Устройство для определения характеристик ветра

 

Изобретение относится к бортовым авиацйЬШйМ средствам метеорологического обеспечения полетов, а именно к приборам для определения скорости ветра. Сущность изобретения: устройство дополнительно снабжено задатчиком условий посадки 5, состоящим из четырех задатчйков кодов, наименования аэропорта 6. вертикального температурного градиента 7. сезона 8 и времени суток 9. Задатчики кодов и эадатчик скорости ветра у земной поверхности и соответственно подсоединены к блокам хранения параметра ветра, которые через блок выбора максимума 14 и цифроаналоговый преобразователь 16 подсоединены к вычислителю , который также соединен с задатчиком высоты 3 и задатчиком скорости ветра у земной поверхности. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (II) (sI)s G 01 P 1/00, G 01 С 21/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ (ГОСПАТЕНТ CCCP) ВЩВЩЯф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ виюйетинл

ВЕДОМСТВО СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4896229/10 (22) 27,12.90 (46) 23.01.93. Б(ол. М 3 (71) Академия гражданской авиации (72) H.É.Cóx)e( (56) Заявка Франции N. 23341 10, кл. G 01 Р 5/00, 1975, Патент Великобританйи М 2094006, кл. G 06 С 7/00, 1982;

Патент США М 4043194, кл, G 01 С 21/00, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК ВЕТРА (57) Изобретение относится к бортовым авиациоНййм средствам метеорологического

2 обесйечения полетов, а именно к приборам для определения скорости ветра. Сущность изобретения: устройство дополнительно снабжено задатчиком условий посадки 5, состоящим из четырех задатчиков кодов, наименования аэропорта 6; вертикального температурного градиента 7, сезона 8 и времени суток 9. Задатчики кодов и задатчик скорости ветра у земной поверхности и соответственно подсоединены к блокам хранения параметра ветра, которые через блок выбора максимума 14 и цифроаналоговый преобразователь 16 подсоединены к вычислителю, который также соединен с задатчиком высоты 3 и задатчиком скорости ветра у земной поверхности. 5 ил.

1789931

Изобретение относится к бортовым авиационным средствам" метеорологического обеспечения пролетов, а именно к приборам для определения скорости ветра, Известно устройство (система) быстрого обнаружения порывов ветра, содержащее вычитающее устройство скорости снижения и индикаторной скорости, дифференциатор, вйчйтэющуВ цепь углов наклона траектории„усилитель и компаратор. 10

Известно также устройство (система) обнаружения и предуйреждения о порывах ветра, содержащее вычитающее устройство тяги и лобового сопротивления, блоки деления и умножения, устройство сравнения 15 фактического и потенциального углов наклона траектории, Недостатком известных устройств является то, что скорость ветра определяется только в момент попадания воздушного судна под действие данного 20 ветра.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбрайное в качестве прототипа устройство (система) сигнализации появления ветрово- 25 го сдвига, содержащее указатель, соединенный с вычислителем, входы которого связаны с эадатчиком высоты, задатчиком скорости ветра у земли, датчиком воздушной скорости и устройством счисления пути. 30

Устройство предназначено для определения и возможного сравнения скорости ветра вблизи самолета и в точке посадки или взлета, т.е, у земли. Недостатком известного устройства является невозможность про- 35 гноэирования на борту ВС скорости ветра на любой заранее заданной высоте пограничного слоя атмосферы при посадке или взлете воздушного судна, когда скорость ветра у земли известна. 40

Цель изобретения — повышение информативности за счет обеспечения возможности прогнозирования скорости .ветра на произвольных высотах пограничного слоя атмосферы с учетом сложившейся метеооб- 45 становки s конкретйом аэропорту, Указанная цель достигается тем, что устройство для прогнозирования скоростй ветра, содержащее указатель, соединенный . с вычислителем, входы которого связаны с 50 ээдатчиком высоты, задатчиком скорости ветра у земли, снабжено задатчиком усло- вий посадки, состоящим иэ четырех задатчиков кодов, с помощью которых соответственно задаются код наименова- 55 ния аэропорта, код вертикального температурного градиента, код сезона и код времени суток; выходы которых соединены с блоками хранения параметра ветра, причем выход задатчика скорости ветра связан с аналого-цифровым преобразователем, вы- ход которого соединен со входом одного из блоков хранения параметра ветра, при этом выходы блоков хранения связаны с блоком выбора максимума, выход которого связан с цифроаналоговым преобразователем, соединеннь1м с вычислителем, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для прогнозирования скорости ветра; нэ фиг. 2 — 4 представлены графики значений параметра ветра, например, для аэропорта города Киев в зависимости от вертикального градиента температуры, времени суток (для холодного сезона) и скорости ветра у земли; на фиг,5 изображена принципиальная схема указателя и его связь с вычислителем и задэтчиком скорости ветра у земли, Устройство для прогнозирования скорости ветра (фиг.1) содержит указатель скорости ветра у земли и на заданной высоте 1, вычислитель 2, задатчик высоты 3, задатчик скорости ветра у земли 4, задатчик условий посадки 5, состоящий из задатчика кода наименования аэропорта 6, задатчика кода вертикального температурного градиента 7, задатчика кода сезона 8, задатчика кода времени суток 9, Выходы данных задатчиков соединены с блоком памяти 1.0, а именно с его блоками хранения параметра ветра

