 4, первый решающий блок 5, второй решающий блок 6, включающий блок взвешивания 7, блок возведения в квадрат 8, первый сумматор 9, блок 10 извлечения корня квадратного, второй сумматор 11, блок сравнения 12, индикаторный блок 13.

Устройство для оценки электрического состояния атмосферы с самолета работает следующим образом.

Пусть невозмущенное электростатическое поле атмосферы в месте нахождения саЕ. К„(1 Ь,. 1+Л„

К „К м 8в) молета (см. фиг. 2) характеризуется вектором напряженности Е, а сам самолет несет на себе электрический заряд О.

Тогда показания датчиков поля, установленных на поверхности самолета в контрольных точках А, В, С и F (см. фиг. 2) с целью измерения трех ортогональных составляющих вектора напряженности невозмущенного электрического поля атмосферы (Ех, Еу Е) и собственного электрического заряда Q самолета, будут определяться системой уравнений: где Кал Кы Кес ° KEv К<и KaB K коэффициенты связи, зависящие от конфигурации проводящей поверхности самолета и определяемые в результате модельных испыта ни и в лабораторных условиях.

Искомые составляющие вектора напряженности невозмущенного электростатического поля атмосферы Б», Е,), Е и собственный электрический заряд самолета Q могут быть определены из системы уравнений:

Рассмотрим процесс обработки сигналов во втором решающем блоке 6. Электрические сигналы, пропорциональные значениям величин Б„. Е, Е Q, с выхода первого решающего устройства 5 поступают на вход блока взвешивания 7 второго решающего блока 6. Блок 7 осуществляет операции взвешивания исходных величин

Е, Q, R, Q и полученных величин:

Ех!= Kai E

Е„;=К „Е„; (3)

Eq;=KC; E,;

Еа-=Ка; Q.

С выхода блока 7 взвешивания сигналы, пропорциональные величинам Е„;, Е;, Е„, поступают на блок 8 возведения в квадрат, а сигналы, пропорциональные величинам Е „, с второго выхода блока 7 взвешивания поступают на второй вход второго сумматора 11. С выхода блока 8 возведения в квадрат сигналы пропорциональные величинам Е„;, E„;, Е„, поступают на первый сум1483401 матор 9, с выходов которого на вход блока 10 извлечения корня квадратного поступают сигналы, пропорциональные величинам ń—

=E„;+E„;+E„. С выхода блока 10 извлечения корня квадратного на первый вход второго сумматора 11 поступают сигналы, пропорциональные величинам

С выхода второго сумматора 11 на вход блока 12 сравнения поступают сигналы, пропорциональные величинам Е„, Ец, E„

Назначением блока 12 сравнения является выполнение операций сравнения значений величин Е„, Е ;, E„;=E„+Q; с соответствующими пороговыми значениями величин напряженности электростатического поля атЯ v ю мосферы Ер, Е р, Е р, характеризующими начало инициирования и развития атмосферно-электрического разряда в слоистых облаках, а также вынесения альтернативных . решений согласно соотношениям: а) если удовлетворяются соотношения

E„< 1

Е,,<И, .р J или (и)

Ео;< E"Oр, то выносятся решения об отсутствии электрической опасности зоны в неактивных (слоистых) облаках, 6) если удовлетворяются соотношения

Е„) Нар, 5;

E.;, то выносятся решения о наличии электрически опасной зоны.

С выхода блока 12, являющегося одновременно выходами второго решающего блока 6, на вход индикаторного блока 13 поступают бинарные сигналы соответственно принятому решению (альтернативному диагнозу и прогнозу) относительно электрической опасности зоны облаков для каждой из наиболее опасных точек поверхности самолета (на индикаторные узлы Vi. V V3,...,V „)

Сигналы об электрической опасности, поступающие от каждой наиболее опасной точки самолета, могут быть звуковыми, световыми, в виде табло с изображением самолета и т. п. Пилот должен получать заблаговременно информацию, необходимую для принятия ответственного решения о корректировке траектории (высоты} полета самолета. Это дает возможность современного обхода электрически опасной зоны в слоистых облаках.

Формула изобретения

15 Устройство для оценки электрического состояния атмосферы с самолета, включающее четыре датчика поля ротационного типа, расположенные в точках пересечения ортогональных электрически нейтральных плоскостей самолета, параллельных измеряемым составляющим поля атмосферы, причем два датчика поля расположены вдоль вертикальной составляющей поля атмосферы, и четыре измерительных канала, содержащих последовательно соединенные усилитель низ25 кой частоты, вход которого подсоединен к входу соответствующего датчика поля, синхронный детектор и фильтр низкой частоты, выход которого подключен к соответствук>щему входу первого решающего блока, а выход опорного генератора датчика поля под30 соединен к второму входу синхронного детектора соответствующего измерительного канала, отличающееся тем, что, с целью оперативного определения электрически опасных для самолета зон, введены второй решающий блок, включающий последова35 тельно соединенные блок взвешивания, вход которого подключен к выходу. решающего блока, блок возведения в квадрат, первый сумматор, блок извлечения квадратного корня, второй сумматор и блок сравнения, выход которого подключен к входу введенного индикаторного блока, а второй выход блока взвешивания подключен к второму входу второго сумматора.

1483401 з(г)

2 g фцг. 2

Составитель П. Савельев

Р . акто М. Андрушенко Техред И. Верес Ко екто Л. Пилипенко

К рр

Ти аж 7!3 Подписное

Заказ 2827/43 ираж и отк ытиям и и ГКНТ СССР

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

П . нно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, у . р л. Гага ина, !О! роизводственно-из а