11, 12, 13, связанными с блоком выбора максимума 14. Выход задатчика скорости ветра у земли 4 соединен с аналого-цифровым преобразователем 15, который связан с блоком хранения 13, Выход блока выбора максимума 14 соединен с цифра-аналоговым преобразователем 16, связанным со входбм вычислителя 2.

Устройство работает. следующим образом. Скорость ветра на высоте определяется (прогнозируется) в соответствии с формулой (1)

vs= v1o(— )", (1)

Z .п1

10 где v>o и ч — скорости ветра на высотах 10 м и z метров соответственно; m — параметр ветра. Значение скорости ветра принимается в качестве скорости ветра у земли. ДаннОе значение экипажа получает по УКВ радиоканалу r10 линии связи "земля-борт", Значения параметра ветра различны для каждого аэропорта; т.е. конкретного географического пункта. Применительно к конкретному аэропорту они определяются следующей совокупностью параметров; вертикальный температурный градиент, сезон и время суток. Такое определение осуществляется в результате многолетних наблюдений и обработки соответствующего статистического материала. В качестве при1789931 мера на фиг. 2 — 4 показаны кривые значе- ляется наибольшее m. которое поступает в ний параметра m для аэропорта r.Êèåâ, Сле- вычислитель 2 для расчета в соответствии с дует отметить, что только при задании всех формулой (1). Блок выбора максимума предперечисленных параметров, а именно наи- ставляет собой схему, состоящую из трех менования аэропорта, вертикального тем- 5 сумматоров-вычитателей, с помощью котопературного градиента, сезона и времени рых осуществляется последовательное посуток, можно решать задачу по дальнейшей парное сравнение четырех значений m. To выборке m и прогнозированию скорости есть на вход одного сумматора-вычитателя ветра, В соответствии с формулой (1) для подается любая пара значений m, на вход прогнозирования на борту ВС скорости вет- 10 другого — оставшаяся пара. Затем большие ра ч необходимо иметь значения vip z u m. числа из каждой пары подаются на вход

Значение скорости ветра у земли, получен- третьего сумматора-вычислителя, где и опное экипажем по радиосвязи, задается на ределяется итоговое максимальное значезадатчике 4, Данный задатчик представляет ние, Код данного значения преобразуется с собой кремельеру {см. фиг.5), поворот кото- 15 помощью цифроаналогового преобразовароймеханическипередается настрелкуука- теля в напряжение, подаваемое в вычислизателя в виде напряжения 0з подается в тель 2, вычислитель 2 и на аналого-цифровой пре- На фиг.5 представлена принципиальобразователь 15, с выхода которого выдает- ная схема указателя и показана его связь с ся двоичный код, необходимый для 20 вычислителем 2 и задатчиком скорости 4, формирования адреса параметра m, храня- Указатель представляет собой прибор, щегося в блоке 13, Требуемая высота, на состоящий издвух каналов: каналаотработкоторой необходимо иметь прогностиче-, ки и индикации прогнозируемого значения ское значенйе скорости ветра, устанавлива- скорости ветра v< и канала ввода скорости ется экипажем с пОмощью задатчика 3. 25 ветрауземлич о. Работа каналаскоростич

Конструкция данного задатчика аналогична основана на преобразовании электрическозадатчику4, т,е. механический поворот кре- го сигнала. пропорцйонального ч,, в меха- мальеры перемещает щетку потенциомет- ническое перемещение стрелки отсчетного ра, и в вйчислитель 2 подается напряжение, устройства указателя с помощью следящей пропорциональное z. Для выбора значения 30 системы, работающей по принципу самопараметра m с учетом сложившейся метеоб- уравновешивающегося моста. Электричестановки в койкретном аэропорту на задат- ский сигнал, пропорциональный скорости чике условий посадки 5 задаются с ч, поступает из вычислителя 2 в указатель помощью задатчика 6 код наименования в виде напряжения U>. В указателе это нааэропорта, задатчика 7-.код вертикального 35 пряжение сравнивается с напряжением Uz, температурного градиента (определяется снимаемым с диагонали вг мостовой схемы. экипажем на борту исходя из значения тем- К диагонали аб этой мостовой схемы подвопературы воздухауземли и на данной высо- дится опорное напряжение 4Г . Напряже. те), задатчика 8- код сезона, задатчика 9 — ние, подаваемое на вход усилителя 17, код времени суток. Задатчик кодов 6-9 пред- 40 равно разности напряжений U< и Uz, т.е. ставляют собой наборы тумблеров, каждый U x=U1-Uz. В установившемся режиме наиз которых имеет два положения, соответ- пряжения U> и Uz равны, следовательно, ствующиедвоичным значениям О или 1, Вы- 0 =0. В случае изменения на задатчике 3 ходы задатчиков 6-9 связаны с требуемойвысоты полета,вычислитель2песоответствующимиблоками хранения пара- 45 ресчитывает значение ч и с выхода усилиметра ветра 11-13, причем выход задатчика . теля 17 на управляющую обмотку двигателя

6 связан со всеми блоками хранения. Блоки 18 поступает напряжение. Двигатель через

14-13 представляют собой постоянные за- редуктор 19 будет перемещать щетку потенпоминающие устройства (ПЗУ). Код адреса циометра 20 в направлении выравнивания необходимого параметра m; поступающий в 50 напряжения Uz c напряжением V>. Одновререгистр адреса ПЗУ, формируется по мето- менно двигатель перемещает стрелку 21 отду относительной адресации, т.е. является счетного устройства 22. Ввод скорости v>p составйым из двух кодов, подаваемых — no осуществляется поворотом рукоятки 4, расвходам каждого ПЗУ. При этом код наиме- положенной на лицевой стороне прибора. нования аэропорта поступает на все блоки 55 Поворот рукоятки через редуктор 23 передахранения; Таким образом из каждого блока ется на щетку потенциометра 24 и одноврехранения выбирается одно необходимое менно на стрелку 25. С потенциометра 24 значение е. Для обеспечения безопасности снимается напряжение Оз, пропорциополета в расчете на худший случай с по- нальное vip, которое поступает в вычисмощью блока выбора максимума 14 опреде- л ител ь 2. Прогностический расчет

1789931 скорости ветра на заданной высоте в погра- . гнозируемых значений скорости ветра на ничном слое атмосферы согласно формулы заданной высоте взлета или посадки в кон{1)показал85 совпадения расчетныхвели-. кретном аэропорту позволит выбрать прачинсфактическимизначенияминапримере вильный способ пилотирования и прежде конкретного аэропорта. Соответствующая 5 всего, режим работы двигателей, или приреализация данной формулы в макете заяв- нять правильное решение о продолжении ляемого устройства подтвердила физиче-: посадки или взлета, что, в конечном итоге, скую возможность построения устройства. прйведет к повышению безопасности полеЗнайие экипажем воздушного судна про- тов.

Формула изобретения 15 ственно с задатчиком кода наименования

Устройство для определения характери-, аэропорта и эадатчикбм «ода сезона, третьи стик ветра; содержащее задатчик высоты и входы первого и второго блоков хранения задатчик скорости ветра, измеренной у зем- . параметров ветра подключены соответстной поверхности, соединейные через вы- ." венно к. восходам задатчикбв кода времейи числитель с блоком индйкации, о т л и ч а ю- 20 суток и кода вертикального температурного щ е е с я тем, чт повышения градиента,атретий входтретьегоблокахраинформа ивности за счет обеспечения воз- нения параметра -ветра Йодключен через можности nрогнозирования скорости ветра: введенный аналого-цифровай преобразована произвольных высотах, оно снабжено тель к выходу задатчйка скорости ветра у блоком задатчйков условий посадки с задет- 25 земной поверхности, при этом выходы блочиками кода наименовайия аэропорта, кода ков хранения параметров ветра подключевертикального температурного градиента, ны к вычислителю через введейные кода сезона и кода времени суток и тремя последовательно сбединенные блок выбора блоками хранения параметра ветра, первые максимума и цифроаналоговый преобразои вторые входы кОторых соединены соответ- 30 ватель, 0,6

178Q933. 1789931

Составйтель С.Юмашев

Техред М.Моргентал - Корректор АМотыль

Редактор Т,Шагова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 347 Тираж ... -; . " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5